Kernfusion - Wann kommen die ersten Reaktoren?
IQ - Wissenschaft und Forschung
Herausforderungen der Materialwissenschaft in der Fusionstechnik
Dieses Kapitel behandelt die Herausforderungen bei der Materialauswahl für Fusionsreaktoren, die extremen Bedingungen standhalten müssen. Außerdem wird die Bedeutung von Tritium und innovative Methoden zu dessen Herstellung während des Reaktorbetriebs angesprochen.
Die Hoffnungen sind groß - auf einen Reaktor, den es noch gar nicht gibt: Noch vor 2040 soll die Kernfusion CO2-freien Strom liefern. In die Entwicklung fließt viel Geld, auch in Start-ups aus Deutschland. Welche Pläne verfolgen sie? Und ist es realistisch, dass in 15 Jahren die ersten Reaktoren ans Netz gehen? Ein Podcast von Frank Grotelüschen. Habt Ihr Feedback? Anregungen? Wir freuen uns, von Euch zu hören: WhatsApp (https://wa.me/491746744240) oder iq@br.de
Credits:
Autor/Sprecher/Technik: Frank Grotelüschen
Redaktion: Hellmuth Nordwig
Unsere GesprächsparnerInnen:
Prof. Thomas Klinger, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Greifswald
Jorrit Lion, Proxima Fusion, München
Milena Roveda, Richard Kembleton, Gauss Fusion, München
Tilo Döppner, Lawrence Livermore National Laboratory, USA
Markus Roth, Focused Energy, Darmstadt
Heike Freund, Marvel Fusion, München
Prof. Christian Linsmeier, Institut für Fusionsforschung, Forschungszentrum Jülich
Reinhard Grünwald, Büro für Technikfolgenabschätzung beim Deutschen Bundestag
Quellen und Tipps zm Weiterlesen
Magnetfusion: Fusionsexperiment Wendelstein 7-X
Laserfusion: National Ignition Facility in den USA
Start-up Magnetfusion: Proxima Fusion
Start-up Magnetfusion: Gauss Fusion
Start-up Laserfusion: Focused Energy
Start-up Laserfusion: Marvel Fusion
Kernfusions-Bericht des Büros für Technikfolgenabschätzung
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Und so klingt diese IQ-Podcast-Folge ....
Vor vielen Jahren hieß es immer, das sei so der halbe Gral der Wissenschaftler. Man forscht seit Jahrzehnten, aber ob da je was kommt, weiß man nicht. Lange gab die Politik in Deutschland wenig auf die Kernfusion.
Doch seit einiger Zeit hat sich die Stimmung gedreht. Auch beim bayerischen Ministerpräsidenten Markus Söder.
Wir sind in einer ganz anderen Situation.
Es hat erste Durchbrüche gegeben, hoffnungsvolle Ermutigungen. Deshalb träumen manche in der Politik nun von einem Fusionsreaktor. Und zwar möglichst bald.
Zum Beispiel Ursula von der Leyen, Präsidentin der Europäischen Kommission.
Wir müssen die Fusionstechnologie voranbringen.
Ein Kraftwerk, das Atomkerne verschmilzt und dadurch Energie erzeugt, CO2-frei und klimaneutral. Ein Reaktor viel sicherer als ein Kernkraftwerk. Sein Atommüll soll nur einige hundert Jahre lang strahlen und nicht Jahrmillionen.
Junge Start-up-Unternehmen behaupten, sie könnten sowas in 15 Jahren bauen, vielleicht schon in 10. Aber wie realistisch ist das? Ich heiße Frank Grotelüschen und bin dieser Frage nachgegangen.
Die Idee ist alt. Seit Jahrzehnten versucht sich die Forschung daran, eine Energiequelle zu finden, die nahezu unerschöpflich ist. Ein Fusionsfeuer ähnlich wie im Inneren der “Sonne.
Doch das ist schwierig, denn um zwei Atomkerne zu verschmelzen, muss man sie sehr, sehr nahe aneinander bringen. Dazu ist eine Anschubenergie nötig, ähnlich wie es zum Kerzen anzünden ein Streichholz braucht. Doch anders als beim Streichholz ist diese Energie bei der Kernfusion enorm groß und deshalb gelangen der Forschung bislang nur kurze, bescheidene Zündfunken.
Doch die wurden in letzter Zeit immer stärker.
Das zeigt, dass es möglich sein kann.
Das ist der grundlegende Bindungsblock für ein Inertie-Konfinanzierungs-Fusion-Kraftschirm.
Dezember 2022. Stolz verkündet Jennifer Granholm, damals Energieministerin der USA, dass der kalifornische Riesenlaser NIF seine erste Fusionsreaktion geschafft hat. Und im Oktober 2023 gelingt am europäischen Versuchsreaktor JET ein Weltrekord.
Im Oktober 3.2023 hat JET einen monumentalen Ergebnis erreicht, um 69 Megajouz von Energie zu erlangen.
Das setzt einen neuen globalen Benchmark für die Forschung der Fusion.
In fünf Sekunden habe JET immerhin so viel Energie erzeugt wie beim Verbrennen von 2 kg Braunkohle. Ein neuer Rekord, berichtet JET-Physiker Ambrogio Fasoli. Und im Januar 2025 gelang es einem chinesischen Experiment, ein heißes Wasserstoffgas eine gute Viertelstunde lang in einem Magnetkäfig im Zaum zu halten.
Ein Fortschritt, auch wenn dabei keine Fusionsenergie entstand. Erfolge, die Fachwelt und “Politik in Aufregung versetzen und jene Start-ups bestätigen, die rund um den Globus an einem Fusionsreaktor tüfteln, nicht zuletzt in Deutschland. Denn nun scheint klar, es gibt zwei Wege zum Ziel.
Die Magnetfusion, bei der heißes Wasserstoffgas in Magnetkäfige eingeschlossen und mit konzentrierten Mikrowellen auf 100 Millionen Grad erhitzt wird. Und die Laserfusion, bei der geballte Lichtblitze kleine Wasserstoffkügelchen zur Fusion bringen.
Die Magnetfusion. Wendelstein 7x in Greifswald.
Das Experiment Wendelstein gilt als einer der Wegbereiter der Magnetfusion. Ein riesen Reifen aus Metall, liegend montiert auf einem soliden Gerüst. Sein Durchmesser 16 Meter.
Innen luftleer gepumpt, außen umschlossen von wuchtigen, tiefgekühlten Magneten. Drumherum Schläuche, Kabel, Aggregate und Edelstahlrohre, die sich um Ecken und Kurven biegen.
Wendelstein 7x ist kein Kraftwerk, sondern das ist noch ein Experiment, eine Großforschungsanlage.
Thomas Klinger, Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Greifswald.
Aber sie soll die technische und wissenschaftliche Basis für ein künftiges Fusionskraftwerk legen.
Die Konstruktion der supraleitenden, mit flüssigem Helium gekühlten Magnete machte allerdings Probleme. Ihre Form ist hochkomplex, gewunden und verdrillt, kein Magnet ist wie der andere. Die Folge, jahrelanger Verzögerungen, erst 2015 konnte Wendelstein an den Start gehen.
Das war die größte Leichtung für mich in der Tat.
...
(Von IQ - Wissenschaft und Forschung: Kernfusion - Wann kommen die ersten Reaktoren?, 15. Apr. 2025)
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