Robert Klatt
Ein deutsches Start-up mit renommierten Wissenschaftlern hat ein praxistaugliches Konzept eines Stellarator-Reaktors entwickelt. Das System soll in den 2030er-Jahren die Stromproduktion per Kernfusion ermöglichen.
München (Deutschland). Das deutsche Start-up Proxima Fusion, an dem unter anderem ehemalige Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) beteiligt sind, hat bereits 2023 angekündigt, dass es in den 2030er-Jahren das erste Fusionskraftwerk in Deutschland errichten möchte. Nun hat Proxima Fusion ein Konzept für ein kommerzielles Fusionskraftwerk präsentiert, das in einer interaktiven Visualisierung betrachtet werden kann.
Laut der Publikation im Fachmagazin Fusion Engineering and Design basiert der Stellarator-Reaktor auf sogenannten quasi-isodynamischen (QI) Stellaratoren, die das heiße Plasma mit komplexen Magnetfeldern stabil halten. Die Magnetfelder im Fusionsreaktor sind wie ein verdrehtes Band geformt.
Das neue Konzept basiert auf dem deutschen Kernfusionsexperiment Wendelstein 7-X (W7-X), der global größten Anlage vom Typ Stellarator. Das neue Konzept ist jedoch der erste Kraftwerksentwurf auf Basis eines QI-Stellarators, das alle physikalischen und technischen Einschränkungen erfüllt. Laut den Entwicklern ist die Konstruktion bereits im aktuellen Zustand komplett praxistauglich.
Laut der Präsentation soll der Plasmaring einen Durchmesser von unter zehn Meter haben und die Leistung des Kraftwerks soll bei 2,7 Gigawatt (GW) liegen. Dies entspricht etwa zwei konventionellen Kernkraftwerken. Einen entsprechenden Demonstrationsreaktor möchte Proxima Fusion einen 2031 errichten.
Wie Proxima Fusion erklärt, haben QI-Stellaratoren durch das spezielle Magnetfeld den Vorteil, dass sie Plasmateilchen besonders präzise steuern können. Es soll dadurch ein Dauerbetrieb ohne Instabilitäten möglich sein. Tokamak-Reaktoren nutzen hingegen ein deutlich simpleres, zweidimensionales Magnetfeld. Sie sind deshalb technisch einfacher zu realisieren, können das Plasma aber nicht so stabil halten wie Stellaratoren.
Außerdem können Stellaratoren konstant Energie produzieren, während Tokamaks periodisch deaktiviert werden müssen. Das Abschalten bei Tokamak-Reaktoren ist nötig, weil sich in ihrem Magnetfeld nur Plasma bildet, wenn der Strom in der zentralen Spule ausreichend hoch ist. Dieser Zustand kann aber nur zeitweise erreicht werden.
Fusion Engineering and Design, doi: 10.1016/j.fusengdes.2025.114868
