Kritische technische Fragestellungen im Kontext der Kernfusion

Bezüglich der Reaktionswahrscheinlichkeit ist nur die D-T Reaktion die einzig sinnvolle Fusionsreaktion auf der Erde. Das sollte man bedenken, wenn von Start-Ups auch andere Reaktionen wie z.B. die ➚ Proton-Bor-Fusion in die Diskussion gebracht werden. Weiterlesen

Die „Tritium Selbstversorgung“ wird als wahrscheinlicher Showstopper für die Kernfusion bezeichnet. Es könnte also sein, dass man vielleicht einmal ein Fusionskraftwerk starten kann, es dann jedoch wegen Brennstoffmangel wieder herunterfahren muss.

Weiterhin würden die Materialien unter realen Produktionsbedingungen einem Neutronenbeschuss ausgesetzt werden, den man derzeitig für die Materialtestung noch nicht simulieren kann. Damit basieren Aussagen zur Materialalterung, zur Ableitung der notwendigen Wartungsperioden, die wiederum Konsequenzen für die Wirtschaftlichkeit haben, auf einer sehr schwachen Datenlage.

Diejenigen Komponenten eines Fusionskraftwerks, die dem Plasma zugewandt sind, müssen extremen Bedingungen widerstehen, vergleichbar denen auf der Sonnenoberfläche. Der intensive Beschuss mit Fusionsneutronen kann Materialien schädigen und radioaktiv werden lassen. In der Kombination stellen die zu erfüllenden Kriterien eine enorme Herausforderung für die Materialentwicklung dar. Weiterlesen

Fusionskraftwerke tragen zur Proliferation bei, da mit ihrer Hilfe Material gewonnen wird, das direkt oder nach weiteren Verarbeitungsschritten zur Herstellung von Kernwaffen eingesetzt werden kann.  Weiterhin gibt es aber auch Waffen, die selbst auf der Kernfusionen basieren: Wasserstoffbombe (H-Bombe), Neutronenbombe und Kobaltbombe. Aber das Militär will auch Laserwaffen und Plasmakanonen haben! Weiterlesen

Institutionen, die sich mit Fusionsforschung beschäftigen, stehen unter dem Druck, sich mittels Durchbruchsmeldungen in den Blickpunkt der Medien zu stellen, um weitere Forschungsgelder erfolgreich einzuwerben. Diese Durchbruchsmeldungen sind Teil einer Kommunikationsstrategie. Es wurde kritisiert, dass die Fusionscommunity absichtlich verzerrte Bilder vom tatsächlichen Forschungsstand der Kernfusion für die breite Öffentlichkeit erzeugen will. Weiterlesen

Die Entwicklung der Laserfusion hatte in den USA nur einen militärischen Hintergrund. Nach der Einstellung der unterirdischen Atomwaffentests sollte ein Versuchsprogramm einen Ersatz bieten, die Funktionsfähigkeit des Atomwaffenarsenals zu garantieren. Weiterlesen

Die laserinduzierte Kernfusion (Trägheitsfusion) steht heute auf Technologie-Reifegrad 2-3 (von 9) Stufen. Die Anlage müsste mindestens zehnmal pro Sekunde die Kernfusion in einem Pellet auslösen. Es gibt derzeitig keine Laser, die das schaffen. Die Herstellung der Präzisierungs-Pellets ist teuer und dauert lange. Und man bräuchte weit über eine Million solcher Pellets pro Tag für ein Kraftwerk. Weiterhin sind die Abführung der Wärme, so wie die Tritium-Selbstversorgung nicht geklärt.

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Die erste Stufe des Technologie-Reifegrades wird als TRL 1: „Beobachtung und Beschreibung des Funktionsprinzips“ mit einer durchschnittlichen Dauer von 8–15 Jahre angegeben. Wenn für Marvel Fusion die Frage des Brennstoffs nicht entschieden ist, dann scheint Marvel Fusion noch Grundlagenforschung zu betreiben. Weiterlesen

Folgende Schwachpunkte hat die „European Fusion Roadmap“

• Stand 2018, aber kein Update danach
• Roadmap enthält keine Jahreszahlen. Es bleibt unklar welche Meilensteine schon erreicht wurden
• Beim Bau der DEMO Anlage wird die Schlüsselfrage der „Tritium Selbstversorgung“ noch nicht geklärt sein.

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Deuterium ist wohl nicht das Problem. Aber weltweit steht nur eine sehr begrenzte Menge an Tritium für zivile Zwecke zur Verfügung. Für den Betrieb von ITER reicht sie wohl aus. Aber bereits für DEMO ist dies mit Stand von heute nicht gewiss. Weiterlesen

Folgende Materialien könnten neben Tritium bei den Fusionskraftwerken knapp werden: Beryllium, Helium, Lithium, Wolfram. Weiterlesen  

Veröffentlichungen zu experimentellen Arbeiten zur Tritium-Selbstversorgung sind rar. Die meisten Veröffentlichungen zu diesem Thema beschäftigen sich mit Computer-Simulationen. Eine Arbeitsgruppe um Delaporte-Mathurin hatte 2025 erste echte experimentell ermittelte Tritium-Brutraten veröffentlicht. Weiterlesen

Jedes Fusionskraftwerk müsste das im Prozess verbrauchte Tritium selbst in ausreichender Menge wieder erbrüten (“Tritium-Selbstversorgung”). Für eine funktionierende “Tritium-Selbstversorgung” muss man aber ein technisch erforderliches Tritium-Breeding-Verhältnis (TBR) erreichen, damit der Reaktor nicht wegen Brennstoffmangel von sich aus ausgeht.  Weiterlesen

Für ITER hat man das sogenannte“Test Blanket Module (TBM)“ Program konzipiert. Doch ob die Ergebnisse bezüglich der Tritium-Selbstversorgung bei ITER wirklich klar interpretierbar sind, bleibt offen. Das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag schätzte ein: „Das aktuell vorgesehene Testprogramm reicht nicht aus, um die Tritiumselbstversorgung von DEMO zu erproben.“ Weiterlesen

Nach unserem Überschlag sind ca. 228 kg Tritium pro Jahr zu erbrüten, um kontinuierlich 1 GW elektrische Leistung zu erzeugen.

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Nein! Es gibt bisher keine realitätsnahe experimentelle Untersuchungsmöglichkeit und auch ITER dafür nicht geeignet sein. Aus diesem Grund will man zur Simulation die Materialtestanlage IFMIF-DONES in Granada/Spanien bauen. Weiterlesen

Neben den Anforderungen zu den mechanischen und thermischen Eigenschaften des Stahls gibt es hohe Anforderungen an die Reinheit des Stahls bezüglich der maximalen Gehalte an aktivierbaren Elementen. Man hat deshalb spezielle Stähle, wie z. B. EUROFER entwickelt. Weiterlesen

Beryllium kann als effizienter Neutronenmoderator und Neutronenmultiplikator im Fusionsreaktor eine wichtige Rolle spielen, hauptsächlich in der ersten Wand des Reaktors, die das Plasma umgibt. Diese Wand muss extremen Temperaturen und Neutronenbeschuss standhalten. Beryllium gibt es meist nur mit Verunreinigungen von Transuranen, die zu strahlenschutztechnischen Problemen während des Betriebes und zu Problemen beim Abfallmanagement führen. Weiterlesen

Ja, in den Wartungsperioden produziert ein Fusionskraftwerk keinen Strom. Man müsste in ein stand-by Kraftwerk investieren, das den Ausfall des zu wartenden Grundlastkraftwerkes über 2 Monate bzw. 10 Monate abfedert.

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