Die Kernfusion beschleunigt ihre Kosten

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Raimund Lang

Vor zwanzig Jahren gelang Wissenschaftern in England die erste kontrollierte Kernfusion. Diese Technologie könnte alle Energieprobleme lösen, dennoch mehrt sich die Kritik.

Der 9. November 1991 war ein bedeutsamer Tag für die internationale Gemeinschaft der Kernphysiker. Nach jahrelangen Vorbereitungen wurde im englischen Forschungsreaktor JET (Joint European Torus) zum ersten Mal eine kontrollierte Kernfusion durchgeführt. Zwei Sekunden lang verschmolzen Wasserstoffkerne miteinander zu Helium und setzten dabei mit einer Leistung von zwei Megawatt Energie frei. Zwar musste mehr als die zehnfache Menge Energie aufgewendet werden, um den Prozess überhaupt erst in Gang zu bringen. Doch immerhin war damit der Nachweis erbracht, dass sich Kernfusion technisch beherrschen lässt.

Zwanzig Jahre später ist die Euphorie unter Fachleuten noch immer ungebrochen. Im französischen Cadarache begannen voriges Jahr die Bauarbeiten für eines der größten Forschungsprojekte der Geschichte: Der internationale Fusionsreaktor ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) soll erstmals mehr Energie erzeugen, als hineingesteckt wurde. Eine Erfolgsgarantie können die Forscher nicht geben. Selbst wenn alles plangemäß verläuft, würden die ersten kommerziellen Fusionskraftwerke nicht vor 2050 ans Stromnetz gehen. Zudem steigen die Kosten des Mammutvorhabens ständig an. Derzeit ist von 16 Milliarden Euro die Rede, wovon Europa 45,5 Prozent trägt. Kritiker fordern, das Geld stattdessen in Energieprojekte mit überschaubarerem Planungshorizont zu stecken.

Massendifferenz als Energie

Bei der Kernfusion verschmelzen zwei leichte Atomkerne zu einem neuen Element. Dieses hat stets etwas weniger Masse als die Summe der Ausgangsprodukte. Diese Massendifferenz steht gemäß Einsteins berühmter Gleichung E=mc2 als Energie zur Verfügung. Kernfusion findet permanent in Sternen statt. Die Physik kennt Dutzende verschiedene Fusionsreaktionen. In ITER sollen die beiden Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium zu Helium verschmolzen werden. Aus einem Gramm dieses Brennstoffs lässt sich soviel Energie gewinnen wie aus 12.000 Kilogramm Steinkohle. Mit knapp drei Tonnen davon ließe sich theoretisch der energetische Jahresbedarf von Österreich decken - technische Verluste bei Erzeugung und Übertragung nicht einberechnet. Doch während die Fusionsprozesse im Inneren der Sonne bei 15 Millionen Grad ablaufen, erfordert die technische Fusion in Reaktoren zehn Mal so hohe Temperaturen. Erst dann wird die abstoßende Kraft der positiv geladenen Kerne überwunden. Soviel Hitze hält kein Material aus. Deshalb hat sich die Wissenschaft einen Trick überlegt. Ab etwa 100 Millionen Grad verwandelt sich der gasförmige Brennstoff in den Aggregatzustand Plasma. Plasma ist elektrisch leitfähig, kann also von Magnetfeldern "eingesperrt“ werden. ITER wird dafür Spulen aus supraleitendem Material verwenden. Diese sollen das Plasma in der reifenförmigen Reaktionskammer in Schwebe halten, ohne dass es die Wände berührt.

Um den Brennstoff auf die erforderlichen Temperaturen zu bringen, ist eine Leistung von 50 Megawatt erforderlich. Dafür wird ITER drei Heizmethoden kombinieren. Ein Transformator und eine externe Strahlungsquelle werden die Atomkerne mittels hochfrequenter Mikrowellen anregen. Zusätzlich will man elektrisch neutrale Teilchen in die Brennkammer schießen, die ihre Energie mittels Kollisionen an die Kerne abgeben. Sobald das Plasma brennt, also Helium produziert wird, sollen die Kernreaktionen einen Teil der benötigten Heizenergie selbst aufbringen. Die externen Heizquellen könnten dann entsprechend reduziert werden. Bei jeder Fusion eines Deuteriumkerns und eines Tritiumkerns zu Helium entsteht ein freies Neutron, das dem Plasma entweicht und gegen die Wand der Reaktionskammer prallt. In ITER wird die dabei entstehende Wärme durch Kühltürme abgeführt. In künftigen Fusionskraftwerken soll diese Wärme Dampf erzeugen, der anschließend auf traditionelle Weise über Dampfturbinen und Generatoren Strom erzeugt.

So beeindruckend das technische Konzept ist, so vielfältig waren und sind die zu überwindenden Schwierigkeiten. "Ein Fusionsreaktor dieser Größe und Komplexität wurde noch nie zuvor gebaut“, sagt Robert Wolf vom Max Planck Institut für Plasmaphysik. "Man kann nicht alle Probleme vorhersehen.“ Der Zeitplan musste bereits etliche Male korrigiert werden, weil die Entwicklungszeiten von Komponenten zu optimistisch kalkuliert worden waren. Ein Kostentreiber sind die High-Tech-Materialien. So sind die Preise für Supraleiter und Hochtemperaturwerkstoffe in den vergangenen Jahren in die Höhe geschossen. Die Innenwand der Reaktionskammer beispielsweise muss über mehrere Jahre dem ständigen Bombardement der frei gesetzten Neutronen standhalten. Sie soll aus dem extrem widerstandsfähigen Werkstoff Wolfram bestehen. Leider hat sich der Wolframpreis seit 2002 verneunfacht.

Ernüchterung brachte ein 2009 veröffentlichter Bericht des Büros für Technikfolgenabschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB). Demnach sei bis zur (möglichen) Realisierung der Stromerzeugung durch Kernfusion in den nächsten 50 Jahren "mit Investitionen um Umfang von 60 bis 80 Milliarden Euro zu rechnen“. Solche Diagnosen rufen Kritiker auf den Plan.

Kritik am "Milliardengrab“

So veröffentlichten vergangenes Jahr mehrere Wissenschafter, darunter der ehemalige Physik-Nobelpreisträger Georges Charpak einen Beitrag in der französischen Tageszeitung "Libération“. Darin fordern sie, lieber in Atomkraftwerke der vierten Generation zu investieren, also in die Kernspaltung, statt in die Kernfusion. Mit anderen Alternativen argumentieren europäische Grünparteien gegen das "Milliardengrab ITER“. "Wir haben jetzt ein Klimaproblem“, meint die grüne Nationalratsabgeordnete Christiane Brunner. "Selbst wenn die Kernfusion 2055 einsatzbereit sein sollte, ist es bereits zu spät.“ Sie fordert deshalb den sofortigen Ausstieg Österreichs aus dem Euratom-Vertrag, der - unter anderem - die Finanzierung der Fusionsforschung regelt. "Man sollte besser den Ausbau erneuerbarer Energien vorantreiben.“

Der gewaltige Zeithorizont der Kernfusionsentwicklung ist dem gegenwärtigen Denken in Quartalen oder Legislaturperioden fremd. 2019 soll in ITER das erste Plasma produziert werden, ein paar Jahre später die erste Fusion stattfinden. Kann der Reaktor mehr Energie erzeugen als er verbraucht, wird in den 2030er Jahren eine weitere Demonstrationsanlage in industriellem Maßstab gebaut. 20 Jahre später könnten die ersten kommerziellen Kraftwerke in Betrieb gehen. "ITER wird zeigen, dass die Kernfusion physikalische, technisch und auch wirtschaftlich funktionieren kann“, ist Fritz Aumayr, Vizedirektor des Instituts für Angewandte Physik der TU Wien, überzeugt. "Wenn der Reaktor erst einmal läuft, wird sich auch die Skepsis legen.“

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1946

Atomenergie und Wasserkraftwerk

An den Schluß der fesselnden Vorträge, die Universitätsprofessor Dr. Thirring im Mai über „die Entstehungsgeschichte der Atombombe“ hielt, setzte der Gelehrte eine Feststellung, die, gerade weil sie aus dem Munde eines berühmten Physikers stammt, weit über physikalisch interessierte Kreise hinaus von hochaktueller Bedeutung für die österreichische Öffentlichkeit ist: „Trotz Atomenergie soll ein Land, das in der Lage ist, Wasserkräfte zu verwerten, diese, soweit es nur geht, ausbauen. Es wäre absolut falsch, wenn man jetzt keine Wasserkräfte mehr ausbauen würde“, nämlich

Atomenergie, Atombombe, Atommotor

Ein kurzer Überblick über das Wesen der Atomenergie und deren praktische Anwendung.

1950

Das schwere Wasser

Obwohl atomtheoretische Begriffe durch Presse und Rundfunk immer populärer werden, ist für ein wirkliches Verständnis die Kenntnis der exakten Grundtatsachen unerläßlich. Dies gilt wohl auch für den Fall des „schweren“ Wassers, eines Schlagwortes, das heute zwar oft genannt, aber sicherlich nur selten mit den richtigen Vorstellungen verbunden wird.Sie ergeben sich hier aus der Betrachtung des Atombaues der das Wasser aufbauenden Elemente Wasserstoff und Sauerstoff. Das Wasserstoffatom besteht normalerweise aus einem positiv geladenen Kern mit der Masse 1, dem Proton, und einem

1952

Energie gestern, heute, morgen

Der Begriff Geschichte ist wohl meistens in erster Linie verbunden mit politischen Ereignissen, mit Kriegen und Revolutionen, die auf jeden Fall Not und Elend für unzählige Menschen bedeuten und oft niemandem genützt haben. Darüber hinaus denkt man vielleicht noch an die Kultur und nur reichlich am Rande erinnert man sich der Tatsachen, daß jedem Zeitabschnitt ein bestimmter Stand der Technik zugeordnet ist. Dennoch darf man behaupten, daß die technische Entwicklung an Bedeutung ebenbürtig neben der Politik steht, denn gerade hier fanden und finden jene Revolutionen statt, die nur

1953

Zerfall der Elemente

Als Becquerel im Jahre 1896 entdeckte, daß Uranerze ohne jede äußere Einwirkung Strahlen aussenden, konnte man noch nicht absehen, welche Möglichkeiten sich hier der Erforschung atomarer Verhältnisse bieten. Die Analyse der Uranerze führte zwei Jahre später das Ehepaar Curie zur Entdeckung des Radiums. Die radioaktiven Strahlen, die dieses Element aussendet, erwiesen sich zum Teil als Träger positiver und negativer Elektrizität (Alpha- und Betastrahlen), zum Teil als Wellenstrahlung (Gammastrahlen). Ihre nähere Untersuchung brachte in wenigen Jahren die Entdeckung der

Atomenergie für den Frieden

Während man meistens im Zusammenhang mit der Atomenergie nur die Greuel des Atomkrieges zu betrachten pflegt, lehnt der Nobelpreisträger Professor Dr. Otto Hahn, der Entdecker der Kernspaltung des Urans, eine eingehende Erörterung der Atombombe ab, da er die Ansicht vertritt, daß heute in einseitiger Weise nur die Gefahren diskutiert werden, die sich aus der Entfesselung der Atomenergie ergeben. Man könnte dadurch den falschen Eindruck gewinnen, daß die heutige Entwicklung der Wissenschaft und der Technik unabwendbar zu einer Vernichtung der Menschheit führen müßte, weil sie sich nur

1955

Des Zauberlehrlings Besen

Zu den fragwürdigsten Schlagworten unserer Zeit gehört die Phrase von der friedlichen Verwertung der Atomenergie. Es vergeht kein Tag, andern uns nicht von irgendeinem Politiker versichert wird, daß er sich für den Bau von Atomwerken einsetzen werde, sieht man doch in ihnen geradezu Symbole künftigen Wohlstandes und den endgültigen Triumph der Menschheit über die Schöpfung.Inzwischen hat es sich aber doch schon herumgesprochen, daß mit diesen Errungenschaften nicht zu spaßen ist und der einfache Mann begann sich die naheliegende Frage zu stellen, ob die überdimensionalen Experimente

1961

Mit Dampf und Wasserrad

MAN NEHME EINEN KESSEL, fülle ihn mit Wasser, mache ein Feuer darunter an und leite den entstehenden Dampf zu einem Schaufelrad, welches eine Dynamomaschine antreibt. Die Einzelteile dieser Apparatur kann man in jedem Spielwarengeschäft kaufen. Was ist ein Dampfkraftwerk? Das gleiche, nur etwas größer.Und vor einigen Jahrzehnten hat der Vergleich auch wirklich noch beinahe gestimmt. Doch mittlerweile wurden die Kessel besser, die Feuerungen raffinierter, die Dampfturbinen komplizierter und die Generatoren leistungsfähiger. Das Dampfkraftwerk von heute , hat mit dem Dampf-, kraftwerk von

1962

Wozu Triga?

METERDICKE WÄNDE AUS SCHWERSTBETON schirmen das Core, das unbewegliche, aber gefährliche Herz des Hochschulreaktors im Wiener Prater ab. Trotzdem kann man es, zum Greifen nahe, in aller Ruhe betrachten. Es liegt auf dem Grund einer mit Wasser gefüllten, oben offenen Betonröhre. Für die gefährliche Neutronen Strahlung, welche die im Core untergebrachten zehn Kilogramm Uran aussenden, sind nämlich fünf Meter Wassersäule ein ebenso wirksamer Panzer wie zwei Meter Beton. Doch das destillierte, absolut klare Wasser läßt diesen Panzer noch viel dünner erscheinen.Ob es sich nun im

1975

Wahrscheinlichkeit 1:100.000

Österreich ist derzeit noch in der glücklichen Lage, rund zwei Drittel seines Bedarfs an elektrischer Energie durch Nutzung der heimischen Wasserkräfte decken zu können. Das restliche Drittel wird von Wärmekraftwerken — die teils mit heimischer Braunkohle, teils mit öl und Erdgas betrieben werden — erzeugt, wobei diese kalorischen Kraftwerke auch die notwendige Ergänzung für die Wasserkraftwerke in Zeiten geringer Wasserführung darstellen. Nach diesem Konzept wurde von der österreichischen Elektrizitätswirtschaft — vor allem in den Jahren nach 1945 — eine Reihe bedeutender

1976

Public Relations genügen nicht

Die Kernenergiediskussion in der Bundesrepublik hat gezeigt, daß es in der Atomwirtschaft trotz massiver Gegner kein Zurück hinter die Stunde Null gibt. Nicht nur die Technologie, auch fast die gesamte Wirtschaft hat sich auf die Atomkraft gleichsam als auf eine Selbstverständlichkeit eingestellt. Die Auseinandersetzung über die Risiken von Kernkraftwerken ist indes weder unter akademisch-technischem noch unter ökonomischem noch unter politischem Aspekt abgeschlossen. Kürzlich haben in der Bundesrepublik rund 200 Wissenschaftler eine drastische Verlangsamung der Kernkraftwerksplanung gefordert. Das wiederum hat die Befürworter der Kernenergie auf den Plan gerufen, unter ihnen 650 Wissenschaftler. Sie halten die Nutzung der Kernenergie für notwendig und vertretbar. Wenngleich mithin die Gefahrenkalkulationen selbst unter den Experten umstritten sind, ist ihre Mehrzahl in der Bundesrepublik und auch i in den Vereinigten Staaten davon überzeugt, daß die große Kata-stronhe nicht stattfinden wird.

1978

Sicherheitsfaktor Forschung

Jeder aufmerksame Zeitungsleser weiß, daß sich die Debatte um die Kernenergie in den letzten Monaten mehr und mehr auf die Frage der Abfallbeseitigung zugespitzt hat. Die Gegner der Kernenergie sprechen heute fast nur noch über Wiederaufbereitung und Endlagerung, und je sachkundiger sie sind, umso konsequenter machen sie einen großen Bogen um die Frage der eigentlichen technischen Reaktorsicherheit. Damit ist das Zentralproblem von einst an den Rand gerückt.Der Grund dafür: Das Kernkraftwerk selbst, der Druckwasser- oder Siedewasserreaktor, hat einen so hohen Sicherheitsstandard

Geothermie und ihre Chancen in Österreich

Will man einigen Meldungen glauben, die in letzter Zeit in der Presse auftauchten, dann wäre die Lösung des Energieproblems in Österreich nicht mehr fern: Der 2000 bis 4000 Grad Celsius heiße „Lavasee“ unter der Oststeiermark harrt in 8000 bis 9000 Meter Tiefe seiner Nutzung und das Kraftwerk Zwentendorf wird durch den Dampf einer gigantischen „Dampfblase“ in 9000 Meter Tiefe betrieben. Die Erdwärme wäre also der große Problemloser!Das alles klingt ungemein wissenschaftlich und optimistisch - doch leider ist es kompletter Humbug!Was kann aber mit der Erdwärme oder der

Sonnenkraftwerke - eine Realutopie

„Wir benehmen uns auf dieser Erde wie ein zweijähriges Kind, das unbeaufsichtigt in Mutters Küche geraten ist; es macht dem Kind größte Freude, an vielen Knöpfen zu drehen, ohne über die Tragweite seines Tuns Bescheid zu wissen.“ Professor Gerhart Bruckmann, aus dessen neuem Buch „Sonnenkraft statt Atomenergie“ diese Zeilen stammen, urteilt sehr hart über das heutige Verhältnis der Menschheit zur Energie. Als Mitglied des „Club of Rome“ teilt er die Ansicht von Dennis Meadows („Die Grenzen des Wachstums“), unser derzeitiges System gleiche einem Ozeandampfer, der mit hoher Geschwindigkeit auf einen Eisberg zufahre. Bruckmann fordert eine Temporeduzierung und Kurskorrektur in Sachen Energie, soll es nicht zu einer ökologischen Katastrophe kommen. Für ihn ist die Sonnenenergie „der reale Ausweg aus der Energiekrise“. Ist sie das wirklich?

1979

Energieversorgung: Krise und Auswege

Spätestens durch die Energiekrise im Jahre 1973 erfuhren breite Schichten der Bevölkerung, daß die Energievorräte öl, Gas und Kohle nicht unbegrenzt vorhanden sind und daß es an der Zeit wäre, mit der Energie zu haushalten und nach neuen Quellen zu suchen bzw. deren Verfügbarkeit rechtzeitig zu erforschen und zu organisieren.

1980

Unverläßliche Anzeigen, ratlose Mannschaft...

Erst ein Jahr nach der Beinahe-Katastrophe von Harrisburg war es möglich, in die Luftschleuse am Eingang des Reaktorgehäudes vorzudringen und einen Blick in das Innere zu werfen. Nun sind auch die ersten umfassenden Darstellungen des Unglücks verfügbar: Der Bericht der von Präsident Carter eingesetzten Untersuchungskommission („Der Störfall von Harrisburg”) und ein darauf basierendes Sachbuch (Rainer Paul: „Die Lektion”). Diese Veröffentlichungen offenbaren eine schaudererregende Fülle von Konstruktionsmängeln, Fehlmanagement, Leichtsinn und Verantwortungslosigkeit. Wer sie gelesen hat, findet leichter zu einem Urteil über die Kernenergie-Risiken. Hier nur eine kleine Auswahl aus dem Material.

Ein Ja zum Atomkraftwerk

Vom 3. bis 10. November liegen zwei Volksbegehren zur Unterschrift auf. Es geht um die Art der Weiterverwendung des Kernkraftwerks Zwentendorf, das seit einer Volksabstimmung am 5. November 1978praktisch nur noch eine Ruine darstellt, nachdem sich eine Mehrheit der Österreicher gegen seine Inbetriebnahme ausgesprochen hatte. In dieser Woche kommen die A ntragsteller der Volksbegehren zu Wort. In den nächsten Nummern wird in mehreren Beiträgen ein umfassender Überblick über den Stand der Energiedebatte gegeben.

1982

Auf den Spuren des Doktor Faust

Sie sind die wahren Nachfahren des Doktor Faust, der bekanntlich ergründen wollte, „was die Welt im Innersten zusammenhält".Sie, die Physiker der Europäischen Organisation für Nuklearforschung (Organisation Eu-ropeenne pour la Recherche Nucleaire) — ihre Kurzbezeichnung CERN stammt aus der Zeit, als der erste Buchstabe noch für „Conceil" stand —, gehen dafür aber keinen Pakt mit dem Teufel ein. Wie CERN-Vizepräsident Univ.-Prof. Wolfgang Kummer,Ordinarius für Theoretische Physik an der Technischen Universität Wien, betont, geht es um reine Grundlagenforschung,

1983

Kerngesunde Kernfusion

Weder gefährlich noch durch Rohstoffknappheit gefährdet ist Experten zufolge die Kernfusion. In etwa 50 Jahren könnte dieses Verfahren alle Energieprobleme lösen.

1984

Irrgarten der Argumente

In der Fülle der Argumente pro und kontra Kraftwerk Hainburg ist es schwer, sich zurechtzufinden. Christof Gaspari versucht im folgenden, die Positionen deutlich zu machen.

1986

Energie anno 2000

ln zehn bis 15 Jahren erwarten Experten einen Durchbruch an der Energiefront. Dann soll es preiswerte Brenn Stoff Zeilen für den Langstrecken-Fahrzeugverkehr geben.

Energieversorgung umweltfreundlich

Debatten über die Energiepolitik entzünden sich vielfach an konkreten Kraftwerkprojekten: Hainburg - ja oder nein, Zwentendorf - pro und contra. Das ist zu kurz gegriffen. Es geht um Grundsätzliches.

Die Zukunft der Energieversorgung

Erdöl und Erdgas werden knapp, ihre Substitution ist das große Problem für Wissenschaft und Technik. Realistische Chancen liegen in den erneuerbaren Energien.

1987

Manches läuft schon in NO

Um 340.000 Schilling Heizölkosten zu sparen, beschloß der Gemeinderat von Sitzendorf im Weinviertel eine neue Lösung für die Heizung der Volksschule: Erster Schritt war eine gezielte Wärmedämmung des Gebäudes, und als zweiter war die Anschaffung einer Biomasse-Heizung vorgesehen. Die großen ungenutzten Mengen an Stroh, die rundum auf den Feldern anfielen, legten die Einrichtung einer Strohverbrennungsanlage nahe.Auf Initiative des Bürgermeisters Werner Withalm wurde diese auf 750 Kilowatt (kW) ausgelegt, mehr, als die Volksschule brauchte. Der Hintergedanke: Später könnten die

1988

Blitzschach gegen den Tod

War etwa auch die Lieferung von spaltbarem Material aus Deutschland nach Pakistan das, was der Amerikaner Charles Perrow eine „normale Katastrophe“ nennt? Etwas, womit auf alle Fälle zu rechnen war? Wir veröffentlichen Auszüge aus einem hochaktuellen Buch über die Bewertung von Risken.

1989

Wasserstoff-Ente?

Zwei Chemiker wollen in vier Jahren mit einer Million Schilling Kosten das erreicht haben, wofür die Welt seit Jahrzehnten vergebens unzählige Milliarden verpulvert.

1991

Mit Holz, Stroh oder Gras statt nur mit Erdöl heizen

Die Biomasse, das Produkt einer ökologischen Kreislaufwirtschaft, wäre unter Berücksichtigung der volkswirtschaftlichen Gesamtkosten heute schon der billigste Energieträger. Die Preise für Biomasseprodukte sind exakt kalkulierbar und weisen seit Jahrzehnten die geringste Schwankung auf. Eine rasche Durchsetzung der Biomasse von der Preisseite her wird es aber nicht geben, solange man nicht den Mut hat, den fossilen Brennstoffen die von ihnen verursachte Umweltzerstörung (ein Schilling pro Kilowattstunde (kWh)) und die Schwächung der österreichischen Wirtschaft durch die hohe

Energie aus dem All, vom Mond Rohstoffe?

Ist der Energie-Import aus dem Weltraum die letzte Chance unserer Zivilisation? Der Autor dieser provozierenden Thesen ist Herausgeber der im Heyne Verlag, München, erscheinenden Science-Fiction-Romane (SF), der Beitrag ist ein stark gekürzter Auszug aus einem Vortrag, den er vor einiger Zeit in Den Haag vor Futurologen gehalten hat.

1993

DER STROM, der vom Himmel kommt

Seit knapp einem Jahr ist es nun vom Netz, das Freiburger Solarhaus. Wilhelm Stahl, der seither mit seiner Familie das Haus bewohnt, zieht Bilanz: „Das Bewohnen und Handhaben des Hauses ist absolut unkompliziert".

1996

Eine neue Epoche beginnt

Die Sonne ist für menschliche Maßstäbe ein ziemlich ineffizientes Kraftwerk. Die Kernfusion, durch die in dem glühenden Feuerball Energie freigesetzt wird, ist ein physikalisch wenig wahrscheinlicher Vorgang: Mehrere Millionen Jahre können vergehen, bis sich in einem Stern zwei Wasserstoffatome bequemen, zu einem Heliumatom zu verschmelzen. Die Sonne jedoch ist so groß, daß dies oft genug passiert, um jene Energie zu produzieren, die auf unserem Planeten das Leben gedeihen läßt.Seit den fünfziger Jahren versuchen Forscher, das Sonnenfeuer auch auf der Erde zu entfachen: Kraftwerke

Wie funktioniert die Kernfusion?

Kernfusion ist die Energiequelle der Sonne und aller anderen Sterne. Aufgrund der Schwerkraft entstehen im Inneren eines Sternes derart hohe Temperaturen und Drücke, daß die Materie in den Zustand des Plasmas übergeht: Die Elektronen verlassen ihre Umlaufbahnen um die Atomkerne. Aufgrund der hohen Temperatur rasen die nackten Atomkerne derart schnell im Plasma umher, daß sie ihre gegenseitige elektrische Abstoßung überwinden und miteinander verschmelzen können. Dabei wird Energie frei.Wasserstoff ist das leichteste chemische Element: Es besteht lediglich aus einem Proton, um das ein

2001

Kernspalter wittern Morgenluft

Das neue Energiekonzept der Bush-Regierung verlangt nach neuen Atomkraftwerken. Die Atomlobby freut's - die Klimaschutzziele rücken in weite Ferne.

2002

In den Startlöchern

Solarthermie und Photovoltaik: Schon jetzt gut entwickelte Techniken mit beachtlichen Zukunftsperspektiven.Das Grundprinzip der thermischen Nutzung ist denkbar einfach: Dunkle Körper absorbieren einen Großteil der auftreffenden Sonnenstrahlung und erwärmen sich. Wird diese Wärme mittels einer Flüssigkeit oder eines Gases abgeleitet, so ist das Grundprinzip der Solarthermie bereits erklärt.Was aber macht die Solarthermie zukunftsfähig? Der Umstand, dass in mitteleuropäischen Breiten etwa 40 Prozent des Gesamtenergiebedarfes für die Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser benötigt

2004

Kernkraft bleibt Option in Europa

10.000 Milliarden Dollar müssten investiert werden, um den Strombedarf bis 2030 weltweit zu decken, prognostiziert die Internationale Energie Agentur. Was bedeutet das für Europa? Und: Wie gut ist Österreich mit Elektrizität versorgt? Wie sieht die Zukunft von Alternativ- und Atomenergie aus? Themen des Gesprächs mit Verbund-Generaldirektor hans haider.Die Furche: Wie beurteilen Sie die Stromversorgung Österreichs? Ist ausreichend viel Kapazität vorhanden?Hans Haider: 2004 sind sicher ausreichend viele Reservekapazitäten vorhanden. Berücksichtigt man aber die Steigerungen des

2005

Der Strahlen-Papst vom Prater

Er hat mit seinen spektakulären Experimenten am Wiener Atominstitut wichtige Annahmen der Quantenmechanik bestätigt - und aus seinem Faible für die Kernenergie nie ein Hehl gemacht: doris helmberger über den Experimentalphysiker Helmut Rauch.Helmut Rauch ist Logiker aus Leidenschaft; mit Mystik hat er wahrlich nichts am Hut. Und doch ist er sein Leben lang in die Welt des Rätselhaften abgetaucht: in eine Welt, wo ein Stück Materie gleichzeitig hier und dort existiert; in eine Welt, in der von Wellen, Teilchen und beidem zugleich die Rede ist; in die paradoxe Welt der Quanten. Hier, am

Hasta la vista, Diesel!

Steigende Ölpreise, anhaltende Klimaerwärmung: Die Zeit ist reif für Fahrzeuge mit Brennstoffzellen und Wasserstoffbetrieb. Doch der umweltfreundliche Energieträger H2 hat (noch) seine Tücken.Die Ölkurve schien schon am Plafond angelangt. Und dann kam noch Katrina: Mit einer Geschwindigkeit von 240 km/h hinterließ der Hurrikan nicht nur eine Spur der Verwüstung - sondern sorgte auch dafür, dass der stattliche Ölpreis in neue Höhen stieg. 70,80 Dollar kostete Montag dieser Woche das Fass Rohöl. Eine Entwicklung, die die usa ins Mark trifft: Schließlich nutzen sie 20 Prozent des

2006

Von der Sonne lernen

In Frankreich soll erforscht werden, ob die kontrollierte Kernfusion für die Energiegewinnung nutzbar ist.Während die österreichische Linie seit Zwentendorf einen Verzicht auf Atomenergiegewinnung in Österreich vorsieht (und statt dessen Atomstrom importiert wird), sollen zwischen 2007 und 2011 aus EU-Mitteln fast 2,2 Milliarden Euro in die Erforschung der Kernfusion gesteckt werden. Das sieht das Siebte Euratom-Forschungsrahmenabkommen vor.Bei der Kernfusion werden Wasserstoff-Isotope zu Helium verschmolzen (siehe Grafik), dabei werden enorme Energiemengen frei. Ein Gramm Wasserstoff etwa

Der Mythos vom guten Atomstrom

Schweden ist vielleicht nur knapp einer Reaktorkatastrophe entgagen, in Temelin reiht sich eine Panne an die andere. Und immer wieder ist von der Renaissance der Atomenergie die Rede.

2008

Ein Platz an der Sonne

Hans Kronberger sieht kein Heil in der Nutzung fossiler oder nuklearer Ressourcen und ist überzeugt, dass in Hinkunft vor allem der große Fusionsreaktor Sonne den Energieverbrauch der Menschen decken wird. Es ist zu einer Selbstverständlichkeit geworden, dass Energie leistbar ist und unbegrenzt zur Verfügung steht. Die Grenzen dessen, was auf Grund dieses Paradigmas der Planet an Umweltverschmutzung hinzunehmen im Stande ist, sind in absehbarer Zeit erreicht. Was sind aber nun die unerschöpflichen und nutzbaren Energiequellen der Zukunft? Ist es die Sonne oder doch die Biomasse? Und was

2009

Die Sonne stellt keine Rechnungen aus

Der Gasstreit zwischen Russland und der Ukraine mit den Folgen, dass in Osteuropa die Menschen in ihren Wohnungen frieren, lässt den Ruf nach Alternativen lauter erschallen. Der unpolitischste Energielieferant - die Sonne - wird aber noch sehr selten genannt.Der Gasstreit zwischen Russland und der Ukraine hat wieder einmal verdeutlicht, wie abhängig die europäischen Länder von den fossilen Energieträgern noch immer sind. Wenngleich in Österreich bis dato noch keine Wohnung ungeheizt blieb, (er-)frieren in Teilen Osteuropas Menschen seit Tagen in ihren kalten Wohnungen. Das

2010

Nächster Anlauf zur Kernfusion

Die Kernfusion könnte eines Tages alle irdischen Energieprobleme lösen. In Frankreich wird dafür ein Reaktor der Superlative errichtet.Laut Mythologie versuchte Prometheus, den Göttern das Feuer abzutrotzen. Die Strafe dafür war drastisch. Doch von Mythen lassen sich Wissenschaftler nicht abschrecken. Zu verlockend ist die Aussicht, Energie in nahezu unbegrenztem Ausmaß nutzen zu können. Jede Sekunde verbrennt die Sonne Millionen Tonnen Wasserstoff zu Helium. Die dabei freigesetzte Energie gelangt als Strahlung ins All. Das Prinzip des Sonnenfeuers in irdischen Dimensionen zu kopieren

TRIGA Mark II – Österreichs einziger Reaktor

Im Prater blühen nicht nur bald wieder die Bäume, hier glühen auch die Teilchen. Im Atominstitut der TU Wien befindet sich nämlich Österreichs einziger Kernreaktor. Sein Name: TRIGA Mark II (kurz für: Training, Research, Isotope Production, General Atomic). Hört sich Furcht einflößend an, ist aber ganz harmlos, wie Tieftemperaturphysiker Harald Weber glaubhaft versichert. „Der Reaktor ist so konzipiert, dass er sich bei steigender Temperatur von selbst abschaltet.“ Eine Kernschmelze ist damit ausgeschlossen.Im Reaktorkern befinden sich die 80 Brennelemente. Als Brennstoff kommt

Treibt Thorium die Atom-Armbanduhr?

Mobile Atomuhren liegen noch in ferner Zukunft, aber der Weg dorthin wird gegenwärtig in Wien gepflastert: Der Physiker Thorsten Schumm baut eine neue Atomuhr, mit Thorium-229. Der Wissenschafter erhielt 2009 den START-Preis, heuer den ERC Setting Grant – nahezu die Hälfte des Preisgeldes von 1,3 Mio. Euro dient der Investition in ein Lasersystem.

2011

"Japan hat keine Alternative zur Atomkraft“

* Das Gespräch führte Bernhard MadlenerDer Kernphysiker Harry Friedmann von der Universität Wien ist davon überzeugt, dass es auch nach der jüngsten Katastrophe keine substanzielle Neuausrichtung der japanischen Energiepolitik geben wird.Die Furche: War mit dem japanischen Unglück zu rechnen?Harry Friedmann: Wenn man berücksichtigt, wie viele Reaktoren es weltweit gibt und wie lange sie in Betrieb sind, kann man statistisch abschätzen, wie oft so ein Unfall auftreten könnte. Ich kenne die japanischen Reaktoren nicht konkret, wundere mich aber, dass es scheinbar keine Vorkehrung gegen

Bei Minusgraden bricht der Widerstand

Im April 1911 entdeckte ein holländischer Wissenschaftler das Phänomen der verlustfreien Stromübertragung. Heute könnte diese Technologie die Energiewirtschaft revolutionieren.Die Entdeckung der Supraleitung war nicht gerade ein Zufall. Aber immerhin eine Überraschung. Im April 1911 kühlte der Physiker Heike Kamerlingh Onnes eine Materialprobe aus Quecksilber langsam bis nahe an den absoluten Nullpunkt immer weiter ab. Gleichzeitig maß er laufend, wie gut das Metall dabei elektrischen Strom leitete. Bei einer Temperatur von minus 268,8 Grad Celsius geschah etwas Unerwartetes: Der

2017

Das teure Überleben der ATOM-ILLUSION

Die UN-Atomenergiebehörde IAEO wird am 27. Juli 60 Jahre alt. Die Technologie, deren Einsatz sie überwachen soll, hat sich von der hofierten Ideal-Utopie zur zweifelhaften Echtzeit-Gefahr entwickelt.

2019

Wasserstoff-Geist aus der Flasche - © Illustration: Rainer Messerklinger

Wundergeist mit Wenn und Aber

Der Wasserstoff kann beinahe alle unsere Probleme lösen. Nur ist die Technologie noch lange nicht so weit. Andere hingegen stünden zur Verfügung. Eine Analyse.

2021

nuclear-power-plant-4526560_1920 - © Pixabay

Mit Atomkraft gegen die Klimakrise?

Die Atomkraft ist zurück im Gespräch: Ihren Verfechtern gilt sie als sauberste Lösung der Energiekrise – und als unverzichtbare Stütze zum Erreichen der Klimaziele. Aber auch die neue Generation der Atomreaktoren ist mit einem alten Problem behaftet.

2022

Erneuerbare Energien Speichertechnologien - © Foto: iStock / Marcus Millo

Speichertechnologien: Ein Lager für den Ökostrom

Die Abkehr von fossilen Energiequellen dämmt nicht nur die Klimakrise ein, sondern verschafft auch energiepolitische Unabhängigkeit. Der Weg dorthin sind die erneuerbaren Energien, der Schlüssel jedoch die Speichertechnologien. Welche Herausforderungen liegen hier vor uns?

ITER Kernfusion Reaktor - © Foto: © ITER Organization

Kernfusion: Die Sonnenmaschinen

Kontrollierte Kernfusion verspricht grenzenlose saubere Energie. Um diese Technologie zu erforschen, baut man in Europa weiter an ITER, dem weltweit größten Fusionsreaktor. Wie soll er funktionieren? Einblicke in ein Jahrhundertprojekt.

Energiewende: Die grüne Methan-Formel

Im Winter könnten wir frieren. Doch der Ukrainekrieg sollte uns nicht davon abhalten, langfristig zu denken. Warum gerade Erdgas für die Energiewende entscheidend ist. Eine Analyse.

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Raimund Lang

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