Am 9. Februar 2022 stellten europäische Forscher einen Weltrekord auf: In der Fusionsanlage JET (Joint European Torus) im britischen Culham bei Oxford erzeugten sie mittels Kernfusion 59 Megajoule Energie – genug, um eine 60-Watt-Birne elf Tage leuchten zu lassen. Zuvor hatten bereits Forscher in den USA und China Meilensteine in der Fusionsforschung erreicht. Allerdings: Bislang muss bei dieser Technik stets mehr Energie hineingesteckt werden, als am Ende herauskommt. Was wäre, wenn sich eines Tages aus Kernfusion tatsächlich Energie gewinnen ließe?
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Das Prinzip ist seit rund 100 Jahren bekannt: Zwei Wasserstoff-Atomkerne werden zu einem Helium-Atom verschmolzen. Dabei werden ein Neutron und Energie freigesetzt. Es ist dasselbe Prinzip, nach dem die Sonne und andere Sterne Energie erzeugen. Doch um die beiden Atomkerne zu fusionieren, sind immens hohe Temperaturen und viel Druck notwendig. Beides ließ sich in den Forschungsanlagen bislang nur mit großem Aufwand und für wenige Sekunden herstellen – obwohl seit den Fünfzigerjahren daran gearbeitet wird.
Millionenfache Energie als mit Kohle oder Öl
Die Kernfusion verspricht Fantastisches: Wenn sie funktioniert, kann sie aus Wasser und Gestein das Millionenfache an Energie erzeugen, das sich aus der gleichen Menge an Kohle oder Öl gewinnen ließe. Im Gegensatz zur Kernspaltung erzeugt sie außerdem keinen jahrtausendelang strahlenden Atommüll und birgt nicht das Risiko einer Kernschmelze. „Kernspaltung ist relativ leicht in Gang zu bekommen und im Notfall nur schwer zu stoppen. Bei der Kernfusion ist es umgekehrt: Sie ist schwer zu starten, aber wenn nicht alles optimal läuft, geht sie einfach aus“, sagt Ursel Fantz, Physikerin am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching.
Für Kernfusion ist außerdem kein schwierig zu beschaffender oder gefährlich zu transportierender Rohstoff wie Uran nötig. Tritium – neben Deuterium eines der Wasserstoffatome, die fusioniert werden – ist leicht radioaktiv, hat aber nur eine Halbwertszeit von 12,3 Jahren. „Für ein Fusionskraftwerk müsste Tritium nicht angeliefert werden, sondern es könnte vor Ort aus Lithium hergestellt werden“, erklärt Fantz. Die Wissenschaftlerin arbeitet am weltgrößten Fusionsprojekt ITER mit. „Natürlich gäbe es Kontrollen und Strahlenschutzregeln“, sagt sie, „aber es wäre keine Sicherheitszone erforderlich.“
Kernfusionskraftwerke könnten also in unmittelbarer Nähe von Großstädten errichtet werden. Sowohl bei Größe als auch Leistung wären sie vermutlich mit Kohlekraftwerken vergleichbar, so Fantz, und könnten jeweils rund 500 Megawatt jährlich ans Netz liefern. Ein großer Vorteil: Sie würden kein CO2 ausstoßen.
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Text: Christoph Koch
Foto: Ben Wicks auf Unsplash
