Wie sieht es eigentlich mit der Kernfusion aus?

In diesen Tagen wird viel über das Thema Energie bzw. Alternativen zu herkömmlichen Energieformen wie Öl und Gas gesprochen. Ein Punkt, der in diesem Zusammenhang immer wieder genannt wird, ist die Kernfusion.
Gefühlt seit meiner Schulzeit hiess es immer wieder, dass Fusionsreaktoren „bald“ verfügbar sein sollten und unendliche Mengen von Energie erzeugen könnten – was mich als Star Trek Fan natürlich sehr freuen würde, weil dann endlich Science-Fiction-erfindungen wie „Replikatoren“ realistischer würden :-).

Was ist denn nun der Stand der Dinge? Kommt bald Strom aus Kernfusion aus der Steckdose?

In eigener Sache: Ich recherchiere immer sehr gerne zu Themen, von denen ich nur wenig oder keine Ahnung habe, wie hier. Denn dabei lerne ich selbst am meisten! Es handelt sich hierbei daher nicht um eine wissenschaftliche Abhandlung, sondern um eine persönliche Recherche, die natürlich nicht stimmen muss und nur unvollständig sein kann.

Kernfusion? Was ist das eigentlich?

Ich muss gestehen – wirklich erklären konnte ich es nicht. Daher schlage ich vor, wir sehen uns zuerst einmal ein Video dazu an (wie früher in der Schule – hach!). Stellvertretend für eine ganze Reihe von guten Videos zu dem Thema möchte ich eines vom Channel „Dinge erklärt – Kurz gesagt“ vorschlagen:

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Grundlagen der Kernfusion bzw der Fusionsenergie – ein Video von Dinge erklärt – Kurzgesagt

Im Prinzip geht es bei der Kernfusion darum, die Vorgänge in der Sonne nachzubilden. In Sternen – wie auch unserer Sonne – verschmelzen/fusionieren Atomkerne – im Gegensatz zur Kernspaltung in Atomkraftwerken. Für diese “Fusion“ ist viel Energie bzw Hitze nötig, denn normalerweise stossen sich die Atomkerne ja ab. Durch die Fusion entsteht Energie – und diese gelangt schlussendlich als Wärme auf unseren Planeten.

Ziel ist es nun, diese Verschmelzung von Atomkernen auf der Erde ablaufen zu lassen – in Kraftwerken. Und zwar die Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium. Deuterium gibts zuhauf im Meerwasser, Tritium ist leider selten. Jetzt braucht man nur noch eine Temperatur von 100 bis 150 Millionen Grad Celsius (auf der Sonne sind es 10 Millionen, dort ist aber der Gravitationsdruck viel grösser) – und voila, schon haben wir die Energie!

Natürlich ist es nicht ganz so einfach. Ein weiteres Video, diesmal von TerraX Plus, das sich dieses Thema annimmt, geht auch auf die Probleme bei der Energieerzeugung aus Kernfusion ein.

An dieser Stelle ein Danke an beide Channels, die es sich zur Aufgabe gemacht haben, wissenschaftliche Themen so aufzubereiten, damit sie auch für Dummies wie seinereiner verständlich werden.

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Kernfusionsenergie erklärt von Terra X Plus

OK – was sind die Vorteile der Kernfusion?

  • Relativ geringer radioaktiver Abfall, allerdings noch keine Erfahrungswerte aus “Echtbetrieb“
  • Nahezu unerschöpfliche Energiequelle, Brennstoff wäre ausreichend vorhanden, dieser liesse sich aus dem Meerwasser und Lithium gewinnen
  • 1 Gramm des Brennstoffes könnte soviel Energie freisetzen wie 11 Tonnen Kohle
  • Geringeres Risiko einer unkontrollierten Kettenreaktion als bei Atomkraftwerken/Kernspaltung
  • Emissionsarm

Wo sind die Haken?

  • Derzeit noch nicht rentabel – in den Tests wird mehr Energie verbraucht als erzeugt wird
  • Hohe Forschungskosten
  • Hohe Investitionskosten beim Bau entsprechender Anlagen
  • wenn überhaupt, dann nur als langfristige Lösung denkbar – scherzhaft wird in diesem Zusammenhang von der “Fusionskonstante“ gesprochen (= es heisst immer, in 30 Jahren wird es möglich sein – und dass hiess es auch schon vor 30 Jahren).
  • D.h. zur Lösung unserer aktuellen Probleme (Energieknappheit, Klimawandel) nicht geeignet, weil entsprechende Maßnahmen schneller umgesetzt werden müssen. Was wiederum bedeutet, dass Forschungsgelder eher in die Richtung der klassischen erneuerbaren Energien (Solar, Wind,…) fliessen könnten.

Wann wird es jetzt soweit sein?

Hier kommt wieder die oben schon erwähnte Fusionskonstante ins Spiel – wie immer lautet die unverbindliche Antwort “in 30 Jahren“ 🙂.
Geforscht wird beispielsweise am ITER (lateinisch für “der Weg“), einem internationalen Forschungsreaktor, der seit 2008 im französischen Cadarache gebaut wird. Hier soll laut Plan 2025 das erste Plasma entstehen, 2035 soll mit der Verschmelzung begonnen werden. Vor 2050 wird sich strommäßig aber wahrscheinlich nichts tun…..

Zum guten Schluß noch ein Wort von Stephen Hawking

Es ist schon ein faszinierendes Thema – ob ich es noch erleben werden, dass wir tatsächlich Energie für Haushalt und Industrie aus Kernfusion erzeugen können? Mal sehen, es bleibt spannend, und das macht Wissenschaft aus!

Das Schlusswort möchte ich gerne dem genialen Stephen Hawking überlassen. Auf die Frage, von welche Idee, die die Welt verändern kann, er sich wünscht, dass die Menschheit sie umsetzt, antwortete er:

„Das ist einfach zu beantworten. Ich wünsche mir die Weiterentwicklung der Fusionsenergie, die uns ein unbegrenztes Quantum an sauberer Energie liefern würde.“

Aus dem Buch “Kurze Antworten auf grosse Fragen“ von Stephen Hawking, Seite 237, deutsche Ausgabe, Verlag Klett-Cotta, ISBN 9783608983838

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