Versprechen Kernfusion? Der Wettlauf um die Energie der Zukunft

Es war ein Meilenstein in der Kernfusionsforschung: Ende 2022 lieferte erstmals eine Fusionsreaktion mehr Energie, als ihr zuvor zugeführt worden war. Ein Erfolg, auf den die Fusionsforschung rund 70 Jahren hingearbeitet hatte. Nun ist der Wettbewerb um einen Fusionsreaktor neu entfacht. Weltweit sind Forschungs- und Entwicklungsteams im Rennen: Sie setzen auf unterschiedliche technologische Ansätze, planen und bauen erste Maschinen und Anlagen, müssen technische Probleme bewältigen und Rückschläge verkraften. Können sie ihr Ziel erreichen: Kraftwerke, die aus Kernfusion große Mengen Strom erzeugen? Und welche Rolle kann Strom aus Kernfusion künftig in unseren Energiesystemen spielen?

Hoffnung macht das erfolgreiche Experiment an der US-amerikanischen Laseranlage National Ignition Facility (NIF). Dessen 192 Laserstrahlen konnten eine winzige Brennstoffkapsel so stark verdichten, dass die Fusionsreaktion zündete und mehr Energie freisetzte, als zuvor in sie hineingesteckt worden war. Bisher galt die Magnetfusion und insbesondere der Tokamak als der vielversprechendste Ansatz auf dem Weg zu einem Fusionsreaktor: große Magnetspulen, die viele Millionen Grad heißes Plasma einschließen, in dem die Isotope des Brennstoffs fusionieren sollen. In Südfrankreich wird der größte dieser Tokamak-Magnetkäfige gebaut, der Versuchsreaktor ITER. Doch ITER kämpft mit technischen Problemen, die den Bau verzögern.

Fortschritte in Rechenleistung und Magnettechnologie verbessern die Chancen für einen alternativen Ansatz in der Magnetfusion: den Stellarator. Im Gegensatz zum Tokamak sind die Spulen des Stellarators so perfekt geformt, dass ihr Magnetfeld das Fusionsplasma über lange Zeiträume stabil einschließen kann. Drei Konzepte – ein Versprechen: aus einem Gramm der Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium so viel Energie zu gewinnen, wie aus elf Tonnen Kohle. Dauerhaft verfügbar. Ohne CO2-Ausstoß. Ohne hochradioaktive Abfälle. Der Wettlauf um die Energie der Zukunft erreicht eine neue Qualität und hat noch einige Herausforderungen zu bieten.

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