Hintergrund: ITER, die Kernfusion, ihre Voraussetzungen und die Radioaktivität

dpa

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Internationaler Fusionsreaktor ITER wird in Frankreich gebaut

Hamburg (dpa) - Der internationale Testreaktor ITER soll die erste Fusionsanlage im Kraftwerkmassstab werden und als erste überhaupt netto Energie produzieren. Bereits 1991 war es am europäischen Forschungsreaktor JET bei Oxford erstmals gelungen, die in einem Fusionskraftwerk vorgesehene Reaktion in Gang zu setzen.

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Für die KERNFUSION in einem Kraftwerk wird das leichteste chemische Element, Wasserstoff, zu Helium verschmolzen. So gewinnt auch unsere Sonne den grössten Teil ihrer Energie. Fusionsreaktoren arbeiten mit den Wasserstoffvarianten (Isotopen) Deuterium, das ein zusätzliches Neutron enthält, und Tritium mit zwei zusätzlichen Neutronen. Bei sehr hoher Temperatur und ausreichender Dichte können sich die beiden Wasserstoffsorten so nahe kommen, dass sie sich vereinigen. Dabei entsteht ein Heliumkern, der aus je zwei Protonen und Neutronen aufgebaut ist. Ein Neutron bleibt bei dieser Reaktion über, verlässt wegen seiner elektrischen Neutralität den magnetischen Käfig und wird in der Reaktorwand gebremst. Dort gibt es seine Energie in Form von Wärme ab. Mit der Energie der Fusionsneutronen wird ein Kühlmittel erhitzt und zur Stromerzeugung durch Turbinen geleitet.

DIE BEDINGUNGEN FÜR EINE KERNFUSION sind extrem: Der eigentliche Brennstoff muss auf rund 100 Millionen Grad Celsius erhitzt und dabei berührungslos in der Brennkammer eingeschlossen werden. Würde dieses heisse so genannte Plasma die Reaktorinnenwände berühren, würde es sofort abkühlen und eine Fusion unmöglich machen. Da die Wasserstoffteilchen bei solch hohen Temperaturen elektrisch leitend sind, benutzen die Fusionsforscher extrem starke Magnetfelder, um das Plasma einzuschliessen. Gleichzeitig müssen sie für eine hohe Wärmeisolation sorgen und mit der richtigen Magnetfeldanordnung den Brennstoff ausreichend verdichten, um das Sonnenfeuer zu entzünden. Schliesslich müssen noch Verunreinigungen, die zwangsläufig während des Betriebs entstehen, fortlaufend aus dem heissen Plasma entfernt werden.

Bei einem Fusionskraftwerk entsteht eine vergleichsweise geringe Menge an RADIOAKTIVITÄT. Die in der Kernverschmelzung frei werdenden Neutronen erzeugen radioaktive Elemente, wenn sie auf die Reaktorwand treffen. Das strahlende Reaktorgefäss muss daher nach Betriebsende entsorgt werden. In 100 Jahren sinke die Radioaktivität auf ein Zehntausendstel des Anfangswertes, teilte das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching bei München mit.