Zum Inhalt springen

Einstein Online Kernfusion: Das müssen Sie wissen

Die Sonne setzt mit Kernfusion in einer Sekunde so viel Energie frei wie wir in einer Million Jahren auf der Erde verbrauchen. Forscher wollen das Prinzip auf der Erde kopieren. Wie soll das funktionieren? Und bis wann können wir mit Fusions-Strom rechnen? Das Wichtigste im Überblick.

Kernfusion: So funktioniert's

Die Energiequelle unserer Sonne und der Sterne ist Kernfusion. Dabei verschmelzen Wasserstoffatome und setzen Unmengen an Energie frei. Das Resultat sehen wir als Licht sehen und fühlen es als Wärme.

Legende: Video Animation: Kernfusion auf der Sonne abspielen. Laufzeit 0:44 Minuten.
Vom 20.03.2015.

Die Stromproduktion

Um auf der Erde mit Kernfusion Strom produzieren zu können, muss ein mehr als 100-Millionen-Grad heisses Plasma hergestellt werden, in dem die Wasserstoffatome fusionieren. Dafür braucht es einen Fusionsreaktor.

Legende: Video Animation: Stromproduktion mit Kernfusion abspielen. Laufzeit 0:45 Minuten.
Aus Einstein vom 19.03.2015.

Daran scheitert es bislang

Bisher wird in die Kernfusion noch mehr Energie hineingesteckt, als man heraus bekommt. Der Grund: Das Plasma muss auf über 100 Millionen Grad Celsius erhitzt werden. Und diese Hitze muss konstant gehalten werden, damit sich das Plasma nicht abkühlt und die Reaktion aufhört. Doch heutige Versuchsreaktoren können die extreme Temperaturen noch nicht gut genug abschirmen. Länger als einige Sekunden konnte das Fusionsfeuer bisher nicht aufrecht erhalten werden.

Wann kommt der Strom?

Von einer kommerziellen Nutzung ist man noch Jahrzehnte entfernt. Derzeit wird im südfranzösischen Cadarache der internationale Forschungsreaktor Iter, Link öffnet in einem neuen Fenster gebaut. Er soll der grösste Kernfusionsreaktor der Welt werden; die experimentelle Nutzung wird mehrere Jahrzehnte dauern. Ab 2027 sind die ersten geplant. Mit Iter soll erstmals bedeutend mehr Energie gewonnen werden als die aufgewendete Heizleistung verbraucht. Mit einem Fusionsreaktor, der tatsächlich Strom ins Netz einspeist, rechnen die Forscher frühestens 2050.

Die Kritik: zu teuer, zu spät

Heute deckt die Welt ihren Energieverbrauch zu über 90 Prozent durch Kohle, Erdöl und Erdgas. Die Internationale Energieagentur erwartet in den kommenden 20 Jahren eine weitere Zunahme der fossilen Energieerzeugung. Kritiker der Fusionstechnologie monieren die Milliardeninvestitionen in diese Art der Energiegewinnung: Selbst wenn erste Fusionskraftwerke bereits ab 2050 Strom ins Netz einspeisen könnten, komme die Umsetzung der Vision zu spät, um unsere Energie- und Klimaprobleme zu lösen.

Erste Nutzung: die Wasserstoffbombe

1952 gelingt die erste grosse Kernfusion auf der Erde: die Wasserstoffbombe. Sie ist eine Reaktion auf die Atombombe der Sowjetunion. 1949 kündigte US-Präsident Harry S. Truman ein Schnellprogramm für die Entwicklung der Wasserstoffbombe an. Der Physiker Edward Teller entwickelt schliesslich «Ivy Mike», die erste Wasserstoffbombe. Die freigesetzte Energie der Detonation auf einer einsamen Insel wird auf 10,4 Millionen Tonnen konventionellen Sprengstoffs geschätzt – eine unvorstellbare Zerstörungskraft, die mehr als 500 Bomben vom Hiroshima-Typ entspricht.

Legende: Video Die Detonation der ersten Wasserstoffbombe abspielen. Laufzeit 0:35 Minuten.
Vom 20.03.2015.

Vorteile gegenüber der Atomenergie

In Atomkraftwerken entstehen radioaktive Spaltprodukte, die noch mehrere hunderttausend Jahre radioaktiv sind. Gerät ein Reaktor ausser Kontrolle, kann es zu einer Kettenreaktion kommen und die Kernspaltung ist nicht mehr steuerbar: Kernschmelze und ein Gau drohen.

Das ist bei der Kernfusion nicht möglich. Wenn der Energiefluss in einem Reaktor ausser Kontrolle gerät, kühlt sich das Plasma sofort ab und die Fusion stoppt. Ausserdem entstehen keine radioaktiven Brennstoffabfälle – das Fusionsprodukt Helium ist weder radioaktiv noch sonst gesundheitsgefährlich. Beim Betrieb eines Fusionsreaktors werden einzig die technischen Installationen im Reaktorinnenraum radioaktiv. Ihre Radioaktivität klingt jedoch innert 100 Jahren ab. Geologische Tiefenlager wären deshalb bei der Kernfusion nicht nötig.

Die Wegbereiter der Kernfusion

11 Kommentare

Navigation aufklappen Navigation zuklappen

Sie sind angemeldet als Who ? (whoareyou) (abmelden)

Teilen Sie Ihre Meinung... anwählen um einen Kommentar zu schreiben

Wir haben Ihren Kommentar erhalten und werden ihn nach Prüfung freischalten.

Einen Kommentar schreiben

Bitte beachten Sie unsere Netiquette verfügbar sind noch 500 Zeichen

Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.

  • Kommentar von Rolf Künzi, winterthu
    Hat mich immer fasziniert, und das es fast keine radioaktive Abfälle erzeugt oder CO2 macht die Fusion zu einem Lohnenswerten Ziel. Denke jedoch das wir noch mehr Möglichkeiten aus ganz anderen Quellen finden werden. Der Punkt wird kommen wo wir das Energieproblem im Griff haben.
    Ablehnen den Kommentar ablehnen Antworten anwählen um auf den Kommentar zu antworten
  • Kommentar von W. Balmer, Busswil
    Was wir brauchen ist nicht Energie, welche von einer Lobby kontrolliert werden kann, was bei einer Kernfusion wie auch bei der Kernspaltung der Fall ist. Wie bereits erwähnt, liefert uns die Sonne täglich zehntausendfach den Weltenergiebedarf auf die Erde und die Wissenschaft ist nicht in der Lage, auch nur einen tausendstel grosstechnisch zu nutzen. Wer an die Kernfusion glaubt und und das Perpetuum Mobile der 2. Art als gottgegeben hinnimmt, hat in der Wissenschaft nichts verloren.
    Ablehnen den Kommentar ablehnen Antworten anwählen um auf den Kommentar zu antworten
    1. Antwort von Ramon Gfeller, Bern
      So ein Blödsinn. Bei der Kernfusion wird die Energie nicht aus der Umgebungstemperatur gewonnen, sondern aus der Massendifferenz zwischen Anfangs- und Endprodukten. Die hohen Energien sind nur nötig, um die Abstossung der neg. geladenen Atomkerne (Coulomb Barriere) zu überwinden, damit die Reaktion statt finden kann. Wo soll das Perpetum Mobile bitte sein? Oder haben sie die spezielle Relativitätstheorie etwa auch schon widerlegt? Derzeit wurstelt wohl eher die Solarlobby in Bern.
      Ablehnen den Kommentar ablehnen
  • Kommentar von H. Wach, Luzern
    Mit den utopischen, visionären Beiträgen und viele Milliarden verschlingende Kernfusion wird der Eindruck erweckt, dass die Menschheit bezüglich sicherer Stromversorgung nun auf Kernspaltung verzichten kann. Seit Milliarden Jahren schickt uns der Fusionsreaktor Sonne gratis das mehrtausendefache an Energie für die globale Flora und Fauna. Strom aus Solarenergie (Sonne, Wind, Photovoltaik, usw.) ist jetzt schon billiger als Kohle, Atom, Gas. Das Hauptproblem der Speicherung ist in vollem Gang.
    Ablehnen den Kommentar ablehnen Antworten anwählen um auf den Kommentar zu antworten
    1. Antwort von Ramon Gfeller, Bern
      Erneuerbare sind, wenn überhaupt, nur billiger weil sie massiv subventioniert werden. Das Stromnetz könnte ohne Bandenergie von herkömmlichen Kraftwerken nicht stabil betrieben werden. Über Mittag wird der Strompreis teilweise negativ (Überangebot Solarstrom). Ohne KEV müssten alle Solardachbesitzer draufzahlen, um ihren Strom einspeisen zu dürfen. Und am Abend sind dann alle wieder froh, dank Atomstrom nicht im Dunkeln sitzen zu müssen. Das Speicherproblem ist überhaupt nicht gelöst.
      Ablehnen den Kommentar ablehnen
    2. Antwort von M.Müller, Zürich
      @Gfeller, Die Kernenergie wurde und wird auch subventioniert. Die Rückstellungen für den Rückbau, die Endlagerung und die unversicherten Risiken sind im Strompreis der Kernenergie nicht integriert = Subvention. Kernenergie ist die einzige Energie, welche wir uns durch die ungeborene Folgegenerationen subvenzionieren lassen. Das zeigt wie total korrumpiert die moralischen Wertvorstellungen von unserer Politik und AKW anbettern sind.
      Ablehnen den Kommentar ablehnen
    3. Antwort von H. Wach, Luzern
      @R.Gfeller. Auch ich bin gegen Subventionen zur Stromerzeugung. Das führt nur zur Verschwendung des somit billigeren Stroms bei den Verbrauchern. Nur: Alle AKW der Welt sind hoch subventioniert. Warum? Die Uran-Anreicherung dient zur Herstellung von Kernwaffen und für Kernbrennstoff /Brennstäbe von AKW. Solche Betriebe inkl. Wiederaufbereitung sind Staatsbetriebe und somit von den Steuerzahlern indirekt über Militärbudgets subventioniert. Auch Endlager werden bis in Ewigkeit subventioniert.
      Ablehnen den Kommentar ablehnen