Ausstellung zur Fusionsforschung im Deutschen Museum München
Über Stand und Ziel der internationalen Anstrengungen, thermonukleare Reaktionen für die Energiegewinnung nutzbar zu machen, orientiert eine von der Europäischen Union unterstützte Wanderausstellung.
Die Sonne bezieht ihren schier unerschöpflichen Energievorrat aus der Verschmelzung leichter Atomkerne. Dieser Prozeß ist sehr effektiv: Beispielsweise werden bei der in mehreren Teilschritten ablaufenden Umwandlung von Wasserstoff zu Helium insgesamt 26,2 Megaelektronenvolt Energie freigesetzt – etwa das Zehnmillionenfache dessen, was bei der Verbrennung von Kohle oder Öl entsteht.
Seit mehreren Jahren untersuchen Plasmaphysiker in aller Welt, ob und wie sich solche Kernverschmelzungsreaktionen zur Energiegewinnung einsetzen lassen. Am leichtesten gelingt dies mit Deuterium (schwerem Wasserstoff) und Tritium (überschwerem Wasserstoff) als Brennmaterial, das sich unter Abgabe eines Neutrons in Helium umwandelt, wobei 17,6 Megaelektronenvolt Energie frei werden.
Im Prinzip benötigt man für ein derartiges Kraftwerk eine Art Ofen, in dem sich die zur Zündung der Fusionsreaktionen erforderlichen hohen Temperaturen von etwa 100 Millionen Grad erzeugen lassen. Den extrem heißen Brennstoff – der als Plasma, also als ionisiertes Gas vorliegt – schließt man dabei in Magnetfeldern ein, damit er die Wände des Ge-fäßes nicht zerstört.
Bei den bisherigen Versuchsanordnungen benutzt man zumeist ein zu einem Kreisring gebogenes Magnetfeld, das zusätzlich noch verdrillt sein muß, damit die geladenen Teilchen stabil eingeschlossen bleiben (Bild). Die am besten erforschte derartige Konfiguration ist der Tokamak, der in den bisherigen Ausführungen für die mögliche Anwendung als Kraftwerk jedoch einen großen Nachteil aufweist: Das Magnetfeld wird teilweise durch einen Strom hervorgerufen, der im Innern des ringförmigen Plasmas fließt, und der von einem Transformator im Pulsbetrieb erzeugt wird – der Tokamak ist demnach eine gepulste Wärmequelle. Um ihn kontinuierlich als Kraftwerk betreiben zu können, wären aufwendige Modifizierungen erforderlich. Eine andere Konfiguration, der sogenannte Stellarator, erlaubt hingegen von vornherein einen kontinuierlichen Betrieb.
Für die Wanderausstellung, wie sie in München gezeigt wird, haben das Plasmaphysik-Forschungszentrum der Technischen Hochschule Lausanne und eine Abteilung des europäischen Physik-Forschungszentrums CERN zusammen mit dem Garchinger Max-Planck-Institut für Plasmaphysik 80 Schautafeln, eine Multimedia-Präsentation, Video-Filme, originale Bauteile von Experimentiereinrichtungen und Modelle vorbereitet. Außer über die physikalischen Grundlagen der Kernfusion informiert diese Ausstellung auch über die Geschichte der Fusionsforschung und die Schwerpunkte der gegenwärtigen Forschungsarbeiten nicht nur in den europäischen, sondern auch in anderen Ländern. Vorgestellt werden des weiteren die Planungen für den ersten energieliefernden Experimentalreaktor ITER (siehe Spektrum der Wissenschaft, Juni 1992, Seite 62), den die Europäische Union (zusammen mit Schweden, der Schweiz und Kanada), die Russische Föderation, Japan und die USA gegenwärtig vorbereiten.
Auch andere Ansätze zur Kernverschmelzung werden erläutert: die Trägheitseinschlußfusion, bei der man kleine Brennstoff-Kügelchen durch Beschuß mit Laserstrahlung oder hochbeschleunigten Ionen komprimiert und aufheizt.
Die Ausstellung "Kernfusion – Energie aus dem Sternenfeuer" ist noch bis zum 4. April täglich von 9 bis 17 Uhr (außer an Karfreitag und Ostermontag) im Deutschen Museum zu sehen.
Aus: Spektrum der Wissenschaft 3 / 1994, Seite 110
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
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