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Wo steht die Fusionsforschung? Welche physikalischen und technologischen Probleme sind noch zu lösen?



Mit dem internationalen Experimentalreaktor ITER steht die Fusionsforschung vor der Demonstration eines Energie liefernden Plasmas. Ist ITER erfolgreich, steht die Tür zum Fusionskraftwerk weit offen. Heutige Planungen gehen davon aus, dass auf ITER ein Demonstrationskraftwerk folgen wird, das Strom ins Netz einspeist. Es soll nachweisen, dass sich Fusionsenergie verlässlich erzeugen lässt. Diese DEMO genannte Anlage wäre keine Experimentieranlage mehr, sondern ein auf einen einzigen Betriebspunkt hin optimiertes Kraftwerk. Voraussetzung dafür ist ein grundlegendes physikalisches Verständnis des Systems, so dass man dessen Eigenschaften im Detail vorherberechnen kann.

Die physikalischen Grundlagen für ein Fusionskraftwerk zu vervollkommnen, ist daher weiterhin ein wichtiges Ziel und wird die Plasmaphysiker in Theorie und Experiment noch für einige Zeit beschäftigen. Parallel dazu werden die speziellen Technologien weiterentwickelt, die für ein Kraftwerk gebraucht werden, etwa für die Plasmaheizung oder das Blanket.

Dabei wird es darauf ankommen, physikalische und technische Anforderungen in Übereinstimmung zu bringen. Auf der physikalischen Seite ist dies der Langzeitbetrieb im Advanced Tokamak oder Stellarator mit stabilen, gut wärmeisolierten Plasmen hoher Dichte und mäßiger Wandbelastung. Auf technologischer Seite gehört dazu die energieeffiziente Heizung des Plasmas, der Stromtrieb im Tokamak, die Weiterentwicklung widerstandsfähiger, niedrig-aktivierbarer Materialien sowie energieeffiziente Blankets zur Aufnahme der Fusionsenergie bei möglichst hoher Wandtemperatur.

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Der Weg zur wirtschaftlichen Nutzung der Fusion
 
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