Das Atomkraftwerk Tihange (Belgien)
Vor 75 Jahren begann das Zeitalter der Atomenergie. Bildrechte: IMAGO

Fusion statt Spaltung Der Traum von der unerschöpflichen Energiequelle

Vor 75 Jahren startete ein neues Zeitalter: In den USA gelang zum ersten Mal eine Kernspaltung und damit atomare Energiegewinnung. Nach Tschernobyl und Fukushima steht die Atomenergie in Deutschland vor dem Aus. Der Traum von der Endlosenergie geht aber weiter.

Das Atomkraftwerk Tihange (Belgien)
Vor 75 Jahren begann das Zeitalter der Atomenergie. Bildrechte: IMAGO

Es war ein Experiment, das die Welt verändern sollte. Am 2. Dezember 1942 entstand unter den Tribünen des Stadions der University of Chicago der erste Atommeiler. Der Physiker Enrico Fermi löste die erste kontrollierte nukleare Kettenreaktion aus. Ein Prinzip, nach dem auch heutige Atomkraftwerke noch funktionieren. Wäre das Experiment nicht geglückt, wäre wohl ein großer Teil der Stadt verstrahlt worden.

Alles, was die Wissenschaftler als Sicherheitsvorkehrung hatten, war eine Axt und ein Eimer voller Kadmiumsulfat. Das Experiment funktionierte - glücklicherweise - der "Chicago Pile“, der Stapel von Chicago, produzierte Energie. Allerdings so wenig, dass er nicht mal eine Glühbirne zum Leuchten gebracht hätte.

Trotzdem hatte Fermi bewiesen, dass sich ein Urankern unter dem Beschuss elektrisch neutraler Teilchen, der Neutronen, spalten lässt und dabei Energie freisetzt. Die Atomenergie war entdeckt. Das Ziel der Forschung war aber nicht nur die Energiegewinnung: Im Rahmen des "Manhattan-Projekts" erfolgte schon bald die Entwicklung der ersten Atombombe.

Auch die friedliche Nutzung der Atomenergie ist umstritten - nicht erst seit Tschernobyl und Fukushima. Der Weisheit letzter Schluss in Sachen atomarer Energiegewinnung ist die Kernspaltung nicht. Wissenschaftler forschen schon längst an der Zukunft der Atomenergie. Statt Kernspaltung setzen sie auf Kernfusion.

Fusion statt Spaltung

Die Hoffnung, die hinter der aktuellen Forschung steckt, hat es in sich: Es geht um eine praktisch unerschöpfliche Energiequelle und zwar ohne das Risiko katastrophaler Unfälle und ohne radioaktive Abfälle, die jahrhundertelang unter Verschluss gehalten werden müssen. Das größte Forschungsprojekt ist der Reaktor ITER in Südfrankreich. Aber auch am sogenannten Wendelstein 7-X in Greifswald wird an der Kernfusion gearbeitet.

Wie funktioniert Kernfusion?

Bei der Kernfusion verschmelzen zwei Atomkerne zu einem neuen Kern. Kernfusion ist der Grund, warum auch die Sonne Energie abstrahlt. Sie ist ein riesiger Plasmaball, der überwiegend aus Wasserstoff besteht. Im Inneren der Sonne lodert ein beständiges Fusionsfeuer. Die Wasserstoff-Atomkerne verschmelzen dabei zu Helium und riesige Mengen Energie werden freigesetzt.

Leuchtspur eines Elektronenstrahl im Magnetfeld von Wendelstein 7-X.
Die Leuchtspur eines Elektronenstrahl im Magnetfeld von Wendelstein 7-X. Bildrechte: Matthias Otte / IPP

Diesen Prozess versuchen Wissenschaftler in Fusionsreaktoren nachzubauen. Mit den Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium soll ein Helium-Kern und gleichzeitig jede Menge Energie erzeugt werden. Dafür sind Temperaturen von bis zu 100 Millionen Grad Celsius im Fusionsreaktor notwendig. In einem solchen Reaktor würde ein Gramm Brennstoff reichen, die Menge an Energie zu erzeugen, für die heute elf Tonnen Kohle notwendig sind.

Ein weiterer Vorteil: Die Fusionsbrennstoffe sind verhältnismäßig billig und kommen massenhaft auf der ganzen Welt vor. Die Forscher erwarten außerdem günstige Umwelt- und Sicherheitseigenschaften der Fusionsreaktoren.

Wann kriegen wir Fusionsstrom?

Das Problem der bisherigen Kernfusionsanlagen ist, dass sie mehr Energie verbrauchen, als sie erzeugen. In Greifswald ist es immerhin gelungen, eine Fusion über zehn Sekunden zu bewerkstelligen. In absehbarer Zeit soll eine Energieproduktion über 30 Minuten folgen. Bis zum Dauerbetrieb dauert es aber noch viele Jahre.

Auch das internationale Forschungsprojekt ITER, an dem neben der EU, die USA, Russland, China, Südkorea und Indien beteiligt sind, wird Schätzungen zufolge frühestens 2025 in Betrieb gehen. Geplant war eine Inbetriebnahme ursprünglich für das Jahr 2016. Ob und wann der Traum von der Kernfusionsenergie Wirklichkeit wird, ist noch unklar. Unter Kritikern hat sich unterdessen der Scherz von der "Fusionskonstante" etabliert. Egal, wann man danach fragt - bis zum Dauerbetrieb einer Fusionsanlage dauere es immer noch "40 bis 50 Jahre".

Dieses Thema im Programm: MDR FERNSEHEN | LexiTV | 26. April 2016 | 15:00 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 08. Dezember 2017, 13:05 Uhr