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Kernfusion

Die Fusion oder Verschmelzung leichter Atomkerne setzt wie die Kernspaltung schwerer Atomkerne große Mengen Energie frei.

Sterne, wie z.B. die Sonne, beziehen ihre Energie aus der Kernfusion von Wasserstoff zu Helium. Technisch interessant ist die Verschmelzung von Tritium (überschwerer Wasserstoff) und Deuterium (schwerer Wasserstoff) zu Helium, die im magnetisch eingeschlossenen Plasma bei einer Temperatur von über 100 Mio Grad C zündet. Dabei wird pro Gramm Fusionsbrennstoff die Energie von 12,4 t Kohle frei.
Erste technische Realisierung 1952 als Wasserstoffbombe (Atomwaffen).

Obwohl seit den 60er Jahren an der kontrollierten Nutzung in Kernfusion-Kraftwerken gearbeitet wird und z.Z. jährlich weltweit ca. 3 Mrd DM (EG: 1 Mrd/Jahr) ausgegeben werden, ist eine großtechnische Anwendung nicht vor dem Jahr 2050 zu erwarten.
Die anfängliche Euphorie von der unerschöpflichen, sauberen und billigen Energie aus Kernfusion ist heute gedämpft:

Die energiereiche Neutronenstrahlung macht den Reaktormantel spröde und radioaktiv (Radioaktivität), so daß dieser alle paar Jahre ausgewechselt und als hochradioaktiver Atommüll endgelagert werden muß. Die strahlenden Abfälle werden auf das Doppelte der Atommüllmenge eines Leichtwasserreaktors (Kernkraftwerk) geschätzt. Aufgrund der kürzeren Halbwertszeiten sind sie aber vermutlich einfacher zu entsorgen.

Die größte Gefahr geht im Betrieb von Tritium aus, das nur mit großem technischen Aufwand zurückgehalten werden kann. Auch im Normalbetrieb werden wesentliche Mengen Tritium aus der Anlage entweichen. Fachleute rechnen mit einer effektiven Dosis (Strahlendosis) am ungünstigsten Ort von über 0,6 mSv (Sievert) pro Jahr für einen 1.000 MW Kernfusions-Reaktor. Damit wäre der Reaktor derzeit nicht genehmigungsfähig (Strahlenschutzverordnung) und die Belastung im Normalbetrieb erheblich höher als beim Kernkraftwerk (Strahlenbelastung). Fraglich ist auch, ob im Innern der Anlage die Grenzwerte für beruflich strahlenexponierte Personen eingehalten werden können.

Größter Unfall beim Kernfusions-Kraftwerk ist der Bruch einer Tritiumhauptleitung, der z.B. durch nicht beherrschte Plasma-Instabilitäten, Wandkontakt des Plasmas und anschließende Zerstörung des Reaktorgefäßes verursacht werden kann.
Der Brennstoff ist reichlich vorhanden (Deuterium in Weltmeeren, Tritium kann aus Lithium gewonnen werden), Engpässe können bei Kupfer (Magnetspulen), Chrom und Molybdän (Stahlveredler) auftreten, die für den Bau von Anlagen zur Kernfusion in großen Mengen benötigt werden.

Kernfusion-Kraftwerke werden mit Leistungen von 3.000-4.000 MW zu großen Abwärmeproblemen (Abwärme ) und zu einer weiteren Zentralisierung der Stromversorgung führen. Die Komplexität der Anlagen macht sie stör- und sabotageanfällig und gefährdet die Versorgungssicherheit. Aus wirtschaftlichen Gründen wird auch an sog. Hybridreaktoren gedacht, in denen neben der Kernfusion mit Hilfe schneller Neutronen Plutonium erbrütet wird (Schneller Brüter). Solche Anlagen stellen aufgrund des Plutoniuminventars und des anfallenden Atommülls ein besonders großes Gefahrenpotential dar.

Zu den im Fusionsreaktor vorhandenen, chemisch-toxikologischen Stoffen gehören Lithium, welches als Brut- und Kühlmittel verwendet wird und Beryllium, das in einigen Entwürfen als Neutronenmultiplikator vorgesehen ist. Im Falle eines Störfalls können die Stoffe freigesetzt werden. Unklar ist, inwiefern von den extrem starken Magnetfeldern Gefahren für das Personal ausgehen (Elektrosmog).

Ein neues, eventuell vielversprechendes Konzept zur Kernfusion stellt der Maglich-Reaktor dar.

Aktueller Stand:
Im englischen Experimental-Fusionsreaktor JET gelang es 1991 nach 30jähriger Forschung erstmals, eine kontrollierte Kernfusion aus 1,2 g Deuterium und 0,2 g Tritium in die Wege zu leiten, bei der 2 Sekunden lang bei 200 Mio Grad C eine Leistung von 2 MW freigesetzt wurde. Der nächste Experimentalreaktor der EG ist der ITER, dessen Baubeginn unter Beteiligung der USA, GUS und Japan für 1997 geplant ist. Das auf 20 Jahre ausgelegte Projekt wird mit mindestens 16 Mrd DM veranschlagt. Bei der Standortwahl haben deutsche Standorte (Greifswald oder Garching bei München) gute Chancen. Im Jahre 2020 soll dann der erste Demonstrationsreaktor gebaut werden.

Kritiker führen an, daß hier Mrd DM in eine Technologie investiert werden, von der nicht abzusehen ist, ob sie jemals kommerziell Strom bei geringen Umweltbelastungen produzieren kann, wohingegen regenerativen Energiequellen, von denen wir wissen, daß sie funktionieren, gerade diese Mrd DM zur Markteinführung fehlen.


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