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FORSCHUNG Rangeln um Röhren

Das Ende aller Energienöte -- durch Kernfusion -- scheint mit gleich zwei Reaktorkonzepten erreichbar zu sein. Aber Europas Forscher fallen im Wett- bewerb mit Amerikanern und Sowjets zurück.
aus DER SPIEGEL 17/1976

Amerika macht friedliche Kopfjagd in Europa. Gesucht sind Spezialisten einer esoterischen Wissenschaft. Fusionsforscher.

Sie sollen die Energiequelle der Zukunft -- kontrollierte Verschmelzung von Atomkernen -- erschließen helfen. Die ersten Durchbrüche zu wirtschaftlicher Nutzung erhoffen sich nun die Vereinigten Staaten.

Über alles bisher gekannte Maß verlockend ist die Rechnung. die ein Ende der Energienöte verheißt, falls die Glut der Sterne und der Wasserstoffbomben gezähmt werden kann: Aus jedem Gramm schweren und überschweren Wasserstoffs (Deuterium und Tritium) wären 94 000 Kilowattstunden zu gewinnen. Dieser Brennstoff aber ist schier unerschöpflich; um etwa den gesamten Strombedarf der USA zu decken, reichten zehn Kilogramm stündlich -- abzuscheiden aus einer Menge ordinären Wassers, die aus einem fünf Zentimeter starken Rohr unter normalem Leitungsdruck strömt (um dieselbe Energie mit Kohle zu erzeugen, müßten hingegen stündlich 180 000 Tonnen verheizt werden).

Die Experten-Jagd ist auf, seit nationale Eifersüchteleien das bislang wichtigste und aufwendigste Projekt zur Kernfusion der Europäischen Gemeinschaft unterminieren. Ende Februar sollten die EG-Forschungsminister über den Standort des Großexperiments »Jet« (Kosten: mehr als eine halbe Milliarde Mark) entscheiden. Wie immer bei Querelen, vertagten sie sich, diesmal gleich bis zum Juni.

Doch unterdes können die amerikanischen Fusionsforscher immer häufiger Erfolge melden -- und weitere Vorhaben, bei denen sie noch hilfreiche Hirne brauchen. Denn mittlerweile scheint die Entwicklung von Fusionsreaktoren nach mindestens zwei Konzepten möglich.

Damit die Atomkerne von Deuterium und Tritium verschmelzen, muß das Gemisch zu einem sogenannten Plasma hoch überhitzt werden. Dies kann (siehe Graphik) geschehen > durch starke Magnetfelder, die das Plasma gleichzeitig heizen und derart in einem Vakuumsystem einschließen, daß es nicht an der Reaktorwandung sofort wieder abkühlt -- ein Testreaktor dieser Art soll jetzt für 228 Millionen Dollar am Plasmaphysiklabor der Princeton University gebaut werden;

* durch Beschuß von Brennstoff-Kügelchen mit energiereichen Strahlen -- eine Versuchsanlage, in deren Brennkammer jeweils 20 gebündelte Laser-Lichtblitze einschlagen werden, entsteht derzeit am kalifornischen Lawrence Livemore Laboratory.

Eine Fusion zündet erst, wenn 100 Billionen Atomkerne je Kubikzentimeter bei Drücken wie im Innern der Fixsterne für etwa eine Sekunde zusammengehalten werden und eine Temperatur von rund 100 Millionen Grad erreichen. Dennoch erwarten die Experten der US-Energiebehörde Erda bereits für 1981 oder 1982 den Nachweis, daß sowohl Magneteinschluß wie Laser großtechnisch Fusionsprozesse in Gang bringen können, die ebensoviel Energie liefern, wie sie verbrauchen,

Vor allem bei der Laser-Technologie, vor drei Jahren kaum mehr als eine Labor-Spekulation, haben die Forscher rasche Fortschritte erzielt. Die Erda richtet dafür nun eigens eine Entwicklungsabteilung ein (bislang war die Abteilung für militärische Anwendungen zuständig).

Ein halbes Dutzend US-Institute, neuerdings mit jährlich mehr als 100 Millionen Dollar staatlich gefördert. baut ähnlich leistungsstarke Anlagen wie das Lawrence Livermore Laboratory. Einige der Laser-Kanonen sollen, für jeweils einen Bruchteil einer Milliardstelsekunde, mehr Energie ausstoßen als alle Kraftwerke der Welt zusammen.

Beim Magneteinschluß profitierten die Amerikaner von der Zusammenarbeit mit den Sowjets, die viele Pionierleistungen der Plasma- und Fusionsforschung erbrachten; seit 1974 besteht ein formeller Vertrag über den Austausch von Wissenschaftlern und wissenschaftlichen Ergebnissen. So ist die Tokamak genannte Magnetkonfiguration um einen Ringröhren-Reaktor, wie sie jetzt in Princeton gebaut wird, eine Entwicklung des Moskauer Kurtscha tow-Instituts.

Eine entscheidende Idee allerdings trugen französische und amerikanische Forscher bei. In den letzten Monaten gelangen ihnen etliche physikalische Tricks. durch die superstarken Magnetfelder zusätzliche hochenergetische Deuterium-Ströme in das bereits bestehende Plasma der Röhrenring-Kammer einzuschießen. Dieses Verfahren, erläuterte Dr. Melvin B. Gottlieb, Chef des Princeton-Labors, wird mutmaßlich die Leistung des Testreaktors derart steigern, daß die Energieausbeute dem Energiebedarf der Anlage immerhin gleichkommt.

Mitte der achtziger Jahre wollen die Amerikaner mit einer Demonstrationsanlage die Wirtschaftlichkeit dieses Fusionsprinzips prüfen. Ihre sowjetischen Kollegen hoffen sogar, spätestens dann den T-20, den größten je projektierten Tokamak, als »letzten Prototyp für ein kommerzielles Fusionskraftwerk« betriebsbereit zu haben.

Bis vor kurzem konnten sich auch die Europäer schmeicheln, im Wettbewerb um die erste Fusions-Energiequelle mit Sowjets und Amerikanern gleichauf zu sein. In jüngster Zeit lähmten jedoch technologische Rückschläge und Streitigkeiten um nationale Vorteile die Experten der EG.

Die bundesdeutsche Spitzenmannschaft vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching bei München etwa hatte übertriebene Hoffnungen in ein besonderes Reaktorkonzept gesetzt. Der sogenannte Stellarator, in dem anders als in Tokamak- und Laser-Anlagen nicht gepulste, sondern kontinuierliche Fusionsprozesse ablaufen sollen, kann nicht auf die erwartete Größe ausgebaut werden.

Das könnte die Deutschen auch im Gerangel um »Jet«, den »Joint European Torus«, zurückwerfen. Dieser europäische Super-Tokamak, von der Bundesrepublik zu 27 Prozent finanziert, soll dem Moskauer T-20 und dem Magnetring von Princeton gleichwertig werden.

Aber obwohl hur zwei Standorte dafür gerüstet sind, Garching und das britische Plasmaphysik-Zentrum Culham, fanden die EG-Forschungsminister noch zu keinem Entschluß. Denn wo »Jet« gebaut wird, wird wahrscheinlich später auch ein Milliarden Mark teurer Prototyp-Reaktor entstehen -- vor allem die investitionshungrigen Italiener hintertrieben deshalb einen vernünftigen Standort-Entscheid, um das Projekt ins eigene Land zu ziehen.

Die Verzögerung, erklärte EG-Forschungskommissar Dr. Guido Brunner, werde »einen bösen Effekt auf die Moral der Wissenschaftler haben; ich kann ihnen nicht befehlen, ewig abzuwarten«.

Selbst rascher Entscheid, kommentierte die britische Wissenschaftszeitschrift »New Scientist«, könnte sie nun nicht mehr halten, wenn »Jet« an einen unattraktiven Kompromiß-Standort verlegt würde: »Vor die Wahl zwischen Norditalien und den von Amerika gebotenen Gehältern und Forschungseinrichtungen gestellt, würde eine erkleckliche Anzahl der besten Köpfe in der europäischen Fusionsforschung bald auf dem Weg über den Atlantik sein.«

Betroffen ist insbesondere das hundertköpfige internationale Team, das -- in Culham versammelt -- den »Jet« entworfen hatte. Liefe es auseinander, so konstatierte die »Süddeutsche Zeitung«, »dürfte es überhaupt sinnlos sein, das Experiment zu beginnen«.

Für Europa wäre, noch vor der Zündung, der Fusions-Ofen aus.

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