Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Sichere, quasi unerschöpfliche Energiequelle der Zukunft
Das menschliche Leben basiert auf der Sonneneinstrahlung. Deren Energie speist sich aus der seit 4,6 Milliarden Jahren anhaltenden Fusion von Wasserstoff zu Helium. Bei der Fusion verschmelzen zwei leichte Atomkerne zu einem schwereren Kern, was enorme Energiemengen freisetzt. Diese unerschöpfliche, klimaneutrale und 24/7 verfügbare Energiequelle soll künftig auch auf der Erde nutzbar werden. Forschungseinrichtungen, Industrieunternehmen und Start-ups in aller Welt arbeiten intensiv an Konzepten und Technologiebausteinen für Kernfusionskraftwerke.
Vor allem die Fusion der Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium zu Helium hat sich als praktikabel erwiesen. Um sie auszulösen, muss zunächst der so genannte »Coulomb-Wall« überwunden werden – eine starke Abstoßungskraft zwischen den Kernen. Dafür sind Temperaturen um 150 Millionen Grad Celsius erforderlich. Unter diesen Bedingungen nähern sich die Kerne bis auf einen Femtometer an und geraten unter den Einfluss der noch stärkeren Kernkraft. Diese lässt die Isotope zu Heliumkernen mit je zwei Protonen und zwei Neutronen verschmelzen. Ein Neutron bleibt übrig. In Summe sind das Deuterium- und das Tritium-Isotop schwerer als der Heliumkern. Gemäß Albert Einsteins Theorie der Äquivalenz von Masse und Energie setzt die Fusion Bindungsenergie frei, die sich auf 17,6 Megaelektronenvolt (MeV) oder 9,2 x 104 kWh je Gramm beläuft. Zur Einordnung: 1 kg Deuterium-Tritium-Gemisch enthält so viel Energie wie 55.000 Barrel Diesel oder 18.630 Tonnen Braunkohle.
