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Wolfgang Stieler, Richard Martin 16

Tri Alpha Energy: Die Sonnenmaschine

Tri Alpha Energy: Die Sonnenmaschine

Eine Gruppe von Plasmaphysikern will die Energiewirtschaft umkrempeln. Namhafte Investoren wetten viel Geld darauf, dass sie es schaffen.

Keine Technologie zur Energieversorgung sieht verlockender aus als die Kernfusion. Ein Kilogramm Wasserstoff verschmolzen zu Helium liefert so viel Energie, als würde man 11000 Tonnen Steinkohle verheizen. Aber keine andere Technologie hat ihre Anhänger bislang derartig hartnäckig enttäuscht.

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Wieso konnte also ein Unternehmen in Südkalifornien fast eine halbe Milliarde Dollar von namhaften Investoren wie Goldman Sachs oder dem Microsoft-Mitbegründer Paul Allen einsammeln, um einen Fusionsreaktor zu bauen? Hat Tri Alpha eine Lösung für die Probleme gefunden, die bislang dafür sorgen, dass die Kernfusion eine ferne Vision bleibt?

Im Hauptquartier von Tri Alpha Energy steht ein Teil der Antwort: ein Plasma-Erzeuger, groß wie eine Lokomotive, dominiert den Raum – umrahmt von einem Gewirr aus Gerüsten, Sensoren, Rohrleitungen, Messgeräten, Magneten und Kabeln. Rund 37 Kilometer Glasfaserkabel sind hier verbaut – angeschlossen an Sensoren, die so viel Daten wie möglich aus dem Inneren sammeln. Ein Generator mit 25 Megawatt Leistung versorgt das Gerät mit Energie – das würde auch für die Versorgung einer kleinen Stadt reichen.

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Anders als herkömmliche Atomkraftwerke spalten Fusionsreaktoren die Atome nicht. Sie prallen vielmehr mit extrem hoher Geschwindigkeit zusammen. Dabei wird Gas zu einer diffusen Wolke aus durcheinanderfliegenden Elektronen und Atomkernen, dem sogenannten Plasma. Wenn ausreichend viele Teilchen oft und heftig genug zusammenstoßen, verschmelzen die Atomkerne. Dafür sind rund 100 Millionen Grad Celsius nötig, gleichzeitig werden aber noch viel größere Mengen an Energie frei.

Jahrzehntelang haben sich Fusionsforscher auf große, torusförmige Reaktoren konzentriert, die Tokamaks genannt werden. In diesen Generatoren schließen starke Magnetfelder das heiße Plasma ein und verhindern so, dass es mit der Wand des Fusionsreaktors in Berührung kommt. Das Prinzip scheint auf den ersten Blick bestechend einfach, doch alle Experimente der vergangenen 20 Jahre haben gezeigt, dass der Teufel im Detail steckt. Das Plasma zu kontrollieren, ist sehr viel schwieriger als gedacht.

Der Bau des Iter-Reaktors, in dem erstmals eine sich selbst erhaltende Fusionsreaktion gezündet werden soll, ist Jahre hinter seinem Zeitplan zurück. Programmdirektor Bernard Bigot verkündete im April dieses Jahres, dass der Reaktor nicht vor 2025 in Betrieb gehen wird und frühestens 2035 Energie liefert. Die Kosten werden voraussichtlich noch einmal um fünf Milliarden Dollar höher ausfallen als die bis jetzt bewilligten 17 Milliarden Dollar.

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Tri Alpha Energy ist eines von etwa einem halben Dutzend privaten Unternehmen, die an einfacheren und kostengünstigeren Alternativen arbeiten. Das kalifornische Unternehmen erzeugt in seinem röhrenförmigen Reaktor zwei Plasmaringe, die es dann mit bis zu 250 Kilometern pro Sekunde aufeinander zuschießen will. Prallen die Plasmen zusammen, soll in der Mitte die Fusion entstehen.

Jedenfalls in der Theorie. In der Praxis sind die Plasmaringe noch nicht stabil genug. Im August 2015 gelang es Tri Alpha jedoch erstmals, das Plasma fünf Millisekunden zu stabilisieren. Diese Zeitspanne war zwar immer noch viel zu kurz, aber der Ansatz zur Stabilisierung erwies sich als vielversprechend. Mittlerweile halten sie 11,5 Millisekunden. Seit dem Frühjahr 2016 baut Tri Alpha an der nächsten Generation seiner Generatoren. Spätestens 2030 will das Unternehmen einen funktionierenden Prototyp vorweisen.

Die nächste Herausforderung ist, das Plasma so weit zu erhitzen, um eine Fusionsreaktion zu erzeugen, die mehr Energie abgibt, als zu ihrer Erzeugung notwendig war. Das Fernziel des Unternehmens: Wasserstoff mit Bor verschmelzen. Die dafür notwendige Temperatur beträgt allerdings drei Milliarden Grad. (Wolfgang Stieler, Richard Martin) / (bsc)

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