Sie sind hier:

Gewinnung von Energie : Wissenschaftlicher Durchbruch bei Kernfusion

Datum:

Sauber und sicher Energie gewinnen durch Kernfusion: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in den USA ist ein historischer Durchbruch auf diesem Feld gelungen.

Es könnte die Lösung aller Energieprobleme der Menschheit sein: Die kommerzielle Nutzung der Kernfusion. Es wird zwar noch viele Jahre dauern, aber ein Meilenstein ist erreicht.

Beitragslänge:
2 min
Datum:

Seit Jahrzehnten arbeiten Wissenschaftler daran, dass diese Vision Wirklichkeit wird. Nun ist Kernforschern in den USA Zeitungsberichten zufolge ein entscheidender Durchbruch gelungen. Ein Überblick, wie Kernfusion funktioniert, welche Vorteile sie bringt und zum Stand der Wissenschaft:

Die Energie der Sterne

In Atomkraftwerken werden Atomkerne gespalten, um Energie zu gewinnen. Im Gegensatz dazu werden bei der Kernfusion zwei leichte Atomkerne (Wasserstoff) zu einem schweren (Helium) verschmolzen. Auch dabei wird Energie freigesetzt. Dieser Prozess findet in den Sternen statt, also auch in der Sonne.

Bundesforschungsministerin Stark-Watzinger (FDP) sagt, auch Deutschland habe Stärken in der Kernfusions-Forschung und man müsse jetzt international den Schulterschluss suchen.

Beitragslänge:
3 min
Datum:

Die Kernfusion ist auf der Erde nur möglich, indem man Materie auf sehr hohe Temperaturen von über 100 Millionen Grad erhitzt. "Wir müssen also Wege finden, um diese extrem heiße Materie von allem zu isolieren, was sie abkühlen könnte", erklärt Érik Lefebvre, Projektleiter bei der französischen Atomenergiebehörde (CEA).

Zwei Methoden der Fusion

Eine Methode besteht darin, die Fusionsreaktion mit Magneten einzudämmen. In einem riesigen Reaktor in Form eines Donuts werden leichte Wasserstoffatome (Deuterium und Tritium) erhitzt, bis sie den Zustand eines Plasmas erreichen, eines Gases von sehr geringer Dichte.

Kernfusionsreaktoren würden unsere Energieprobleme auf einen Schlag lösen und das für viele Jahrtausende. Doch wie lassen sich Bedingungen, wie sie im Kern der Sonne herrschen, auf der Erde herstellen?

Beitragslänge:
24 min
Datum:

Magnete begrenzen das wirbelnde Plasma und verhindern, dass es mit den Wänden der Kammer in Berührung kommt, während die Atome zusammenstoßen und zu fusionieren beginnen. Dieser Reaktortyp wird im internationalen Großprojekt ITER, das derzeit in Frankreich gebaut wird, sowie im Joint European Torus (JET) in der Nähe von Oxford in Großbritannien verwendet.

In Culham bei Oxford wurde Wissenschaftsgeschichte geschrieben: Z ein fünf Sekunden dauernder Plasma-Puls, hat 59 Megajoule Energie in Form von Wärme freigesetzt.

Beitragslänge:
2 min
Datum:

Eine zweite Methode ist die Trägheitsfusion. Hierbei werden Hochenergielaser gleichzeitig auf einen fingerhutgroßen Zylinder mit Wasserstoff gerichtet. Diese Technik wird beim französischen Megajoule-Laser (LMJ) und dem weltweit am weitesten fortgeschrittenen Fusionsprojekt, der National Ignition Facility (NIF) in Kalifornien, eingesetzt.

Bei diesen Projekten geht es in erster Linie darum, die physikalischen Grundsätze der Fusion zu demonstrieren. Bei den anderen Reaktortypen hingegen wird versucht, zukünftige Fusionsreaktoren zu erproben.

Könnte ein Fusionskraftwerk künstliche Sterne erschaffen und damit unsere Energieprobleme lösen? Die Antwort erhoffen sich Forscher vom Forschungsreaktor Wendelstein 7-x in Greifswald.

Beitragslänge:
8 min
Datum:

Stand der Forschung

Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler, eine Möglichkeit zu finden, mit der Kernfusion mehr Energie zu erzeugen, als benötigt wird, um die Reaktion in Gang zu setzen. Dieser Nettoenergiegewinn soll nun den Forschern der NIF gelungen sein.

Bis zu einer industriellen und rentablen Nutzung der Kernfusion sei es aber immer noch ein "sehr weiter Weg", dämpft Lefebvre die Erwartungen und rechnet mit weiteren 20 bis 30 Jahren Forschung und Entwicklung.

Beim jetzigen Experiment hatten 192 Laser eine nur wenige Millimeter große Brennstoffkammer, die winzige Mengen Wasserstoff enthielt, auf mehr als drei Millionen Grad erhitzt und eine Fusionsreaktion herbeigeführt.

Der Regelbetrieb eines Kernkraftwerkes besteht aus dem Zusammenspiel drei separater Kreisläufe: Der Kernspaltung im Reaktor, der Stromerzeugung in der Turbine und der Kühlung.

Beitragslänge:
1 min
Datum:

Reaktionen auf die Entdeckung

Experten sprechen unisono von einem Durchbruch. "Das beweist, dass das lange verfolgte Ziel, der 'Heilige Gral' der Kernfusion, tatsächlich erreicht werden kann", erklärt der Physiker Jeremy Chittenden vom Imperial College London.

Auch Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger spricht im ZDF heute journal von einem historischen Tag.

Forscherinnen und Forscher haben sich gegen alle Bedenken durchgesetzt und haben das erste Mal die Sonne auf die Erde geholt.
Bettina Stark-Watzinger, Bundesforschungsministerin

Die Entdeckung habe den Weg zu neuen Möglichkeiten der Energieversorgung eröffnet.

Mit den europäischen Partnern werde "eine hohe Summe" in die Forschung auf dem Gebiet investiert. Und die Forschungsministerin hat ambitionierte Ziele: In zehn Jahren werde das erste deutsche Kernfusionskraftwerk ans Netz gehen.

Vorteile der Kernfusion

Kernfusion in großem Maßstab könnte die Energieerzeugung weltweit entscheidend verändern. Anders als bei der Kernspaltung in Atomkraftwerken besteht bei der Fusion keine Gefahr eines nuklearen Unfalls. Bei der Kernfusion entsteht außerdem viel weniger radioaktiver Müll und es werden keine Treibhausgase freigesetzt.

Zur Merkliste hinzugefügt Merken beendet Bewertet! Bewertung entfernt Zur Merkliste hinzugefügt Merken beendet Embed-Code kopieren HTML-Code zum Einbetten des Videos in der Zwischenablage gespeichert.
Bitte beachten Sie die Nutzungsbedingungen des ZDF.

Sie haben sich mit diesem Gerät ausgeloggt.

Sie haben sich von einem anderen Gerät aus ausgeloggt, Sie werden automatisch ausgeloggt.

Ihr Account wurde gelöscht, Sie werden automatisch ausgeloggt.

Um Sendungen mit einer Altersbeschränkung zu jeder Tageszeit anzuschauen, kannst du jetzt eine Altersprüfung durchführen. Dafür benötigst du dein Ausweisdokument.

Zur Altersprüfung

Du bist dabei, den Kinderbereich zu verlassen. Möchtest du das wirklich?

Wenn du den Kinderbereich verlässt, bewegst du dich mit dem Profil deiner Eltern in der ZDFmediathek.

Du wechselst in den Kinderbereich und bewegst dich mit deinem Kinderprofil weiter.

An dieser Stelle würden wir dir gerne die Datenschutzeinstellungen anzeigen. Entweder hast du einen Ad-Blocker oder ähnliches in deinem Browser aktiviert, welcher dies verhindert, oder deine Internetverbindung ist derzeit gestört. Falls du die Datenschutzeinstellungen sehen und bearbeiten möchtest, prüfe, ob ein Ad-Blocker oder ähnliches in deinem Browser aktiv ist und schalte es aus. So lange werden die standardmäßigen Einstellungen bei der Nutzung der ZDFmediathek verwendet. Dies bedeutet, das die Kategorien "Erforderlich" und "Erforderliche Erfolgsmessung" zugelassen sind. Weitere Details erfährst du in unserer Datenschutzerklärung.

An dieser Stelle würden wir dir gerne die Datenschutzeinstellungen anzeigen. Möglicherweise hast du einen Ad/Script/CSS/Cookiebanner-Blocker oder ähnliches in deinem Browser aktiviert, welcher dies verhindert. Falls du die Webseite ohne Einschränkungen nutzen möchtest, prüfe, ob ein Plugin oder ähnliches in deinem Browser aktiv ist und schalte es aus.