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Fusionsdemonstrator „Alpha“ Kernfusionsreaktor: In Bayern soll bald die Sonne aufgehen

Verantwortliche:r Redakteur:in: Konstantin Pfliegl 2 min Lesedauer

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RWE AG
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik

In Garching bei München entsteht ein Kernfusions-Demonstrator. Der Kernfusionsreaktor „Alpha“ soll die Kommerzialisierung der Technik vorbereiten.

(Bild: Proxima Fusion)
(Bild: Proxima Fusion)

Die Bayerische Staatsregierung, das Start-up-Unternehmen Proxima Fusion, der Energieversorger RWE und das Max-Planck-Institut für Plasmatechnik (IPP)  haben ein sogenanntes Memorandum of Understanding zur Zusammenarbeit bei Design, Bau und Betrieb eines Demonstrators für einen Kernfusionsreaktor unterschrieben. Der Demonstrator „Alpha“ soll in Garching bei München entstehen. Die Vereinbarung umfasst auch den Bau eines möglichen Pilotkraftwerks „Stellaris“ an jeweils geeigneten Standorten in Bayern.

Der geplante Demonstrator nach dem dem Stellarator-Konzept soll die technologischen und wissenschaftlichen Erkenntnisse – insbesondere aus den erfolgreichen Experimenten am IPP-Stellarator Wendelstein 7-X in Greifswald – nutzen, um die Kommerzialisierung vorzubereiten. 

Das Max-Planck-Institut für Plasmatechnik soll in dem Projekt die führende Rolle bei der Plasmaphysik übernehmen. „Unser Institut hat in den vergangenen Jahrzehnten neben der weltweit favorisierten Tokamak-Linie konsequent auch den optimierten Stellarator weiterentwickelt. Dieser Ansatz verfolgt das Ziel, ein Fusionskraftwerk zu realisieren, das von Natur aus für den Dauerbetrieb ausgelegt ist – ein entscheidender Vorteil für eine zukünftige Energieversorgung“, erklärt Prof. Sibylle Günter, Wissenschaftliche Direktorin des IPP. Mit dem Großexperiment Wendelstein 7-X am Standort Greifswald konnte man zeigen, dass die im Vorfeld berechneten Optimierungen tatsächlich erfolgreich sind. Wendelstein 7-X habe eindrucksvoll demonstriert, dass ein optimierter Stellarator hervorragende Plasma-Eigenschaften erreichen kann und das Potenzial für ein wirtschaftlich nutzbares Fusionskraftwerk besitzt.

Das Start-up Proxima Fusion trägt die Verantwortung für das Engineering, die öffentlichen Ausschreibungen und den Bau der Anlage.

KERNFUSIONSREAKTOR: So FUNKTIONIERT ER

Ein Kernfusionsreaktor versucht, das nachzumachen, was in der Sonne natürlicherweise passiert: Leichte Atomkerne, vor allem Arten von Wasserstoff, verschmelzen zu Helium und setzen dabei viel Energie frei.

Als Brennstoff nutzt man meist Deuterium oder Lithium. Damit diese Kerne überhaupt nahe genug zueinanderkommen, braucht es extreme Bedingungen: Temperaturen von weit über 100 Millionen Grad. In diesem Zustand ist der Brennstoff kein normales Gas mehr, sondern ein elektrisch leitendes, glühendes Plasma. Dieses Plasma darf nicht die Wand des Reaktors berühren, sonst kühlt es sofort ab. Deshalb hält man es mit sehr starken Magnetfeldern in der Schwebe. Die bekanntesten Bauarten heißen Tokamak und Stellarator: Sie sind donutförmige Behälter, in denen Spulen um den Ring herum ein Magnetkäfig bilden, der das Plasma in der Mitte einschließt.

Bei der häufig genutzten Reaktion zwischen Deuterium und Tritium entstehen Helium und sehr schnelle Neutronen. Diese Neutronen prallen auf einen Mantel, das sogenannte Blanket, der das Plasma umgibt. Dabei heizen sie den Mantel auf. Die gewonnene Wärme wird wie in einem normalen Kraftwerk genutzt: Sie macht Wasser zu Dampf, der eine Turbine und einen Generator antreibt, und so entsteht Strom.

Für das gesamte Projekt Alpha sind Kosten von zwei Milliarden Euro veranschlagt. Vorbehaltlich der Förderzusage will Proxima Fusion 20 Prozent der Kosten für Alpha bei privaten Investoren einwerben. Auch RWE prüft eine Beteiligung. Die Bayerische Staatsregierung stellt unter Haushaltsvorbehalt eine gegebenenfalls erforderliche Kofinanzierung von bis zu 400 Millionen Euro in Aussicht.

In einem abschließenden Schritt streben RWE, Proxima Fusion und der Freistaat Bayern an, den Standort des ehemaligen RWE-Kernkraftwerks Gundremmingen für den Bau eines kommerziellen Fusionskraftwerks Stellaris zu nutzen.

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