Keine Fusion in Sicht

Bernhard Madlener | aus HEUREKA 4/10 vom 20.10.2010

Das Ende der Energiefrage bleibt ein Traum. Die Kernfusion wird das Problem auch nicht lösen

Die Photovoltaik hat keine Chance, eine größere Energiequelle darzustellen", ist Harry Friedmann, Professor für Kernphysik an der Universität Wien, überzeugt.

Windkraftwerke wiederum "haben teilweise beachtliche Leistungen, aber ihr Problem ist die Zwischenspeicherung, wenn diese Energie gerade nicht gebraucht wird".

Die Renaissance der Kernkraft in Deutschland, wo die Laufzeiten der Atomkraftwerke (AKW) kürzlich verlängert wurden, sei zu erwarten gewesen: "Es ist keine andere Möglichkeit vorhanden." Der Vorteil eines AKW sei die garantierte "Grundlast" - das heißt, es liefert "konstant etwa dieselbe Leistung". Dagegen gibt es Sonnen- oder Windenergie genau dann, wenn eben Sonne oder Wind im nötigen Ausmaß vorhanden sind.

Eine Zwischenspeicherung für den Fall, dass gerade viel Strom produziert wird, ist vor allem in flachen Gegenden - dort, wo die großen Windparks stehen - kaum zu handhaben. Atomkraftwerke aber sind relativ unabhängig von lokalen Gegebenheiten. Umso mehr, als der Rohstoff meist sowieso über weite Strecken herangeschafft wird.

Bereits bei der Planung kann ein zusätzliches Pumpkraftwerk berücksichtigt werden, über das der Atomstrom "weißgewaschen" wird: Liefert der Kernspaltungsreaktor mehr Energie, als verbraucht wird - in der Nacht oder am Wochenende -, dann wird "überschüssiger Strom dazu verwendet, mittels Speicherpumpen Stauseen aufzufüllen", erklärt Karl Strauß, emeritierter Professor der Technischen Universität Dortmund, in seinem Buch über Kraftwerkstechnik. "Wird die gespeicherte Energie zu Spitzenlastzeiten benötigt, lässt man das Wasser durch die Turbine wieder auf das tiefere Niveau zurücklaufen."

Kernkraftwerksgegnern geht es vor allem darum, dass die Entsorgung des radioaktiven Abfalls nicht endgültig geklärt sei, und auch die Frage der Rohstoffgewinnung mittelfristig brisant werde.

Dass aufgrund von Bürgerbewegungen nur wenig neue Atomkraftwerke gebaut worden sind und stattdessen jetzt alte Reaktoren länger laufen, sei "vom Sicherheitsstandpunkt weniger günstig", bestätigt auch Friedmann.

Bei der Entsorgung verweist er jedoch auf das Konzept der Verglasung: "Dabei werden die Abfälle in Glas eingeschmolzen." Zwar habe Glas, wenn es mit Wasser in Berührung kommt, eine gewisse Löslichkeit und es können Ionen austreten. Das geschehe aber mit einer Geschwindigkeit, "die das Wasser unter jener Konzentration an radioaktiven Stoffen hält, die gesundheitsschädlich wären." Er selbst hätte keine Sorgen, neben einem Endlager zu wohnen; genauso wenig wie die Menschen in vielen verschiedenen Ländern der Erde Sorgen hätten: "Die ganze Endlagerung ist nur ein Akzeptanzproblem."

In puncto Rohstoffabhängigkeit verweist Friedmann auf ständig neuentdeckte Uranvorkommen, die für einiges mehr als 100 Jahre reichen würden. Uran-235, das in den meisten Reaktoren verwendet wird, komme zu etwa 0,7 Prozent in natürlichem Uran vor.

"Die Alternative wäre der sogenannte Schnelle Brüter, in dem aus Natururan oder aus Thorium wieder spaltbarer Brennstoff gewonnen wird." Das brächte eine Vervielfachung der Vorräte - allerdings wurde die Weiterentwicklung dieses Reaktortyps in Europa abgebrochen.

Die Verglasung von radioaktivem Abfall sei an sich nicht neu, sagt Kernphysiker Heinz Smital, der seit zehn Jahren für Greenpeace in Hamburg arbeitet. In den nächsten Jahrzehnten müsse man sich wohl keine Sorgen machen, aber eine Dauerlösung sei das nicht.

"Die Abfallprodukte müssen ja für eine Million Jahre sichergestellt werden - das ist die Messlatte." Hatte man vor wenigen Jahrzehnten noch an eine Lagerung im Salzmantel für 100.000 Jahre geglaubt, so musste diese Idee bereits revidiert und viele tausend Fässer mit radioaktivem Material mussten "wieder zurückgeholt" werden.

In Finnland wiederum gebe es Versuche mit Kupferbehältern, "aber das reicht keinesfalls aus", so Smital. Radioaktiver Abfall würde auf dieser Basis irgendwann definitiv die Umwelt belasten - man wisse nur nicht wann.

Als Alternative zur Kernspaltung wird seit langem über die Kernfusion spekuliert, bei der in der bekanntesten Form aus kollidierenden Wasserstoffisotopen Helium entsteht.

Man verwendet den "schweren Wasserstoff" Deuterium, der in natürlichem Wasser vorkommt, und den radioaktiven "superschweren Wasserstoff" Tritium. Diese werden bei einer Temperatur um 100 Millionen Grad in einen Plasmazustand versetzt, wonach die Fusionsreaktion in Gang kommt. Neben Helium entstehen freie Neutronen, die von der Reaktorwand absorbiert werden, welche sich dadurch aufheizt - natürlich nicht mehr im Millionen-Grad-Bereich, das würden die Materialien nicht aushalten.

Von dem Moment an "ist das wie ein klassisches Kraftwerk", erklärt Friedmann: "Sie haben eine heiße Fläche und ziehen die thermische Energie durch ein Kühlmittel ab." Dieses wird weitergeleitet und erhitzt Wasser zu Dampf, "der in eine Turbine geht und über einen Generator elektrische Energie erzeugt". Der Fusions-Clou: Es soll um ein Vielfaches mehr Energie herauskommen, als man hineinsteckt.

Die Energieprobleme der Menschheit wären gelöst, denn nach populärwissenschaftlicher Lesart könnte aus zwei Litern Wasser und einem viertel Kilo Gestein so viel Strom gewonnen werden, wie ein durchschnittlicher Haushalt pro Jahr benötigt.

Was so wunderbar einfach klingt, ist seit mehr als einem halben Jahrhundert in Entwicklung.

Friedmann verweist auf die "Fusionskonstante", einen Scherz unter Kernphysikern: "Es heißt immer, in 20 Jahren funktioniert die Kernfusion, und das seit den 1950er-Jahren." In Frankreich befindet sich derzeit ein Versuchsreaktor im Bau: der International Thermonuclear Experimental Reactor ITER, ein Gemeinschaftsprojekt der EU mit China, Indien, Japan, Korea, Russland und den USA.

Dort soll irgendwann demonstriert werden, "dass wir zehnmal soviel Energie rausholen können, wie wir reinstecken", ist Harald Weber, Vorsitzender der Wiener Koordinationsstelle der Europäischen Atomgemeinschaft Euratom, zuversichtlich. Allerdings glaubt auch er an zwei Jahrzehnte Wartezeit.

Greenpeace-Experte Smital hält nichts vom ITER-Projekt. Selbstverständlich wende sich seine Organisation nicht gegen die Grundlagenforschung, aber in diesem Fall würden Milliardenbeträge für eine Sache ausgegeben, deren Rentabilität fragwürdig sei. "Dieses Geld wäre sinnvoller in die Förderung erneuerbarer Energie investiert." Etwa die Photovoltaik, die er im Gegensatz zu Friedmann sehr wohl für zukunftsträchtig hält - "wenn die Rahmenbedingungen stimmen".

In einem Punkt sind sich Smital und Friedmann einig: Eine "grüne" Technologie wäre die Kernfusion entgegen landläufiger Meinung nicht.

Zwar seien die Abfallprodukte weniger stark strahlend als bei der Kernspaltung, aber das ist nur theoretisch ein Vorteil - statt einer Million Jahre eben 100.000 Jahre Lagerung. Zudem verhält sich die Intensität der Strahlung umgekehrt proportional zur Halbwertszeit: Je kürzer die Zerfallsdauer, desto stärker die Strahlenbelastung. Im Gegensatz zum herkömmlichen AKW, dessen Problem vor allem verbrauchte Brennstäbe sind, wird beim Fusionsreaktor mit zunehmender Betriebsdauer das Konstruktionsmaterial zum Problem. Da andauernd Neutronen in die Reaktorwand geschossen werden, kommt es dort zu Kernreaktionen - bis zur Umwandlung von Elementen wie Eisen, Chrom oder Nickel in ein anderes Element. "Und das", so Friedmann, "hat Konsequenzen hinsichtlich der Härte und Bruchfestigkeit."

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