Kernfusionstechnologie: Chinas künstliche Sonnen

China plant die Kommerzialisierung der Kernfusionstechnologie zur emissionsfreien Stromerzeugung bis 2050. Die National Nuclear Corporation (CNNC), Betreiber der Versuchsanlage Huanliu-3 (HL-3), einer von Chinas sogenannten “künstlichen Sonnen”, gab dies am Freitag bekannt.

Das Projekt unterstreicht Chinas Ambitionen, die Kernfusion – den Prozess der Energieerzeugung in der Sonne und anderen Sternen – nutzbar zu machen. Diese Technologie gilt als nahezu unerschöpfliche Quelle sauberer Energie.

Die Umsetzung ist jedoch äußerst komplex und erfordert nachhaltige Prozesse. Bisher ist es nur wenigen Ländern wie den USA, Russland und Südkorea gelungen, die grundlegenden Herausforderungen zu bewältigen.

Energie für die Zukunft

Laut CNNC könnte der kommerzielle Betrieb des Fusionskraftwerks etwa fünf Jahre nach einer Demonstrationsphase, die um 2045 beginnen soll, starten. Xin Feng, stellvertretender Direktor der CNNC, betonte die noch zu überwindenden Hürden: “In Zukunft müssen wir Engpässe wie den Dauerbetrieb, Material- und Technologiefragen sowie der Wirtschaftlichkeit begegnen.”

Parallel dazu wurde im Januar ein weiteres ähnliches Modell, der Advanced Experimental Superconducting Tokamak (EAST), getestet. Das Gerät erreichte einen neuen Meilenstein, indem es einen stabilen Hochtemperatur-Plasmabetrieb für 1.066 Sekunden aufrechterhielt.

Was steckt hinter dieser revolutionären Technologie?

Der EAST, auch HT-7U-Reaktor genannt, besteht aus einer donutförmigen Vakuumkammer (Tokamak). In dieser Kammer wird Wasserstoffgas auf Millionen von Grad Celsius erhitzt, wodurch Plasmapartikel entstehen, die mit starken Elektromagneten eingeschlossen werden.

Wissenschaftler sehen Tokamaks als Schlüsselkomponente für zukünftige Kernfusionsreaktoren, die unbegrenzt und kostengünstig Energie erzeugen könnten. Die Fusionsenergie ist die gleiche Art von atomarer Reaktion, die die Sonne antreibt.

Der HL-3 ist Chinas größtes und fortschrittlichstes magnetisches Einschlussgerät und wird als weltweit führende “künstliche Sonne” der nächsten Generation gefeiert.

Beide Projekte sind wichtige Bestandteile von Chinas Strategie zur Förderung der Kernfusionsforschung.

Die Komplexität der Kernfusion

Um Kernfusion auf der Erde zu ermöglichen, müssen aufgrund der geringeren Masse unseres Planeten im Vergleich zur Sonne noch höhere Plasmatemperaturen als im Sonnenkern erreicht werden. Die Temperatur im Sonnenkern wird auf etwa 15 Millionen Grad Celsius geschätzt.

Der jüngste Erfolg des EAST demonstriert dies eindrucksvoll: Für 1.066 Sekunden wurden Bedingungen simuliert, die denen in Kernreaktoren entsprechen, also Temperaturen von über 100 Millionen Grad Celsius.

Chinas Ambitionen

China plant, bis 2030 die USA und Frankreich in Bezug auf die Anzahl der Kernfusionsreaktoren zu überholen und die weltweit größte Flotte zu besitzen.

Um dieses Ziel zu erreichen, wurden seit 2022 jährlich etwa zehn neue Reaktoren genehmigt. Es wird erwartet, dass China dieses Tempo bis 2030 beibehält, um seine Klimaziele zu erreichen.