China hat mit der Anlage Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) einen bedeutenden Durchbruch in der Kernfusionsforschung erzielt und dabei eine Dauertemperatur von 100 Millionen Grad Celsius erreicht.
Dieser Meilenstein stellt einen bedeutenden Fortschritt im weltweiten Streben nach sauberer Energie dar und bringt die Menschheit der Nachbildung der Energieproduktion der Sonne auf der Erde näher. Die potenziellen Auswirkungen auf die Energieerzeugung könnten enorm sein, da die Kernfusion unbegrenzte, kohlenstofffreie Elektrizität verspricht.
EAST in Hefei in der Provinz Anhui ist ein experimenteller Reaktor, der den Prozess der Kernfusion in der Sonne nachahmen soll. Im Gegensatz zur Kernspaltung, bei der Energie durch die Spaltung von Atomen erzeugt wird, werden bei der Fusion Wasserstoffkerne unter extremer Hitze und Druck miteinander verbunden, wodurch erhebliche Energiemengen freigesetzt werden, ohne dass Kohlenstoffemissionen oder langlebiger radioaktiver Abfall entstehen. Chinas Schwerpunkt auf der Kernfusionsforschung ist Teil einer umfassenderen Initiative zur Entwicklung nachhaltiger Energieressourcen als Alternative zu fossilen Brennstoffen.
Die Bedeutung des Erreichens von 100 Millionen Grad Celsius kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Für die Kernfusion müssen Wasserstoffatome auf diese extreme Temperatur erhitzt werden, die um ein Vielfaches höher ist als der Kern der Sonne. Bei solchen Temperaturen entsteht Plasma – eine überhitzte Form von Materie –, das die Kollision und Verschmelzung von Atomkernen ermöglicht, was zu einer enormen Energiefreisetzung führt. Zwar konnten diese Temperaturen in der Vergangenheit experimentell erreicht werden, doch ihre Aufrechterhaltung über längere Zeiträume erwies sich als große Herausforderung. Chinas jüngster Erfolg stellt einen wichtigen Schritt hin zur Stabilität dar, die für die Entwicklung funktionsfähiger Fusionsreaktoren von entscheidender Bedeutung ist.
Im wettbewerbsintensiven Umfeld der Fusionsforschung steht Chinas EAST an der Spitze, ist aber nicht allein. Zu den weiteren bemerkenswerten Projekten zählt ITER (Internationaler Thermonuklearer Versuchsreaktor), eine globale Partnerschaft mit Sitz in Frankreich, die voraussichtlich in den 2030er Jahren ihr erstes Plasma erzeugen wird. Auch der Joint European Torus (JET) in Großbritannien hat die Fusionsforschung maßgeblich beeinflusst und kürzlich mit einer kontinuierlichen Erzeugung von 59 Megajoule Fusionsenergie einen Rekord aufgestellt. Darüber hinaus verfolgt SPARC, eine Initiative des MIT und Commonwealth Fusion Systems in den USA, das Ziel, einen kompakten Fusionsreaktor mit fortschrittlichen supraleitenden Magneten zu entwickeln.
Trotz der Fortschritte von EAST bleiben auf dem Weg zur kommerziellen Kernfusion noch zahlreiche Herausforderungen bestehen. Dazu gehören die Notwendigkeit, Plasmareaktionen über längere Zeiträume aufrechtzuerhalten, die Energiebilanz zu erreichen und Materialien zu entwickeln, die den extremen Bedingungen im Reaktor standhalten.
Um seine Kernfusionskapazitäten weiter auszubauen, entwickelt China außerdem den China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR), der längere Plasmadauern ermöglichen und schließlich zur Stromerzeugung führen soll.
Der Erfolg von Chinas EAST intensiviert den globalen Wettlauf um die kommerzielle Kernfusion, insbesondere angesichts anhaltender Bedenken hinsichtlich des Klimawandels und des steigenden Energiebedarfs. Die Fusionstechnologie bietet das Potenzial, eine sichere, unbegrenzte und emissionsfreie Energiequelle bereitzustellen. Gelingt es einem Land, die Fusion kommerziell nutzbar zu machen, könnte dies einen revolutionären Wandel in der Energieerzeugung auslösen, der nicht nur die Energieversorgung von Haushalten und Industrie, sondern auch die Weltraumforschung beeinflusst.
