Sachsen und Meck-Pomm planen Institut für Kernfusion
„High Energy Density Institut“ soll zweite Tür zu fast unerschöpflicher Energie öffnen
Dresden/Rostock, 29. Juli 2024. Um eine neue Tür hin zu einer nahezu unerschöpflichen Energiequelle aufzustoßen und den deutschen Rückstand in der Trägheits-Fusions-Technologie aufzuholen, gründen die Uni Rostock und das „Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf“ (HDR) ein gemeinsames „High Energy Density Institut“ (Hedi). Eine entsprechende Absichtserklärung wollen die Ministerpräsidentin von Mecklenburg-Vorpommerns, Manuela Schwesig (SPD), und der sächsische Ministerpräsident Michael Kretschmer (CDU) am Donnerstag in Rostock unterzeichnen. Das geht aus einer HZDR-Mitteilung hervor.
Hedi als internationaler Knotenpunkt für Trägheitsfusionsforschung gedacht
„Hedi soll sich so zum internationalen Knotenpunkt für die Trägheitsfusionsforschung entwickeln“, informieren die Dresdner Helmholtz-Forscher. Der Fokus des neuen Instituts solle auf der Erforschung von Materie unter extremen Bedingungen liegen, wie sie im Inneren von Planeten und Sternen herrschen – also auf warmer, dichter Materie. „Solche Zustände hoher Energiedichte spielen bei vielen Zukunftstechnologien eine entscheidende Rolle“, heißt es weiter vom HZDR. Das gelte vor allem für die Trägheitsfusion, die „Inertial Fusion Energy“ (IFE). „Erkenntnisse über die physikalischen Prozesse bei der IFE und ihre technologische Umsetzung in Fusionskraftwerken könnten eine langfristig sichere, nachhaltige und günstige Energieversorgung in Deutschland, der Europäischen Union und weltweit ermöglichen.“
Deutschland hat Kernspaltung abgewählt – doch Fusion ist weit ergiebiger und „sauberer“
Die Vorgeschichte: Schon kurze Zeit nach der militärischen Nutzung der Kernspaltung in Form von Atombomben bauten zahlreiche Länder weltweit Atomreaktoren, in denen Uran- oder Plutonium-Atomkerne gespalten werden und dabei für Generatoren nutzbare Wärme freisetzen. Den letzten Bundesregierungen erschien diese Technologie aber zu riskant, daher stieg Deutschland aus der Atomenergie aus. Da Deutschland aber zeitnah auch auf die Energiegewinnung aus Braunkohle und Erdöl verzichten will, Solar- und Windkraftwerke aber eher unstetig liefern, gibt es weiter Bedarf an einer stabilen und leistungsstarken Grundlast-Energiequelle. Die könnten womöglich die ausbeute-starken und – zumindest nach menschlichen Zeitspannen – fast unerschöpflichen Kernfusions-Prozesse liefern, wie sie in der Sonne ablaufen. Da Fusionsreaktoren nur schwach radioaktive Abfälle produzieren werden, die relativ rasch abklingen, würden sich auch die Endlager-Probleme der Kernspaltung erledigen.
Tokamak-Pfad verschlingt bisher nur Milliarden, liefert aber keine verwertbare Energie
Allerdings ist es der Menschheit bisher nur gelungen, Fusionsbomben zu bauen. Vor allem die frühere Sowjetunion und Europa forschten und forschen daher schon seit Jahrzehnten mit mäßigen Erfolg an einer Kernfusion in riesigen Tokamak-Reaktoren. Die schnüren mehrere Millionen Grad heißes Plasma in einem kringelförmigen, starken Magnetfeld ein, um die Fusion von Wasserstoff-Atomen anzustoßen. Am solch einem Reaktor namens „Iter“ bauen die Europäer schon seit über 14 Jahren mit Milliarden-Investitionen in Frankreich, ohne dass ein kommerzieller Kraftwerksbetrieb auch nur in Sicht wäre.
Zwei Alternativpfade erfolgversprechender: Stellarator und Laserbeschuss
Daher sind inzwischen zwei andere Bauformen in den Fokus gerückt: So haben beispielsweise Planck-Physiker in Greifswald bemerkenswerte Fortschritte mit einem Stellerator-Fusionsreaktor erzielt, der die seltsam verdrehten Magnetfelder in der Sonne nachstellt. Für Furore haben zuletzt aber vor allem die USA gesorgt: Die Amerikaner beschießen winzige Kugeln mit Superlasern, so dass im Brennstoff kurz Fusionstemperaturen entstehen und Wasserstoff zu Helium fusionieren kann. Weil jeder Prozesstakt nur Nanosekunden dauert, genügt die Trägheit des Plasmas ganz ohne Einschluss-Magnetfelder, um es zusammenzuhalten.
Institut könne deutschen Rückstand schrumpfen
Um den deutschen Rückstand in dieser Technologie aufzuholen, können sowohl die Norddeutschen wie auch die Sachsen besondere Kompetenzen in das nun geplante gemeinsame Institut einbringen: Die Rostocker beispielsweise beschäftigen sich über ihre astrophysikalischen Forschungen schon lange mit warmer dichter Materie in Sternen. Zudem kollaborieren sie bereits mit dem „Lawrence Livermore National Laboratory“, das in der Trägheitsfusions-Forschung als führend gilt. Das HZDR und dessen Görlitzer Tochter Casus wiederum forschen auch schon geraume Zeit an warmer dichter Materie – auch auf Simulationsbasis – und gehören zu den führenden wissenschaftlichen Einrichtungen für Superlaser.
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: HZDR, Wikipedia, Oiger-Archiv
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