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Blaue Lichter flackern über die schmucklosen Betonwände. Einem silbern glänzenden UFO gleich scheint Wendelstein 7-X in der Torushalle zu schweben. Zwei Präzisionsschweißer schließen konzentriert die letzten Nähte der stählernen Außenhaut. „Das ist jetzt ein hochdelikater Prozess, weil sich das Material während des Schweißens verzieht“, sagt Professor Thomas Klinger, der wissenschaftliche Leiter am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Greifswald. „Es müssen sehr genaue Toleranzen von maximal zwei Millimetern Abweichung bei einem Durchmesser der Maschine von 16 Metern eingehalten werden.“

Klingers „Maschine“ beruht auf einem Grundkonzept, das der US-Astrophysiker Lyman Spitzer bereits 1951 vorgeschlagen hatte, dem Stellarator. Dabei sollte ein extrem heißes Gasgemisch durch ein verdrilltes äußeres Magnetfeld eingeschlossen werden. Nach und nach aber hatten alle Forschergruppen weltweit kapituliert – bis auf eine. Am Max-Planck-Institut für Plasmaforschung in Garching bei München glückten 1980 die ersten langen Einschlusszeiten. Als „Münchner Mirakel“ registrierten es die mittlerweile mit robusteren Anlagen nach dem Tokamak-Prinzip arbeitenden Gruppen – dabei sorgt ein im Plasma kreisender Strom für ein zusätzlich stabilisierendes Magnetfeld.

Angesichts der kostenträchtigen Planungen für einen Internationalen Thermonuklearen Experimentalreaktor (Iter) vom Tokamak-Typ wäre es wohl bei den Stellarator-Laborexperimenten der Garchinger geblieben. Doch dann kam die Wende. Plötzlich sollten auch im Ostteil des Landes hochkarätige Forschungseinrichtungen entstehen. Die Pläne für den bislang größten Stellarator Wendelstein 7-X lagen schon weitgehend fertig in der Schublade, mehr als eine Milliarde Euro wurden bewilligt. Die Max-Planck-Gesellschaft konnte in Mecklenburg-Vorpommern in der Hansestadt Greifswald loslegen und errichtete dort ein zweites Institut für Plasmaphysik.

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Bizarre Geometrie

„Das ist die komplizierteste Maschine vom Typ Stellarator, die jemals gebaut wurde“, sagt Klinger. Denn die supraleitenden Magneten sind nicht mehr wie früher ringförmig, sondern folgen einer ungewöhnlich dreidimensional verbogenen Geometrie. Herzstück der Anlage sind insgesamt 70 supraleitende Magnetspulen, die mit flüssigem Helium fast bis zum absoluten Nullpunkt herabgekühlt werden. In den supraleitenden Fasern aus einer Niob-Titan-Legierung fließt Strom verlustfrei, sodass starke Magnetfelder erzeugt werden können.

Kann aus dieser Anlage eines Tages tatsächlich ein Kraftwerk hervorgehen? „Die nächste Generation wird schon viel einfacher“, beruhigt Plasmaphysiker Klinger. Für die Versuche seien unzählige Messgeräte eingebaut worden. Klinger läuft um die Anlage herum und deutet auf Ingenieure, die gerade eine große Spule an der Außenwand befestigen.

Vor gut zwei Jahren hatten die Wissenschaftler des Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) ihr Interesse bekundet, in Greifswald mit dabeisein zu wollen. „Die US-Kollegen liefern uns fünf Außenmagnete und sind an weiteren Experimenten beteiligt“, berichtet Professor Klinger. „Das ist ein großes Zeichen der Anerkennung, dass die US-Fusionsforscher inzwischen auch an unser Stellarator-Konzept glauben.“

Nach langen Jahren des Zögerns – vor allem die Politik schreckte angesichts der Milliarden-Kosten vor Investitionen zurück – scheint die Fusionsforschung nun doch wieder Fahrt aufzunehmen. Zwar stockt das 1985 vom sowjetischen Staatschef Michail Gorbatschow, US-Präsidenten Ronald Reagan und dem französischen Präsidenten François Mitterrand auf den Weg gebrachte Iter-Projekt. Sieben verschiedene Partner sind an dieser Tokamak-Maschine beteiligt, die nach 2020 starten soll. Die Greifswalder Stellarator-Forscher werden deutlich früher Ergebnisse vorweisen können. Um das Jahr 2050 sollte feststehen, ob mit der Energiegewinnung aus Fusion Kraftwerke für die Grundversorgung entstehen können.

Problematische Radioaktivität

In einem Fusionskraftwerk entsteht allerdings Radioaktivität. Ursache ist der Brennstoff. Für die Fusion von reinem Wasserstoff wären noch viel höhere Temperaturen als 100 Millionen Grad Celsius nötig. Deshalb werden die schweren Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium eingesetzt. Bei diesem Fusionsprozess werden jedoch Neutronen frei, die die Wände des Reaktors radioaktiv verstrahlen. „Das stimmt“, räumt Klinger ein, „entscheidend ist aber, wie lange das radioaktive Material anschließend sicher gelagert werden muss.“ Dieser Zeitraum liege bei einem Fusionskraftwerk bei wenigen Jahrzehnten. Dann sei die Radioaktivität so weit abgesunken, dass das Material wiederverwendet werden könne.

Das für die Fusion verwendete Tritium ist ein sogenannter Beta-Strahler. Allerdings ist es in der biologischen Wechselwirkung deutlich weniger problematisch als die aus Atomreaktoren stammenden schweren radioaktiven Stoffe wie Strontium oder Jod. Und auch die verwendeten Stoffmengen sind nicht zu vergleichen. Das Gas in einem Fusionsreaktor wiegt nur ein Gramm, im Atomreaktor sind es Tonnen radioaktiven Materials.

Bis 2014 soll die Montage in Greifswald beendet sein. Anschließend wird im Reaktorgefäß ein Ultrahochvakuum erzeugt, und die Magnete werden auf etwa minus 270 Grad Celsius herabgekühlt. Bleiben die Schlüsselfragen: Wann wird ein Fusionskraftwerk fertig, und brauchen wir es dann überhaupt noch? „Die derzeitige Energiewende ist auf jeden Fall richtig“, sagt Klinger. „Der Weltbedarf an elektrischer Energie wird sich innerhalb der kommenden Jahrzehnte vervielfachen.“ Dafür müssten Optionen offengehalten werden, fordert Klinger, der darauf verweist, dass bei der Fusion von einem Gramm Wasserstoff eine Energiemenge von 90.000 Kilowattstunden frei wird. Das entspricht der Verbrennung von elf Tonnen Kohle. Die Fusion sei die einzige neue Primärenergiequelle, hebt Klinger hervor. „Es wäre eine Dummheit und sehr kurzsichtig, diese Option nicht zu ziehen.“