Kernfusion – Lösung des Energieproblems? – Elmar Klink

Für die einen ist sie die vermeint­li­che Lösung aller irde­nen Ener­gie­pro­ble­me von heute in einer nahen Zukunft. Ener­gie in unbe­grenz­tem Maß wie aus der Sonne. Andere sehen bei ihr vor allem kriti­sche Aspek­te, die auch schon für die anfangs viel gelob­te Atom­ener­gie zutra­fen und sich dann auch spätes­tens mit Tscher­no­byl und Fuku­shi­ma als wahr heraus­stell­ten: die Kern­fu­si­on. Sie wird von ihren Befür­wor­tern geprie­sen als sicher, sauber, unbe­grenzt und auch noch wirt­schaft­lich, also „nach­hal­tig“. Sie, deren bishe­ri­ge Forschung und Entwick­lung bereits zig Milli­ar­den Euro verschlun­gen hat, ohne ein abseh­ba­res Ergeb­nis. Eine Forschung, die sich so lang­wie­rig gestal­tet wie der Bau von Kathe­dra­len früher. Die, die damit began­nen, erleb­ten ihre Fertig­stel­lung nicht mehr und nach­fol­gen­de Gene­ra­tio­nen von Baumeis­tern und Hand­wer­kern setz­ten die Arbeit fort in stän­di­gen Bauhüt­ten. Es ist offen­bar nicht so einfach und leicht, die Vorgän­ge im Innern der Sonne bei bis zu 150 Millio­nen Grad Celsi­us auf der Erde nach­zu­voll­zie­hen und mit einer kompli­zier­ten Tech­no­lo­gie zu beherr­schen. So kompli­ziert, dass sich dage­gen die Atom­kraft­tech­nik wie ein Waisen­kna­be ausnimmt.
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Kern­fu­si­on ist auch waffenfähig
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Was ist und macht Kern­fu­si­on aus? Statt wie beim Uran­atom dieses zu spal­ten und durch kontrol­lier­te Ketten­re­ak­tio­nen Ener­gie zu gewin­nen, werden zwei leich­te Atom­ker­ne vom Wasser­stoff oder seinen Isoto­pen mitein­an­der unter großen Drücken und Ener­gie­auf­wand verschmol­zen, fusio­niert zu einem Heli­um­atom, unter großer Menge frei­wer­den­der Ener­gie. Dabei werden in großer Zahl auch Neutro­nen frei­ge­setzt, das verweist auch gleich auf ein Problem der Sache, nämlich deren gefähr­li­che Strah­lung. Also ähnlich wie bei der Radio­ak­ti­vi­tät. Dieses Prin­zip ist auch waffen­fä­hig, der Mensch hat es bereits ange­wandt bei den Wasser­stoff­bom­ben. Sie sind nichts ande­res als Kern­fu­si­ons­bom­ben. Und weil sie so schwer zu hand­ha­ben und nur aufwen­dig zu kühlen waren, waren sie unför­mig groß, mehre­re Meter lang und über einen Meter dick im Umfang. Die größte, je ober­ir­disch gezün­de­te Wasser­stoff­bom­be war die soge­nann­te Zar-Bombe der Sowjet­uni­on, die im Okto­ber 1961 auf die unbe­wohn­te Insel Nowaja Semlja im Nord­po­lar­meer abge­wor­fen wurde. Sie wog 27 Tonnen, war acht Meter lang und maß zwei Meter im Durch­mes­ser. Die Auswir­kun­gen ihrer 4.000-fachen Hiro­shi­ma-Spreng­kraft waren noch hunder­te von Kilo­me­tern weit ins südli­che Landes­in­ne­re zu verspü­ren und beob­ach­ten. Seis­mi­sche Wellen bis Stärke 6 auf der nach oben offe­nen Rich­ter­ska­la waren noch in Tausen­den von Kilo­me­tern Entfer­nung deut­lich mess­bar. Der größte TU-95-Bomber, den die Russen hatten, konnte sie nur außer­halb unten an seinem Rumpf befes­tigt trans­por­tie­ren, da sie nicht in dessen Bomben­schacht passte. Die Verhee­run­gen der 57 Mega­ton­nen­bom­be waren fürch­ter­lich, ein Teil der großen Insel wurde buch­stäb­lich atomi­siert. Ihr Schöp­fer, der Atom­phy­si­ker und späte­re Nobel­preis­trä­ger wie Regime­geg­ner, Andrej Sacha­row, fürch­te­te vorab um ihre enorme Wirkung und hatte die ursprüng­li­che Maßga­be Chruscht­schows von 100 Mega­ton­nen schon um die Hälfte redu­ziert. Auch die Ameri­ka­ner mach­ten ihre Erfah­run­gen mit ihren vor den Russen entwi­ckel­ten H‑Bomben im Pazi­fik. Sie belie­ßen es „nur“ bei max. 15 Mega­ton­nen bei ihrer größ­ten Bombe „Castle Bravo“, von deren uner­war­tet hefti­gen Wirkung sie gänz­lich über­rascht wurden. Die H‑Bombe war eine Welt­bom­be, geeig­net größte Zerstö­run­gen anzu­rich­ten. Aber sie war nicht gerade beson­ders kriegseinsatztauglich.
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Die Sonne auf die Erde holen?
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Das vermit­telt eine unge­fäh­re Vorstel­lung, was passiert, wenn ein Kern­fu­si­ons­re­ak­tor in die Luft flöge, es würde Tscher­no­byl und Fuku­shi­ma weit in den Schat­ten stel­len. Eben solare Dimen­sio­nen! Man kennt die riesi­gen Protu­ber­an­zen, die von der Sonnen­ober­flä­che bis zu Millio­nen km weit mit unge­heu­rer Geschwin­dig­keit in langen Bändern und Fontä­nen ins All schie­ßen. Man muss sich das Prin­zip der Fusion vorstel­len wie eine Flasche. Im Inne­ren von ihr umman­telt befin­det sich das supra­hei­ße und supra­lei­ten­de Plasma, in der Reali­tät zusam­men- und auf Abstand zur Umman­te­lung gehal­ten durch starke Magnet­spu­len, die ein extrem star­kes Feld erzeu­gen. Das verweist auf das zweite große Problem, die Anfor­de­run­gen an das Mate­ri­al, seine Konstruk­ti­on und einen großen Ener­gie­auf­wand beim Input, um über­haupt einen renta­blen, d. h. zehn­fa­chen Ener­gie­ge­winn zu erzie­len. Dieser soll immer noch beim etwa Zwei­ein­halb­fa­chen der Atom­ener­gie liegen. Man müsste quasi zu jedem Fusi­ons­kraft­werk einen spezi­el­len Ener­gie­lie­fe­rer haben. An diesem Prozess sind noch weite­re komple­xe chemo-physi­ka­li­sche Vorgän­ge betei­ligt, die nur inso­fern hier inter­es­sie­ren als auch mit ihrer Hand­ha­bung natür­lich gewis­se unwäg­ba­re Risi­ken verbun­den sind. Der Rest läuft ähnlich ab wie bei jedem konven­tio­nel­len Kraft­werk. Die durch die Fusion im Plasma frei­ge­setz­te ther­mi­sche Ener­gie erzeugt über Wärme­tau­scher Wasser­dampf, der Dampf­tur­bi­nen antreibt, an die Strom­ge­ne­ra­to­ren gekop­pelt sind. Der Unter­schied ist wie bei der Atom­kraft, dass vom nuklea­ren Ausgangs­ma­te­ri­al des Wasser­stoffs nur gerings­te Mengen benö­tigt werden. Soweit so gut. Bei der Konstruk­ti­on von Mantel und Spulen muss auf höchs­te Präzi­si­on und Pass­ge­nau­ig­keit geach­tet werden, da sonst die Gefahr von Undich­te und Rissen droht, die sich unter hohem Druck vergrö­ßern und am Ende einen GAU verur­sa­chen könn­ten. Die Reak­tor­an­la­ge müsste durch eine weite­re dicke Abde­ckung stabil gegen Einflüs­se von außen geschützt werden wie Flug­zeug­ab­stür­ze oder Bomben­an­schlä­ge. Wieder­um alles wie bei der Atom­ener­gie. Sauber, sicher? Dazu kommt, dass der Mantel den Belas­tun­gen von Neutro­nen­strah­lung und Plas­ma­hit­ze nicht lange stand­hält und immer wieder ausge­tauscht werden muss, dabei fällt neutro­nen­ver­seuch­ter Fusi­ons­müll an, wohin damit in Fusi­ons­kraft-Zwischen- und Endla­gern? Nächs­ter unwäg­ba­rer Punkt.
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