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03.02.2015

11:46 Uhr

Energietechnik

Der lange Weg zur Kernfusion

Nahezu unerschöpflicher Strom, kaum Umweltbelastungen – das sind die großen Versprechen der zivilen Kernfusion. Kritiker der Technik sehen in der Kernfusion dagegen vor allem eine gewaltige Geldvernichtungsmaschine.

Modell des geplanten Forschungsreaktor ITER in Südfrankreich. Die Anlage zur Erforschung der Kernfusion, die nach derzeitigem Planungsstand 2020 die Arbeit aufnehmen soll, ist wegen der hohen Kosten umstritten. ap

Modell des geplanten Forschungsreaktor ITER in Südfrankreich. Die Anlage zur Erforschung der Kernfusion, die nach derzeitigem Planungsstand 2020 die Arbeit aufnehmen soll, ist wegen der hohen Kosten umstritten.

BerlinEs wäre die Erfüllung eines Menschheitstraums – und eine Energiewende ganz anderer Art. Das Feuer der Sonne für billigen, umweltfreundlichen Strom auf der Erde zu nutzen – daran forschen Physiker seit Jahrzehnten. Die zivile Kernfusion hätte das Zeug, die Wirtschaft ähnlich stark umzukrempeln wie die erneuerbaren Energien.

Vor kurzem meldete der US-Konzern Lockheed Martin, die Konstruktion des dafür nötigen Reaktors stehe schon bald vor einem Durchbruch. Der US-Rüstungsriese hatte über ein Projekt seines Labors „Skunk Works“ berichtet, bei dem das Modell einer kompakten Fusionsanlage entstand. Sie soll 100 Megawatt leisten – genug für die Versorgung Zehntausender Haushalte – und bereits in zehn Jahren marktreif sein.

Was ist die Kernfusion?

Vorbild Sonne

Aus der Kernfusion speisen Sterne wie unsere Sonne ihren gewaltigen Energieausstoß. Dabei verschmelzen im Inneren des Sterns kleine zu größeren Atomkernen, in der Regel Wasserstoff zu Helium. Solche Prozesse sind nur bei unvorstellbar hohem Druck in einem etwa hundert Millionen Grad heißen sogenannten Plasma möglich.

Wasserstoffbombe

Die Fusion ist die Umkehrung der Kernspaltung, die in Atomkraftwerken oder -bomben abläuft und ebenfalls große Energien freisetzt. Die Fusionsenergie ist aber meist noch um ein Vielfaches höher, was sich etwa an der Zerstörungskraft von Wasserstoffbomben zeigt, die auf dem Prinzip der Kernfusion beruhen.

Zivile Nutzung

Ziel der zivilen Fusionsforschung ist es, die Kernfusion wirtschaftlich nutzbar zu machen. Unter irdischen Bedingungen verschmelzen am leichtesten die Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium. Dabei entsteht ein Helium-Kern, darüber hinaus werden ein Neutron sowie große Mengen Energie frei. Ein Gramm Brennstoff könnte in einem Kraftwerk bis zu 90.000 Kilowattstunden an Energie erzeugen – die Verbrennungswärme von rund 11 Tonnen Kohle.

Ungelöste Probleme

Die Chancen der Technik sind groß: Verglichen mit Spaltungsreaktoren herkömmlicher Kernkraftwerke fallen in Fusionsreaktoren geringere Mengen an Radioaktivität an, Katastrophen durch unkontrollierte Kettenreaktionen sind ausgeschlossen. Eines der noch ungelösten Probleme ist aber, dass für die Aufheizung des Plasmas noch viel mehr Energie von außen aufgewendet werden muss, als das Fusionsfeuer selbst liefern kann.

Doch viele Experten äußerten schnell ihre Skepsis gegenüber dieser allzu vollmundigen Ankündigung. „Ich bin sehr erstaunt gewesen über diese Zahlen“, sagt etwa Hartmut Zohm vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching über das Konzept von Lockheed. „Wenn es so ist, wie wir es sehen, ist das eher eine Kombination aus zwei Konzepten, die schon alt sind.“

Tatsächlich sind die Schwierigkeiten auf dem Weg zur Kernfusion längst noch nicht überwunden. Die meisten Wissenschaftler gehen davon aus, dass es noch bis zu 50 Jahre dauern könnte, bis die Kernfusion als Energiequelle marktreif ist.

Das Hauptproblem aus wirtschaftlicher Sicht: Noch ist es nicht gelungen, einen Reaktor zu bauen, der mehr Energie erzeugt, als zum Heizen des ultraheißen Plasmas hineingesteckt werden muss. Anders wäre ein Kraftwerk völlig unrentabel

Lockheed wollte die Entwicklung nicht näher kommentieren, betonte aber in einem Papier, „seine Ressourcen (zu nutzen), um eine praktikable, nachhaltige Quelle unendlicher Energie zu entwickeln“. Es gebe Patentanmeldungen.

Kommentare (2)

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Herr Wolfgang Wüst

03.02.2015, 12:32 Uhr

Als ich 1979 mein Abi gemacht habe, hiess es bereits: "In 20-25 Jahren haben wir die Kernfusion!" Schön, seither sind über 35 Jahre vergangen und die Kernfusion ist in weiter Ferne.
Überhaupt gibt es seither mehr Pseudo-Fortschritt, als wirklich bahnbrechende Neuerungen. Mein alter Passat, Bj 72, damals noch mit 55PS hat sich zwar PS-mäßig schwer nach oben geschafft, aber immer noch fahren wir auf maroden Straßen und schaffen mit Glück 120 km/h Durchschnittsgeschwindigkeit.
Ich betrachte Voraussagen zu technischen Entwicklungen inzwischen äußerst skeptisch.

Herr Holger Narrog

03.02.2015, 12:40 Uhr

In Deutschland werden Journalisten offensichtlich aufgrund der linientreuen linken Ideologie und der Festigkeit des ökologischen Glaubens eingestellt. Sachkenntnisse, oder gründliche Recherche sind wohl eher hinderlich.

Die Aussage des Artikels: "und nur relativ geringe radioaktive Rückstände, deren Aktivität weit rascher abklingt als bei Abfall aus herkömmlichen Spaltungsreaktoren" ist falsch. Kernfusionsreaktoren schaffen im Gegensatz zu Kernspaltreaktoren Radioaktivität.

1. Die heute geplanten/betriebenen Fusionsreaktorkonzepte beruhen auf der D-T Fusion. Tritium kommt in der Natur nur in Spuren vor und muss zunächst in geeigneten Reaktoren erbrütet werden.

2. Die Energiefreisetzung erfolgt bei der Kernfusion im Gegensatz zur Kernspaltung weitestgehend in Form sehr harter, schlecht abschirmbarer Neutronen. Diese Neutronenenergie wird beim Zusammenstoss mit Materie in Wärme verwandelt. Dabei wird das Strukturmaterial und der gesamte Reaktor stark neutronenaktiviert (Ökosprech, verstrahlt?, strahlenverseucht??).

Meine persönliche Ansicht ist, dass die Kernspaltung auch langfristig die vorteilhaftere Alternative gegenüber der Kernfusion ist.

Abwägungen:

1.Die Brennstoffkosten sind in beiden Fällen nahe 0
2.Die Anlagenkosten sind aufgrund der Erfordernisse kosmischer Temperaturen und Drücke beim Kernfusionsreaktor höher
3. Der Atommüll ist in beiden Fällen eher ein religiös empfundenes Problem und wesentlich geringer als beispielsweise bei der sehr umweltschädlichen Solarenergie.

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