Die Macht der Sonne in unseren Händen

Fusionsenergie betreibt die Sterne in unserem Universum. Doch nicht nur in den leeren Weiten des Weltraums kommt die Fusionsenergie vor. Auf der Erde werden Experimente betrieben um einen Weg zu finden, diese mächtige Form der Energie zu meistern. Was steckt dahinter?

Wie funktioniert Fusionsenergie?

Durch den Prozess im Kern der Sonne, den wir durch nukleare Fusionsenergie erklären können, wird Licht und Wärme produziert durch diese Leben auf der Erde möglich wird. Innerhalb der Sonne bewegen sich Wasserstoffatome in unglaublicher Geschwindigkeit: je heisser es ist, desto schneller flitzen sie herum. Im Kern der Sonne, wo die Temperaturen bis zu 15,000,000 °C erreichen, ist das ziemlich schnell. In diesem Wirr-Warr von Bewegung kommt es nicht selten vor, dass sich zwei Atome treffen. Normalerweise stossen sich diese ab, doch durch die hohe Geschwindigkeit überkommen die Atome diese Barriere und fusionieren – was extrem viel Licht und Wärme freisetzt.

*Am effizientisten ist die Fusion von Deuterium und Tritium. Die Fusion dieser Wasserstoffatome erzeugt Helium und ein Neutron.*

Jede Sekunde konvertiert unsere Sonne 600 Millionen Tonnen Hydrogen zu Helium. Doch hier auf der Erde fehlen uns die starken Gravitationskräfte des Universums. Um Fusion auf der Erde zu ermöglichen, braucht es andere Wege. Im Labor werden die Wasserstoffatome Deuterium und Tritium verwendet, da sie am effizientesten und mit dem kleinsten Temperatur-Aufwand fusioniert werden können. Trotzdem werden unglaubliche 150 Millionen Grad Celsius benötigt um die zwei Wasserstoffatome zum kollidieren zu bringen.

Schon seit Jahrzehnten wird herumprobiert um Fusionsenergie möglich zu machen. Das Prinzip ist simpel, doch der Weg dahin ist schwer. Bei Temperaturen von 150 Millionen Grad Celsius wird das Hydrogen zerdrückt und zu Plasma, elektrisch geladenem Gas, umgewandelt. Wissenschaftler haben, um diesen Plasma zu bewahren, den Tokamak erfunden. Eine Donut-förmige Kammer die mit einem starken Magnetfeld das Plasma festhaltet. Klingt nach Science-Fiction, ist es aber nicht.

Drei Konditionen müssen erreicht werden, um Fusion im Labor zu ermöglichen:

Eine sehr hohe Temperatur (um die Kollisionen der Atome zu provozieren)
Eine genügende Dichte der Plasma-Partikel (damit die Chance höher ist, dass Kollisionen stattfinden)
Eine genügend lange Haltezeit des Plasmas

Vorteile von Fusionsenergie

Fusionsenergie verspricht Grosses: durch die vielen Vorteile könnte es zu unserer Energie der Zukunft werden und Hand in Hand mit anderen grünen Energien gehen.

Fusionsenergie produziert viel Energie. Um die vier Millionen mal so viel wie die Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Kohle, Gas oder Öl und vier mal so viel wie die Kernkraft.
Die Treibstoffe für Fusionsenergie sind auf der Erde weitverbreitet und fast unerschöpflich in ihren Vorkommen. Die Vorkommnisse würden bis zu einer Million Jahren reichen.
Wie Kernkraft produziert die Fusionsenergie kein CO₂. Fusionsenergie produziert hauptsächlich Helium, ein harmloses und ungiftiges Gas.
Im Gegensatz zur Kernkraft entstehen durch Fusionsenergie kein radioaktiver Langzeit-Abfall. Innerhalb von 100 Jahren kann radioaktiver Abfall von Fusionsenergie wiederverwertet werden.
Das Risiko eines Unfalls ist sehr gering. Eine Katastrophe wie zum Beispiel Fukushima ist unmöglich, da sich das Plasma bei Störungen innerhalb von Sekunden abkühlt. Ausserdem ist eine Kettenreaktion nicht möglich, da die Mengen von Treibstoff nicht dafür ausreichen.
Die Materialien innerhalb eines Fusionsreaktors können nicht für die Produktion von Nuklearwaffen verwendet werden.

Doch bis zum wirklichen Durchbruch könnte es noch ein paar Jahrzehnte dauern, Zeit die uns im Schatten des Klimawandels fehlt. Und trotzdem lohnt sich die Forschung an dieser Energieproduktionsmethode, da Fusionsenergie enorm viel Potenzial verspricht.