ITER: new approaches to global energy

ITER: new approaches to global energy

Aikaterini Niovi Triantafillaki

Laut seiner offiziellen Website hat das ITER (lateinisch für „der Weg“) das Ziel, Energie zu „erschaffen“ – oder anders gesagt, einen „kleinen Stern“ auf der Erde zu erschaffen. Auch wenn das nicht wörtlich gemeint ist, verfolgt das Projekt ein großes Ziel: die Entwicklung einer saubereren und nachhaltigeren Energiequelle. Wie soll das funktionieren?

Die Organisation will mithilfe der Fusions-Technologie elektrische Energie mit minimaler Umweltbelastung erzeugen – durch ein Gerät namens Tokamak.

Ein Tokamak ist eine Maschine, die starke Magnetfelder nutzt, um heißes Plasma in einer Donut-ähnlichen (toroidalen) Form einzuschließen. Die Idee, Kernfusion zur Energieerzeugung zu verwenden, wurde erstmals in den 1950er-Jahren vom sowjetischen Physiker Oleg Lawrentjew vorgeschlagen. 1951 entwickelten Andrei Sacharow und Igor Tamm das Konzept weiter und schlugen vor, dass Plasma in toroidaler Form von Magnetfeldern gehalten werden könnte.

Seitdem hat sich die Tokamak-Technologie rasant weiterentwickelt. Die USA übernahmen zunächst die Führung, aber in den 1970er-Jahren stiegen auch andere Länder ein. Die Notwendigkeit eines funktionalen Fusionsreaktors – mit Experimenten nahe der Zündtemperatur oder unter Verwendung supraleitender Magnete – führte die Forschenden zu einer Erkenntnis: Der einzige Weg war Zusammenarbeit.

So schlossen sich die ITER-Mitgliedsstaaten – China, die Europäische Union (über Euratom), Indien, Japan, Südkorea, Russland und die USA – zusammen, um die Kosten und den Bau eines der größten Energieprojekte der Welt gemeinsam zu tragen.

Diese Zusammenarbeit wurde in den 1980er-Jahren konkret, mit der Gründung des ITER: ein globales Netzwerk zur Konstruktion des größten Tokamaks der Welt. Der Standort musste bestimmte physische und technische Kriterien erfüllen: Zugang zu Wasser und Strom, geologische und seismische Stabilität sowie Nähe zu Forschungs- und Industriezentren. Das Forschungszentrum CEA Cadarache in Südfrankreich wurde als Standort ausgewählt.

Das Ziel von ITER ist es, 500 Megawatt Fusionsleistung zu erzeugen – genug, um 3,3 Millionen Eier gleichzeitig zu kochen! ITER ist ein experimenteller Fusionsreaktor, der zeigen soll, dass Kernfusion eine saubere und nachhaltige Energiequelle sein kann.

Die Hauptziele:

1. Selbsterhaltende Fusion: Erreichen eines „brennenden Plasmas“, in dem die Hitze hauptsächlich durch die Fusionsreaktion selbst erzeugt wird.
   
   
2. Großskalige Produktion: 500 MW Ausgangsleistung bei 50 MW Eingangsleistung – ein zehnfacher Energiegewinn (Q=10).
   
   
3. Technologieerprobung: Tests unter realen Betriebsbedingungen – für Plasmakontrolle, Heizung, Diagnostik und Wartung.
   
   
4. Tritiumproduktion: Erprobung von Methoden zur Gewinnung von Tritium-Brennstoff aus Lithium innerhalb des Reaktors.
   
   
5. Sicherheit: Nachweis, dass Fusion kontrollierbar und sicher ist – ohne Risiko für Mensch oder Umwelt.

Die Arbeiten sind bereits im Gange und binden Forschende, Studierende und Praktikant:innen ein. Der vollständige wissenschaftliche Betrieb ist für das Jahr 2034 geplant!