14. Dez - ITER

Zurzeit gibt es bei meinen E/I Stundeten auf der FH Westküste Präsentationen auf Englisch.

Mich hat besonders die Inhalte eines Referates beeindruckt über ITER ein Versuchs-Fusionsreaktor, der sich derzeit im Bau befindet. Er soll die großtechnische Nutzung der kontrollierten Kernfusion zur Stromerzeugung vorbereiten.

ITER wird als gemeinsames Forschungsprojekt der sieben gleichberechtigten Partner Europäische Atomgemeinschaft, Japan, Russland, Volksrepublik China, Südkorea, Indien und USA entwickelt, gebaut und betrieben.

Die Bezeichnung ITER war ursprünglich als Abkürzung (Akronym) von International Thermonuclear Experimental Reactor gedacht, wird heute aber von den beteiligten Institutionen nur noch als das lateinische Wort iter, „der Weg“, interpretiert.

Die teilnehmenden Parteien gaben Juni 2005 nach langen Verhandlungen den Startschuss für den Bau von ITER. Sie beschlossen, für insgesamt knapp 5 Milliarden Euro einen Versuchsreaktor in Cadarache in Südfrankreich zu bauen. Er soll 20 Jahre lang betrieben werden, wobei die Betriebskosten noch einmal etwa denselben Betrag erfordern.

Der Bau der Anlage in Cadarache hat 2009 begonnen und soll etwa 10 Jahre in Anspruch nehmen. ITER wird voraussichtlich 2019 in Betrieb genommen werden.

Schon seit Jahrzehnten wird an der zivilen Nutzung der Kernfusion geforscht. Das größte Problem dabei ist, dass sich die Wasserstoff-Atomkerne extrem stark einander annähern müssen, um fusionieren zu können. Dem wirkt aber die abstoßende elektrische Kraft zwischen den Kernen entgegen.

In der Sonne reichen der durch die enorme Gravitation sehr hohe Druck und die Temperatur von 15,6 Millionen Grad Celsius aus, um die Fusion einzuleiten und kettenreaktionsartig in Gang zu halten. Solch ein Druck kann aber mit technischen Mitteln auf der Erde bei weitem nicht erzeugt werden. Bei den niedrigeren Druckverhältnissen, die im Reaktor beherrschbar sind, liegt die Zündtemperatur deshalb bei mehreren hundert Millionen Grad Celsius.

In der Sonne findet eine Fusion von normalem Wasserstoff statt. Für die technische Fusion auf der Erde ist man jedoch gezwungen, die Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium zu verwenden, weil nur deren Reaktion bei den erreichbaren Temperatur- und Druckwerten genügend Energie freisetzt.

Für das Kühlen der Magnete sowie das Halten und Erhitzen des Plasmas werden große Energiemengen benötigt, bis der Fusionsprozess einsetzt. Ist er in Gang gekommen, wird ein Großteil der Heizleistung durch die kinetische Energie (Bewegung) der entstehenden Heliumkerne gedeckt.

Bei bisherigen Experimenten konnte das „Brennen“ des Plasmas nur über kurze Zeit (etwa zwei Sekunden) aufrechterhalten werden, so dass die durch die Fusion gewonnene Energie nur einem Teil der eingesetzten Energie entsprach.