Kernenergie 06.06.2003, 18:25 Uhr

Eine sonnenheiße Affäre

Deutschland streitet um die Kernfusion. Kritiker halten es für technisch unmöglich, das Feuer der Sonne zu zähmen und die Kosten der Forschung für viel zu hoch. Befürworter wollen den neuen Welt-Forschungsreaktor Iter nach Greifswald holen.

Seit mehr als 50 Jahren versuchen Forscher, das Feuer der Sonne im Labor zu zähmen. Was sie treibt, ist die Hoffnung auf eine schier unerschöpfliche Energiequelle. Sauberer als Kernspaltung. Kernfusion heißt das Zauberwort.
Inzwischen, so schreiben Forscher des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) in Garching bei München, seien alle kritischen Probleme der Fusionsforschung gelöst. Die Zeit sei reif für einen Testreaktor, um erstmals über längere Zeit auf diesem Weg Energie zu produzieren.
Die Kernfusion vereint die Welt und spaltet Deutschland. Gemeinsam wollen die EU, Kanada, Japan, Russland, die USA und China ab 2006 den Forschungsreaktor Iter (International Thermonuclear Experimental Reactor) bauen. 4 Mrd. # würde das kosten. Doch Probleme bleiben.
Schon in heutigen Forschungsreaktoren gelingt es, magnetisch eingeschlossenes Plasma aus den Wasserstoff-Isotopen Deuterium und Tritium auf über 100 Mio. °C zu erhitzen und eine Fusion der Atomkerne auszulösen (siehe Kasten). Allerdings nur für wenige Sekunden: Danach ist das Plasma erschöpft.
Die blitzartigen Verschmelzungen setzen erst zwei Drittel der Energie frei, die man braucht, um das Plasma in Magnetfelder zu bannen und zu erhitzen. Iter soll dieses Verhältnis umkehren und in Fusionspulsen von bis zu 8 min rund 500 MW Leistung erzeugen. Dafür braucht man viel größere Plasmamengen – die man wiederum nur mit enormem Aufwand magnetisch einschließen kann.
Bis Kernfusion kommerziell interessant wird, brauchen die Forscher noch mindestens 50 Jahre. Der Grund: Die Fusion lässt sich nur in großen und teuren Experimenten erforschen, wie Prof. Ulrich Samm erklärt. Er leitet im Forschungszentrum Jülich das Institut für Plasmaphysik. Nach Iter müsse 2020 ein Demonstrationsreaktor Demo folgen, bevor 2050 an erste kommerzielle Reaktoren zu denken sei, erklärt Samm. Sicher ist derzeit nur: „Fusionskraftwerken wird es nur in der Gigawatt-Klasse geben“.
Neue Materialien müssen entwickelt werden für den Reaktorkern. Die erste Reaktorwand könnte sich als Achillesferse erweisen: Sie gerät bei der Fusion massiv unter Neutronenbeschuss. Heutige Materialien halten dem Beschuss nur kurz stand und nehmen viel Radioaktivität an.
Die Folge: enormer Materialaufwand, viel Stillstand und kurze Wartungsintervalle. Doch der Vorteil der Kernfusion gegenüber regenerativer Energie liegt in ihrer Verfügbarkeit.
Um die Stillstandzeiten der Reaktoren zu minimieren, arbeiten Forscher deshalb weltweit an extrem haltbaren und schwach aktivierbaren Materialien. Zudem strebt man einen Stoffkreislauf der Wandteile an: Nach einem Austausch sollen die Garnituren für 50 bis 100 Jahre in Zwischenlagern verschwinden, um sie danach aufzubereiten und wieder einzusetzen. Anders als bei Kernspaltung entsteht bei der Fusion nur schwache Strahlung mit Halbwertzeiten von 50 Jahren.
Das Büro für Technikfolgenabschätzung des Deutschen Bundestages (TAB) steht der Kernfusion skeptisch gegenüber. Zwar würden sich die hohen Entwicklungskosten von bis zu 80 Mrd. # bis 2050 dank der breiten internationalen Zusammenarbeit auf viele Schultern verteilen, unklar sei aber, argumentieren die TAB-Forscher, ob die Technik jemals wirtschaftlich zu realisieren sei. Ihr Fazit: „Kernfusion kommt nur als Vorsorgeoption für eine fernere Zukunft in Betracht, in der die Reserven fossiler Energieträger weitgehend erschöpft sind“.
Ob Fusion jemals konkurrenzfähig sein werde, hänge davon ab, wie sich der Markt erneuerbarer Energie entwickle. Die teuren Fusionsreaktoren würden sich nur dann lohnen, wenn der Umwelt- und Klimaschutz in den nächsten Jahrzehnten vernachlässigt werde.
Diese Sicht der Dinge teilt die Opposition im Bundestag nicht. Sie fordert, die Mittel von 112 Mio. #, die jährlich in die Fusionsforschung gepumpt werden, deutlich zu erhöhen. Außerdem solle Iter nach Greifswald geholt werden. „Die Region ist mit über 20 % Arbeitslosen auf solche Leuchtturmprojekte angewiesen“, sagt der CDU-Abgeordnete Michael Kretschmer.
Sein CSU-Kollege Dr. Martin Mayer ergänzt: „Hierzulande sind wesentliche Elemente für Iter entdeckt und entwickelt worden. Wir sollten auch dabei sein, wenn die wirtschaftliche Nutzung beginnt“.
Christoph Matschie, Staatssekretär im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hält dagegen. Schon 1996 habe Forschungsminister Jürgen Rüttgers die Bewerbung Greifswalds zurückgezogen. Inzwischen würden sich neben Japan und Kanada auch zwei europäische Standorte bewerben: Cadarache in Frankreich und das spanische Vandellos. Für eine deutsche Bewerbung sei es zu spät, zumal die EU-Kommission die Interessen der Mitgliedsstaaten in den Verhandlungen um Iter vertrete. Ein dritter europäischer Bewerber mache wenig Sinn.
Statt mehr Geld auszugeben, solle laut Matschie weltweit besser zusammengearbeitet werden. Die Rückkehr der USA und der Beitritt Chinas ins Iter- Projekt seien dafür schon ein guter Anfang. PETER TRECHOW/eb

  • Peter Trechow

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