Ingenieur360

Deutschland arbeitet an Vorreiterrolle in Plasmaphysik

wasserstoffbombeEigentlich sollte sich die Energiegewinnung aus Atomkraft spätestens nach der Reaktorkatastrophe von Fukushima endgültig erledigt haben. Die gesellschaftliche Akzeptanz der risikoreichen und unter Berücksichtigung der Atommülllagerung auch mit Abstand kostenintensivsten Energieart tendiert hierzulande gegen Null und befindet sich auch bis auf wenige Ausnahmen international im Abwärtstrend.

Dennoch investieren Staaten Milliardenbeträge in die Plasmaforschung, die sich mit der Energiegewinnung aus Atomkernfusionen beschäftigt. Bei der künstlichen Kernfusion, die dem Beispiel der Sonnenaktivität folgt, wird genau das umgekehrte Verfahren herkömmlicher Atomkraftwerke genutzt, die Energie aus der Spaltung von Atomkernen gewinnen. Weniger gefährlich für Mensch und Umwelt ist dies freilich nicht. Da wäre einerseits die extreme Neutronenstrahlung, die bei einer Kernfusion freigesetzt wird. Diese hochradioaktiven Teilchen schädigen den Schutzmantel des Reaktors, der deshalb regelmäßig ersetzt werden muss. Die vom Neutronenbeschuss beschädigten Mantelelemente sind hoch verstrahlt und können daher genau so wie bisheriger Atommüll aus Brennstäben nur sehr schwierig entsorgt werden.

Die Folgen eines Fusionsunglücks wären verherrend

Daneben bergen Fusionsreaktoren jedoch noch weitere Risiken, die bei Kernspaltungsreaktoren nicht auftreten. Eines dieser Risiken besteht in der Plasmaschicht, die auf mindestens zehn Millionen Grad Celsius erhitzt werden muss, um eine Fusion von Atomkernen überhaupt möglich zu machen. Die extreme Hitze allein würde im Falle eines Unfalls, einer Naturkatastrophe wie in Fukushima oder eines Terroranschlags gigantische Schäden anrichten und wäre praktisch nicht zu kontrollieren. Zudem werden in Fusionsreaktoren große Mengen Wasserstoff freigesetzt, das in Verbindung mit den extremen Temperaturen eine unvorstellbare Explosionskraft entwickelt.

Nicht ohne Grund ist die Wasserstoffbombe die Waffe mit der verheerendsten Zerstörungskraft überhaupt. In einer Wasserstoffbombe läuft eben jene Kernfusion unkontrolliert ab, die in Fusionsreaktoren beherrscht werden soll. Doch wie bereits bei der Erforschung der Kernspaltung wird auch bei der Kernfusion das Risiko von Wissenschaftlern als beherrschbar angesehen.
Bislang funktioniert die kontrollierte Kernfusion jedoch ausschließlich auf dem Papier. Der erste Schritt hin zum Fusionskraftwerk besteht dagegen in der Erzeugung der erforderlichen Temperaturen.

Hier nimmt das Kernfusionsexperiment „Wendelstein 7-X“ des Max-Planck-Instituts in Greifswald eine internationale Schlüsselstellung ein. Nachdem der TÜV Süd Zweifel an der Sicherheit der Testanlage ausgeräumt hat, wird nun der Schutzmantel des 725 Tonnen schweren Plasmagefäßes installiert. Ab 2015 soll das erste Plasma durch den 16 Meter Durchmesser großen Ring aus 70 supraleitenden Magnetspulen fließen, das auf sagenhafte 100 Millionen Grad Celsius erhitzt werden soll.

Eine Kernsfusion ist hingegen bislang noch nicht geplant, die Testanlage dient zunächst ausschließlich der Erforschung des Plasmaverhaltens unter extrem hohen Temperaturen. An dem „Wendelstein 7-X“-Projekt sind zahlreiche Staaten beteiligt, darunter insbesondere die USA, Japan, China, Russland und die Europäische Union.

Foto: Margot Kessler / pixelio.de