Fusionsexperiment stellt neuen Energierekord auf

Die Ära des Joint European Torus (JET) endet mit einem neuen Weltrekord für die Fusionsenergie. Die europäische Versuchsanlage in Grossbritannien erzeugte fünf Sekunden lang 69 Megajoule Energie – mehr als jede andere Fusionsanlage zuvor. Diese Ergebnisse stellte die britische Atomenergiebehörde (UKAEA) bei einer Pressekonferenz am 8. Februar 2024 vor.

Fusionskraftwerke sollen die Vorgänge im Inneren der Sonne nachahmen, wo die leichten Atomkerne des Wasserstoffs miteinander verschmelzen. Dafür müssen die Teilchen ihre elektrische Abstossung überwinden. Während in der Sonne die enorme Schwerkraft alles genügend zusammenpresst und erhitzt, braucht es dafür in irdischen Reaktoren starke Magnetfelder und hohe Temperaturen von mehr als 100 Millionen Grad Celsius.

Das neue Ergebnis von JET ist eines seiner letzten: Es stammt aus einer finalen Reihe von Experimenten, die mit JET vor dessen Stilllegung im Dezember 2023 durchgeführt wurden. Die seit 1983 mit der Anlage erforschten Techniken lieferten vier Jahrzehnte lang die Grundlagen für den weitaus grösseren Nachfolger ITER in Frankreich, der sich nach zahlreichen Verzögerungen noch immer im Bau befindet.

Bereits mit Experimenten im Dezember 2021 gelang JET ein 2022 verkündeter Weltrekord, indem während einer ebenfalls fünf Sekunden dauernden Plasmaentladung 59 Megajoule Wärme freigesetzt wurden, was dem Heizwert von mehreren Kilogramm Braunkohle entspricht. Und wie nun öffentlich wurde, hat JET mit einem Puls am 3. Oktober 2023 seinen eigenen Rekord um zehn Megajoule übertroffen. Die dafür verwendeten 0,2 Milligramm Brennstoff bestanden aus den Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium. So eine Mischung gilt auch für ein zukünftiges Fusionskraftwerk als vielversprechend. Somit war der Rekord, wie Athina Kappatou vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching ausführte, letztlich ein glücklicher Nebeneffekt von Experimenten, bei denen verschiedene Szenarien für zukünftige Kraftwerke getestet wurden.

Um diese Menge an Wärme zu erzeugen, war allerdings etwa dreimal so viel Energie zum Aufheizen von JET nötig, wie der wissenschaftliche Koordinator Mikhail Maslov während der Pressekonferenz erklärte. Die Energiebilanz war also nicht positiv.

Während JET über die Pulsdauer von fünf Sekunden eine kontinuierliche Leistung von rund 13 Megawatt erbrachte, ist das Nachfolgeprojekt ITER auf rund 500 Megawatt ausgelegt. Die dortigen Experimente sollen schliesslich eine positive Energiebilanz erreichen – allerdings auch dann noch keinen Strom ins Netz speisen. Der zugeschaltete wissenschaftliche Leiter von ITER, Tim Luce, stellte während der Pressekonferenz klar, dass er bei ITER erst in der «zweiten Hälfte der nächsten Dekade» mit Experimenten rechnet, die denen von JET entsprechen.

Wann ein Fusionskraftwerk entstehen wird, das tatsächlich zur Stromversorgung der Menschheit beiträgt – und ob andere, etwa in China laufende Projekte den europäischen Bestrebungen zuvorkommen –, bleibt offen. Auf die während der Pressekonferenz gestellte, alte Frage, ob die kommerzielle Kernfusion damit nicht weiterhin 20 Jahre in der Zukunft liege, antwortete die Runde aus Fachleuten mit allgemeinem Schmunzeln und mit einer durch Kappatou geäusserten Hoffnung: «Die Menschheit braucht Fusionsenergie. Es lohnt sich, an dem Ziel festzuhalten.»

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