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Kernfusion Energiequelle der Zukunft oder Milliardengrab?

Die Sonne ist das Vorbild: ein riesiger Kernfusionsreaktor, in dem eine gigantische Menge an Energie freigesetzt wird. Dieses "Sonnenfeuer" wollen Wissenschaftler auf die Erde holen. Saubere und sichere Energie durch Kernfusion - ist das möglich?

Stand: 01.10.2014

Ein Film von Angelika Lizius

Was ist eine Kernfusion?

Bei einer Kernfusion, verbinden sich Wasserstoffatome miteinander zu Helium. Dabei wird Energie frei. Die Wasserstoffatome fusionieren aber nicht freiwillig, denn die Atomkerne stoßen sich ab. Deshalb sind Temperaturen von bis zu 100 Millionen Grad Celsius im Fusionsreaktor notwendig - mehr als sechs mal so viel wie im Inneren der Sonne.

Was reizt Forscher an Kernfusionen?

Prof. Hartmut Zohm vom Max-Planck-Institut Garching bei München lenkt mit einem Magneten den Plasmastrom.

Wissenschaftler träumen seit Jahren davon, mit der Kernfusion umweltverträglich, "sauberen" Strom zu produzieren, um damit den steigenden Energiebedarf der Erde zu decken. Befürworter der Kernfusion argumentieren, dass dabei keine Treibhausgase freigesetzt werden. Der Brennstoff - schwerer Wasserstoff - ist billig und zu einem Super GAU, wie bei der Kernfusion kann es nicht kommen, da der Fusionsprozess im Störfall einfach aufhört.

"Wenn man keine Fragen hat, kann man keine Wissenschaft machen."

Jürgen Nührenberg, Max-Planck-Institut Greifswald

Wo soll die Kernfusion stattfinden?

Supraleitende Modellspule des Experimentalreaktors Iter. [Bild: 28.6.2005]

Noch gibt es kein Fusionskraftwerk, in dem Strom produziert wird. Im Süden Frankreichs, bei St. Paul Lès Durance, wird aber derzeit der größte Fusionsreaktor der Welt gebaut: Iter. 2018 soll die Anlage, an der die ganze Welt zusammenarbeitet, fertig sein und erstmals beweisen, dass man beim Fusionsprozess Energie gewinnen kann: zehnmal soviel Energie wollen die Wissenschaftler herausholen, wie für den Fusionsprozess benötigt wird. Iter soll 15 Milliarden Euro kosten, knapp die Hälfte davon kommt aus der EU.

Lohnt sich der Aufwand?

Stellarator im Max-Planck-Institut Greifswald, mit dem man Wasserstoffatome kontrolliert fusionieren will.

Die Erforschung der Kernfusion und der Bau von Fusionsreaktorenen ist aufwändig und teuer. Allerdings könnte Energie aus Kernfusion auch eines Tages eine der dringlichsten Fragen der Menschheit lösen. Nämlich die, wie wir in Zukunft ohne fossile Brennstoffe unseren Energiebedarf decken können.

Ganz ohne radioaktive Strahlung geht es allerdings auch bei der Kernfusion nicht: Beim Beschuss der Plasmawand werden Wand-Bestandteile in radioaktive Isotope umgewandelt. Zudem ist einer der Brennstoffe, das Tritium, radioaktiv. Die Strahlung, die dabei entsteht, hat aber eine weit geringere Halbwertszeit als Strahlung, die bei Kernspaltungen entsteht.

Noch gibt es viele offene Fragen:

  • Gelingt es wirklich, mehr Energie herauszuholen, als man in den Fusionsprozess hineinsteckt?
  • Wird es gelingen, in einem Fusionskraftwerk einen Plasmastrom dauerhaft am Brennen zu halten?
  • Und wird man ein Material für die Innenwand des Plasmagefäßes finden, das den enormen Belastungen standhält?

Wie eine Kernfusion abläuft

Bei der Fusion von schwerem Wasserstoff, Deuterium und Tritium, entsteht Helium. Dabei bleibt ein Teilchen, ein sogenanntes Neutron, übrig. Weil es nicht elektrisch geladen ist, verlässt es den magnetischen Käfig, und prasselt gegen die Reaktorwand. Durch diesen Neutronenbeschuss wird die Wand des Plasmagefäßes aufgeheizt. Diese Wärme wird abgezogen und in Dampf umgewandelt. Der Dampf kommt in die Dampfturbine, die Dampfturbine betreibt den Generator - und so produziert man Strom.


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