Kernfusionstechnologie
Es klingt verlockend und vielversprechend:
Zwei leichte Atomkerne verschmelzen zu einem größeren und setzen dabei eine gewaltige Menge Energie frei. Das ist das Prinzip der Kernfusion, das unserer Sonne und all den Sternen da draußen zu Grunde liegt. Diese Kernreaktion technisch nachzuahmen ist derzeit Gegenstand intensiver Forschungen.
Denn wenn es gelingen sollte, stünde uns eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle zur Verfügung, die unschlagbare Vorteile hätte:
- Es gibt de facto keine schädlichen Emissionen – also auch keine Treibhausgase.
- Folgenschwere Reaktorunfälle – wie bei „herkömmlichen“ Atomkraftwerken – sind unmöglich, da es zu keiner unkontrollierten Überhitzung kommen kann (im schlimmsten Fall kühlt das Plasma sofort ab, und die Kernreaktion kommt zum Erliegen).
- Es fällt kein langlebiges, radioaktives Material an, weshalb es keine Endlagerungsproblematik gibt (um korrekt zu sein: Es gäbe zwar radioaktive Abfälle, doch weit weniger als bei der Kernspaltung. Diese haben nach etwa hundert Jahren „ausgestrahlt“ und ließen sich sogar recyceln).
Warum diese Technologie dennoch nach wie vor auf sich warten lässt, hat vor allem technische Gründe. Denn es gibt noch ein paar Hürden zu überwinden:
- Um die Fusionsreaktion in Gang zu kriegen, braucht es ein Gasgemisch (das „Plasma“), das richtig hoch – sehr hoch – erhitzt werden muss. 100 Millionen Grad sind es bei der Brennstoffvariante der Elemente Deuterium-Tritium – andere Brennstoffkombinationen brauchen sogar noch viel mehr. Doch das ist nicht das eigentliche Problem. Vielmehr ist es äußerst schwierig, solch ein ultraheißes Plasma auch längere Zeit stabil zu halten, ohne dass es sofort wieder abkühlt. Derzeit wird vor allem an der Generierung starker Magnetfelder geforscht, die den Einschluss des Plasmas gewährleisten sollen. Es gibt aber auch einige andere Ideen, denen mittlerweile intensiv nachgegangen wird.
- Bei gewissen Brennstoffkombinationen (wie Deuterium-Tritium) entstehen Neutronen, die nach und nach den Mantel der Reaktorkammer beschädigen. Dieser müsste etwa alle zwei Jahre ausgetauscht werden, was die Sache aufwändig und kostenintensiv macht. Bei anderen Ausgangselementen gibt es dieses Problem nicht, dafür sind beispielsweise noch viel höhere Temperaturen nötig.
Was optimistisch stimmt: In den letzten Jahren ist eine Art Forschungsdynamik entstanden, die mit jener der vergangenen Jahrzehnte auf diesem Gebiet nicht mehr vergleichbar ist. Leidensdruck und politischer Wille nehmen angesichts des Klimawandels offenbar nun deutlich zu.
Neben den großen internationalen Projekten wie dem Versuchsreaktor ITER (um nur einen zu nennen), gibt es mittlerweile eine Menge ambitionierter Privatunternehmen bzw. Start-ups, die eifrig und ambitioniert nach alternativen Lösungsmöglichkeiten suchen. Und sie scheinen dabei beachtliche Fortschritte zu machen. Es ist also spannender als je zuvor.
Bis es möglicherweise einen Durchbruch gibt, dient in Credara – Der verborgene Planet jedoch das Wundermaterial Crualadium als Lösungshilfe für alle Hürden: Es liefert Laser zur effektiven Plasmaaufheizung, stellt das Material für eine unverwüstliche Reaktorwand bereit und erlaubt die Generierung leistungsstarker Magnetfelder auf engstem Raum, um das Plasma stabil zu halten. Es lebe die Fiction…
Quellen:
- Wikipedia
- Lars Jaeger: „Neues von der Kernfusion“, Artikel vom 21. 10. 2019 auf www.heise.de
- Julian Olk: „Strom aus Kernfusion soll die Energiewelt revolutionieren“, Artikel vom 14. 1. 2019 auf www.handelsblatt.com