In der Versuchsanlage Wendelstein 7-X hat man im Frühjahr 2025 Bestwerte im Rahmen einer Versuchsreihe zur Kernfusion erreicht. Im Stellerator konnte 43 Sekunden lang ein Plasma, wie es zur Fernfusion benötigt wird, erzeugt werden. Es gibt aber einen Reaktor, der ähnliche Daten aufweisen kann.
Eine kurze Meldung auf X
Ich gestehe, ich habe etwas den genauen Überblick verloren, wie es um die Forschung an Fusionsreaktoren steht. Diese versprechen ja unendliche Energie durch Kernfusion von Wasserstoff, ohne die Nachteile der auf Kernspaltung basierenden Atomkraftwerke. Wasserstoff als Brennstoff ist genügend vorhanden – unsere Sonne wendet das Prinzip der Wasserstoff-Fusion seit Milliarden Jahren an. Als ich vor fast 50 Jahren im Studium der physikalischen Technik auch Atomphysik hörte (die Kernforschungsanlage Jülich befand sind ca. 5 km neben der Fachhochschule), ging es nicht nur um Atomspaltung und entsprechende Atomkraftwerke. Bereits damals wurden auch Fusionskraftwerke erforscht, und man versprach uns, dass diese spätestens "in 30 Jahren" in Serie gebaut würden. Ist bekanntlich nicht eingetreten. Aber in den letzten fünf Jahren hat es Fortschritte gegeben.
Es war obiger Tweet, der meine Aufmerksamkeit erneut auf das Thema lenkte. Der Begleittext zum obigen Bild besagte, dass Wissenschaftler zum ersten Mal in der Geschichte näher denn je daran sind, die Kraft der Sterne hier auf der Erde zu erschließen.
Die Botschaft: Im vom Max-Planck-Institut, in Greifswald, betriebenen Versuchs-Fusionsreaktor Wendelstein 7-X wurden Rekord-Plasmatemperaturen erreicht, die heißer sind als die Sonne – über 100 Millionen Grad Celsius. Die Temperatur konnte für 43 Sekunden aufrecht erhalten werden.
Warum Kernfusion?
Im Gegensatz zu herkömmlichen Kernreaktoren, die Atome spalten, verschmilzt ein Fusionsreaktor Wasserstoffatome zu Helium. Die Hoffnung ist, nahezu unbegrenzte sauberer Energie aus Wasserstoff durch Kernfusion zu gewinnen. Der Wasserstoff kann aus Meerwasser gewonnen werden.
Typen von Fusionsanlagen
Es gibt verschiedene Ansätze zur Kernfusion in Reaktoren, die derzeit untersucht werden. In den USA feuert man Laserstrahlen auf tiefgefrorene Kügelchen aus Deuterium, um eine Fusion zu erzwingen. Hier gab es vor Jahren schon Erfolgsmeldungen, dass Experimente geglückt sind. Problem ist, dass derzeit mehr Energie in die Fusionszündung reingesteckt werden muss, als man bisher aus der Fusion gewinnen konnte.
Ein Tokamak-Reaktor ist ein doughnutförmiger Apparat zur Kernfusion, der ein extrem heißes Plasma mit Hilfe starker Magnetfelder in Schach hält. Ziel ist es, durch Verschmelzung von Atomkernen Energie zu erzeugen, ähnlich wie in der Sonne. Tokamaks sind eine vielversprechende, aber auch technisch herausfordernde Technologie, um eine saubere und nahezu unerschöpfliche Energiequelle zu erschließen.
Dann gibt es als Alternativentwurf die sogenannten Stellaratoren. Beim Stellarator wird ein durch Aufheizen erzeugtes Plasma in einem toroidalen Magnetfeld durch schraubenförmige Verdrillung der Magnetfeldlinien gefangen und von den Wänden der Vakuum-Kammer isoliert.
Der Stellarator am Wendelstein 7-X
Das bahnbrechende Stellarator-Design des Reaktors löst eine große Herausforderung, die die Fusion seit Jahrzehnten behindert hat: die Stabilität. Mit einem labyrinthartigen Magnetfeldsystem aus 425 Tonnen supraleitenden Spulen kann beim Wendelstein 7-X-Versuchsreaktor überhitztes Plasma lange genug an Ort und Stelle halten, um sicher immense Energie zu erzeugen.
Laut obigem Tweet planen die Ingenieure nun, den Versuchsreaktor an das Stromnetz anzuschließen – ein Meilenstein, der die Fusionsenergie bis 2030 Wirklichkeit werden lassen könnte.
Interessant ist nun, was die Forscher von Wendelstein 7-X zum Thema sagen. Ich habe diese Pressemitteilung von Juni 2025 gefunden. Demnach wurde im Mai 2025 eine Versuchsreihe abgeschlossen, bei der der Reaktor Bestwerte erreicht hat. Damit ist der Einschluss des heißen Plasmas von 20 Millionen Grad über die 43 Sekunden gemeint.
Beim Rekordexperiment zum sogenannten Tripelprodukt wurden in einer raschen Sequenz über 43 Sekunden etwa 90 gefrorene millimetergroße Wasserstoffkügelchen („Pellets") eingeschossen, während gleichzeitig starke Mikrowellen das Plasma heizten. Dabei kam es auf die präzise Koordination von Heizung und Pellet-Injektor an, um die optimale Kombination aus Heizleistung und Brennstoff-Füllung zu erreichen. Der Trick bestand darin, den Pellet-Injektor erstmals so zu betreiben, dass er mit unterschiedlichen vordefinierten Pulsraten lief – was er mit beeindruckender Präzision erfüllte. Dieses Schema ist unmittelbar relevant für einen künftigen Fusionsreaktor. Es kann potenziell auch auf längere Plasmadauern von mehreren Minuten ausgedehnt werden.
Bei dem Rekordexperiment wurde die Plasmatemperatur auf über 20 Millionen Grad Celsius, in Spitzen sogar auf 30 Millionen Grad Celsius getrieben. Es wurde wirklich ein Fortschritt erreicht.
Die Pressemitteilung erwähnt in einem Nachtrag, dass in dem inzwischen stillgelegten Tokamaks-Forschungsreaktor in Großbritannien bei Experimenten Rekord-Entladungen des Plasmas sogar bis zu 60 Sekunden aufrecht erhalten werden konnten.
Kurze Gedanken zum Thema
Nun habe ich das Problem, irgendwie nicht weitere 50 Jahre auf die Fertigstellung eines funktionsfähigen Fusionsreaktors warten zu können. Die Kernphysik, die ich im Studium belegt habe, hat mir eh nicht so viel gebracht. Ich fand es spannend, genau wie Laserphysik. Aber in den Kerntechnikbereich wollte ich nicht rein, da bereits 1975 erkennbar war, dass dieser Bereich mittelfristig stirbt. Daher habe ich mich aus gegen das Studium der Kerntechnik und für Physikalische Technik entschieden.
Im Bereich Laserphysik hatte ich nach dem Studium keine Stelle als frischgebackener Ingenieur gefunden. So bin ich nach einer Kurzepisode in der Luft- und Raumfahrt in der Großchemie und bei der Programmierung von Microprozessoren gelandet. Hat die Grundlagen gelegt, um mich 1993 als Computerbuchautor selbständig zu machen und heute immer noch erfolgreich ls IT-Blogger tätig zu sein.
