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Mittwoch, 01.06.2016
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Mit Iter zum magischen "break-even-point"

Ohne Effektivität kein Fusionskraftwerk

Für die Fusionsforscher ist es klar: Fusion ist die Energiequelle der Zukunft. Nur in der Frage wann diese Zukunft eintreten wird und wie genau sie aussieht, sind die Aussagen weitaus weniger eindeutig. Denn noch gibt es ein Haupthindernis auf dem Weg zum kommerziellen Fusionskraftwerk, das fast unbegrenzt und mit minimalen Brennstoffverbrauch Energie für alle produziert: die Energie. Die Zündung des Plasmas gleicht dem Versuch, ein nasses Streichholz anzuzünden - um die Reaktion in Gang zu bringen, ist erst einmal ein enormer Energieaufwand nötig.

Innenansicht des JET-Torus

Innenansicht des JET-Torus

Und genau hier beginnen die Probleme. Schon seit den 70er Jahren arbeiten die Fusionsforscher daran, sich langsam an den magischen "break-even-point" heranzutasten - den Punkt, an dem durch die Verschmelzung der Atomkerne genauso viel Energie entsteht, wie für das Aufheizen des Plasmas hineingesteckt werden muss. Bisher ist es einigen Versuchsanlagen weltweit zwar gelungen, diesen Punkt zu erreichen, aber immer nur für extrem kurze Augenblicke. Selbst der Erfolgsreaktor JET schafft es bei einer Fusionsleistung von 16 Megawatt gerade einmal, 65 Prozent der aufgewendeten Heizenergie auszugleichen. Als weltweit größte Versuchsanlage soll er Wissenschaftlern die Möglichkeit geben, Plasma in der Nähe von Zündungsbedingungen und des magischen "break-even-points" zu untersuchen. Sie erhoffen sich davon wertvolle Erkenntnisse für den Bau und die Planung von effektiveren Reaktormodellen.

Effektiv kann ein Fusionsreaktor auf Dauer nur sein, wenn nach der Zündung die Energieproduktion den Energiebedarf für das Heizen nicht nur ausgleicht sondern übertrifft, also weit jenseits des "break-even-points" liegt. Um das allerdings zu erreichen, muss eine solche Anlage gewaltige Dimensionen haben, weit über denen jedes bestehenden Reaktors. Was keine der gegenwärtigen Anlagen schafft, erhoffen sich die Plasmaphysiker daher von ITER, dem geplanten Internationalen Thermonuklearen Experimental Reaktor.

ITER-Aufbau Schema

ITER-Aufbau Schema

Der nach dem Tokamak-Prinzip funktionierende Reaktor sollte eigentlich ein so heißes und dichtes Plasma produzieren, dass es zünden und die Fusionsreaktion im Plasmainneren quasi wie von selbst weiter laufen würde. Doch wegen Geldmangel und Sparzwängen der beteiligten Regierungen und Projektpartner musste ITER abgespeckt werden. Die etwas kleinere "Sparvariante" wird zwar immer noch mehr als 13 Milliarden Mark verschlingen, kommt dafür aber nicht mehr ohne dauernde Zusatzheizung aus. "Immerhin würde auch diese kleinere Maschine bereits zehnmal mehr Energie liefern, als an Heizenergie aufgewendet werden muss.", erläutert Prof. Samm, Direktor am Institut für Plasmaphysik in Jülich.

Dass dies tatsächlich so funktioniert, ist für die Zukunft der Fusionsenergie von entscheidender Bedeutung: Gelingt es auch ITER nicht, zu beweisen, dass die Fusion effektiv Strom erzeugen kann und dass die bisherigen technischen Probleme und Hürden gemeistert werden können, rückt die "Energie der Zukunft" in weite Ferne - vielleicht für immer.

Stand 26.03.2000