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Fusionsofen als neue Energiequelle

Physik. - Am Münchner Max-Planck-Institut für Plasmaphysik wird gefeiert. Das Institut besteht genau 40 Jahre. In den vergangenen zehn Jahren beschäftigten sich die Physiker dort auch mit einer Energietechnik der Zukunft, den so genannten Fusionsöfen. Sie erzeugen Energie nach dem gleichen Prinzip wie die Sonne: durch Kernfusion.

    Ihrem Ziel sind die Wissenschaftler in den vergangenen Jahren deutlich näher gekommen, sagt Professor Alexander Bradshaw vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching: "Wir als Fusionsforscher stellen fest, dass es kurz vor dem Ende des 20. Jahrhunderts gelungen ist, die Machbarkeit der Kernfusion zu beweisen, indem man in zwei, drei Anlagen weltweit eine erhebliche Leistung durch die Fusionsreaktion experimentell nachgewiesen hat." Die Kernfusionsanlage in JET bei Oxford hat bereits fast so viel Energie geliefert, wie die Forscher hineinstecken mussten, um das so genannte Plasma aufzuheizen.

    Ein Plasma ist eine Art verdünntes Gas aus elektrisch geladenen Teilchen und der Materiezustand, bei dem eine Kernfusion möglich ist. Bei Temperaturen von mehreren 100 Millionen Grad kann man ein Plasma nur durch Magnetfelder einschließen. Dafür gibt es zwei Techniken: die Tokamaks, bei denen ein Teil des Magnetfelds durch einen Strom im Inneren des Plasmas erzeugt wird, und die so genannten Stellaratoren, deren Magnetfeld nur von außen angelegt wird. Für einen möglichen Betrieb als Kraftwerk hat ein Stellarator einen entscheidenden Vorteil, sagt Professor Friedrich Wagner: "Eignung für den Dauerbetrieb. Ein Stellarator würde, wenn er später einmal als Kraftwerk funktioniert, automatisch ein Kraftwerk für den Dauerbetrieb sein. Der Tokomak braucht zusätzliche wissenschaftliche und technische Entwicklungen, damit er diese Ziel auch erreicht."

    Doch der nächstgrößere experimentelle Reaktor namens ITER wird ein Tokamak sein. Mit supraleitenden Magnetspulen soll es damit gelingen, das Plasma wirklich zum Brennen zu bringen und zehn bis 20 Mal mehr Energie zu gewinnen als man hineinsteckt. Eine Viertelstunde Betriebszeit am Stück peilen die Physiker an. Unter dem Namen DEMO soll dann die nächste Stufe der Fusionsreaktoren starten. DEMO wird nicht mehr ausschließlich eine Forschungsanlage sein wie ITER, sondern ein Demonstrationskraftwerk, das seinen Strom ins Netz einspeist. Mindestens ein halbes Gigawatt Leistung soll es liefern, so viel wie ein mittlerer Kernkraftwerksblock. DEMO könnte frühestens um das Jahr 2025 gebaut werden. Der Bau der Anlage und der Demonstrationsbetrieb würden weitere zwei Jahrzehnte dauern.

    [Quelle: Hellmuth Nordwig]