Was tun mit dem Helium-3?

Das Isotop Helium-3 soll als Brennstoff für die Kernfusion eingesetzt werden. Es könnte entweder mit dem Wasserstoffisotop Deuterium oder Helium-3 zu Helium-4 fusioniert werden. Dabei werden ein oder zwei Protonen freigesetzt. Endprodukt ist jeweils Helium-4. Vorteil der Helium-3-Fusion wäre, dass praktisch keine radioaktive Strahlung entsteht.

Es gibt allerdings noch nicht einmal Reaktoren, in denen das Helium-3 verbrannt werden könnte. Zwar melden die verschiedenen Initiativen, die an der Kernfusion arbeiten, Erfolge. Unterm Strich lautet die Bilanz aber: Noch keiner der Versuchsreaktoren hat bisher eine positive Energiebilanz. Noch keiner hat also mehr Energie abgegeben, als aufgewendet werden musste, um die Fusion zu initiieren.

Hoher Druck und hohe Temperatur für die Fusion

Denn um die Abstoßung von zwei positiv geladenen Atomkernen zu überwinden und sie zu verschmelzen, bedarf es sehr hohen Drucks und Temperaturen. In der Sonne etwa herrscht ein Druck von 200 Milliarden Bar und eine Temperatur von 15 Millionen Grad Celsius. Auf der Erde lässt sich ein so immenser Druck nicht erzeugen, weshalb die Temperatur deutlich höher sein muss. Im europäischen Fusionsreaktor Iter etwa soll es 150 Millionen Grad heiß sein.

Das geht natürlich nur unter immensem Energieaufwand. Da die Abstoßung der Helium-3-Kerne größer ist, müsste die Temperatur noch höher liegen - was mit heutiger Technik kaum möglich ist. Anfangs müsste das Helium-3 also mit Deuterium fusioniert werden. Erst die folgende, also die dritte Generation der Fusionsreaktoren soll allein mit Helium-3 betrieben werden.

Helium-3 taugt zum Bombenbau

Allerdings könnte das Interesse an dem Helium-3 auch einen anderen Grund haben: Es eignet sich nämlich für den Bau von Bomben. Die Sprengkraft wäre gewaltig. Eine Tonne des Helium-Isotops würde eine Energie von 315 Petajoule freisetzen, was einer Sprengkraft von rund 75 Megatonnen TNT-Äquivalent entspricht. Die stärkste Atombombe, die bisher gezündet wurde, war die AN602 oder Zar-Bombe, die die Sowjetunion 1961 auf der Insel Nowaja Semlja testete. Sie hatte eine Sprengkraft von 57 Megatonnen TNT-Äquivalent.

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Eine Rakete mit Fusionstriebwerk könnte 2020 verfügbar sein. (Bild: University of Washington/MSNW)

Da erscheint eine dritte Anwendung für das Helium-Isotop doch deutlich wünschenswerter: die Raumfahrt. Ein Fusionstriebwerk mit Helium-3 und Deuterium könnte Raumschiffe deutlich schneller antreiben als heutige Raketenmotoren. Damit soll ein Flug zum Mars nur etwa drei Monate dauern. Mit heutiger Technik dauert eine Reise von der Erde zum Mars und wieder zurück nach Schätzungen der US-Raumfahrtbehörde National Aeronautics and Space Administration (Nasa) vier Jahre.

Apropos Raumfahrt: Wie soll das Helium-3 zur Erde kommen?