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Warum noch keine Kernfusion?

Gefragt von: Stefan Klose  |  Letzte Aktualisierung: 22. September 2022
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Wo liegt eigentlich der Nachteil bei der Kernfusion, und warum kann sie noch nicht genutzt werden? Hauptsächlicher Nachteil der Fusionskraftwerke ist wohl, dass es sie noch nicht gibt. Denn es ist eine große Herausforderung, die Energiequelle von Sonne und Sternen auf der Erde nachzubauen.

Warum gibt es noch keine Kernfusion?

Es gibt weltweit noch keinen Netzstrom erzeugenden Fusionsreaktor. Die technischen Hürden sind hoch, ein Fusionsreaktor muss extrem hohe Drücke und Temperaturen erzeugen, um die Fusion in Gang zu setzen.

Wie lange noch bis zur Kernfusion?

Nach derzeitigem Plan soll der Reaktor 2025 fertiggestellt sein und das erste Plasma erzeugt werden, ab 2036 dann mit tatsächlicher Fusion experimentiert werden. Ab 2040 soll der Reaktor wieder abgebaut werden.

Wann wird die Kernfusion möglich sein?

Wann können wir endlich mit einem Fusionskraftwerk rechnen? Für die Wissenschafts-Community dürfte die Fertigstellung von ITER, der statt der ursprünglich angepeilten fünf Milliarden Euro wohl über 20 Milliarden kosten dürfte, der nächste Meilenstein sein. Ende 2025 soll der Forschungsbetrieb beginnen.

Warum ist Kernfusion auf der Erde nicht möglich?

Damit Kernfusion auf der Erde möglich ist, braucht es extreme Bedingungen: zum Beispiel ein Plasma mit einer Temperatur von mehreren Millionen Grad Celsius. Erst dann können sich die leichten Kerne im Plasma nahe genug kommen, um miteinander zu verschmelzen.

Kernfusion: Klimaretter oder Milliardengrab? | Harald Lesch

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Hat Kernfusion Zukunft?

Der größte Kernfusions-Reaktor der Welt, ITER, wird derzeit in Frankreich auf Touren gebracht. Bis 2025 soll er fertig sein, und das erste Mal 2050 nutzbare Energie erzeugen. Unten erfährst du, wie er funktioniert und warum Wissenschaftler auf diese neue Methode setzen.

Ist Kernfusion nachhaltig?

Da ein Fusionskraftwerk zudem günstige Umwelt- und Sicherheitseigenschaften aufweisen wird, könnte die Fusion nachhaltig zur künftigen Energieversorgung beitragen. Für ein irdisches Kraftwerk wählt man eine schnellere Reaktion: Der Brennstoff ist 100 Millionen Grad heiß, der Druck nur so hoch wie im Autoreifen.

Wann gibt es den ersten Fusionsreaktor?

1950er: Entwicklung der ersten Fusionsreaktoren

Die sowjetischen Wissenschaftler Andrei Sakharov und Igor Tamm legten 1950 den Entwurf für ein Gerät vor, das magnetischen Einschluss nutzt, der Tokamak war geboren. 1951 folgte Lyman Spitzers Konzept für den Stellarator .

Wie wahrscheinlich ist Kernfusion?

Doch auch diese Wahrscheinlichkeit ist nicht sehr groß. Dies wird dadurch deutlich, dass in den letzten 4,5 Milliarden Jahren erst 6% des Wasserstoffs der Sonne eine Kernfusion durchgeführt haben.

Wie weit ist die Forschung bei der Kernfusion?

Bis heute wurden aus der Kernfusionsreaktion noch nie mehr als 70 Prozent der zugeführten Energiemenge zurückgewonnen. Aber der Physiker Hartmut Zohm ist überzeugt, dass man per Kernfusion große Mengen Energie gewinnen könnte.

Welche Nachteile hat Kernfusion?

Nachteile der Kernfusion

Der Grund dafür: Bei der Reaktion entstehen Neutronen in der Hülle des Reaktors, die diverse Reaktionen auslösen können. Bei diesen können radioaktive Atomkerne entstehen. Sie sollen allerdings wesentlich kürzere Halbwertszeiten haben als typische Produkte der Kernspaltung.

Warum ist Kernfusion besser als Kernspaltung?

Im Vergleich zur Kernspaltung hat die Kernfusion einige Vorteile. Fusionskraftwerke wären sicherer und radioaktiver Abfall entsteht in geringeren Mengen. Der gilt zudem als erheblich ungefährlicher.

Was würde passieren wenn ein Fusionsreaktor explodiert?

Ein Vorteil gegenüber Atomkraftwerken: Fusionsreaktoren können nicht explodieren. Eine Katastrophe wie es in Tschernobyl kann nicht passieren. Dass der Wendelstein 7-X nach 19 Jahren Entwicklungszeit nicht laufen könnte, befürchtet Klinger nicht.

Welchen Brennstoff benötigt ein Fusionsreaktor?

Ein DT-Fusionsreaktor muss neben der Gewinnung und technischen Nutzbarmachung der Energie auch, ähnlich einem Brutreaktor, den Brennstoff Tritium aus Lithium erbrüten, da Tritium als natürliche Ressource nicht vorhanden ist.

Welche Unternehmen forschen an Kernfusion?

Der Energiekonzern Siemens Energy, Laserhersteller Trumpf und Technologiespezialist Thales sollen der Kernfusion zum Durchbruch verhelfen.

Wie gefährlich ist ITER?

Auch bei der Kernfusion fallen radioaktive Abfälle an. Nach Angaben von Verfechtern des Iter-Projektes strahlen diese Abfälle aber viel weniger stark als Atombrennstäbe. Nach hundert Jahren Lagerung soll der Iter-Müll die Umwelt weniger belasten als Abfälle aus Kohlekraftwerken.

Wann geht ITER in Betrieb?

Nun wurde das Gebäude fertiggestellt, das den eigentlichen Reaktor beherbergt. Im Jahr 2025 soll der ITER in Betrieb gehen. Seit 2007 wird beim südfranzösischen Kernforschungszentrum Cadarache an der Anlage gearbeitet.

Welches Material hält 150 Millionen Grad aus?

Ein magnetischer Käfig. Fusionswissenschaftler haben Methoden entwickelt, mit denen Plasma auf Temperaturen von 150 Millionen Grad Celsius erhitzt werden kann. Es gibt jedoch kein Material, das solch unvorstellbar heißen Temperaturen standhält und somit als Plasmagefäß dienen könnte.

Wird Iter Strom erzeugen?

Erstes Plasma im Dezember 2025

Läuft dann die Fusion im Reaktor an, könnte ITER 500 Megawatt thermischer Energie liefern. Die vom Fusionsreaktor erzeugte Hitze wird genutzt, um Wasser zu verdampfen und damit Dampfturbinen anzutreiben, die dann wiederum Strom erzeugen.

Ist Kernfusion radioaktiv?

Anders als bei der Kernspaltung ist das durch die Kernfusion entstandene Helium nicht radioaktiv. Trotzdem entsteht nicht nur während des Fusionsprozess eine sehr intensive Strahlung, sondern auch eine länger bestehende Radioaktivität durch die intensive Neutronenbestrahlung von Materialien des Reaktors.

Wie sauber ist Kernfusion?

Im Gegensatz zu den radioaktiven Abfällen aus der Kernspaltung hat Tritium eine kurze Halbwertszeit (12,3 Jahre), nach der es wieder für die Stromerzeugung verwendet werden kann. Die Kernfusion gilt außerdem als inhärent sicher, und es besteht keine Gefahr einer Kernschmelze.

Wo kommt Kernfusion natürlich vor?

Der Prozess der Kernfusion kommt in der Natur vor: Die Sterne, also auch unsere Sonne, erzeugen ihre quasi grenzenlose Energie durch Kernfusion. Auf der Sonne werden vier Wasserstoffkerne in einen Heliumkern umgewandelt.

Wie viel kostet der Iter?

Auch die Kosten von Iter sind ein Problem. Derzeit werden sie auf 15 Milliarden Euro geschätzt. Die Zahl stammt allerdings aus dem Jahr 2007. Sie war das Ergebnis einer früheren Überprüfung und basiert auf den Baukosten.

Wie viele Haushalte kann ein Fusionsreaktor versorgen?

Wenn der Fusionsreaktor ITER erstmal fertig ist, wird er zwar nur 200.000 Haushalte beliefern können – aber es ist ja auch nur ein erster großer Schritt (kleine hat es bereits gegeben). Und zwar der erste große Schritt, die Sonne auf der Erde nachzubauen.

Wann ist der Tokamak fertig?

Ende 2025 soll die Anlage ihren Betrieb aufnehmen. Wegen seiner Größe besteht der Kryostat aus vier Komponenten. Die Basis und der untere Zylinder sind fertig und abgenommen, sie wurden feierlich eingeweiht. Der obere Zylinder wird gerade vor Ort montiert, das letzte Segment des Deckels entsteht in Indien.