Stehen Deuterium und Tritium tatsächlich unbegrenzt zur Verfügung?

Ausführliche Antwort

Deuterium

Die natürliche Häufigkeit des Isotops Deuterium (²H) beträgt auf der Erde 0,0156 %. Es lässt sich wohl aufgrund des großen relativen Massenunterschieds zum normalen Wasserstoff ¹H leicht ➚anreichern.

Tritium

Man schätzt, dass das Welt-Gesamtinventar von natürlichem Tritium ca. 7 kg beträgt. Diese Menge befindet sich im Gleichgewicht zwischen der natürlichen Bildung durch die Höhenstrahlung in den oberen Atmosphärenschichten und dem radioaktiven Zerfall (➚IPP).

Zu Zeiten der vielen Atombombentests war die Menge an Tritium allerdings wesentlich höher. Die weltweite Umweltbelastung durch den anthropogenen Anteil nahm erst nach 1965 ab. Doch man weiß auch, dass durch die Atomkraftwerke und Aufbereitungsanlagen kontinuierlich Tritium über die Abwässer und die Abluft in die Umwelt gelangen. Dennoch können Fusionsforscher nicht auf das natürliche Tritium, auf das in Fukushima gelagerte Tritium-haltige Abwasser und auch nicht auf das in die Umwelt emittierte Tritium zurückgreifen. Dafür scheint es gegenwärtig keine anwendungsreifen Anreicherungsmethoden zu geben.

In den USA wurden bis 1988 Tritium und Plutonium in ➚Atomreaktoren für militärische Nutzungen hergestellt, die dann aber wegen Sicherheitsmängeln stillgelegt wurden. In Kanada wird Tritium als Nebenprodukt in den sogenannten ➚CANDU-Reaktoren (1,9 kg/Jahr) hergestellt (1). Übrigens berichtete die ➚Wirtschaftswoche im Ranking der teuersten Substanzen der Welt 2024, dass Tritium auf Platz 5 anzusiedeln ist.

Laut ➚scinexx.de wird ITERInternational Thermonuclear Experimental Reactor in den 15 Jahren seiner geplanten Betriebsdauer etwa 20 kg an Tritium benötigen. Man schätzt heute das gesamte Welt-Gesamtinventar an Tritium auf 30 bis 40 kg. Tritium als Ausgangsstoff für Fusionskraftwerke zu planen, ist deshalb eine Herausforderung, wenn für ein theoretisches Fusionskraftwerk mit 1 GW /Jahr ein Verbrauch von 55,6 kg Tritium veranschlagt wird (2).

Weltweit steht nur eine sehr begrenzte Menge an Tritium für zivile Zwecke zur Verfügung. Für den Betrieb von ITER reicht sie aus. Aber bereits für DEMO ist dies mit Stand von heute nicht gewiss. Und die Frage, ob eine Tritium-Selbstversorgung technisch überhaupt möglich ist, ist offen und sollte prioritär beantwortet werden (3).

Weiterführende Beiträge

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