Kernfusion: 90.000 kWh Wärmeenergie aus 1 Gramm Helium­-Tritium­-Gemisch

“Funken in der Sternenmaschine”

Die Kernfusion soll die Kraft der Sonne auf die Erde holen und wäre, wenn sie gelingt, eine völlig neue Energiequelle. Einen Weg zu dieser Form der Energieerzeugung verfolgen Forscher um Thomas Klinger, Direktor am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Greifswald, mit der Anlage Wendelstein 7-X, der weltweit größten Fusionsanlage vom Typ Stellarator, schrieb Roland Wengenmayr am 29.05.2019 in einer Reportage auf der Internetseite der Max-Planck-Gesellschaft.

“Den eigentlichen Torus kann man kaum erkennen“, sagt Matthias Hirsch beim An­blick von Wendelstein 7­-X. Mit „Torus“ meint der Plasmaphysiker das ringförmige Herzstück des 725 Tonnen schweren Kolosses aus Metall, der vor uns die mehrere Stock­werke hohe Halle füllt. Der Ring ver­birgt sich hinter einer für Laien verwir­renden Vielfalt aus über 250 Rohr­anschlüssen und Stutzen. Das Ganze umgibt auch noch ein Gerüst aus Trep­pen, Balkonen und Zugangsbrücken, dazwischen Rohrleitungen, Kabelsträn­ge und Geräteschränke.

Labyrinth der Technik: Verborgen unter einem Gewirr von Leitungen, Stutzen und Gängen liegt die Plasmakammer von Wendelstein 7-X – Foto © Jan Michael Hosan/IPP

Wir befinden uns am Max-­Planck­-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifs­wald, und Hirsch führt zielsicher durch dieses Labyrinth. Bei einem Gerät aller­dings muss selbst er über dessen Zweck nachgrübeln. Aber das kann man ihm nicht verdenken, schließlich klettern wir durch das Außengerüst einer enorm komplexen Maschine, an der inzwi­schen mehr als 200 Wissen­schaftlerinnen und Wissenschaftler aus Europa, Australien, Japan und den USA forschen. Auch ein Experte wie Hirsch kann da nicht jedes Detail wissen.

Zugriff für die Forscher: Matthias Hirsch bereitet einen Stutzen vor, durch den Sensoren verschiedener Analysegeräte Daten über die Eigenschaften des Plasmas schicken – Foto © Jan Michael Hosan/IPP<

Deutsche Forscher vor allem der Max-­Planck­-Gesellschaft haben Wendelstein 7­-X federführend aufgebaut. Das Projekt dient einem großen wissen­schaftlichen Ziel: der Nutzung des Son­nenfeuers als nahezu unerschöpflicher Energiequelle etwa für die Stromerzeu­gung. Bei 15 Millionen Grad verschmel­zen tief in der Sonne Atomkerne des Wasserstoffs – Protonen – zu Atomker­nen des Heliums und setzen dabei enor­me Energiemengen frei. Ohne diesen solaren Fusionsofen wäre die Erde ein kalter, toter Planet.

Allerdings verschmelzen die leichten Wasserstoffatome nur in der Gravitati­onspresse der Sonne, unter einem un­vorstellbaren Druck von etwa 200 Mil­liarden Erdatmosphären. Kein festes Material könnte das auf der Erde auch nur annähernd aushalten. Die Solar­energie schlechthin hier zu nutzen, wäre also ein Traum geblieben, hätten nicht findige Physiker eine Alternative entdeckt. Bereits in der Mitte des 20. Jahrhunderts stellten sie fest, dass auch Atomkerne des schweren Wasserstoffs Deuterium, das neben dem Proton ein Neutron besitzt, und von Tritium, einem superschweren Wasserstoff mit zwei Neutronen, zu Helium verschmelzen.

Folgt: Kernfusion –  neue Form der Energieerzeugung