Kernfusion mit Wendelstein 7-X

pic 1 OLVEs ist gelungen, erstmals! Bisher war es eine Fiktion, dass der Mensch eine Kernfusion, wie sie ständig auf unserer Sonne abläuft, steuern und bändigen könnte.

Im Greifswalder Versuchsreaktor ist diese, wohl zu den verwegensten Ideen der Menschheit zählende, Fiktion der Realität nun ein großes Stück nähergekommen. Wahnsinn oder Genialität, die Auffassungen teilen sich. Auch hört man verschwindend wenig über dieses deutsche Prestige-Projekt, das immerhin schon über eine Milliarde Euro Steuergelder gekostet hat – 500 Millionen waren einmal geplant. Was jedoch nicht verwunderlich ist, gab es schließlich für diese Forschungskalkulation keinerlei Erfahrungswerte. Allein Entwicklung und Bau des Magnetspulen-Rings, mit dem die Forscher technologisches Neuland betraten, kostete 370 Millionen Euro.

Nun greift das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP), dass den Kernfusionsreaktor betreibt nach den Sternen. Es will die chemisch-physikalischen Abläufe einer Sonne, auf der Erde reproduzieren. Keine einfache und unkomplizierte Sache – ganz im Gegenteil – das ist eher eine höllische Aufgabe. Um eine Kernfusion überhaupt auslösen zu können sind unvorstellbare Temperaturen und Drücke erforderlich. Im Zentralbereich der Sonne laufen diese Prozesse bei etwa 15 Millionen Grad Celsius und einem Druck von 200 Milliarden Bar ab. Da letzterer auf unserem Planeten (derzeit) nicht zu erreichen ist, müssen die Reaktionstemperaturen dementsprechend erhöht werden: auf sagenhafte 100 Millionen Grad Celsius. Erst bei diesen Temperaturen geben Atome ihre Elektronen ab und werden zu Ionen; ein Plasma entsteht. In der Physik ist ein Plasma ein Teilchengemisch auf atomar-molekularer Ebene, dessen Bestandteile teilweise geladene Komponenten, Ionen und Elektronen sind. Das bedeutet, dass ein Plasma freie Ladungsträger enthält. Eine für das Verhalten von Plasmen, aber auch für deren technische Nutzung wesentliche Eigenschaft, ist deshalb deren elektrische Leitfähigkeit.

Reiseführer kostenlos anfordernBei der angestrebten Kernfusion, also bei thermonuklearen Prozessen, werden unvorstellbare Energien frei – diese bringen unsere Sonne zum Strahlen. Fusionsbrennstoffe für diese Kernreaktion sind dabei Deuterium (2H) und Tritium (3H). Deuterium und Tritium sind beides natürliche Isotopen des Wasserstoffs und der kommt auf unserem Planeten in fast unbegrenzter Menge vor oder kann erzeugt werden. Bei den geplanten zukünftigen Kernfusionen sollen diese beiden Wasserstoff-Isotopen zu einem Heliumkern verschmelzen, wobei ein Neutron sowie eine gewaltige Energiemenge freigesetzt werden. Es wird davon ausgegangen, dass sich mit einem Gramm Brennstoff mehr Energie erzeugen lässt, als durch die Verbrennung von zehn Tonnen Kohle.

Lassen sich diese Prozesse steuern, wovon die Wissenschaft ausgeht, so wären alle Energieprobleme der Menschheit zukunftsträchtig und nachhaltig gelöst. Die Kernfusion stellt die Wissenschaft und auch die Technik jedoch vor gewaltige Herausforderungen. Dennoch scheinen diese lösbar, auch wenn es noch ein weites Stück Weg ist.

Was unterscheidet jedoch eine Kernfusion von einer Kernspaltung (Atomkraftwerk)? Zum einen ist, im Gegensatz zur Kernspaltung, eine Kettenreaktion mit Fusionsreaktionen nicht möglich. Zum anderen entstehen bei diesen physikalisch-chemischen Prozessen zwar auch radioaktive Substanzen, diese stellen allerdings nur ein geringen Gefährdungspotential dar. Das Reaktionsprodukt in Fusionskraftwerken ist Tritium, ein instabiles Isotop, auch überschwerer Wasserstoff genannt. Tritium zerfällt mit einer Halbwertszeit von zwölf Jahren in das stabile Isotop Helium-3. Im Gegensatz dazu bestehen die Produkte der Kernspaltung in den Brennelementen von Atommeilern aus einem breiten Gemisch radioaktiver Substanzen mit unterschiedlichen Eigenschaften und Halbwertszeiten von teilweise über einer Million Jahren.

Die Kernfusionsforschungsanlage Wendelstein 7-X hat nun am 10.Dezember 2015 erstmals Helium-Plasma erzeugt. Etwa zehn Milligramm Helium wurden in das Magnetfeld einer Vakuumkammer der 725 Tonnen schweren Anlage eingeleitet und anschließend auf eine Million Grad erhitzt. „Das ist ein toller Tag“, sagte die wissenschaftliche Direktorin Sibylle Günter nach dem ersten Experiment, das nach neunjähriger Bauzeit der Anlage geglückt ist.

Sicherlich sind derartige Zukunftsforschungen nicht aus der Portokasse zu bezahlen. Dennoch sehe ich als Ingenieur derartige Steuerinvestitionen als gerechtfertigt an. Deutschland hat in den letzten Jahrzehnten schon zu viele Zukunftstechnologien verschlafen – so beispielsweise in der Computer- und Informationsindustrie. In dieser zukunftsträchtigen Energietechnologie ist Deutschland jedoch weltweit führend.

Und wie aktuell in Deutschland üblich, tauchen unmittelbar nach einer technologischen Verkündung die ersten Kritiker auf. Ich bezeichne diese Leute mittlerweile als „Grundsatzkritiker“, und die gibt es in allen Parteien und parteinahen Institutionen. Es läuft immer nach dem gleichen Schema ab: was nicht von uns stammt ist schlecht – Kindergartenmentalität.

Kritiker der Technologie wie Sylvia Kotting-Uhl, atompolitische Sprecherin der Grünen Bundestagsfraktion, sehen in Fusionsreaktoren keine Zukunftstechnologie, sondern in erster Linie Milliardengräber. „Bis 2050, wenn eventuell ein erster Demonstrationsreaktor in Betrieb gehen könnte, werden wir unseren Energiebedarf zu nahezu 100 Prozent aus Erneuerbaren decken“, argumentiert Kotting-Uhl. „Diese werden bis dahin unschlagbar billig sein.“ Der Wendelstein 7-X sei vor allem eine riesige Geldverbrennungsmaschine. Frau Kotting- Uhl hat wohl noch nie vom Jahr ohne Sonne und anderen derartigen Naturkatastrophen gehört. Ich habe darüber bereits berichtet.

Mir stellt sich dabei immer wieder die Frage warum in der Politik so häufig Fachfremde per Amt zu Fachleuten gemacht werden können: Kotting-Uhl ist Germanistin, unsere Verteidigungsministerin Ärztin, unser Gesundheitsminister Hermann Gröhe hingegen ist Jurist, unser Wirtschaftsminister Sigmar Gabriel ist Lehrer was auch auf unsere Umweltministerin Barbara Hendrichs zutrifft. Nichts gegen diese hochqualifizierten und ehrenwerten Berufe, dennoch gilt ein uraltes Sprichwort: Schuster bleib bei Deinen Leisten“ wohl auch heute noch – oder auch nicht!?




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