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Kernfusion: Ist das die Energie der Zukunft?

  • Veröffentlicht: 20.12.2022
  • 19:45 Uhr
  • Sven Hasselberg

Einige Expert:innen sehen in der Kernfusion die Lösung aller Energieprobleme, andere warnen vor den Gefahren. Was hinter dieser Energiegewinnung steckt. Im Clip: Ist Kernfusion die Zukunft?

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Das Wichtigste zum Thema Kernfusion

  • Bei einer Fusion verschmelzen zwei Atomkerne zu einem neuen. Dazu müssen sie mit hoher Energie aufeinandertreffen. Diese Fusion erzeugt wiederum jede Menge neue Energie. In der Natur strahlt die Sonne dank Kernfusion Licht und Wärme ab.

  • Da in einen Kernfusions-Reaktor erst einmal sehr viel Energie eingespeist werden muss, ist noch nicht klar, ob sich der Vorgang jemals wirtschaftlich rentieren wird. Außerdem sind radioaktive Stoffe im Spiel, die Mensch und Umwelt verstrahlen könnten und Atommüll produzieren.

  • Der größte Kernfusions-Reaktor der Welt wird derzeit in Frankreich auf Touren gebracht. Er heißt ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Bis 2025 soll er fertig sein, und das erste Mal 2050 nutzbare Energie erzeugen. Unten erfährst du, wie er funktioniert und warum Wissenschaftler:innen auf diese neue Methode setzen.

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Die Idee hinter der Kernfusion

Atomkerne verschmelzen nur bei sehr hoher Temperatur und sehr hohem Druck miteinander. In der Sonne geschieht das auf natürlichem Wege. Wasserstoff-Atome fusionieren und bilden Helium. Dadurch verringert sich die Masse - und es wird unglaublich viel Energie abgestrahlt.

Herkömmliche Kernkraftwerke produzieren Energie durch Kernspaltung. Mit Kernfusions-Reaktoren versuchen Wissenschaftler:innen das Gegenteil: Kerne werden miteinander verschmolzen.

Quelle: International Thermonuclear Experimental Reactor
Quelle: International Thermonuclear Experimental Reactor
Quelle: International Thermonuclear Experimental Reactor
Quelle: International Thermonuclear Experimental Reactor
Quelle: International Thermonuclear Experimental Reactor
Quelle: International Thermonuclear Experimental Reactor

Wie funktioniert Kernfusion?

Eine Kernfusion findet in einem ringförmigen Reaktor namens Tokamak statt. Beim Versuchsreaktor ITER werden darin die Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium auf 150 Millionen Grad erhitzt.

Gigantische Magnetspulen helfen dabei, das erhitzte Plasma aus Wasserstoff-Atomen so stark zu verdichten, dass aus zwei Atom-Kernen einer wird. Aus den Wasserstoff-Atomen wird somit ein Helium-Atom.

Dabei wird ein Neutron freigesetzt sowie Energie.

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Fakten zum ITER

🔌 Energie-Gewinn: Ziel ist es, für 50 Megawatt eingespeiste Energie das Zehnfache, also 500 Megawatt, zu erhalten. Ein Megawatt sind eine Millionen Watt, das entspricht 25.000 Glühbirnen mit 40-Watt.

🔩 Technik: Der ringförmige Fusionsreaktor, genannt Tokamak, wird mit 23.000 Tonnen drei Mal so schwer wie der Eiffelturm sein. Allein die speziellen Zinn-Drähte für die extrem leitfähigen Magnet-Spulen sind über 100.000 Kilometer lang. Damit könnte man sie über zwei Mal um die Erde wickeln.

🌡 Temperaturen: Im Tokamak werden 150 Millionen Grad Celsius herrschen. Das entspricht einer zehn Mal so hohen Temperatur wie im Kern der Sonne. An der Sonnenoberfläche wird es gut 6.000 Grad heiß.

Zeitplan: Die Idee für das Projekt entstand 1985, erste Planungen starteten 1988. 2001 wurde der Entwurf abgenommen. 2007 ist das Gründungsjahr der offiziellen Organisation ITER, und 2010 begannen die Bauarbeiten. 2025 soll der Reaktor fertiggestellt sein und 2050 das erste Mal nutzbare Energie liefern.

🗺 Lage: 35 Staaten sind an dem Projekt beteiligt. Gebaut wird ITER in Südfrankreich. Die Gemeinde Saint-Paul-lès-Durance liegt in der Region Provence-Alpes-Cote d'Azur, ungefähr 35 Kilometer nördlich von Aix-en-Provence. Das Gelände umfasst 180 Hektar, die Hauptplattform 42. Das entspricht 60 Fußballfeldern.

💶 Kosten: Zuerst wurden für das Projekt fünf Milliarden Euro eingeplant. Doch schnell erhöhte sich die Summe auf 15 Milliarden. Mittlerweile sind mehr als 20 Milliarden Euro im Gespräch.

😀 Manpower: 2014 waren noch 1.400 Menschen mit dem Bau und der Organisation des ITER beschäftigt. In der Hochphase, die geschätzt von 2019 bis 2022 dauert, kümmern sich 5.000 Mitarbeiter:innen auf der Baustelle und in den Büros um den Kernfusions-Reaktor.

Energie durch Kernfusion - Pro und Contra

Befürwortende sehen in der Kernfusion eine wetterunabhängige Methode der Energie-Gewinnung, die weniger Platz als Solarfelder oder Windräder benötigt und bei der keinerlei Kohlendioxid ausgestoßen wird.

Auch wird stets betont, dass es hier keinen GAU geben kann wie in Tschernobyl oder Fukushima, wo die Brennstäbe schmolzen. Denn die Kernfusion im Reaktor stoppt sofort, wenn die komplizierten technischen und physikalischen Bedingungen nicht mehr vorherrschen.

Kritiker:innen bemängeln, dass hier noch radioaktives Material im Spiel ist und niemand weiß, wie dies in einer Extremsituation reagiert oder strahlt, beispielsweise bei einem Erdbeben. Außerdem moniert Greenpeace, dass auch hier Atomabfall produziert wird, der gelagert und entsorgt werden muss.

Da sich die Forschung mittlerweile auf erneuerbare Energien wie Wind- oder Wasserkraft, Solarenergie und andere fokussiert, kommt für viele Umwelt-Schützer:innen der Bau von Kernfusions-Reaktoren viel zu spät. Und: Ob er jemals funktioniert, ist ungewiss. Kritiker:innen glauben daher, dass sich der Versuchsreaktor ITER bereits überlebt hat, bevor er 2050 nutzbare Energie produziert.

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