Kernfusion in Greifswald: Etwas Sonne abbekommen

Die Sonne schenkt uns die Energie, die wir brauchen. Als Energiequelle nutzen wir sie heute durch Kollektoren. Die Kernfusion soll die Prozesse der Sonne auf die Erde bringen. Die Testanlage Wendelstein 7-X wurde nun mit Begeisterung in Greifswald in Betrieb genommen und bringt Forscherherzen zum Schmelzen. Aber die Anlage wirft auch Kritik an der Energiequelle auf.

von Matthias Epkes
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Datum: 23.12.2015 16:58


Wenn man sich anschaut und anhört, was die Forscher des Max-Planck-Instituts mit der Kernfusionsanlage Wendelstein 7-X errichtet haben, möchte man meinen, man befinde sich im Kino einer Science-Fiction-Vorstellung. In einer übergroßen Halle mit meterdicken Bleiwänden und -toren befindet sich die über 700 Tonnen schwere Anlage, die hauptsächlich aus einem Rohr in Donut-Form besteht. 50 supraleitende, meterhohe Magnetspulen schlängeln sich um die ringförmige Vakuumkammer und sind wiederum von einem Kühlsystem und weiteren Stützstrukturen umgeben.

Extreme Bedingungen zerren an Wasserstoffatomen


Noch unglaublicher sind die Prozesse, die im Inneren geschehen, wenn eine Kernfusionsanlage in Betrieb genommen wird – so wie am vergangenen Donnerstag beim Testlauf des Wendelstein 7-X. Im Ringinneren wird ein Vakuum erzeugt, die Magnetspulen werden bis zum absoluten Nullpunkt von -270 Grad Celsius runtergekühlt. Dann wird eine sehr kleine Menge Wasserstoff, in späteren Anlagen auch die schweren Wasserstoffe Deuterium und das radioaktive Tritium, in die Anlage gegeben. Im Erstversuch wurde nur 1 Milligramm Wasserstoff verwendet. Befindet sich das chemische Element im Reaktor, wird es mittels Mikrowellen auf weit mehr als 100 Millionen Grad erhitzt. Durch die enorme Hitze trennen sich Atomkerne und Elektronen und fliegen quasi frei umher – dieser Zustand wird auch als Plasma bezeichnet. Bei der Kernfusion, die mit dem einfachen Wasserstoff noch nicht möglich ist, ist es nun das Ziel, dass die Atomkerne im Plasma fusionieren und zu einem neuen werden. Das klingt im Prinzip einfach, allerdings sind Atomkerne immer positiv geladen und stoßen sich ab. Durch die gelungene Fusion wird Energie frei. Als Endprodukt entstehen dabei Helium und Neutronen.
Der Fusionsprozess findet auch auf der Sonne statt und ist der Grund für die enorme Energie, die von ihr ausgeht. Die Kernfusion hier bei uns auf der Erde steckt noch in den Kinderschuhen, was vor allem an den extremen Bedingungen liegt, die geschaffen werden müssen. Bekannt ist vor allem das Großprojekt ITER, das seit 2007 in Südfrankreich gebaut wird. In die Schlagzeilen ist ITER durch die enormen Kosten von 17 Milliarden Euro und den immer wieder verschobenen Startterminen gekommen.

Kernfusion: kaum absehbare Wirtschaftlichkeit


Aber ITER, bei dem es sich um einen etwas anderen Reaktortyp handelt, und die Kernfusion im Allgemeinen offenbaren dabei genau die Schwächen und Risiken dieser Energiequelle. Zwar gibt es – anders als bei der Kernspaltung – weder die Gefahr von einem Super-GAU noch die langlebigen radioaktiven Abfälle, doch ob und wann Kernfusionsreaktoren überhaupt einmal wirtschaftlich eingesetzt werden können, steht im wahrsten Sinne in den Sternen. Selbst Befürworter können nicht sicher sagen, wann Fusionsreaktoren als Energiequelle dienen könnten. Allein die Grundlagenforschung durch ITER und darauf aufbauenden Forschungsprojekten sowie aktuell auch Wendelstein 7-X verschlingen bereits jetzt Milliarden – ohne eine Nennleistung zu erbringen. Deshalb fordern viele den Blick mehr auf die Erneuerbaren Energien zu richten. Allein Deutschland produzierte 2014 eine Leistung von fast 100 Gigawatt durch regenerative Energiequellen. Da Forscher bei Kernfusion erst zum Ende des Jahrhunderts von einer wirtschaftlichen Bedeutung sprechen, mag man sich kaum ausmalen, wie weit dann bereits die Erneuerbaren Energien sein werden.

Quellen:
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
Spiegel
ndr.de
Frankfurter Rundschau