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Das Plasma in einem sphärischen Tokamak ist fast kugelförmig.
Das Plasma in einem sphärischen Tokamak ist fast kugelförmig. (Bild: Tokamak Energy)

Optimistische Extrapolationen funktionieren selten

Im britischen Mast-Reaktor konnten durch das Verfahren schon Temperaturen von etwa 10 Millionen Kelvin erreicht werden, allerdings werden 100 Millionen Kelvin benötigt. Außerdem lief der Versuch mit einem relativ schwachen Magnetfeld ab. "Das Verfahren wurde bei Feldstärken von 0,1 Tesla durchgeführt. Niemand weiß, ob es auch noch bei 10 Tesla funktioniert. Bei einem Faktor 100 ist Extrapolation nicht sehr zuverlässig", sagt Donne. "Ich arbeite seit 30 Jahren in dem Feld und habe viele solche Extrapolationen gesehen, die am Ende nicht funktioniert haben."

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So starke Magnete zu bauen, ist problematisch. Denn die Felder von Hochtemperatursupraleitern können zwar sehr große Stärken erreichen, die Magnete würden dabei aber vom eigenen Magnetfeld auseinandergerissen werden. Sie müssen durch andere Materialien verstärkt werden. Die Kräfte sind aber so groß, dass sie selbst Stahl nicht mehr aushält. Das ist kein unlösbares Problem, aber die Lösung muss gefunden und implementiert werden.

Derzeit ist Tokamak Energy aber viel zu klein und viel zu schlecht finanziert, um solche Lösungen finden und umsetzen zu können. Manche Mitarbeiter von Eurofusion bezeichnen die Pläne von Tokamak Energy deshalb auch als angewandte Science-Fiction.

Auch Eurofusion forscht an der Verwendung von Hochtemperatursupraleitern. Aber das Ziel der staatlichen Forschungsinstitute ist es weniger, noch stärkere Magnetfelder aufzubauen, als vielmehr die Kühlung der Magnetspulen zu vereinfachen. Trotzdem kann sich auch Tony Donne nicht ganz dem Charme der Ambitionen von Tokamak Energy verschließen und sagt: "Es ist interessant, dass sie sich andere Aspekte anschauen. Aber ich glaube, dass sie wirklich zu viel versprechen."

Denn es gibt auch noch das Problem des Rohstoffs für die Kernfusion. In dem Reaktor soll Tritium mit Deuterium verschmolzen werden. Tritium ist ein radioaktiver Stoff, der zunächst aus Lithium erzeugt werden muss. Das ist durchaus möglich, ein Fusionsreaktor liefert bei der Kernfusion genug Neutronen für diesen Zweck.

Aber das Tritium muss in dicken Brutmänteln erzeugt werden, die in keinem der Entwürfe von Tokamak Energy zu sehen sind. Ein Fusionsreaktor kann zwar ohne diese Brutmäntel funktionieren, aber ihm würde bald der Rohstoff für die Kernfusion ausgehen.

Tokamak Energy hat keine Lizenz zur Verwendung von Tritium

Von allen anderen Problemen abgesehen, ist das Tritium allein schon Grund genug, um die Zeitpläne von Tokamak Energy anzuzweifeln. "Mit allen Regularien und Zertifizierungen könnte so ein Reaktor in dieser Zeit gar nicht getestet werden", sagt Donne. Tritium ist radioaktiv. Um in acht Jahren Energie in einem Fusionsreaktor zu erzeugen, bräuchte das Unternehmen die Lizenz zum Umgang mit radioaktiven Materialien.

Dazu kommen die Komponenten, die im Inneren des Reaktors während des Betriebs radioaktiv werden, wenn sie den Neutronen aus der Kernfusion ausgesetzt werden. Die dabei anfallenden Mengen und Halbwertszeiten sind zwar deutlich kürzer als bei Brennstäben in herkömmlichen Kernreaktoren, aber eine Lizenz ist dennoch nötig. Das Unternehmen hat weder eine solche Lizenz noch die Expertise, um sie erfolgreich zu beantragen.

Zurzeit hat nur ein Projekt einen Fusionsreaktor, die nötige Ausstattung und die Lizenz, Kernfusion mit Deuterium und Tritium zu betreiben. Das ist der Joint European Torus (Jet), der ebenso in England steht. Durch den Brexit ist dessen Zukunft jetzt aber unklar. Finanziert ist Jet nur bis 2018, wenn eine neue Fusionskampagne mit Deuterium und Tritium geplant ist. Aber die Pläne für diese Forschungsarbeiten gehen bis 2020.

Wie sich immer wieder gezeigt hat, ist die Unsicherheit in den Zeitplänen kein Problem, das nur die private Forschung in der Kernfusion hat.

 Kernfusion: Angewandte Science-Fiction

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bombinho 24. Feb 2017

Ich hatte mal nachgerechnet, die Waermekapazitaet des Plasma _und_ auch die...

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Eheran 16. Feb 2017

Hm? Gar nicht. Aber das ist "im" Reaktor doch auch nicht anders zu erwarten und klar?

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Enter the Nexus 15. Feb 2017

Hoch im Norden ist die Nacht ganz schön lang.

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Ovaron 14. Feb 2017

In reinen Forschungsreaktoren, für wenige Augenblicke. Bis zum ersten kommerziellen...

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Eheran 14. Feb 2017

Niemand kann irgendwas mit völliger Sicherheit vorhersagen. Übrigens ein typischer Trick...

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