ITER: Das Herzstück des Fusionsreaktors ist fertiggestellt

Kernfusion wird als Energiequelle der Zukunft behandelt. Allerdings ist es noch ein weiter weg. Aktuell ist das große Ziel, eine Fusionsreaktion in Gang zu bringen, die sich selber erhält und dabei mehr Energie produziert als ihr Erhalt benötigt. Der internationale Fusions-Großreaktor ITER, der derzeit in Südfrankreich gebaut wird, soll dabei helfen, den Weg zu nutzbaren Fusionsreaktoren zu ebnen. Kürzlich wurde das Herzstück des ITER-Reaktors fertiggestellt, der zentrale Solenoid-Magnet. Dabei handelt es sich um einen 19 Meter hohen Zylinder, der die Achse des ringförmigen Plasmabehälters bildet und ein 13 Tesla starkes Magnetfeld erzeugt, das das Fusionsplasma aufheizt und in Strömung versetzt. Bis der ITER-Reaktor komplett fertiggestellt ist, werden allerdings noch einige Jahre vergehen.

ITER soll den Breakeven-Punkt der Kernfusion deutlich übertreffen

Der ITER-Großreaktor ist so ausgelegt, dass er 500 Megawatt Energie erzeugen wird, während 50 Megawatt Energie für den Erhalt der Reaktion benötigt werden. Sollte dies so zutreffen, würde ITER den Breakeven-Punkt für Kernfusion deutlich übertreffen. Der Reaktor basiert auf dem Tokamak-Prinzip, besteht aus mehr als einer Million Bauteile und ist das Produkt eine r Zusammenarbeit von 35 Ländern. Der Bau begann im Jahr 2020.

Kürzlich bekam ITER das letzte noch fehlende Bauteil seines Herzstücks, des zentralen Solenoid-Magneten. Dabei handelt es sich um einen 18 Meter hohen und 4,25 Meter breiten Magnetzylinder, der über 1.000 Tonnen wiegt. Er bildet die zentrale Achse des Reaktors und verfügt über supraleitende Spulen aus Niobzinn, mit deren Hilfe er ein Magnetfeld von 13 Tesla erzeugen kann. Dieses ist 280.000 mal stärker als das der Erde und könnte theoretisch einen Flugzeugträgers zwei Meter hoch anheben.

Der Solenoid-Magnet soll dann im fertiggestellten Reaktor Magnetpulse erzeugen, die zwischen 300 und 500 Sekunden lang sind und das heiße, geladene Plasma im Reaktor in eine ringförmige Strömung bringen und einschließen. Dieser magnetische „Herzschlag“ des ITER heizt das Plasma gleichzeitig auf bis zu 150 Millionen Grad auf und verleiht ihm eine Energie, die äquivalent zu 15 Millionen Ampere entspricht. Noch nie zuvor hat ein Fusionsreaktor so viel Energie erzeugt.

Zwei weitere Magnet-Ensembles kommen zum Einsatz, um den sicheren Einschluss des Plasmas zu unterstützen. Dabei handelt es sich um 18 toroidale und sechs poloidale Magnetspulen, die außen am Plasmaring sowie ober- und unterhalb des Reaktorgefäßes sitzen.

Die angespannte geopolitische Lage hält ITER nicht auf

„Das ITER-Projekt ist die komplexeste wissenschaftliche Kollaboration in der Geschichte. Bauteile, die es so noch niemals vorher gab, werden dafür auf drei Kontinenten hergestellt – jede dieser Komponenten ist das Ergebnis erstklassiger Ingenieursarbeit“ begeisterte sich 2021 der damalige ITER-Generaldirektor Bernad Bigot für das Projekt.

Die Fertigstellung des zentralen Solenoids markiert offiziell den Beginn der Phase, in der ITER zusammengebaut wird. Nach und nach werden die Bauteile, die in verschiedenen Ländern hergestellt wurden, in das Grundgerüst eingefügt. Die internationale Zusammenarbeit, die das ITER-Projekt ausmacht, bleibt dabei trotz der angespannten politischen Landschaft bestehen. Dies ist vor allem deshalb interessant, weil auch heute noch Staaten im Rahmen des Projekts zusammenarbeiten, die sich sonst politisch nicht unbedingt zugeneigt sind. So sind neben europäischen Ländern etwa auch die USA und China sowie andere asiatische Länder beteiligt. „ Das ITER-Projekt ist damit eine Verkörperung der Hoffnung. Es zeigt, dass ein friedlicher Fortschritt und eine nachhaltige Energiezukunft möglich sind„, so Pietro-Barabaschi, der aktuelle ITER-Generaldirektor.

So ganz spurlos am ITER-Projekt vorbeigegangen sind die Ereignisse der letzten Jahre aber auch nicht. Ursprünglich sollte der Bau des Großreaktors 2025 beendet sein. Die Corona-Pandemie und die aus ihr resultierenden Verzögerungen und wirtschaftlichen Probleme brachten den Zeitplan allerdings durcheinander. Nun ist die Inbetriebnahme für 2034 geplant.

via phys.org