Textfassung

Energie aus der Verschmelzung zweier Atomkerne zu gewinnen, ist ein lang gehegter Traum der Wissenschaft.  Ein Traum, dem das Forscherteam der Wendelstein 7-x Fusionsanlage in Greifswald bereits einen großen Schritt nähergekommen ist. Die benötigten Rohstoffe Deuterium und Lithium finden sich in Wasser und Gestein. Aus nur zwei Litern und 250 Gramm kann man so viel Energie erzeugen, wie aus 1000 Litern Öl. Dazu wird zunächst Lithium zu Tritium umgewandelt. Es ist wie Deuterium ein Isotop des Wasserstoffs - beide sind der Treibstoff des Fusionsreaktors. Lässt man ihre Atomkerne bei einer Temperatur von mehr als 100 Millionen Grad aufeinanderprallen, verschmelzen sie. Dabei entsteht Helium und Energie in Form eines schnellen Neutrons wird frei. Dieses Gemisch aus positiv und negativ geladenen Teilchen ergibt ein heißes Plasma, den sogenannten vierten Aggregatzustand. Wie ein Gas hat es keine stabile Form. Daher benötigt man ein Gefäß, um diese „künstliche Sonne“ auf der Erde einzufangen und die Fusionsreaktion zu erhalten. Ein solches Gefäß steht in Greifswald in Form einer riesigen Maschine. Es sind jedoch nicht die Wände, die das Plasma einschließen, sondern ein Magnetfeld. Und das muss gut durchdacht sein. O-Ton Prof. Dr. Thomas Klinger „Denn dieses Plasma findet Mittel und Wege aus diesem Magnetfeld quasi wieder auszubrechen. Durch Turbulenzen, durch Instabilitäten. Und da hat man einige Überraschungen auch erlebt in der Forschung. Deshalb ist es nicht so einfach, wie man denkt.“ Zwei Reaktor-Konzepte konkurrieren von jeher: Der Tokamak und der Stellarator. Im Tokamak wird das Plasma durch ringförmige Magnetspulen und ein im Plasma selbst liegendes Magnetfeld kontrolliert, das mittels eines Transformators erzeugt wird. Es ist das bisher am weitesten entwickelte Konzept. Doch der Tokamak hat einen Nachteil: Das Magnetfeld kann nur solange aufrechterhalten werden, wie der Transformator von einem Strom ansteigender Stärke durchflossen wird. Weil man den Strom aber nicht unendlich steigern kann, muss der Transformator immer wieder aus- und angeschaltet werden. Daher kann dieser Reaktortyp nicht dauerhaft, sondern nur mit Unterbrechungen betrieben werden. Eine Lösung verspricht der Stellarator, da er ohne Transformator auskommt. Hier kann das Plasma allein durch die äußeren Magnetspulen kontrolliert werden. Diese müssen dafür jedoch unregelmäßig und äußerst komplex konstruiert sein. Erst immer leistungsfähigere Computer machen die notwendigen Berechnungen dieser komplizierten Spulengeometrie möglich. So kann der Stellarator-Reaktortyp anders als der Tokamak im Dauerbetrieb arbeiten. Elementar für den wirtschaftlichen Betrieb eines Kraftwerks. Mit Wendelstein 7-x wurde nach 15 Jahren Bauzeit die weltgrößte Fusionsanlage vom Typ Stellarator fertiggestellt. Mit 16 Metern Durchmesser und 50 Spulen ist es möglich, Magnetfelder so exakt wie nie zu formen. Das nächste große Ziel ist der Dauerbetrieb – 30 Minuten wäre der Durchbruch.