Fusionsreaktor ITER in Südfrankreich: Die neue Sonne nimmt Gestalt an

Die Montagearbeiten am internationalen Fusionsreaktor ITER im südfran­zösischen Cadarache laufen auf Hochtouren. Seit vergangener Woche ist das sechste von insgesamt neun Segmenten der Vakuumkammer des Tokamaks passgenau vor Ort installiert worden. Das elf Meter hohe und 400 Tonnen schwere Bauteil, das im Wesentlichen aus einem Hitzeschild und zwei großen supraleitenden Magnetfeldspulen besteht, wurde per Deckenkran von der benachbarten Montagehalle in die Reaktorhalle transportiert. Dreißig Stunden dauerte die gesamte Prozedur. Nun wird die Gestalt der torusförmigen Vakuumkammer des Reaktors erkennbar, in dessen Inneren bei hundert Millionen Grad Atomkerne der schweren Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium zu Heliumkernen verschmelzen sollen. Für zehn Minuten soll das Sonnenfeuer brennen, wobei dann das Zehnfache der aufgewendeten Heizleistung freigesetzt würde. Zusammengehalten wird das Fusionsplasma von starken Magnetfeldern. Im kommenden Jahr wird das neunte und letzte Vakuumsegment installiert, dann folgt die Installation des Kryostaten, der die supraleitenden Ma­gnetspulen kühlt, der Korrekturmagnete sowie weiterer Bauteile. Viel Zeit bleibt den Ingenieuren und Wissenschaftlern für den Zusammenbau des Reaktors nicht mehr. In neun Jahren soll ITER, der im Endausbau eine Größe von einem zweistöckigen Haus haben wird, betriebsbereit sein und in eine längere Testphase gehen. Mit ersten Fusionsreaktionen, bei denen Deuterium- und Tritiumkerne verschmelzen, wird man voraussichtlich um das Jahr 2040 rechnen können. Dann könnten die Wissenschaftler endlich demonstrieren, dass eine Energiegewinnung wie auf der Sonne durch die kontrollierte Fusion der Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium zu Helium technisch machbar ist. Verlaufen die Experimente erfolgreich, wäre der Weg frei für ein Demonstrationskraftwerk. Wann der Bau eines solchen in Angriff genommen wird, kann derzeit niemand sagen. Die Konstruktionspläne sollen zwar bereits fertig in den Schubladen liegen. Für die Verwirklichung gibt es allerdings noch offene Fragen: So ist unklar, woher die großen Mengen an Tritium als Brennstoff kommen sollen. Ein künftiges Kraftwerk mit einer thermischen Leistung von einem Gigawatt benötigt etwa 56 Kilogramm Tritium pro Jahr. Derzeit beträgt der weltweite Vorrat nur etwa 26 Kilogramm. Eine weitere Herausforderung ist die Entwicklung von Strukturmaterialien, die den harschen Bedingungen in einem Fusionskraftwerk widerstehen können. Fragen, die auch Start-ups in Deutschland lösen müssen, die – wie angekündigt – bis 2040 ein kommerzielles Fusionskraftwerk bauen wollen.