Wissenschaftler vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) wollen einen Fusionsreaktor bauen, der auf neuen Supraleitern basiert. Bei nur der Hälfte der Größe des europäischen Pendants ITER könnte der Reaktor die gleiche Leistung liefern. Nach Angaben der Wissenschaftler könnte der neue Reaktor in 10 Jahren einsatzbereit sein.


MIT Fusionsreaktor
FOTO: MIT

Nukleare Fusion: Der heilige Gral der Energieforschung

Nukleare Fusion ist die Reaktion, die für die Energie von Sternen verantwortlich ist. Bereits seit Jahrzehnten versucht die Wissenschaft, sich diese Energie zunutze zu machen. Mit einem Fusions-Reaktor könnte eine schier unerschöpfliche Menge an Energie gewonnen werden. Und das alles mit wenig mehr als Meerwasser. Stark vereinfacht fusionieren bei der Reaktion Wasserstoffatome unter Freisetzung enormer Mengen von Energie. Nukleare Fusion hat gegenüber der in Atomkraftwerken genutzten Kernspaltung den Vorteil, dass sie sehr viel stabiler und damit sicherer ist. Die Reaktion auf der Erde nutzbar zu machen, ist jedoch eine Herausforderung, die die Wissenschaft vor ungeahnte Probleme stellt.

Das Design vom MIT macht nun Hoffnung darauf, dass ein Reaktor, der auf nukleare Fusion beruht, noch zu unseren Lebzeiten in Betrieb gehen könnte. Das Team vom MIT nutzt sogenannte Rebco-Supraleiter (Rare-Earth Barium Copper oxide). Mit Hilfe dieser Supraleiter soll ein Magnetfeld produziert werden, dass das für die Reaktion nötige Plasma einschließt. Die Entwicklung ermögliche ein völlig neues Design für einen Fusionsreaktor, wie Dennis White bekannt gab, seines Zeichens Leiter des Plasma Science and Fusion Center am MIT.


ARC vs. ITER: Gleiche Energie bei halber Größe

Die Fusion von Atomen benötigt eine Temperatur von mehreren Hundert Millionen Grad Celsius. Das dabei entstehende extrem heiße Plasma unter Kontrolle zu halten, ist eine der großen Herausforderungen bei der Konstruktion von Fusionsreaktoren. Hierfür wird ein Magnetfeld benötigt. Die neuen Supraleiter, die im Entwurf des MIT zum Einsatz kommen, ermöglichen ein deutlich stärkeres Magnetfeld als bei vorherigen Entwürfen.

Das Team vom MIT bezeichnet seinen Reaktor als ARC-Reaktor. Durch das starke Magnetfeld lässt sich das Plasma deutlich mehr komprimieren, was sich in dem verhältnismäßig kleinem Durchmesser von 6,6 Metern des in der Tokomak-Bauweise konstruierten Reaktors niederschlägt. Trotz der kleinen Dimensionen soll der ARC-Reaktor genau so viel Energie erzeugen können wie der europäische Fusionsreaktor ITER, der derzeit in Frankreich gebaut wird und bei doppelter Größe knapp 40 Milliarden US Dollar kosten wird. Nach Angaben des MIT wird der ARC-Reaktor nur einen Bruchteil davon kosten.

Das MIT-Design wurde im Magazin “Fusion Engineering and Design” beschrieben und ist natürlich noch in der Konzeptphase. Die Berechnungen basieren auf Computermodelle, die sich aber auf bestehende Technologien beziehen. Im nächsten Schritt möchte das MIT das Design verbessern und technische Details ausarbeiten.

Die Vorstellung, in 10 Jahren einen funktionierenden Fusionsreaktor zu haben, ist durchaus attraktiv. Allerdings gibt es nicht umsonst unter Wissenschaftlern den Witz, dass Fusionsreaktoren nur noch 20 Jahre entfernt sind; und es auch in 50 Jahren noch sein werden.

via ScienceAlert

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