Der Spiegel - 29.02.2020

1 Gramm der Brennstoffe Tritium und Deuterium könnte bei einer Fusion

so viel Energie liefern wie die Verbrennung von 11 Tonnen Kohle.

In der Donut-förmigen Brennkammer werden

schwere Wasserstoffkerne, Deuterium und Tritium

genannt, auf 150 Millionen Grad Celsius erhitzt.

Tritium und Deuterium bilden ein Plasma.

Ein Magnetfeld stabilisiert die Teilchen.

Die Kerne verschmelzen zu Helium.

Dabei setzen sie ein Neutron mit hoher

Energie frei.

Die Neutronen werden

in der Hülle des Reaktors

abgebremst und erzeugen

dabei Wärme.

In der späteren Anwendung wird

mit der Wärme wie in herkömm-

lichen Kraftwerken zunächst

Wasserdampf erzeugt, über

Turbinen lässt sich anschließend

Strom produzieren.

Deuterium

TritiumTritium

Helium

Neutron

Gebändigtes Sternenfeuer

Funktionsweise des Fusionsreaktors Sparc

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Wissen

Es werde Sonne

PhysikMit neuen Reaktoren wollen millionenschwere US-Start-ups den alten Menschheitstraum

von der Fusionsenergie wahr machen. Die technischen Hürden sind enorm hoch.

D

er Mann, der in einer Fabrikhalle
das Feuer der Sterne entzünden
möchte, verfolgt seinen Plan
wie eine Geheimoperation. Nein,
sagt Robert Mumgaard, der Chef der Fir-
ma Commonwealth Fusion Systems (CFS)
aus Cambridge bei Boston, die Werkstatt
dürfe man nicht betreten. Nicht einmal ein
kurzer Blick sei erlaubt. »Wir sind noch
dabei, unsere Erfindungen zu schützen«,
fügt er hinzu.
Das Einzige, was Mumgaard zu zeigen
bereit ist, wirkt unscheinbar: ein metal -
lischer Streifen, breit wie eine Bandnudel
und fast so biegsam wie Papier. Er ist
der wichtigste Bestandteil seiner Maschine.
Es handelt sich um einen neuartigen Hoch-
temperatur-Supraleiter. Durch ihn fließt
Strom ohne Widerstand, und zwar extrem
viel Strom. Mumgaards Ingenieure win-
den diese Streifen zu menschenhohen
Elektromagneten, den stärksten ihrer
Größe. Jede Magnetspule bestehe aus
500 Kilo meter Supraleiter, und 18 Stück
benötige er für seine Maschine, sagt Mum-
gaard. Das ist alles, was sich ihm über seine
Wundermagneten ent locken lässt.
Macht eine Firma ein solches Geheim-
nis um sich, kann es zweierlei bedeuten:
Entweder hat sie etwas zu verbergen,
oder sie ist etwas Großem auf der Spur,
vielleicht sogar einem Menschheitstraum

• wie dem von einer unerschöpflichen
  Energiequelle.
  Der Bau eines Fusionskraftwerks gehört
  zu den kühnsten Unternehmungen der
  modernen Physik. Anders als in einem ge-
  wöhnlichen Kernkraftwerk werden Atom-
  kerne in einem Fusionsreaktor nicht ge-
  spalten, sondern verschmolzen – wie in
  Sonnen. Dabei wird Wasserstoff in Helium
  verwandelt, und eine enorme Menge Ener-
  gie wird frei. Aus einem Gramm Brenn-
  material kann ein Fusionskraftwerk so viel
  Energie gewinnen wie ein herkömmliches
  Kraftwerk aus elf Tonnen Kohle. Nur dass
  der Reaktor dabei keine klimaschädlichen
  Gase ausstößt.
  Fusionskraftwerke sind nicht darauf
  angewiesen, dass Wind bläst oder die
  Sonne scheint, und sie könnten Mega -
  städte genauso mit Strom versorgen wie
  die Schwerindustrie. Gegenüber der Kern-
  spaltung haben sie zwei große Vorteile:
  Die Reaktion kann nicht zu unkontrollier-
  baren Kernschmelzen führen, und es fällt

kein hoch radioaktiver Müll an, der für

Jahrmillionen irgendwo verbuddelt wer-

den muss. Stattdessen ist es möglich, Ab-

fälle vor Ort zu verwahren, und die Strah-

lung ist nach wenigen Jahrzehnten weit-

gehend abgeklungen.

Fusionsreaktoren haben aber auch einen

Nachteil: Noch hat keine Maschine es ge-

schafft, mehr Energie zu erzeugen, als man

zum Betrieb in sie hineinstecken muss. Das

kontrollierte Sternenfeuer auf Erden funk-

tioniert bislang nur in der Theorie.

Die Wende soll ein internationales Groß-

forschungsprojekt namens Iter bringen.

Der riesige Reaktor wächst in der südfran-

zösischen Forschungsanlage Cadarache

heran und wird einmal die Höhe eines

zehnstöckigen Hauses haben. Iter, latei-

nisch für »der Weg«, kostet mindestens

20 Milliarden Euro und liegt neun Jahre

hinter dem Zeitplan – die Projektleiter

müssen auf die Befindlichkeiten von

35 Ländern Rücksicht nehmen, die das

Vorhaben bezahlen. Und wenn der Reak-

tor voraussichtlich im Jahr 2025 in Betrieb

geht, wird er keinen Strom erzeugen. Iter

ist ein wissenschaftliches Experiment, eine

Schablone für künftige Kraftwerke. Und:

eine ewige Verheißung.

Commonwealth Fusion Systems möch-

te beweisen, dass es schneller geht. Das

Start-up ist das jüngste Mitglied einer

Gruppe finanziell extrem gut ausgestatte-

ter privater Fusionsunternehmen. Es gibt

zwei Dutzend davon, vorwiegend in Nord-