Mit der Kernfusion könnte unbegrenzt saubere Energie produziert werden. An der Realisierung dieses Traums arbeitet auch das Startup Focused Energy aus der Rhein-Main-Region.
Kernfusion – Energie der Zukunft
Bei der Kernfusion werden leichte Atomkerne zu schweren verschmolzen (fusioniert). Dabei wird mehr und sauberere Energie freigesetzt als bei der klassischen Kernspaltung. Kernfusion ist das Naturprinzip von Sonne und Sternen, wo Wasserstoff als das leichteste Element im Universum stufenweise zu Helium verschmolzen wird, das weder radioaktiv noch gesundheitsgefährdend ist. Im Gegensatz dazu werden bei Kernkraftwerken schwere Kerne gespalten, um Energie zu erzeugen. Kernfusionsreaktoren wären sicherer und würden weniger radioaktiven Abfall produzieren. Doch bis dahin ist es noch ein weiter Weg.
Zur Erforschung dieser neuen Schlüsseltechnologie wird seit 2007 der Kernfusionsreaktor ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) im südfranzösischen Kernforschungszentrum Cadarache gebaut. ITER ist ein internationales Projekt und soll 2028 fertiggestellt sein. Die Kosten belaufen sich auf über 15 Mrd. Euro. Die technische Herausforderung besteht vor allem darin, dass der Kernfusionsprozess erst bei Temperaturen von über 100 Millionen Grad zündet. Dafür gibt es jedoch keine Materialien. Der Kernbrennstoff darf daher nicht die Wände berühren und soll – so das Konzept – frei in einem Magnetfeld schweben.
Neben ITER gibt es weltweit noch kleinere Projekte, bei denen auch andere Reaktorbauarten und Verfahren entwickelt werden, z. B. der „Stellarator“ in Greifswald. Auch tummeln sich viele Startups auf dem Feld der Kernfusion. So auch Focused Energy aus Darmstadt.
Laserbasierte Kernfusion
Todd Ditmire und Markus Roth, zwei Mitgründer von Focused Energy, haben bereits seit 20 Jahren am Lawrence Livermore National Lab in Kalifornien an der Verschmelzung von Atomkernen der Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium zu Heliumkernen mittels intensiver Laserstrahlen geforscht. Dabei gelang erstmals eine stabile Kernfusion in einer winzigen Brennstoffkapsel (Target) zu zünden und das Plasma am Brennen zu halten. Focused Energy möchte diese Technologie nun weiterentwickeln und zur Marktreife bringen. Den dafür nötigen Leistungslaser hat Ditmire am renommierten Laserzentrum ELI in Prag entwickelt. Die Entwicklungen finden in Darmstadt an der TU und in Austin USA statt. Zum Team gehören bereits 50 angesehene Wissenschaftler. Focused Energy arbeitet zudem mit namhaften Lieferanten zusammen, z. B. mit Schott (Spezialgläser), Zeiss (Spezialoptiken), Merck (Spezialchemie) und Heraeus (Beschichtungen). Ab 2035 sollen dann kommerzielle Kraftwerke mit der Kernfusionstechnologie an den Start gehen. Focused Energy ist bis dahin eher eine Forschungsgründung.
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