Dennis L.
Ist die Menschheit an der Schwelle zur ultimativen Energiequelle? Chinesische Wissenschaftler haben einen bahnbrechenden Rekord aufgestellt: Der Fusionsreaktor EAST hielt unglaubliche 100 Millionen Grad Celsius für 1056 Sekunden – ein neuer Maßstab in der Fusionsforschung. Noch nie zuvor wurde eine solch extreme Temperatur über eine derart lange Zeit stabil gehalten. Dieser Durchbruch könnte die Tür zur nahezu unbegrenzten Energieversorgung aufstoßen und die Physik der Kernfusion revolutionieren. Was bedeutet dieser Rekord für die Zukunft der Energiegewinnung? Wissenschaft und Industrie stehen vor einer Zeitenwende.
Hefei (China). Die Kernfusion gilt als vielversprechende Technologie für die zukünftige Energiegewinnung. Im Gegensatz zur Kernspaltung, bei der schwere Atomkerne gespalten werden, verschmelzen bei der Kernfusion leichte Atomkerne wie Deuterium und Tritium zu Helium. Dieser Prozess setzt erhebliche Energiemengen frei und ahmt die Vorgänge in der Sonne nach. Ein wesentlicher Vorteil der Kernfusion besteht darin, dass sie potenziell eine nahezu unerschöpfliche und umweltfreundliche Energiequelle darstellt, da die Ausgangsstoffe in großen Mengen verfügbar sind und bei der Reaktion keine Treibhausgase entstehen. Zudem ist das Risiko schwerwiegender Unfälle geringer als bei der Kernspaltung, da die Fusionsreaktion bei Störungen von selbst erlischt. Allerdings stehen Wissenschaftler vor der Herausforderung, die extrem hohen Temperaturen von über 100 Millionen Grad Celsius zu erreichen und das dabei entstehende Plasma stabil zu halten. Aktuell befinden sich verschiedene Reaktorkonzepte wie der Tokamak und der Stellarator in der Erforschung, wobei Projekte wie ITER in Frankreich und Wendelstein 7-X in Deutschland bedeutende Fortschritte erzielen. Trotz dieser Erfolge wird erwartet, dass die kommerzielle Nutzung der Kernfusion frühestens in einigen Jahrzehnten realisierbar ist.
Am 20. Januar 2025 erreichte der chinesische Fusionsreaktor EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) einen bedeutenden Meilenstein in der Kernfusionsforschung. Es gelang, ein Plasma im High-Confinement-Modus (H-Modus) für beeindruckende 1.066 Sekunden – nahezu 18 Minuten – stabil zu halten. Dieser Wert übertrifft den vorherigen Rekord von 403 Sekunden aus dem Jahr 2023 bei Weitem und stellt einen neuen Weltrekord dar. Der H-Modus ist für seine effiziente Energieeinschlussfähigkeit bekannt und gilt als entscheidend für die Realisierung kontinuierlicher Fusionsreaktionen.
Die Erzielung dieses Rekords wurde durch eine Reihe von technischen Verbesserungen ermöglicht. Insbesondere wurde das Heizsystem des Reaktors erheblich aufgerüstet, wodurch die Leistung verdoppelt werden konnte. Diese Optimierung trug maßgeblich zur Stabilität und Kontinuität des Plasmas bei. Song Yuntao, Direktor des Instituts für Plasmaphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, betonte die Bedeutung dieses Erfolgs: "Ein Fusionsreaktor muss tausende Sekunden lang stabil in diesem hocheffizienten Modus laufen, um künftig eine Stromerzeugung zu ermöglichen.“ Dieser Durchbruch bringt die Wissenschaft einen entscheidenden Schritt näher an die kommerzielle Nutzung der Kernfusion als nahezu unerschöpfliche und saubere Energiequelle. Die gewonnenen Erkenntnisse werden nicht nur die nationale Forschung vorantreiben, sondern auch internationale Projekte wie den ITER-Reaktor in Frankreich unterstützen, an dem China als Mitglied beteiligt ist.
Der jüngste Erfolg des chinesischen Fusionsreaktors EAST, ein Plasma im High-Confinement-Modus (H-Modus) für 1.066 Sekunden stabil zu halten, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Fusionsforschung dar. Diese Leistung übertrifft den vorherigen Rekord von 403 Sekunden aus dem Jahr 2023 erheblich und demonstriert die Fähigkeit, ein Plasma über längere Zeiträume unter kontrollierten Bedingungen aufrechtzuerhalten. Die Erzielung einer solch langen Stabilität ist entscheidend, da zukünftige Fusionskraftwerke kontinuierlich Energie liefern müssen, um wirtschaftlich rentabel zu sein. Die dabei gewonnenen Daten sind von unschätzbarem Wert für das Verständnis der Plasma-Dynamik und die Optimierung von Steuerungsmechanismen in zukünftigen Reaktoren.
Darüber hinaus hat der EAST-Rekord wichtige Implikationen für internationale Projekte wie den ITER-Reaktor in Frankreich, an dem China als Mitglied beteiligt ist. Die bei EAST erzielten Ergebnisse bieten wertvolle Einblicke in die Herausforderungen und Lösungen für den Langzeitbetrieb von Fusionsplasmen, insbesondere im Hinblick auf die Materialbelastung und die Wärmeabfuhr. Die Erkenntnisse aus diesen Experimenten tragen dazu bei, die Entwicklung effizienterer und stabilerer Fusionsreaktoren voranzutreiben und bringen die Wissenschaft einen Schritt näher an die Realisierung von Fusionsenergie als praktikable Energiequelle.
Der Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) hat mit seinem jüngsten Erfolg, ein Plasma für 1.066 Sekunden im High-Confinement-Modus zu halten, einen bedeutenden Meilenstein erreicht. Dieser Fortschritt ebnet den Weg für zukünftige Forschungsinitiativen, die darauf abzielen, die Stabilität und Effizienz von Fusionsplasmen weiter zu verbessern. Ein zentrales Ziel ist die Erhöhung der Plasmatemperatur auf über 100 Millionen Grad Celsius, um die Bedingungen für eine effiziente Kernfusion zu optimieren. Zudem planen die Wissenschaftler, die Dauer des Plasmaeinschlusses weiter zu verlängern, um die Machbarkeit eines kontinuierlichen Fusionsbetriebs zu demonstrieren. Diese Bestrebungen sind entscheidend, um die technischen Herausforderungen zu bewältigen, die mit der Aufrechterhaltung von Fusionsreaktionen über längere Zeiträume verbunden sind.
Parallel zu den experimentellen Fortschritten bei EAST verfolgt China ambitionierte Pläne mit dem Bau des China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR). Dieses Projekt soll als Brücke zwischen aktuellen experimentellen Reaktoren und zukünftigen kommerziellen Fusionskraftwerken dienen. Der CFETR ist darauf ausgelegt, eine Fusionsleistung von bis zu 1 Gigawatt zu erreichen und somit die Machbarkeit der Stromerzeugung durch Kernfusion im industriellen Maßstab zu demonstrieren. Die Inbetriebnahme ist für die 2030er Jahre geplant, mit dem Ziel, bis 2050 kommerzielle Fusionskraftwerke zu betreiben. Die bei EAST gewonnenen Erkenntnisse werden dabei eine wesentliche Rolle spielen, insbesondere in Bezug auf die Materialforschung und die Entwicklung effizienter Kühlsysteme für die hohen thermischen Belastungen in Fusionsreaktoren. Durch diese kombinierten Anstrengungen positioniert sich China an vorderster Front der globalen Fusionsforschung und trägt maßgeblich zur Verwirklichung der Kernfusion als nachhaltige Energiequelle der Zukunft bei.
