Kernfusion: Chinesischer Fusionsreaktor bewahrt Plasma über 17 Minuten

In China ist ein wichtiger Schritt bei der Erforschung der Kernfusion gelungen.

Artikel veröffentlicht am 4. Januar 2022, 11:10 Uhr, Werner Pluta

Chinesischer Forschungsreaktor East: Die Technik soll in zehn Jahren serienreif sein. (Bild: Oriental Image via Reuters Connect)

Ein neuer Rekord ist in dem chinesischen Fusionsreaktor Experimental Advanced Superconducting Tokamak (East) aufgestellt worden. Es ist gelungen, mehr als eine Viertelstunde lang ein Plasma mit einer Temperatur von 17 Millionen Grad zu erhalten.

Über 1.056 Sekunden, also gut 17,5 Minuten, sei das Plasma erhalten worden, berichtet das Institut für Plasmaphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences, ASIPP). Das sei ein "neuer Weltrekord für die Pulslänge" eines Hochtemperatur-Plasma in einem Tokamak.

East ist ein experimenteller Fusionsreaktor in Hefei in der ostchinesischen Provinz Anhui. Dort wird seit 2006 an der Nutzung der Kernfusion für die Energieerzeugung geforscht. Bei der Kernfusion werden die Wasserstoffisotope Deuterium (D) und Tritium (T) verschmolzen, wie im Inneren eines Sterns. Deshalb werden Fusionsreaktoren auch als künstliche Sonnen bezeichnet.

Wasserstoffisotope fusionieren

Damit die Kerne fusionieren und sich nicht abstoßen, wird in einer ringförmigen Kammer, dem Tokamak, bei sehr hohen Temperaturen ein Plasma aus den Wasserstoffisotopen erzeugt. Kollidieren in dem Plasma Ionen, stoßen sie sich nicht gegenseitig ab, sondern verschmelzen. Dabei wird ein Neutron sowie viel Energie freigesetzt.

Weltweit wird an verschiedenen Anlagen an dieser Technik geforscht. In Cadarache in Südfrankreich wird der Forschungsreaktor Iter gebaut, in dem zum ersten Mal Kernfusion im industriellen Maßstab getestet werden soll. An dem Projekt arbeitet auch ASIPP mit.

East und Iter funktionieren nach dem gleichen Tokamak-Prinzip, für das ein gepulster Strom erforderlich ist. Ein anderer Ansatz ist der Stellarator wie der Greifswalder Forschungsreaktor Wendelstein 7-X. Ein Stellarator hat einen komplexeren Aufbau, ermöglicht aber einen Dauerbetrieb, bei dem das Plasma nicht ständig neu gezündet werden muss.

Die aktuelle Bestleistung ist die nicht die erste des chinesischen Forschungsreaktors: So wurde laut ASIPP ein Plasmabetrieb mit 1 Megampere erreicht. Im Mai vergangenen Jahres wurde Plasma mit einer Temperatur von 120 Millionen Grad erzeugt und 101 Sekunden lang erhalten sowie 160 Millionen Grad heißes Plasma über 20 Sekunden.

Mit diesen Errungenschaften sei "eine solide wissenschaftliche und experimentelle Grundlage für die Erforschung der Fusionsenergie geschaffen", teilte ASIPP mit. Ziel sei, alle drei Werte - Betrieb mit 1 Megampere, 160 Millionen Grad heißes Plasma, Erhaltung über 1.056 Sekunden - zusammen zu erreichen. Die chinesische Fusionstechnik soll in zehn Jahren serienreif sein.