(CLO) In einem Lagerhaus in Neuseelands Hauptstadt Wellington versucht ein Start-up-Unternehmen, mithilfe eines neuen Fusionsreaktortyps die Energie eines Sterns auf der Erde nachzubilden.
Was ist Fusionsenergie?
Das Ziel des Unternehmens besteht in der Erzeugung von Kernfusion, einer Form nahezu unbegrenzter sauberer Energie, die durch die genau entgegengesetzte Reaktion zur gegenwärtigen weltweiten Kernenergie entsteht.
Das bedeutet, dass Atome nicht gespalten, sondern durch Kernfusion auf die gleiche Weise miteinander verbunden werden, wie die Sonne Energie erzeugt. Dies erzeugt einen gewaltigen Energieschub, der durch die Nutzung des im Universum am häufigsten vorkommenden Elements ermöglicht wird: Wasserstoff.
Der Kernfusionsreaktor von OpenStar Technologies in Wellington, Neuseeland. Foto: OpenStar Technologies
Anfang des Monats gab OpenStar Technologies bekannt, dass es ein überhitztes Plasma mit rund 300.000 Grad Celsius erzeugt habe – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Erzeugung von Fusionsenergie.
„Das erste Plasma war ein wirklich wichtiger Moment“, sagte Ratu Mataira, Gründer und CEO von OpenStar, weil es die Funktionsfähigkeit des Systems des Unternehmens zeige.
Das Unternehmen habe dafür zwei Jahre und rund 10 Millionen Dollar benötigt, fügte er hinzu. Ziel sei es, die Fusionsenergietechnologie billiger und schneller zu machen.
OpenStar ist eines der wenigen Startups, die Forschung und Entwicklung im Bereich der Fusionsenergie vorantreiben, mit dem Ziel, diese zu kommerzialisieren, auch wenn sie noch nicht vollständig bewiesen ist.
Fusionsenergieunternehmen haben laut Fusion Industries Association bereits mehr als 7,1 Milliarden Dollar an Fördermitteln eingeworben. Experten warnen jedoch, dass der Weg noch lang und steinig sei.
Die Fusion – derselbe Prozess, der die Sonne und andere Sterne mit Energie versorgt – wird oft als der „Heilige Gral“ der sauberen Energie bezeichnet: Sie ist praktisch unbegrenzt, belastet die Umwelt nicht und erzeugt keinen gefährlichen radioaktiven Abfall wie die Kernspaltungsreaktionen in den heutigen Kernkraftwerken.
Dies ist ein Quantensprung im Kampf gegen die eskalierende Klimakrise. Es kann zuverlässige und kontinuierliche Energie liefern, ohne dass umfangreiche neue Infrastrukturen gebaut werden müssen. Das bedeutet, dass wir auf saubere Energie umsteigen können, ohne unsere derzeitige Lebensweise zu ändern.
Allerdings ist die Erzeugung von Fusionsenergie auf der Erde eine extrem große Herausforderung.
Neue Fusionstechnologie
Bei der gängigsten Technologie handelt es sich um einen als Tokamak bezeichneten Reaktor, der mit zwei Formen von Wasserstoffgas befüllt wird: Deuterium, das im Meerwasser leicht vorkommt, und aus Lithium gewonnenes Tritium.
Die Temperaturen im Inneren eines Tokamaks erreichen 150 Millionen Grad und sind damit zehnmal heißer als im Kern der Sonne. Bei diesen extremen Temperaturen kollidieren Wasserstoffisotope im Plasma, wodurch sie verschmelzen und enorme Energiemengen freisetzen.
Die Magnetfeldspulen des Tokamaks verhindern, dass das Plasma die Wände des Geräts berührt.
Die Technologie von OpenStar ist jedoch das Gegenteil: Statt Plasma in einem Magneten befinden sich Magnete im Plasma.
Animation im Reaktor von OpenStar. Foto: OpenStar Technologies
In seinem Reaktor ist ein starker Magnet in einer etwa 5 Meter breiten Vakuumkammer aufgehängt. Diese Anordnung wurde von natürlichen Phänomenen wie dem Magnetfeld der Erde inspiriert.
Der Physiker Akira Hasegawa entwickelte das Konzept in den 1980er Jahren, basierend auf seiner Forschung zum Plasma um Jupiter. Die erste Maschine, die diese Prinzipien anwendete, wurde am MIT in Zusammenarbeit mit der Columbia University gebaut und 2004 in Betrieb genommen, 2011 jedoch abgeschaltet.
„Der Vorteil dieses Reaktors ist die Möglichkeit, die Leistung schnell zu iterieren und zu verbessern“, sagte Mataira. Im Vergleich zu einem Tokamak ist die Technologie von OpenStar einfacher und lässt sich im Problemfall leichter reparieren.
OpenStar hat 12 Millionen US-Dollar aufgebracht und bereitet sich auf eine größere Finanzierungsrunde vor, mit dem Ziel, in den nächsten zwei bis vier Jahren zwei weitere Prototypen zu bauen.
Fusionsenergie wird immer realisierbarer
OpenStar ist nur eines von vielen Fusions-Startups, die in den letzten fünf Jahren entstanden sind. Auch Länder wie China, die USA und Südkorea treiben die Forschung und den Bau von Fusionsreaktoren voran – und das mit einigem Erfolg.
Die Korea Advanced Superconducting Tokamak Research Facility (KSTAR), bekannt als „künstliche Sonne“, am Korea Institute of Fusion Energy. Foto: AFP
„Das Feld wächst so schnell, dass private Investoren bereit sind, zu investieren, um die Forschung und Entwicklung dieser Technologie zu beschleunigen“, sagte Professor Gerald Navratil von der Columbia University.
Commonwealth Fusion Systems, ein führendes Unternehmen im Bereich der Tokamak-Technologie, hat mehr als zwei Milliarden Dollar aufgebracht. Andere Unternehmen wie OpenStar und Zap Energy verfolgen inzwischen einzigartigere Ansätze. Zap Energy konzentriert sich auf die Entwicklung eines kompakten, skalierbaren Reaktors, der elektrische Impulse zur Plasmaerzeugung nutzt.
Unternehmen aus der Branche bieten Antworten auf die Frage „Wann wird die Fusionsenergie bereit sein?“ OpenStar prognostiziert sechs Jahre. Commonwealth Fusion geht von Anfang 2030 aus. Zap Energy antwortet ähnlich.
Die britische Atomenergiebehörde geht jedoch davon aus, dass die kommerzielle Nutzung der Fusionsenergie aufgrund der enormen wissenschaftlichen und technischen Herausforderungen erst in der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts möglich sein wird.
Navratil sagte, dass Startups manchmal dazu neigen, „ihre Fähigkeiten zu überschätzen“. Der Übergang von der Theorie zur Praxis, insbesondere der Aufbau eines sicheren und zuverlässigen Energiesystems, sei ein komplexer Prozess.
Dennoch ist Mataira davon überzeugt, dass der Wettlauf um die Entwicklung der Fusionsenergie ein lebendiges Wettbewerbsumfeld schaffen wird, in dem Unternehmen voneinander lernen und zusammenarbeiten, um den Fortschritt zu beschleunigen.
Ha Trang (laut CNN)
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Quelle: https://www.congluan.vn/cong-ty-new-zealand-tien-gan-toi-nang-luong-nhiet-hach-vo-han-nho-cong-nghe-moi-post323721.html
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