ITER
Der Kernfusionsreaktor ITER (lat. das Gehen, Gang, Reise, Marsch; Fahrt; engl. International Thermonuclear Experimental Reactor, internationaler thermonuklearer Versuchsreaktor) ist ein gemeinsames Forschungsprojekt der Europäischen Union und der Länder Japan, Kanada, Schweiz, Russland, China, Südkorea und USA. Die USA waren von 1998 bis 2003 vorübergehend aus dem ITER-Projekt ausgestiegen, Kanada seit 2004. Der ITER soll als experimenteller Fusionsreaktor Wege zu einer wirtschaftlichen Nutzung der kontrollierten Kernfusion aufzeigen.
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Nach dem Vorbild der Sonne wird bei der Kernfusion Wasserstoff zu Helium verschmolzen. Dabei wird eine große Menge Energie in Form von (Wärme)-Strahlung frei. Ein Gramm Wasserstoff setzt dabei etwa dieselbe Menge Energie frei, wie acht Tonnen Erdöl. Die Wasserstoffbombe macht sich diesen Effekt zu nutze, allerdings wird die Energie unkontrolliert auf einmal freigesetzt.
Schon seit Jahrzehnten wird an der zivilen Nutzung der Kernfusion geforscht, das größte Probleme dabei ist die hohe Zündtemperatur: Der Fusionsprozess kommt erst bei Temperaturen von mehreren hundert Millionen Grad Celsius in Gang.
Auf derart hohe Temperaturen kann man den Wasserstoff aber nicht in bisher gebräuchlichen Medien erhitzen, da er sofort alle Gefäße zum Schmelzen oder Verdampfen bringen würde.
Der Wasserstoff wird daher in einem Vakuum erhitzt, schwebend, ohne Kontakt zum Behältnis. Um das zu erreichen, werden starke Magnete um die torusförmige Reaktionskammer errichtet, die das hocherhitzte Wasserstoffplasma durch Magnetfelder in Position halten. Damit die Magnetfelder überhaupt die erforderliche Stärke erreichen, müssen die Magnete bis zur Supraleitung heruntergekühlt werden.
Bei einem Ausfall des Magnetfeldes wird - wider Erwarten - der Reaktor durch die enormen Temperaturen nicht zerstört. Der Kontakt mit der Reaktorwand verunreinigt das Plasma und lässt es sofort instabil werden und auskühlen.
Das Kühlen der Magnete, das Halten und Erhitzen des Plasmas benötigt enorme Energiemengen, bis der Fusionsprozess überhaupt einsetzt. Bei bisherigen Projekten konnte die Fusion nur über kurze Zeit aufrecht erhalten werden, so dass die durch die Fusion gewonnene Energie nur einem kleinen Teil der eingesetzten Energie entsprach.
Der ITER-Reaktor soll die wissenschaftliche und technische Machbarkeit der Einergieerzeugung aus Kernfusion demonstrieren. Als erster Testreaktor soll er netto mehr Energie liefern, als er zum Betrieb benötigt. Der Energieausstoß soll sich dabei in den Dimensionen eines herkömmlichen Kraftwerks bewegen. Mit dem Projekt sollen wesentliche Schlüsselelemente getestet werden, die für eine praktische wirtschaftliche Anwendung der Kernfusion notwendig sind. Er soll außerdem Erfahrungen im Betrieb liefern, die für einen geplanten nachfolgenden Demonstrationsreaktor (DEMO) notwendig sind.
Der ITER-Reaktor funktioniert nach dem Tokamak-Prinzip: in einem toroidalen Magnetfeld wird aus Wasserstoff ein Plasmastrom erzeugt. Dieser soll auf die entsprechende Temperatur und Dichte gebracht werden, um eine Fusion zu ermöglichen.
Nach den bisherigen Planungen (Stand 2001) sind die technischen Eckpunkte:
Bei Gesprächen 1985 zwischen Michail Gorbatschow, Francois Mitterand und Ronald Reagan wurde eine Zusammenarbeit bei der Forschung beschlossen. Die ersten Planungen begannen 1988 im deutschen Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, die 1990 in einem ersten Entwurf eines Testraktors resultierten.
Mittlerweile sind auch Japan, die EU, die Schweiz, China, und Südkorea an den Forschungen beteiligt. Von 1998 bis 2001 wurde die Reaktorkonstruktion detailliert ausgearbeitet und abgeschlossen. Kanada ist im Dezember 2003 aus dem Projekt ausgestiegen. Indien hat 2004 sein
Interesse an einer Beteiligung angekündigt.
Seit 2001 wird über einen Standort für den ITER beraten, Standortbewerbungen lagen aus Frankreich, Spanien, Japan und Kanada vor, zur Zeit (März 2004) konkurrieren noch Frankreich (Cadarache) und Japan (Rokkasho-Mura) um den Standort. Eine bereits für Dezember 2003 und dann Februar 2004 angekündigte Entscheidung scheiterte, weil sich die am Projekt beteiligten Parteien nicht einigen konnten. Während die USA, Japan und Südkorea den Standort Rokkasho-Mura bevorzugen, stimmten die EU, China und Russland für Cadarache.
Mit einem Baubeginn rechnet man im Moment erst im Jahr 2006, mit einer Betriebsaufnahme ist ab ca. 2015 zu rechnen.
Die Kosten für das ITER-Projekt werden auf etwa 10 Milliarden Euro veranschlagt, etwa 4 Milliarden Euro davon entfallen auf die Planung und den Bau der Anlage, ca. 1,5 Milliarden Euro muss das Land tragen, in dem der Reaktor errichtet wird, den Rest teilen sich die anderen Projektpartner.
Nicht nur der Bau, auch der Betrieb des Testreaktors ist teuer, in den geplanten 20 Betriebsjahren wird er nochmal rund 4,5 Milliarden Euro kosten.
Wenn sich die Ergebnisse aus dem Testbetrieb wie erwartet gestalten, kann mit einem ersten regulären Fusionskraftwerk ab 2030-2040 gerechnet werden.
Von deutscher Seite am Projekt beteiligt ist das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching bei München und das Institut für Plasmaphysik (IPP) am Forschungszentrum Jülich. Weitere wissenschaftliche Zentren liegen in San Diego, USA und Naka, Japan. Das Aufsichtsgremium ITER-Council hat seinen Sitz in Moskau, Russland.Kernfusion
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