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Kernfusion: Ist das die Energie der Zukunft?

Einige Experten sehen in der Kernfusion die Lösung aller Energieprobleme, andere warnen vor den Gefahren. Was hinter dieser Energiegewinnung steckt.
Ist Kernenergie die Energie der Zukunft? Chancen und Gefahren der neuen Methode zur  Energiegewinnung.

Das Wichtigste zum Thema Kernfusion

  • Bei einer Fusion verschmelzen Atomkerne zu einem neuen. Dazu müssen sie mit hoher Energie aufeinandertreffen. Diese Fusion erzeugt wiederum jede Menge neue Energie. In der Natur strahlt die Sonne dank Kernfusion Licht und Wärme ab.

  • Da in einen Kernfusions-Reaktor erst einmal sehr viel Energie eingespeist werden muss, ist noch nicht klar, ob sich der Vorgang jemals wirtschaftlich rentieren wird. Außerdem sind radioaktive Stoffe im Spiel, die Mensch und Umwelt verstrahlen könnten und Atommüll produzieren.

  • Der größte Kernfusions-Reaktor der Welt, ITER, wird derzeit in Frankreich auf Touren gebracht. Bis 2025 soll er fertig sein, und das erste Mal 2050 nutzbare Energie erzeugen. Unten erfährst du, wie er funktioniert und warum Wissenschaftler auf diese neue Methode setzen.

Die Idee hinter der Kernfusion

Atomkerne verschmelzen nur bei sehr hoher Temperatur und sehr hohem Druck miteinander. In der Sonne geschieht das auf natürlichem Wege. Wasserstoffatome fusionieren und bilden Helium. Dadurch verringert sich die Masse - und es wird unglaublich viel Energie abgestrahlt.

Herkömmliche Kernkraftwerke produzieren Energie durch Kernspaltung. Mit Kernfusions-Reaktoren versuchen Wissenschaftler das Gegenteil: Kerne werden miteinander verschmolzen. Mit Hilfe von starken Magneten wird das Plasma aus Wasserstoffatomen so stark verdichtet, dass aus 2 Atom-Kernen einer wird.

Beim Versuchsreaktor ITER werden dazu die Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium verwendet. Sie geben bei ihrer Fusion ein Neutron ab und bilden ebenfalls Helium. Die Grafik unten zeigt dir, wie das genau funktioniert.

Quelle: International Thermonuclear Experimental Reactor

Fakten zum ITER

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    Energiegewinn: Ziel ist es, für 50 Megawatt eingespeiste Energie das Zehnfache, also 500 Megawatt, zu erhalten. Ein Megawatt sind 1 Millionen Watt, das entspricht 25.000 Glühbirnen mit 40-Watt.

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    Technik: Der ringförmige Fusionsreaktor, genannt Tokamak, wird mit 23.000 Tonnen 3-mal so schwer wie der Eiffelturm sein. Allein die speziellen Zinndrähte für die extrem leitfähigen Magnetspulen sind über 100.000 Kilometer lang. Das ist mehr als 2-mal um die Erde.

  • 🌡

    Temperaturen: Im Tokamak werden 150 Millionen Grad Celsius herrschen. Das entspricht einer 10-mal so hohen Temperatur wie im Kern der Sonne. An der Sonnenoberfläche wird es gut 6.000 Grad heiß.

  • Zeitplan: Die Idee für das Projekt entstand 1985, erste Planungen starteten 1988. 2001 wurde der Entwurf abgenommen. 2007 ist das Gründungsjahr der offiziellen Organisation ITER, und 2010 begannen die Bauarbeiten. 2025 soll der Reaktor fertiggestellt sein und 2050 das erste Mal nutzbare Energie liefern.

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    Lage: 35 Staaten sind an dem Projekt beteiligt. Gebaut wird ITER in Südfrankreich. Die Gemeinde Saint-Paul-lès-Durance liegt in der Region Provence-Alpes-Cote d'Azur, ungefähr 35 Kilometer nördlich von Aix-en-Provence. Das Gelände umfasst 180 Hektar, die Hauptplattform 42. Das entspricht 60 Fußballfeldern.

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    Kosten: Zuerst wurden für das Projekt 5 Milliarden Euro eingeplant. Doch schnell erhöhte sich die Summe auf 15 Milliarden. Mittlerweile sind über 20 Milliarden Euro im Gespräch.

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    Manpower: 2014 waren noch 1.400 Menschen mit dem Bau und der Organisation des ITER beschäftigt. In der Hochphase, die geschätzt von 2019 bis 2022 dauert, kümmern sich 5.000 Mitarbeiter auf der Baustelle und in den Büros um den Kernfusions-Reaktor.

Quelle: ITER

Energie durch Kernfusion - Pro und Contra

Die Befürworter sehen in der Kernfusion eine wetterunabhängige Methode der Energiegewinnung, die weniger Platz als Solarfelder oder Windräder benötigt und bei der keinerlei Kohlendioxid ausgestoßen wird.

Auch wird stets betont, dass es hier keinen GAU geben kann wie in Tschernobyl oder Fukushima, wo die Brennstäbe schmolzen. Denn die Kernfusion im Reaktor stoppt sofort, wenn die komplizierten technischen und physikalischen Bedingungen nicht mehr vorherrschen.

Kritiker bemängeln, dass hier noch radioaktives Material im Spiel ist und niemand weiß, wie es reagiert oder strahlt, beispielsweise bei einem Erdbeben. Außerdem moniert Greenpeace, dass auch hier Atomabfall produziert wird, der gelagert und entsorgt werden muss.

Da sich die Forschung mittlerweile auf erneuerbare Energien wie Wind- oder Wasserkraft, Solarenergie und andere fokussiert, kommt für viele Umweltschützer der Bau von Kernfusions-Reaktoren viel zu spät. Und: Ob er jemals funktioniert, ist ungewiss. Kritiker glauben daher, dass sich der Versuchsreaktor ITER bereits überlebt hat, bevor er 2050 nutzbare Energie produziert.

Daher kommt unser Strom aktuell

Quelle: Statistisches Bundesamt, 2020

Veröffentlicht: 07.09.2020 / Autor: Sven Hasselberg