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Wissen & Umwelt

Kernfusion - die bessere Atomkraft?

Seit Jahrzehnten arbeiten Forscher an einer neuen Art der Energieerzeugung - der Kernfusion. Ein Pilotprojekt soll den Durchbruch bringen. Doch die Technik ist komplex und teuer. Viele bezweifeln den Erfolg.

Modell einer Kernfusionsanlage (Foto: AP)

Strom aus Kernfusion nur ein Wunschtraum?

Kernfusion statt Kernspaltung. An diese Formel glauben vor allem jene Länder, die heute massiv auf die Atomkraft setzen - Staaten wie China, Frankreich oder Russland. Der Unterschied ist folgender: Ein Atomkraftwerk gewinnt seine Energie, indem es schwere Urankerne spaltet. Ein Fusionsreaktor hingegen soll leichten Wasserstoff zu Helium verschmelzen. Und das hätte gegenüber der Uranspaltung mehrere Vorteile.

Zum einen wären die Brennstoffe für die Fusion praktisch unerschöpflich - ganz im Gegensatz zu Uran. Zum anderen ist ein Super-Gau wie bei einem Atomkraftwerk ausgeschlossen, dazu nämlich hätte ein Fusionsreaktor viel zu wenig Energie gespeichert. Und er würde keinen langlebigen Atommüll erzeugen. Man bräuchte also kein Endlager.

Doch all diesen Vorteilen steht ein großes Minus gegenüber: Bislang ist es noch niemandem gelungen, einen Fusionsreaktor zu bauen. Die Technik nämlich ist höchst anspruchsvoll. Der erste realistische Versuch ist ITER - der größte Versuchsreaktor aller Zeiten.

Neue Energiequelle

Alles begann im November 1991. Damals konnten Europas Fusionsforscher noch von Herzen jubeln. Denn die Physiker hatten es mit dem Versuchsreaktor JET in England geschafft, erstmals kontrolliert Wasserstoff zu Helium zu verschmelzen, wenn auch nur für zwei Sekunden. Der Weg schien frei für eine neue, schier unerschöpfliche Energiequelle. Voller Elan machten sich die Forscher daran, die Baupläne für einen neuen, noch größeren Reaktor zu bauen, den ITER.

Das Riesenexperiment soll definitiv zeigen, dass man mit der Fusion im großen Maßstab Energie gewinnen kann. Konkret soll ITER in der Lage sein, zehnmal mehr Energie zu produzieren, als man in ihn hineinsteckt. "Eine Nagelprobe für die Tauglichkeit des Fusionsprinzips", sagt Hartmut Zohm, Fusionsforscher am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching bei München.

Vorbild für ITER ist die Sonne

Sonnenaktivität (Foto: DW-TV)

Die Sonne produziert schier unendliche Energiemengen

2005 hatte die Europäische Union gemeinsam mit Japan, Südkorea, China, Russland, Indien und den USA beschlossen, ITER in Südfrankreich zu bauen. Er besteht aus einer riesigen reifenförmigen Vakuumkammer, in der riesige Magneten ein Wasserstoffgemisch gefangen halten. Dieses Gas soll zu einem 150 Millionen Grad heißen Plasma erhitzt werden – heiß genug, dass die Wasserstoffkerne zu Helium verschmelzen und Energie freisetzen können. Fünf Milliarden Euro sollte die Anlage kosten, 2018 sollte sie fertig sein.

Doch bereits 2008 mehrten sich die Zeichen, dass weder Zeit- noch Kostenplan zu halten sind. Wohl frühestens im Jahr 2026 wird der Reaktor voll einsatzfähig sein. Außerdem dürfte ITER nahezu um das Dreifache teurer werden und statt fünf Milliarden bis zu 15 Milliarden Euro kosten.

Die Gründe sind vielfältig: Erstens sind die Rohstoffpreise gerade für jene speziellen Stähle und Metalle, die man für ITER braucht, kräftig geklettert. "Zweitens ist der Reaktor anfangs mit relativ spitzem Griffel geplant worden", glaubt Zohm. Mittlerweile habe man entdeckt, dass die Technik im Detail doch komplizierter sei und deshalb mehr koste.

Bürokratische Reibungsverluste

Plasma im Magnetkäfig (Foto: Max-Planck-Institut für Plasmaphysik)

Das 150 Millionen Grad heiße Plasma darf die Reaktorinnenwände nicht berühren, da es sonst abkühlen würde und eine Fusion unmöglich machen würde. Deswegen wird es in solche oder ähnliche extrem starke Magnetkäfige gesperrt

Drittens hakt es beim Management: Die sieben Partner sind über die ganze Welt verteilt, was die Organisation zu einer eher trägen Angelegenheit macht. So möchte jeder der Partner tunlichst seine eigenen Industrien beschäftigen. Das aber hat zur Folge, dass ein- und dieselbe Komponente nicht in kostengünstiger Massenfertigung von einer Firma gebaut wird, sondern von mehreren Unternehmen aus verschiedenen Ländern. Zohm: "Dadurch entstehen Reibungsverluste, die sich in Mehrkosten niederschlagen."

Inzwischen wurde das Management ausgetauscht und die Projektstruktur gestrafft. Die EU, die als Gastgeber für ITER knapp die Hälfte der Kosten trägt, muss das fehlende Geld aus anderen Forschungsprogrammen abzweigen und aus nicht verwendeten Mitteln ihres Haushalts.

Die Fusions-Kritiker jedenfalls fühlen sich bestätigt. "Wissenschaftlich ist es sicher eine spannende Herausforderung, die Kernfusion zu beherrschen", sagt Greenpeace-Atomexperte Heinz Smital. "Aber man soll nicht so tun, als würde man damit etwas für die Energieversorgung tun!" Schließlich sei ITER nur ein hochkomplexes wissenschaftliches Experiment und nicht etwa schon ein funktionstüchtiger Prototyp für ein Kraftwerk.

Deshalb fordert Smital, das Megaprojekt umgehend zu stoppen und die Milliarden stattdessen in den Ausbau der regenerativen Energien zu stecken, zum Beispiel in riesige Solarkraftwerke in der Sahara.

Autor: Frank Grotelüschen
Redaktion: Judith Hartl/ Nicole Scherschun

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