Kernfusion: MIT-Forscher konzipieren neuen Fusionsreaktor
Ist das der Durchbruch? Eine Entwicklung des Massachusetts Institute of Technology (MIT) soll den Bau eines Kernfusionsreaktors ermöglichen. Er könnte in etwa zehn Jahren bereitstehen.
Die MIT-Forscher wollen supraleitende Bänder aus Rebco als Magneten einsetzen – Rebco steht für Rare-Earth Barium Copper oxide, also ein Element der Seltenen Erden, Barium und Kupferoxid. Diese supraleitenden Bänder sollen das Magnetfeld produzieren, in dem das Plasma eingeschlossen ist. Diese Entwicklung ermögliche ein ganz neues Design eines Fusionsreaktors(öffnet im neuen Fenster), sagt Dennis Whyte, Leiter des Plasma Science and Fusion Center am MIT.
Das Magnetfeld wird verstärkt
Durch die neuen Supraleiter werde die Fusionsenergie im Vergleich zu herkömmlichen Supraleitern etwa um den Faktor 10 gesteigert. Das Magnetfeld zu verstärken, steigere die Energieausbeute immens, sagt Brandon Sorbom, Hauptautor des Aufsatzes in der Fachzeitschrift Fusion Engineering and Design(öffnet im neuen Fenster). Eine Verstärkung des Magnetfeldes steigert die Energieausbeute mit der vierten Potenz – eine Verdoppelung des Magnetfeldes würde das 16fache an Energie bedeuten.
Diese neue Technik ermögliche den Bau eines deutlich kleineren Tokamak-Fusionsreaktors(öffnet im neuen Fenster). Das ist der gleiche Typ wie der europäische Forschungsreaktor International Thermonuclear Experimental Reactor(öffnet im neuen Fenster) (Iter). Er entsteht in Cadarache in Südfrankreich und soll 2022 fertig sein.
Arc kann halb so groß sein wie Iter
Arc-Reaktor nennen die MIT-Forscher ihren Reaktor – das ist eine Abkürzung für affordable, robust, compact – erschwinglich, robust, kompakt. Er könne bei gleicher Leistung halb so groß ausfallen wie der Iter, sagen sie. Das bedeute auch, er könne schneller und für geringere Kosten errichtet werden. Es seien schon Anlagen von vergleichbarer Komplexität und Größe in fünf Jahren gebaut worden.
Das Design des Reaktors, das die MIT-Forscher ersonnen haben, sollte es ermöglichen, drei Mal mehr Energie auszustoßen als für den Betrieb des Reaktors aufgewendet werden muss, sagt Sorbom. Er glaubt aber, es sei möglich, die Konstruktion so zu verbessern, dass das Fünf- oder Sechsfache möglich sei.
Die Fusion – die Verschmelzung von Wasserstoffatomen zu Helium – soll sehr große Mengen an Energie freisetzen. Auf diese Weise soll der Energiebedarf der Zukunft gedeckt werden. Um eine solche Reaktion anzustoßen, muss jedoch sehr viel Energie aufgewendet werden. Es gibt eine Anzahl von Forschungsfusionsreaktoren. Bisher ist es aber an noch keinem gelungen, eine positive Energiebilanz zu erzielen – also mehr Energie herauszubekommen als aufzuwenden.