Iter arbeitet mit der Fusion durch magnetischen Einschluss

Kohlekraftwerke werden ausgedient haben, wenn die Kohle knapp wird - von den Auswirkungen auf die Umwelt und das Klima ganz abgesehen. Eine Rückkehr zur Atomspaltung ist - spätestens nach dem Unglück in japanischen Atomkraftwerk Fukushima 2011 - auch nicht wünschenswert. Und ob es mit erneuerbaren Energien allein gelingen wird, Strom in ausreichendem Maß zu erzeugen, ist fraglich.

Das soll die Kernfusion schaffen. Seit gut 50 Jahren arbeiten Wissenschaftler daran, das Prinzip nachzubilden, nach dem die Sterne funktionieren: Zwei Wasserstoffkerne verschmelzen zu einem Heliumkern, wobei sehr viel Energie freigesetzt wird. Bald wurde jedoch klar, dass das nicht wie anfangs gedacht auf dem Labortisch geht. Viele Entwicklungsschritte waren dafür nötig - und vor allem eine große Anlage.

Gorbatschow schlug Iter vor

Michail Gorbatschow, damals Staats- und Parteichef der Sowjetunion, machte 1985 beim Gipfeltreffen der Supermächte den Vorschlag, einen Fusionsreaktor zu bauen. Die Idee: Nur eine Gemeinschaft von Staaten wird in der Lage sein, ein Projekt dieser Größe umzusetzen.

Es folgten zwei Jahrzehnte der Planung, der Vergabe von Aufträgen, der Suche nach einem Standort. Und der Rückschläge: So stieg Kanada 2003 aus dem Projekt aus, in dem Jahr, in dem die USA nach fünfjähriger Abwesenheit wieder einstiegen. Japan war nach dem schweren Erdbeben 2011 eine Zeit lang nicht in der Lage, Komponenten zu fertigen und zu liefern. Also wurden die Aufträge anderweitig vergeben.

Die Partner springen füreinander ein

Im vergangenen Jahr hatten die Europäer Probleme, Magnetspulen zu bauen. Also übernahmen China und Russland den Bau von jeweils einer Spule. In den USA droht der Kongress die Forschungsgelder drastisch zu kürzen. Jetzt wird beraten, wie die anderen in dem Fall den USA helfen könnten, ihren Beitrag zu leisten. Denn dort werden wichtige Komponenten gefertigt, die zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbar sein müssen.

Der Iter wird nach dem Prinzip der Fusion durch magnetischen Einschluss arbeiten: In einer torusförmigen Kammer, dem Tokamak, wird bei einer Temperatur von 150 Millionen Grad ein Plasma aus Wasserstoffisotopen erzeugt.

Ein Magnetfeld hält das Plasma

In diesem Zustand werden die Elektronen von der Atomhülle abgetrennt. Es entsteht ein elektrisch leitendes Gemisch aus Elektronen und den ungebundenen Atomkernen, den Ionen. Da es nicht mit den Wänden der Brennkammer in Kontakt kommen darf, wird es in einem Magnetfeldkäfig gehalten, das die 18 supraleitenden Magneten erzeugen.

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Der Fusionreaktor Iter soll zeigen, dass Fusion durch magnetischen Einschluss machbar ist. (Bild: Iter)

Kollidieren in dem Plasma Ionen, stoßen sie sich nicht gegenseitig ab, sondern verschmelzen zu einem Heliumkern. Dabei werden ein Neutron und Energie freigesetzt. Viel Energie: Bei einer Heizleistung von 50 Megawatt sollen 500 Megawatt thermische Energie erzeugt werden.

Ein Fusionskraftwerk braucht Akkus

Erweist sich das Prinzip als tragfähig, wird es allerdings noch einige Jahre dauern, bis kommerzielle Kraftwerke ans Netz gehen können. Bis dahin ist etwa zu klären, wie lange ein Tokamak am Stück arbeiten kann. Denn dieser Reaktor funktioniert nur im Pulsbetrieb - wobei ein Puls bis zu einer Stunde dauern soll. Um das Netz konstant mit Strom zu versorgen, braucht ein Fusionskraftwerk mächtige Energiespeicher. Möglicherweise erweist sich deshalb das Stellarator-Prinzip, nach dem die Versuchsanlage Wendelstein 7-X in Greifswald funktioniert, als die bessere Variante: Ein Stellarator soll nämlich im Dauerbetrieb arbeiten können.

Immer vorausgesetzt, die Fusion funktioniert. Wann das bewiesen wird, werden wir in den kommenden Monaten erfahren. Der Zeit- und Kostenplan, den Bigot dann verkündet, soll verbindlich sein. Auf eine grobe Vorhersage lässt sich Griffith ein: "Innerhalb der nächsten zehn Jahre werden wir eine Schlagzeile aus Cadarache senden können."