Innsbruck - "In spätestens 50 bis 80 Jahren", so der Tiroler Plasmaphysiker Siegbert Kuhn, "werden die Energieträger Erdöl und Erdgas erschöpft sein, und so muss sich die Menschheit schon heute überlegen, welche Energiequellen sie an ihrer statt einsetzen will.Mit dem Tokamak-Reaktor ITER ("International Thermonuclear Experimental Reactor", Anm., siehe Wissen) soll die Kernfusion als Energieoption für die Zukunft demonstriert werden." Unter Neutronenfeuer Die Fusionsforschung muss auf dem Weg zur unerschöpflichen Energiequelle, die in der Verschmelzung von leichten Wasserstoffkernen zu schwereren Heliumkernen liegt, jedoch noch einige Schwierigkeiten überwinden. Die bei den Fusionsreaktionen entstehenden schnellen Neutronen treffen direkt auf die Wand und stellen so eine starke Belastung für die Wandmaterialien dar. Diese Fusionsreaktion stellt sich unter Reaktorbedingungen bei einer Temperatur von rund 100 Millionen Grad Celsius ein - das ist sechsmal so heiß wie im Inneren der Sonne. Da kein Material der Welt diesen Temperaturen standhält, wird das bis zum Plasmazustand erhitzte Wasserstoffgas in einem Magnetfeld eingesperrt. Unbändiges Plasma Doch das ultrahocherhitzte Plasma lässt sich selbst durch noch so starke Magnetfelder nicht hundertprozentig einsperren - immer wieder verlassen hochenergetische Teilchen das energieliefernde Kernplasma und diffundieren durch die Randschicht längs magnetischer Feldlinien in Richtung Divertorplatten (Prallplatten). Diesen Teilchen muss im "kühleren" Randschichtplasma Energie entzogen werden, damit sie beim Aufprall auf den Divertorplatten möglichst wenig Schaden anrichten können. Eine der größten Herausforderungen in der Fusionsforschung besteht darin, die Lebensdauer dieser überaus teuren "Schutzschilde" zu erhöhen. Die größte Gefahr für die Divertoren geht von so genannten ELMs ("Edge Localized Modes") aus, das sind Fluktuationsschübe im Bereich zwischen Kern- und Randschichtplasma. Eruption im Reaktor Dabei sendet das Reaktorplasma in einem plötzlichen Ausbruch - "ähnlich einer Sonneneruption" - große Mengen an schnellen Teilchen aus, erläutert Plasmaphysiker Kuhn. In einem Projekt, das vom Wissenschaftsfonds FWF gefördert wird, haben die Innsbrucker Forscher nun Simulationsmodelle entwickelt. Damit konnten sie die Auswirkungen dieser Teilchen auf die Divertoren und das divertornahe Plasma klar nachweisen und quantifizieren. In einem nächsten Schritt wollen die heimischen Fusionsforscher nun erstmals Simulationsmodelle für Kern-und Randschichtplasma "fusionieren", um bei der Lösung von Konstruktionsfragen für ITER auch mittels eines "numerischen Reaktors" mitzuhelfen. Die Genehmigung für das internationale Großprojekt (4,5 Milliarden Euro), an dem neben Europa auch Kanada, Japan und Russland beteiligt sind, steht noch aus. In Innsbruck ist man jedoch optimistisch, dass der Tokamak-Reaktor etwa Mitte des nächsten Jahrzehnts seinen Probebetrieb aufnehmen wird. Das Potenzial der Kernfusion ist jedenfalls enorm, lässt sich doch aus einem Gramm Wasserstoff so viel Energie gewinnen wie aus 9000 Litern Erdöl.(DER STANDARD, Print-Ausgabe, 7. 5. 2002)