HIT-SI3. Current Prototype Fusion Reactor © University of Washington
HIT-SI3. Current Prototype Fusion Reactor © University of Washington
Die Universität von Washington hat ein Konzept für einen Fusionsreaktor präsentiert, das die Energieprobleme der Welt sauber und günstig in den Griff bekommen könnte.

Der Traum von der Kernfusion ist noch lange nicht ausgeträumt. Kernfusion, gemeinhin der brave Bruder der Kernspaltung, ist der Prozess, der die Sonne erst zum Strahlen bringt. Fusionsreaktoren haben im Vergleich zu den bekannten Spaltungsreaktoren mehrere Vorteile:

  • Die benötigten Rohstoffe sind in großer Menge günstig verfügbar und ohne weitere Umweltprobleme zu gewinnen.
  • Es werden keine Treibhausgase ausgestoßen.
  • Tritium ist das einzige radioaktive Element. Das wird bei Inbetriebnahme des Kraftwerks einmal eingebracht, danach sollte es sich selbst erhalten.
  • Es gibt keine langfristig radioaktiven Abfälle, die einer Endlagerung bedürfen.
  • Die Wahrscheinlichkeit eines Unfalls ist bedeutend geringer als bei Spaltungsreaktoren: Es gibt keine Reaktion, die überkritisch werden kann oder thermisch außer Kontrolle geraten.

Eines der größten Probleme mit der Fusionsenergie ist die Wirtschaftlichkeit: bisher war es nicht möglich, ein Kraftwerk zu planen, das billig genug wäre, um konventionellen, mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerken, das Wasser abgraben zu können. Forscher der Universität von Washington wollen das mit einem neuen Reaktordesign ändern: das Design verspricht zu vergleichbaren Kosten wie ein Kohlekraftwerk Strom produzieren zu können.

Der Reaktor namens dynomak baut dabei auf bereits existierende Technologien auf. Er erzeugt ein Magnetfeld innerhalb eines geschlossenen Raums, um Plasma so lange in Position zu halten, um die Fusionsreaktion zu ermöglichen. Dabei reagiert und verbrennt das Plasma. Das Konzept sieht vor, dass der Reaktor selbsterhaltend arbeitet: das Plasma heizt sich ständig so weit auf, dass die notwendigen Reaktionsbedingungen gegeben sind. Die dabei erzeugte Abwärme wird über eine Kühlflüssigkeit abgeleitet, mit der wiederum eine Turbine zur Stromproduktion betrieben wird: der letzte Teil entspricht einem normalen Kraftwerk.

Wesentlich für die kompakte Größe und Effizienz ist das Modell, mit dem das Magnetfeld innerhalb des Reaktors erzeugt wird. Hier heißt es Spheromak: es erzeugt den größten Teil des Magnetfelds, indem elektrische Ströme durch das Plasma gelenkt werden. Damit erspart man sich, im Gegensatz zum europäischen Reaktorprojekt Iter, die supraleitenden Spulen, die dort den Reaktor umgeben und einen erheblichen Kostenfaktor darstellen. Die Forscher der Universität von Washington schätzen, dass ihr Modell ein Zehntel des Iter kosten wird und die fünffache Menge Energie liefert.

Bis jetzt ist das alles noch ein Konzept, ein Designentwurf, der am Papier gut aussieht und Jahre davon entfernt ist, tatsächlich Strom zu produzieren. Die Forscher haben mit Prototypen mehrere Tests erfolgreich absolviert und wollen diese nun Schritt für Schritt nach oben skalieren.

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