China: Energiegewinnung durch Nuklearfusion

Die Sonne produziert durch die Fusion von Atomkernen riesige Mengen von Energie in Form von Hitze. Diese Technik soll zukünftig das Energieproblem auf der Welt lösen. Im chinesischen Hefei und in Greifswald arbeiten Wissenschaftler ununterbrochen daran.

Am chinesischen Institute of Physical Science versuchen Wissenschaftler, die Kraft der Sonne auf ganz neue Weise für die Energieversorgung zu nutzen. Die Kernfusion soll zukünftig das Energieproblem auf der Welt lösen. Dazu haben sich die Forscher ganz genau die Vorgänge in und auf der Sonne angesehen: Mit der Verschmelzung von Atomkernen. Im Februar gelang es ihnen, dank einer Nuklearfusion ein Plasma zu erzeugen, das mit 49,99 Millionen Grad (50 Millionen Kelvin) fast drei Mal so heiß wie das Innere der Sonne ist.

Doch das allein war nicht das einzige Außergewöhnliche. Sie konnten das Plasma auch 102 Sekunden lang auf dieser Temperatur halten, so das Team des Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST). Ihr Ziel ist es, ein Plasma zu kreieren, das eine Temperatur von 100 Millionen Kelvin erreicht und diese Temperatur länger als 1.000 Sekunden zu halten: Das sind fast 17 Minuten.

Kurz vor dem Erfolgserlebnis der Wissenschaftler vom Institute of Physical Science in Hefei, macht das Max-Planck-Institut in Greifswald von sich reden. Ihnen war es gelungen, in der Fusionsanlage Wendelstein 7-X das erste Wasserstoff-Plasma zu erzeugen. „Mit einer Temperatur von 80 Millionen Grad und einer Dauer von einer Viertel-Sekunde hat das erste Wasserstoff-Plasma in der Maschine unsere Erwartungen vollständig erfüllt“, sagt Hans-Stephan Bosch, dessen Bereich für den Betrieb von Wendelstein 7-X zuständig ist.

Wendelstein 7-X, die weltweit größte Fusionsanlage vom Typ Stellarator, werde keine Energie erzeugen, so das Max-Planck-Institut. Trotzdem soll die Anlage beweisen, dass auch Stellaratoren kraftwerkstauglich seien. Mit Wendelstein 7-X solle die Qualität des Plasmaeinschlusses erstmals der eines Tokamaks ebenbürtig werden:

„Ein Ring aus 50 supraleitenden, etwa 3,5 Meter hohen Magnetspulen ist das Kernstück der Anlage. Ihre speziellen Formen sind das Ergebnis ausgefeilter Optimierungsrechnungen der Abteilung ‚Stellarator-Theorie‘ und ihrer über zehnjährigen Suche nach einem besonders wärmeisolierenden magnetischen Käfig. Die Spulen sind auf ein stählernes Plasmagefäß aufgefädelt und von einer ringförmigen Stahlhülle umschlossen. In ihrem luftleer gepumpten Innenraum werden die Spulen mit flüssigem Helium auf Supraleitungstemperatur bis nahe an den absoluten Nullpunkt abgekühlt. So verbrauchen sie nach dem Einschalten kaum Energie. Der von ihnen erzeugte Magnetfeldkäfig hält im Inneren des Plasmagefäßes das Forschungsobjekt der Wissenschaftler in Schwebe, das 30 Kubikmeter füllende ultra-dünne Plasma.“

In den vergangenen 60 Jahren konnte bei Versuchen das Plasma nie länger als 20 Sekunden auf gleichbleibender Temperatur gehalten werden. Und doch wird es dem erfolgreichen chinesischen Wissenschaftlern zufolge noch Jahre dauern, bis es möglich sei, eine in der Wirtschaft einsetzbare Plasma-Maschine zu bauen, die über Jahrzehnte hinweg eine stabile Leistung erbringen könnte.

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