Kernfusions-Projekt erhält Segen der UNO

Im Innern muss der Reaktor mehr als 100 Millionen Grad Celsius aushalten.

Die UNO-Atombehörde IAEA hat in Genf mit dem Forschungsreaktor ITER einen Zusammenarbeitsvertrag abgeschlossen. ITER ist eines der grössten Wissenschaftsprojekte und soll die kommerzielle Nutzung der Kernfusion zur Stromerzeugung vorbereiten.

Seit Jahrzehnten preisen Forscher die Kernfusion als mögliche Quelle unerschöpflicher Energie. Der Durchbruch zur kommerziellen Nutzung gelang bislang nie. Mit dem Forschungsreaktor ITER soll nun der entscheidende Schritt gelingen.

Angesichts der Klimaerwärmung und knapper werdender Energieressourcen wartet die Welt ungeduldiger denn je auf das energietechnische Ei des Kolumbus: eine sichere, wirtschaftliche und umweltfreundliche Energiequelle.

Die Kernfusion käme da gerade richtig. Denn sie produziert weder Klimagase noch Langzeit-Atommüll. Zudem braucht sie extrem wenig Ressourcen, die zudem auf der Erde im Übermass vorhanden sind.

“Ein Lastwagen Brennstoff pro Jahr würde reichen, um eine Millionenstadt mit Energie zu versorgen”, sagte Ambrogio Fasoli, Professor für Plasmaphysik der ETH Lausanne.

Der Brennstoff der Kernfusion ist ein Plasma aus den Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium. Von Kernfusion spricht man, wenn die Kerne der Atome verschmelzen. Dabei werden grosse Energiemengen freigesetzt. Die Idee wurde der Sonne abgeschaut.

Das Problem ist, dass alle Kernfusionen, die bislang von Menschen kontrolliert durchgeführt wurden, immer weniger Energie freisetzten als für die Auslösung der Fusion aufgewendet werden musste. Denn zur Fusion der Atomkerne kommt es nur bei 100 Millionen Grad, einer Temperatur heisser als die der Sonne.

Weit von kommerzieller Nutzung entfernt

Der im Bau befindliche Forschungsreaktor ITER im südfranzösischen Cadarache soll nun den Durchbruch bringen. “Wir sind überzeugt, dass ITER der Weg ist, erfolgreich Fusionsenergie zu produzieren”, sagte Carlos Alejaldre, Generaldirektor für Sicherheitsfragen von ITER.

Konkret soll der Reaktor nach der Inbetriebnahme im Jahr 2018 mit 500 MW zehnmal soviel Energie liefern, wie eingespiesen wird. Die Fusion soll dabei während 400 Sekunden aufrechterhalten werden können, wie Alejaldre weiter ausführte.

Auch mit diesen Werten wäre man immer noch weit von der kommerziellen Nutzung entfernt. ITER ist damit aus Sicht der Forscher nur ein Zwischenschritt. Er soll die Voraussetzungen für den Bau der Demonstrationsanlage DEMO schaffen, die alle Funktionen eines Kraftwerks besitzt.

Auch Schweizer Forscher beteiligt

An den Lösungen für die vielen noch anstehenden Probleme arbeiten auch Forscher aus der Schweiz, insbesondere vom Forschungszentrum für Plasmaphysik (CRPP) an der ETH Lausanne.

Im Forschungsreaktor ITER würden alle bisherigen Erkenntnisse der Fusionsforscher zusammengeführt, erklärte ETH-Professor Ambrogio Fasoli. Er und sein Team etwa steuern Know-how über die ideale Geometrie des Plasmarings bei.

Dieses Wissen haben sich die Lausanner am eigenen Forschungsreaktor TCV angeeignet, der grössten experimentellen Anlage der ETH Lausanne. Andere ETH-Forscher entwickeln unglaublich starke “Mikrowellen-Kanonen”, mit denen das Plasma möglichst gleichmässig erhitzt wird.

Hohe Kosten

Die Kosten für den Reaktor belaufen sich auf insgesamt rund 16 Milliarden Franken: acht Milliarden für den Bau des Reaktors im südfranzösischen Cadarache, und acht Milliarden für den Betrieb. Momentan prüft aber eine Expertenkommission, ob die Kosten nicht noch viel höher ausfallen könnten.

Fasoli findet den Aufwand, der in seinem Forschungsgebiet betrieben wird, nicht übertrieben. Man müsse ihn auch in Relation setzen zu dem erwarteten Nutzen und zu Kosten, welche die Menschheit tagtäglich in anderen Gebieten trage.

Die Kosten von Cadarache entsprächen ungefähr dem Preis für die Energiemenge, die die Welt heute täglich verbrauche, erklärte er.

Beteiligt an ITER sind die EU, Russland, Japan, China, Korea, die USA und Indien. Auch die Schweizer Regierung will sich beteiligen, Ein entsprechender Beschluss wurde vom Ständerat bereits genehmigt. Der Entscheid des Nationalrats ist noch ausstehend.

swissinfo und Thomas Zimmermann (sda)

ITER

Mit dem Projekt ITER (lateinisch: “der Weg”) arbeiten die grossen Fusionsprogramme der Welt – Europa, Japan, der USA, der russischen Föderation sowie China, Süd-Korea und Indien – gemeinsam daran, einen ersten Experimentalreaktor zu planen.

ITER soll zeigen, dass es physikalisch und technisch möglich ist, durch Kernverschmelzung Energie zu gewinnen.

Er soll zum ersten Mal ein brennendes und für längere Zeit energielieferndes Plasma erzeugen.

Zudem sollen wesentliche technische Funktionen eines Fusionskraftwerks entwickelt und getestet werden.

Hierzu gehören supraleitende Magnetspulen, die Tritium-Technologie, das Abführen der erzeugten Wärme-Energie sowie die Entwicklung von per Fernbedienung auswechselbaren Komponenten.