Unsere Welt kann man sich ohne Strom kaum vorstellen. Aber Strom aus fossilen Energieträgern ist ganz und gar nicht klimafreundlich. Natürlich gibt es schon unglaublich weit entwickelte erneuerbare Energien, aber auch wenn allein aus Ihnen ein hervorragendes  Stromnetz aufgebaut werden kann , wäre es doch ein Traum, wenn man eine Energiequelle hätte, die „auf Knopfdruck“ funktioniert, nichts mit dem Wetter zu tun hat, umweltfreundlich ist und die Umwelt nicht schadet. Auch wenn das ziemlich utopisch scheint, versuchen Physiker seit Jahren genau das. Inspiration haben sie sich dabei beim größten Energieproduzenten in unserer galaktischen Nachbarschaft gesucht: der Sonne.

Die Inspiration: unsere Sonne
Die Sonne betreibt Kernfusion. Das funktioniert so: bei der Kernfusion in der Sonne verschmelzen leichte Wasserstoffkerne im Sonneninneren unter extremem Druck und enormer Hitze zu Helium und setzen dabei gewaltige Mengen Energie frei.

Also versuchen Forsche nun, eine Art „Minisonne“ zu bauen. Dazu ist eine hochkomplexe Maschine notwendig:

Der Aufbau des Reaktors:

Die Sonne ist sehr heiß, und zwar  ca. 15 Millionen Grad, und das Plasma muss im Reaktor noch heißer sein: ca. 100 Millionen Grad. Es gibt gibt aber keinen Stoff, in dem man das Plasma komplett einschließen kann. Aber es gibt einen Ausweg: sehr starke Magnete, die  donutförmig ( fachsprachlich „als Torus“) angeordnet sind und so runtergekühlt werden , dass sie supraleitend (ohne Widerstand) sind . Das sehr starke Magnetfeld schließt dann das Plasma ein.

Zwischen Plasma und Magnetspulen gibt es noch ein paar isolierende Schichten,  um den Temperaturunterschied zwischen dem Inneren und den Spulen möglich zu machen. Der ganze Prozess funktioniert dann folgendermaßen:

1. Fusionsreaktion: Bei der Verschmelzung von Deuterium und Tritium ( Varianten, sogenannte „Isotope“ von Wasserstoff) entstehen ein Heliumkern und ein schnelles, elektrisch neutrales Neutron. 

2. Energie im Neutron: Da das Neutron keine elektrische Ladung besitzt, wird es vom Magnetfeld nicht beeinflusst. Es fliegt aus dem Plasma heraus und trifft auf die Reaktorwand (das  „Blanket“). 

3. Wärme und Strom: In der Wand wird das Neutron abgebremst und seine Bewegungsenergie in Wärme. umgewandelt. Ein Kühlmedium (z.B. Wasser) transportiert diese Wärme ab, erzeugt Dampf und treibt damit klassische Turbinen und Generatoren zur Stromerzeugung an. 

4. Erneute Tritium-Herstellung: Das Blanket enthält oft Lithium. Wenn die eingefangenen Neutronen auf das Lithium treffen, entsteht neues Tritium, das wiederum als Brennstoff im Reaktor genutzt werden kann.

Man muss aber dazu sagen, dass bisher alle Forschungsobjekte nur zum Forschen dienen, und nicht als Energiequelle zu gebrauchen sind. Das liegt daran, dass zurzeit noch viele Experimente an den Maschinen durchgeführt werden.

In Teil 2, der nächste Woche kommt, wird es noch um die Komplikationen beim Forschen und um die Forschungsstandorte gehen.