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Energie nach dem Vorbild der Sonne - Jahrhundertprojekt Kernfusion

27.07.2006 | 11:14

Bildquelle: ©Adobe Stock / Text: dpa

Greifswald (dpa) - In Greifswald wird an der Energieversorgung der Zukunft gearbeitet. Das Projekt, für das sich etwa 400 Physiker, Techniker und Ingenieure des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik engagieren, gilt als Jahrhundertaufgabe und Sisyphosarbeit. Das Kernfusionsexperiment "Wendelstein 7-X" soll sie einem ehrgeizigen Ziel näher bringen: Die Greifswalder Forscher wollen den Weg zur Energiegewinnung aus der Verschmelzung von Wasserstoffatomen ebnen helfen. Analog der Prozesse auf der Sonne sollen in einem von Menschenhand erbauten Kernfusionsreaktor bei enormen Temperaturen Atomkerne verschmelzen und dabei große Mengen Energie freisetzen.

Das Ambiente dafür könnte einem Science-Fiction-Film entstammen: Chromglänzendes Metall in bizarr geschwungenen Formen ist zu sehen. Die mehr als zwei Meter hohen, röhrenförmigen Gebilde sind Bauteile für das Plasmagefäß. Die Montage der rund 300 Millionen Euro teuren Anlage, die mit Bundesmitteln finanziert wird, hat vor etwa eineinhalb Jahren begonnen. Bis 2012 sollen in den Instituts-Hallen mit dem ringförmigen Plasmagefäß die Voraussetzungen für das Kernfusionsexperiment entstehen. Die Anlage soll auch Tests für den internationalen Fusionsreaktor ITER übernehmen, den die Europäische Union, Russland, China, Japan, die USA und Südkorea im französischen Cadarache als Milliardenprojekt errichten wollen. Aber auch ITER ist auf dem Weg zu Fusionskraftwerken nur ein Zwischenschritt.

Derzeit geht es in Greifswald um viele Details, beispielsweise Dichtigkeitstests an Magnetspulen. Mitarbeiter versenken mit einem ferngesteuerten Kran eine von Spezialfirmen gefertigte Spule in einem metallenen Vakuumtank. Dann wird der Druck langsam auf ein Millionstel des Atmosphärendrucks herunter gefahren. Zwei Wochen läuft der Test. "Die Qualitätsanforderungen der Teile entsprechen denen in der Raumfahrt", sagt Teamleiter Heinz Grote.

Schließlich muss bei der Kernfusion der Brennstoff, ein Plasma aus den Wasserstoffarten Deuterium und Tritium in einem starken Magnetfeld eingeschlossen und auf mindestens 100 Millionen Grad Celsius aufgeheizt werden. Bei der Verschmelzung zu einem schwereren Heliumkern wird Energie freigesetzt, erläutert Institutssprecherin Beate Kemnitz das Prinzip. Ein Gramm Brennstoff könne für rund 90 000 Kilowattstunden Energie sorgen - der Verbrennungswärme von elf Tonnen Kohle.

Angesichts der Endlichkeit fossiler Brennstoffe verstehen die Forscher ihre Arbeit als Beitrag zur Lösung der immer deutlicher werdenden globalen Energieprobleme. "Wir müssen nachfolgenden Generationen kohlendioxidfreie, umweltfreundliche Optionen in die Hand geben, damit sie ihre Energieversorgung sichern können", sagt Institutsleiter Friedrich Wagner. Trotz des in Deutschland beschlossenen Ausstiegs aus der Kernspaltung fordert der Professor, internationale Netzwerke und die Atomforschung unbedingt aufrecht zu erhalten. "Die reine regenerative Energieversorgung würde eine deutliche Änderung unserer Arbeits- und Lebensvorstellungen verlangen. Wir müssten unseren Aktionsradius stark einschränken."

Doch unumstritten ist auch die Kernfusion nicht: Kritiker verweisen auf die enormen Kosten und radioaktive Reststoffe, die bei der Fusion ebenfalls entstehen - allerdings mit einer deutlich geringeren radioaktiven Gefahr als bei der Kernspaltung in Atomkraftwerken. "Die Kernfusion ist zudem eine Technik, von der unklar ist, ob sie angesichts der noch zu beantwortenden technologischen Fragen jemals einen Beitrag zur Lösung der Energieprobleme leisten kann", sagt Greenpeace-Atomexperte Thomas Breuer. Zudem werde befürchtet, dass der Fusions-Ausgangsstoff Tritium für den Bau atomarer Waffen missbraucht werden könnte.

Plasmaphysiker verweisen dagegen auf die nahezu unendlichen Vorräte der Brennstoffe und die deutlich minimierten Risiken im Vergleich zur Kernspaltung. Bei der Fusion sei eine außer Kontrolle geratene Kettenreaktion unmöglich, sagt Wagner. Doch die technischen Herausforderungen sind gewaltig. "Anfangs haben wir geglaubt, wir könnten die Industrie die Maschine für uns bauen lassen", so der Institutchef. Nun würden die Bauteile durch die Forschungseinrichtung unter Einbeziehung der Industrie gebaut - eine Strategieänderung, die erforderlich war, weil sensible Bauteile zunächst nicht den Qualitätsanforderungen entsprachen. Ist der Greifswalder "Wendelstein 7-X" erst in Betrieb, sind die Greifswalder &u