Was ist Fusion?

Fusion ist die Energiequelle von der Sonne und anderen Sternen. Die Verschmelzung von leichten Wasserstoffkernen zu Helium findet in der Sonne unter dem enormen Druck der Schwerkraft bei extrem hohen Temperaturen statt. Im Prinzip ist Fusion mit vielen leichten Elementen möglich. Auf der Erde ist die Fusion der beiden Wasserstoffisotopen Deuterium und Tritium am einfachsten durchzuführen, weshalb sie als Ausgangskomponenten für  zukünftige Fusionskraftwerke ausgewählt wurden. Bei der Verschmelzung von Deuterium und Tritium entsteht Helium und ein Neutron – und dabei wird millionenfach mehr Energie als bei einer chemischen Verbrennung freigesetzt.

Um verschmelzen zu können müssen die positiv geladenen Atomkerne mit genügend kinetischer Energie (= und damit auch hoher Geschwindigkeit) versehen werden, damit sie bei der Kollision ihre wechselseitige elektrostatische Abstoßung überwinden können. Diese kinetische Energie wird durch Aufheizen des Brennstoffs auf sehr hohe Temperaturen erreicht. Für die Fusion von Deuterium und Tritium beträgt die benötigte Temperatur mehr als 100 Millionen Grad Celsius. Bei solchen Temperaturen ist der gasförmige Brennstoff vollständig ionisiert und bildet so ein "Plasma".

Bei der magnetischen Fusion befindet sich das Plasma in einem ringförmigen Gefäß, dem sogenannten "Torus" und wird durch starke Magnetfelder von den Wänden ferngehalten. Der bislang erfolgreichste Torus ist der "Tokamak", diese Form wird sowohl bei JET als auch bei ITER verwendet.

Eine technische Alternative zum Tokamak, der sogenannte “Stellarator”, stellt aufgrund  der komplizierten Anordnung der Magnetfelder hohe Ansprüche an die Fertigungstechnik, ist aber grundsätzlich für den kontinuierlichen (= nicht gepulsten) Betrieb geeignet. Die Versuchsanlage Wendelstein 7-X wurde in Greifswald errichtet und wird vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (Garching/Greifswald) betrieben.

Weiterführende Informationen:

www.euro-fusion.org

www.iter.org

www.fusionforenergy.europa.eu

www.ipp.mpg.de

Informationsmaterial kann auch im Koordinationsbüro „Fusion@ÖAW“ angefordert werden.