Mit einem ungewöhnlichen Ansatz soll rascher eine positive Energiebilanz erreicht werden. (Bild: General Fusion)
Ein ungewöhnlicher Fusionsreaktor von General Fusion soll bald in Betrieb gehen. Das kanadische Unternehmen setzt dabei auf mechanische Kolben und flüssiges Metall.
Seit mehreren Jahren forscht General Fusion an einem Reaktor mit diesen Zutaten. Vor kurzem hat das Unternehmen einige Ergebnisse veröffentlicht. Diese seien vielversprechend, so dass ein Testbetrieb ab 2025 möglich sei, heisst es in einer Pressemitteilung.
Was ist ein Tokamak-Reaktor?
Ein Tokamak-Reaktor ist ein Gerät zur Kernfusion, das Plasma – ein extrem heißes Gas – in einem ringförmigen Magnetfeld einschließt. Dabei werden Atomkerne verschmolzen, um Energie freizusetzen, ähnlich wie in der Sonne. Durch starke Magnetfelder wird das Plasma in Form gehalten, damit die Temperaturen und Drücke hoch genug für die Fusion bleiben. Ziel ist es, eine Energiequelle zu schaffen, die nahezu unerschöpflich, sauber und sicher ist.
Ein Zylinder aus flüssigem Metall
Der Ansatz von General Fusion basiert auf einem modifizierten Tokamak-Reaktor. Allerdings wird das Plasma nicht allein durch ein starkes Magnetfeld in Form gehalten, sondern durch flüssiges Metall in Kombination mit einem Magnetfeld. Das flüssige Metall rotiert im Reaktor und bildet durch die Zentrifugalkraft der Drehbewegung einen Zylinder.
Dadurch wird das flüssige Metall an die Reaktorwand gepresst, so dass der Zylinder innen hohl ist. In diesen wird das heiße Plasma durch einen Injektor eingeleitet und durch das rotierende Metall und ein Magnetfeld in Form gehalten. Der Hohlraum im Zylinder stellt dann die eigentliche Brennkammer dar.
Mechanische Kolben wirken nun von außen auf das flüssige Metall ein und komprimieren es. Durch die Kompression verdichtet sich das Plasma und die Temperatur steigt. Dies hat zur Folge, dass die Verschmelzung der Atome deutlich schneller und in größerem Umfang abläuft.
Geringerer Energieeinsatz möglich
Da die Kernfusion schneller abläuft, muss das Plasma nicht so lange in Form gehalten werden und das Magnetfeld nicht so stark sein wie bei herkömmlichen Reaktoren, erklärt Michel Laberge, Gründer und wissenschaftlicher Leiter von General Fusion.
Genau das sei der Knackpunkt, so Laberge. Denn um das Plasma in Form zu halten, ist extrem viel Energie nötig. Reduziere man den Energieeintrag durch die so genannte "Magnetic Target Fusion"-Technologie, könne man eher eine positive Energiebilanz erreichen.
Die Energie, die bei der Verschmelzung der Atome entsteht, wird auf das flüssige Metall übertragen und über einen Wärmetauscher abgeführt. Mit dieser Wärme kann dann elektrische Energie erzeugt werden. Dazu wird mit der Wärme Dampf erzeugt, der eine Turbine antreibt, die wiederum Strom erzeugt.
Serienreife Reaktoren in zehn Jahren
Ob sich mit diesem ungewöhnlichen Ansatz tatsächlich eine positive Energiebilanz erreichen lässt, soll sich laut General Fusion in den nächsten 24 Monaten zeigen. Bereits im Frühjahr 2025 will das Unternehmen seinen Testreaktor LM26 in Betrieb nehmen.
Dieser soll dann zwei Jahre lang getestet und erforscht werden. Anhand der Ergebnisse soll das Design des Reaktors finalisiert werden. Einen kommerziell nutzbaren Fusionsreaktor will General Fusion bis Mitte der 2030er Jahre bauen.
