Kernfusion

E=mc² gilt auch für die Kernfusion

Wie bei der Kernspaltung ist die berühmte Formel E=mc² von Albert Einstein die Grundlage für die Energiegewinnung bei der Kernfusion. Die sogenannte Masse-Energie-Äquivalenzformel beschreibt, wie sich Masse und Energie ineinander umwandeln. Während schwere Atomkerne wie Uran bei der Spaltung Energie freisetzen, sind leichte Atomkerne wie beispielsweise Wasserstoff ideal für die Energiegewinnung durch eine Fusion geeignet. Bei der Kernfusion von zwei Wasserstoff-Atomen wird deutlich mehr Energie freigesetzt als bei der Spaltung eines Uran-Atoms.

Energie durch eine von Menschen erzeugte Kernfusion freizusetzen ist jedoch sehr aufwändig. Unter anderem müssen Temperaturen von rund 100 Millionen Grad Celsius herrschen und die Atome müssen berührungslos im Raum schweben. Im November 1991 gelang es europäischen Forschern erstmals, zwei Atomkerne zu fusionieren und dabei Energie freizusetzen. Doch nach zwei Sekunden war die Sensation bereits vorbei. Die freigesetzte Fusionsleistung lag nur bei knapp zwei Megawatt. Das entsprach nicht einmal einem Zehntel der Energiemenge, die für die Aufheizung hineingesteckt worden war.

Heutiger und zukünftiger Einsatz

Derzeit kommt das Prinzip der Kernfusion in Wasserstoffbomben zum Einsatz. Da zum Zünden der Fusion enorme Energiemengen benötigt werden, werden nach derzeitigem Stand alle Wasserstoffbomben mit Hilfe von Kernspaltung gezündet. Diese stellt die benötigte Energie sehr schnell bereit und setzt den Fusionsprozess in Gang. Je nach Größe kann eine Wasserstoffbombe die vieltausendfache Sprengkraft einer reinen Atombombe aufweisen.

In Zukunft soll die Kernfusion zur Energiegewinnung dienen. Einige Wissenschaftler glauben sogar, dass die heutigen Atomkraftwerke in ferner Zukunft durch Kernfusionskraftwerke ersetzt werden. In den entsprechenden Reaktoren könnten sehr hohe Energiemengen erzeugt werden.

Das bessere Atomkraftwerk

Gegenüber dem heutigen Atomstrom hat die Kernfusion als Energiequelle sehr viele Vorteile. Zum einen ist Wasserstoff als Fusionsbrennstoff im Gegensatz zu Uran billig und überall verfügbar. Zwei Liter Wasser und ein halbes Pfund Gestein enthalten im Prinzip den Rohstoff für den jährlichen Stromverbrauch einer ganzen Familie. Des Weiteren entsteht bei der Kernfusion nur sehr wenig und äußerst kurzlebige Radioaktivität. Endlager sind nicht nötig. Kernfusionskraftwerke geben keine Treibhausgase ab und auch eine katastrophale Kernschmelze ist ausgeschlossen, da das dünne heiße Plasma sofort abkühlt und erlischt. Das Kernfusionskraftwerk wäre also theoretisch das bessere Atomkraftwerk.

Derzeit gelingt es jedoch noch nicht, die Reaktion technisch in den Griff zu bekommen. Kritiker bezweifeln, dass sich das viele Geld und der Aufwand für die Kernfusion rentieren. Derzeit werden rund 16 Milliarden Euro in internationale Forschungsprojekte investiert. Experten sind sich jedoch einig, dass die Technik nicht vor 2050 einsatzbereit ist. Bis dahin sei die weltweite Stromerzeugung bereits komplett auf erneuerbare Energien umgestellt und die Kernfusionsenergie somit überflüssig.