Das MIT verspricht, in 15 Jahren ein kleines Fusionskraftwerk in Betrieb zu nehmen

Visualisierung des Fusionsreaktors SPARC. Es hat eine Kapazität von 20% des ITER und ist 65-mal kleiner. Abbildung: Ken Filar / MIT

Die geführte thermonukleare Fusion ist der wahre Heilige Gral für Energie. Wenn Physiker lernen, Plasma in einer Magnetfalle zu halten und weniger Energie für Magnete auszugeben, als durch die Reaktion freigesetzt wird, erhält die Menschheit eine nahezu unerschöpfliche Quelle sauberer Energie, und fossile Brennstoffe aus Kohlenwasserstoffen und Uran können als Albtraum vergessen werden (zumal seitdem) Aktien werden für lange Zeit nicht ausreichen).

Jetzt verbraucht die Menschheit jährlich 22.255 TWh Strom (durchschnittlich 3052 kWh pro Person weltweit, in Russland - 6.588 kWh, in den USA - 12.833 kWh, in Haiti - 40 kWh pro Person). Der Verbrauch wächst von Jahr zu Jahr und fossile Quellen werden früher oder später enden (das gleiche Uran-235 bleibt etwa 50 Jahre lang erhalten).

Daher ist es jetzt notwendig, sich auf das Ende der Ära der Verwendung fossiler Brennstoffe vorzubereiten - und alternative Optionen in Betracht zu ziehen. Es können Thoriumreaktoren, schnelle Neutronenplutoniumzüchter, Sonnenkollektoren sein (um die Bedürfnisse der Menschheit zu befriedigen, reicht es aus, 0,5% der auf die Erde fallenden Sonnenenergie zu sammeln) und so weiter. Die Kernfusion ist jedoch eine grundlegende Lösung für das Problem, da sie möglicherweise eine unerschöpfliche Energiequelle für die Entwicklung des Universums im Allgemeinen darstellt. Die Kernfusion wird nicht nur den aktuellen Energiebedarf der Menschheit decken, sondern auch viel mehr Energie. Wir müssen uns überlegen, wo wir es ausgeben sollen.

Es wurden wiederholt Versuche unternommen, einen funktionierenden thermonuklearen Reaktor zu schaffen. Seit 2007 ist der Bau des ITER (International Experimental Thermonuclear Reactor) im Gange, aber das Projekt hat den Überblick über 5 Milliarden US-Dollar erheblich verloren und die Fristen wurden wiederholt verschoben. Andere Experimente mit thermonuklearer Fusion werden ebenfalls durchgeführt, aber bisher sind sie weit von den tatsächlichen Ergebnissen entfernt. Jetzt ist einer von ihnen beigetreten. Kernphysiker des Massachusetts Institute of Technology (MIT) kündigten zusammen mit der neuen Firma Commonwealth Fusion Systems den Start eines neuen Experiments an , bei dem sie versprechen, in nur 15 Jahren, dh bis 2033, einen funktionierenden Prototyp eines Fusionsreaktors zu bauen. Commonwealth Fusion Systems hat 50 Millionen US-Dollar vom italienischen Energieriesen Eni investiert, um die Arbeiten durchzuführen.

Der Projektmanager ist Bob Mumgaard und er wurde zum Executive Director eines privaten Unternehmens ernannt. „Wir bemühen uns, rechtzeitig ein funktionierendes Kraftwerk [Fusion] zur Bekämpfung des Klimawandels zu haben. Wir glauben, dass wir über die wissenschaftlichen Kenntnisse, die Geschwindigkeit und den Umfang verfügen, um nach 15 Jahren saubere Fusionsenergie ins Netz zu bringen “, sagte Mamgaard. Dies ist eine sehr ehrgeizige Aussage, sagen Experten.

In Diskussionen über die Kernfusion ist es normalerweise üblich, von einem Horizont von 30 Jahren oder mehr zu sprechen. Das MIT-Team ist jedoch der Ansicht, dass es die Zeit durch die Verwendung neuer supraleitender Materialien bei der Herstellung von Hochleistungsmagneten halbieren kann. Wir sprechen von einem supraleitenden Material aus einem mit Yttrium-Barium-Kupferoxid (YBCO, i-be-ku) beschichteten Stahlband. Nach der Entdeckung dieses Materials im Jahr 1987 wurde es der erste Supraleiter mit einer kritischen Temperatur von mehr als 77 K, der den industriellen Einsatz von Supraleitern ermöglichte, da zum ersten Mal relativ billiger flüssiger Stickstoff für deren Kühlung verwendet werden konnte.

Mit YBCO können Sie ultra-leistungsstarke Magnete entwickeln, die viel kleiner als zuvor sind. Zunächst beabsichtigt das MIT, in 10 Jahren einen Prototyp eines 100-MW-Reaktors zu produzieren, der nur 1/65 des ITER misst. Es wird Energie in Impulsen von 10 Sekunden abgeben - es ist nicht geplant, Wärme in Elektrizität umzuwandeln, aber Wissenschaftler erwarten, dass die zugeführte Energie etwa doppelt so hoch ist wie die Kosten für die Erwärmung des Plasmas. In diesem Fall wird das Experiment als erfolgreich angesehen. Anschließend beginnt der Bau eines 200-MW-Reaktors mit einem Generator, der das gemeinsame Netz mit Strom versorgt. Wenn das Projekt innerhalb des angegebenen Zeitraums von 15 Jahren erfolgreich abgeschlossen wird, ist dies möglicherweise das erste reale Fusionskraftwerk der Welt.

Der Fusionsreaktor wird mit Wasserstoff betrieben. Im Gegensatz zu Uran und Kohlenwasserstoffen ist es eine nahezu endlose Kraftstoffquelle.