Rekord mit Fusionsreaktor - Physiker stellen neuen Energierekord in Fusionsanlage auf

• Forschende haben in einer britischen Versuchsanlage für Kernfusionsreaktoren für kurze Zeit Wärmeenergie in bisher so noch nicht erreichter Stärke erzeugt.
• Beim Experiment wurden für die Dauer von fünf Sekunden insgesamt 59 Megajoule Energie in Form von Wärme (16.4 Kilowattstunden [kWh]) gewonnen.
• Damit sei ein wichtiger Meilenstein erreicht worden, teilte das Forschungszentrum Jülich mit.

Zum ersten Mal wurde mit einem Deuterium-Tritium-Plasma eine Energie von 59 Megajoule  (16.4 Kilowattstunden [kWh]) produziert. Eingesetzt wurde ein Gemisch von 0.2 Milligramm Deuterium-Tritium-Plasma, um daraus die 59 Megajoule (MJ) Wärmeenergie «herauszuholen».

Der bisherige Rekord lag bei 21.7 Megajoule, teilten Forschende der Kernfusions-Versuchsanlage JET (Joint European Torus) mit. Mit einem Megajoule (0.3 kWh) kann man etwa drei Liter 20 Grad warmes Wasser zum Kochen bringen.

Innenansicht des Joint European Torus-Gefässes mit einer vollständigen Metallwand aus Beryllium und Wolfram. Rechts ist eine Ansicht des brennenden Plasmas eingeblendet.

wikipediacommons / EUROfusion

Die nun veröffentlichten Ergebnisse des Experiments «liefern den bisher deutlichsten Beweis für das Potenzial der Fusionsenergie, sichere, nachhaltige und kohlenstoffarme Energie zu liefern», so das Forschungszentrum.

Schweizer Rechenleistung

Die Kernfusions-Versuchsanlage JET (Joint European Torus) in der britischen Grafschaft Oxfordshire wurde 1983 in Betrieb genommen. Derzeit wird in Südfrankreich das Nachfolgeprojekt in der Fusionsforschung – ITER – gebaut. Es soll die wissenschaftliche und technologische Machbarkeit der Fusionsenergie demonstrieren. Beteiligt daran sind China, die Europäische Union, Indien, Japan, Südkorea, Russland und die USA.

Auch Schweizer Rechenleistung fliesst in das Projekt: Wissenschaftler der ETH Lausanne (EPFL) nutzen die Rechenleistung des Supercomputers «Piz Daint» am Schweizerischen Nationalen Supercomputing Centre (CSCS), um das ultraheisse Fusionsplasma zu untersuchen. So sollen Turbulenzen im Plasma vorhergesagt und damit kontrolliert werden können.

Wichtiger Meilenstein erreicht

Diese Energiequelle nutzbar zu machen, sei das Ziel des europaweiten Verbundes Eurofusion. Mit dem sei «ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg dahin» erreicht, teilte das Forschungszentrum Jülich weiter mit.

Enorme technische Herausforderungen

Einschätzungen von SRF-Wissenschaftsredaktor Daniel Theis: «Die Fusionsenergie ist seit Jahrzehnten je nach Blickwinkel entweder ein grosses Versprechen für die Zukunft oder ein teures Luftschloss.

Das Versprechen ist, Energie im Überfluss zu bekommen, mit vergleichsweise geringen Umweltauswirkungen.

Als Luftschloss angeschaut, auf der anderen Seite, wird die Kernfusion wegen der enormen technischen Herausforderungen. Das Plasma, das fusionieren soll, muss auf 150 Millionen Grad und mehr aufgeheizt werden, damit die Kernverschmelzung stattfinden kann.

Spannungsfeld

Eine der grossen Schwierigkeiten ist es, die Energie, die dann entsteht, abzufangen und in elektrischen Strom umzuwandeln. Bei der Kernfusion entsteht zudem auch radioaktiver Abfall, der aber mit einigen hundert Jahren deutlich kurzlebiger ist, als der von heutigen Kernkraftwerken.

In diesem Spannungsfeld ist auch der jüngste Erfolg zu sehen, die bisher grösste Netto-Energieausbeute in einem Versuchsreaktor. Aber ob je eine für unsere Energieversorgung brauchbare Anlage gebaut werden kann, ist nach wie vor sehr ungewiss.»

Ein Kilogramm Fusionsbrennstoff enthalte etwa das Zehnmillionenfache an Energie im Vergleich zu einem Kilogramm Kohle, Erdöl oder Gas. Bei der Verwendung würden keine Treibhausgase freigesetzt.

Bei dem Fusionsprozess werden leichte Atomkerne wie die von Wasserstoff miteinander verschmolzen. Mit über hundert Millionen Grad können diese Teilchen ihre elektrische Abstossung überwinden und verschmelzen zu schwereren Atomkernen wie Helium. Dabei werden enorme Mengen an Energie freigesetzt.