Erstmals „Nettoenergie“ erzeugt

Forschern gelingt Durchbruch bei Kernfusion, der Energieprobleme für immer lösen könnte

Ein farbig aufbereitetes Computerbild zeigt das Plasma aus der Kernfusionsforschungsanlage Wendelstein 7-X.
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Wissenschaftler aus den USA haben einen entscheidenden Schritt in Richtung emissionsfreie Energiegewinnung gemacht (Symbolbild).
  • Sina Alonso Garcia
    VonSina Alonso Garcia
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Noch nie ist es gelungen, durch Kernfusion mehr Energie zu erzeugen, als dadurch verbraucht wird - zumindest bis jetzt: Amerikanische Forscher haben nun das bislang Unmögliche geschafft.

Massachusetts - Kernfusion ist eine extrem effiziente Form der Energieumwandlung - und dabei auch noch nahezu CO2-neutral. Wie auf der Sonne werden bei der Kernfusion Atomkerne verschmolzen - dazu braucht es Temperaturen von zehn Millionen Grad. Ein funktionierender Fusionsreaktor könnte der entscheidende Schritt hin zur emissionsfreien Energiegewinnung sein. Bei der Umsetzung gibt es jedoch hohe Hürden: Die Forschung dazu ist teuer und der Erfolg ungewiss.

Zwar wird bereits seit den 1950er Jahren in Sachen Kernfusion geforscht. Noch ist es allerdings nicht gelungen, das Vorhaben wirtschaftlich rentabel durchzuführen. In der Regel versuchen Wissenschaftler, einen Tokamak-Reaktor zu betreiben, der Bedingungen wie auf der Sonne herstellt und die Kernfusion in einem Plasmaring durchführt. Elektro-Magneten sorgen für einen hohen Druck. Für einen energieeffizienten und wirtschaftlichen Betrieb dürfen die Elektro-Magneten weniger Strom verbrauchen, als bei der eigentlichen Fusion entsteht. Bisher konnte kein Magnet diese Voraussetzung erfüllen.

Kernfusion: Erstmals „Nettoenergie“ erzeugt

Nun soll Forschern aus Amerika gelungen sein, was möglicherweise den Durchbruch in Hinblick auf einen funktionierenden Fusionsprozess bringen könnte. Wie stern.de berichtet, hätten Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) einen ausreichend starken Magnet entwickelt, der schon bald zur Energieerzeugung dienen könnte. Das Plasma Science and Fusion Center (PSFC) des MIT soll in Zusammenarbeit mit dem Commonwealth Fusion System (CFS) tatsächlich gelungen sein, einen Magneten zu erschaffen, der Plasma bändigt und dennoch „Nettoenergie“ erzeugt. Bei Tests verbrauchte der Magnet nur etwa ein Siebtel der Energie des Vorgängers.

„Das ist eine große Sache“, sagte Andrew Holland, Vorstandsvorsitzender der Fusion Industry Association, gegenüber dem TV-Sender CNBC. „Das ist kein Hype, das ist Realität. Mit den Fortschritten in der gesamten Fusionsindustrie sehen wir, wie eine neue, saubere, nachhaltige und immer verfügbare Energiequelle entsteht“, so Holland. Bisher wurde die gesamte bei Fusionsreaktionen erzeugte Energie für die Einleitung und Aufrechterhaltung der Reaktion verbraucht. „Kein Unternehmen, keine Universität, kein nationales Labor und keine Regierung hat bisher das Ziel der kostendeckenden Fusion erreicht“, so Holland.

Kernfusion - das planen Wissenschaftler nach ihrem Durchbruch

Ermöglicht wurde der Durchbruch durch Hochtemperatur-Supraleiter, die den Widerstand des eingesetzten Stroms auf null reduzieren. Die Hochtemperatur-Supraleitung gilt als Schlüsseltechnik, nicht nur für den Bereich Kernfusion, sondern beispielsweise auch für die Medizin. Nach dem Durchbruch der amerikanischen Wissenschaftler sollen die neuen Magneten nun in einer Testanlage namens SPARC eingesetzt werden. Diese wird voraussichtlich 2025 in Betrieb gehen. Die Erfahrungen mit SPARC sollen später in ein Fusionskraftwerk namens ARC einfließen, das schon 2030 in Betrieb gehen soll.

Immer wieder kam es zuletzt zu Etappenzielen bei der Optimierung der Kernfusion. Ende 2020 gelang beispielsweise China eine Kernfusion zehnmal heißer als die Sonne. Bei 150 Millionen Grad Celsius verschmolzen sie die Kerne zweier Atome zehn Sekunden lang.

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