Leistungsfähigkeit wie die Sonne? „Verdammt nah dran“


Mittig jener Sonne verschmelzen unaufhörlich Kerne von Wasserstoffatomen und setzen riesengroß viel Leistungsfähigkeit unausgefüllt. Dieser Fusionsprozess ist zu Händen dasjenige Leuchten von Sternen zuständig. Seither Jahrzehnten träumt die Wissenschaft davon, ihn nicht zuletzt hinaus jener Schutzleiter einsetzen zu können. Im Kampf gegen den Klimawandel wäre er eine große Hilfe. Mit einem Kilo Wasserstoff könne man genauso viel Leistungsfähigkeit erzeugen wie ein Kohlekraftwerk mit 10.000 Tonnen Kohle, erklärt Thomas Klinger im „Klima-Labor“ von ntv. Jener Plasmaphysiker sagt, „wir sind verdammt nah dran“, die neue Energiequelle zu nutzbar machen. „Es ist die neue Energiequelle, die die Menschheit noch nicht nutzt“, erklärt er. Ein sehr gut verschlossenes Fass. „Aber an dem Deckel zerren wir schon herum.“

ntv.de: Sie versuchen eine Menge kleine Sonne hinaus jener Schutzleiter zu erschaffen. Worum geht es da?

Thomas Klinger: Dies ist dasjenige Oberthema jener gesamten Fusionsforschung. Dies ist verbunden mit jener Plasmaphysik, die sich mit diesem Materiezustand auseinandersetzt: Man braucht diesen Materiezustand, um den Prozess jener Vereinigung hinaus jener Schutzleiter zu erzeugen. Jener findet in jedem Stern statt, nicht zuletzt in jener Sonne. Die ist ja nicht zuletzt nur ein ganz stinknormaler Durchschnittsstern.

Und da entsteht Leistungsfähigkeit?

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Thomas Klinger leitet am Max-Planck-Institut zu Händen Plasmaphysik den Bezirk Stellarator-Dynamikumfang und -Vorschub.

(Foto: picture alliance/dpa)

Ja, damit wird die Sonne betrieben, insoweit scheint sie, simpel gesprochen. Dies Sonnenlicht ist letztlich dasjenige Ergebnis dieses Fusionsprozesses. Dies kann man nicht so trivial hinaus die Schutzleiter herbringen, weil die Verhältnisse zentral jener Sonne schon unvergleichlich ungemütlich sind. Uns eine kleine Sonne hinstellen? Dies führt in die Irre. Welches wir hinaus jener Schutzleiter nacheifern können, ist dieser Prozess, jener zentral jener Sonne stattfindet.

Den zu tun sein Sie einmal ganz langsam verdeutlichen.

Jener heißt Vereinigung. Dies Wort impliziert ja schon, dass irgendetwas verschmilzt – wie unter einer Vereinigung von zwei Konzernen. Bloß, dass man hier nicht von Unternehmen redet, sondern von ganz kleinen Teilchen, von Korpuskel, den Kernen jener Atome. Nun nimmt man wie die Sonne dasjenige allereinfachste Atom, dasjenige Wasserstoffatom. Dessen Kerne werden zum Verschmelzen gebracht. Dies ist Vereinigung.

Wie viel Leistungsfähigkeit wird in diesem Zusammenhang freigesetzt?

Am Finale, wenn wir die Gesamtheit zusammengetragen und sozusagen ein Kraftwerk aus diesem Prozess gebaut nach sich ziehen, ist dasjenige ein Gigawatt-Kraftwerk. Darob, wie ein richtig großes Braunkohlekraftwerk. Jener Witz ist bloß, dass solche bulligen Dinger mit ihren Riesenschloten etwa 10.000 Tonnen Kohle pro Tag nötig haben. Dies sind zehn Güterzüge oder drei, vier große Schleppkähne, um die zu füttern. Zu Gunsten von ein Fusionskraftwerk braucht man dagegen ein Kilo Wasserstoff. Ein Kilo Wasserstoff verglichen mit 10.000 Tonnen Kohle ist ganz gut, oder?

Dies klingt hinaus jeden Sachverhalt nicht schlecht, dennoch wieso gibt es Fusionskraftwerke dann noch nicht überall?

Dies Schwierige ist tatsächlich mein Fachgebiet, die Plasmaphysik. Dieser eigenartige Materiezustand Plasma ist ein dünnes, heißes Gas. Wenn wir ein Gas unter ganz hohen Verdichtung setzen, ist es relativ konsistent. Wenn wir es unter ganz niedrigen Verdichtung setzen, ist es sehr mickerig. Dies kann man mit einem Ventil, mit so einem kleinen Spund, regulieren. Dies heißt, erstmal pumpt man zusammenführen Kessel, jener 1000 Kubikmeter Volumen hat, völlig leer, da ist gar nichts innerhalb. Dann lässt man unter unserer Stereoanlage 0,01 Gramm Wasserstoff rein, und dann ist ein dünnes Gas innerhalb unter einem sehr niedrigen Verdichtung. Und dieses Gas wird dann sehr sehr warm gemacht.

Wie sehr warm?

Wetterlage-Laboratorium von ntv

Welches hilft gegen den Klimawandel? Wetterlage-Laboratorium ist jener ntv-Podcast, in dem Clara Pfeffer und Christian Herrmann Ideen und Behauptungen prüfen, die toll tönen, es dennoch selten sind. Klimaneutrale Unternehmen? Gelogen. Klimakiller Kuh? Missverständlich. Bewalden? Verschärft Probleme.

Dies Wetterlage-Laboratorium – jeden vierter Tag der Woche eine halbe Stunde, die informiert, aufräumt und Spaß macht. Im Zusammenhang ntv und überall, wo es Podcasts gibt: Audio Now, Apple Podcasts, Amazon Music, Google Podcasts, Spotify, RSS-Feed

Sehr sehr warm! So ein dünnes Gas ist etwa 100.000 Mal dünner denn die Luft, die wir Luft holen. Dies kann man wirklich erstaunlich sehr warm zeugen. Es ist keiner so schwierig, dasjenige hinaus 100 Mio. Qualität Celsius aufzuheizen. Dies ist zu Händen uns kein Materiezustand, kein Phänomen, dasjenige uns täglich oberhalb den Weg läuft, Sie sehen kein Plasma, begegnen keinem Plasma. Wohl die Nordlichter sind ein guter Vergleich: Im Zusammenhang den Polarlichtern möglich sein Sie in jener Lufthülle sehr hoch, wo die Luft sehr, sehr mickerig wird. Und die sehr dünne Luft wird dort von dem Sonnenwind hinaus sehr hohe Temperaturen aufgeheizt. Die liegen unter 1 solange bis 5 Million Qualität Celsius, und dann leuchtet dasjenige ganz fröhlich. Dies ist schon ein natürlicher Plasmazustand.

Und wie Vorteil verschaffen wir jetzt Leistungsfähigkeit aus diesem sehr, sehr heißen Gas?

Welche hohen Temperaturen sind die Voraussetzung dazu, dass es zur Vereinigung jener Wasserstoffkerne kommt. Sie können sich dasjenige wie Feuer vorstellen: Sie nötig haben ein Streichholz, damit es anfängt zu in Flammen stehen. Und wenn es dann brennt, erzeugt es so viel Leistungsfähigkeit, dass es weiter brennt. Dann können Sie dasjenige Streichholz auspusten oder beiseitelegen. Es ist eh bankrott.

Wo finde ich dasjenige Wetterlage-Laboratorium?

Dies Wetterlage-Laboratorium finden Sie unter ntv und überall, wo es Podcasts gibt: Audio Now, Apple Podcasts, Amazon Music, Google Podcasts, Spotify, RSS-Feed

Diesen Plasmazustand zu tun sein Sie einmal mit zig Megawatt erzeugen, damit richtig viel Leistungsfähigkeit. Dann nach sich ziehen Sie es so sehr warm bekommen, dass die Wasserstoffkerne einleiten, zu verschmelzen. Und weil unter dem Fusionsprozess Leistungsfähigkeit freigesetzt wird, heizt solche Leistungsfähigkeit dieses Plasma wieder weiter hinaus, erhält die Hitze, und dann „brennt“ es vor sich hin.

Wohl die Idee ist ja wirklich, dass wir saubere Leistungsfähigkeit herstellen. Dies klingt nicht ohne Rest durch zwei teilbar sauber, welches Sie charakterisieren. Wir nötig haben Reaktoren, zu tun sein 50 Megawatt Leistungsfähigkeit reinstecken – ist dasjenige wirklich eine umweltfreundliche Energiequelle?

Sie ist umweltfreundlich in dem Sinne, dass Sie kein Kohlendioxid erzeugen. Dies ist ja ohne Rest durch zwei teilbar ein sehr aktuelles Themenkreis. Wir nach sich ziehen natürlich denn naheliegenden Vergleichsmaßstab nicht zuletzt die Kernspaltung, die radioaktive Produkte erzeugt. Brennstäbe, die 50.000 Jahre weit gelagert werden zu tun sein. Die nach sich ziehen wir nicht zuletzt nicht unter jener Vereinigung. Wenn man Wasserstoffkerne miteinander verschmilzt, entsteht Heliumgas. Ein Edelgas, welches man in Luftballons rein tut oder von dem man quietschende Stimmen bekommt. Dies ist ein lächerliches Gas, welches niemandem irgendetwas tut. Und man bekommt ein Korpuskel namens ungeladenes Nukleon. Dieses ungeladenes Nukleon ist ein kleines, ungeladenes Teilchen. Dies wird dann von einer dasjenige Plasma umgebenden Wand abgebremst und sorgt zu Händen die Energieumwandlung, damit die Bewegungsenergie wirklich in Wärme umgewandelt wird.

Dies heißt, jener einzige richtige Müll ist Heliumgas?

In dem Sinne, ja. Wohl wie immer gibt es in jener Natur zusammenführen Pferdefuß. Eins die Erlaubnis haben wir nicht vergessen, es ist eine nukleare Technologie. Und solche Korpuskel, solche Neutronen, die zur Folge haben dazu, dass die Wand, die dasjenige Plasma zwingend umgeben muss, hinaus Dauer radioaktiv wird. Da sagt man gleich wieder: Ui, pfui, da nach sich ziehen wir den Salat! Wohl so ist es nicht, es gibt nämlich radioaktiv und radioaktiv. Radioaktiv ist dann blöd, wenn es hoch radioaktiv ist.

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Wie Uran und Plutonium?

Ja, dasjenige ist hoch radioaktiv, dasjenige muss man in Castor-Behältern transportieren, und dann muss man 50.000 Jahre warten, solange bis es nicht mehr gefährlich ist. Dies wiederum trifft hinaus die Radioaktivität, von jener ich unter jener Vereinigung spreche, nicht zu. Wenn so ein Kraftwerk seine Spielzeit erreicht hat, zu tun sein Sie sich Gedanken zeugen, wohin mit dem radioaktiven Stahl. Dies hört sich unbequem an, weil es wenige zigtausend Tonnen sind, dennoch es ist so gestaltet, dass die Radioaktivität ziemlich schnell abklingt: Nachher etwa 100 Jahren können Sie daraus wieder Blechdosen zeugen.

Im Prinzip kann man sagen: Selbst betreibe ein Kraftwerk 30, 40, 50 Jahre, dann muss es stillgelegt werden, weil es Altbier geworden ist. Dann kann man, wenn man knabenhaft ist, sagen: Da ist eh ein Zaun außerhalb herum, den schließen wir jetzt trivial ab und schützen dasjenige zu Händen 100 Jahre, folglich kann man die Stereoanlage entzwei schweißen und wiederverwenden.

Wir möglich sein jetzt mal mit Ihnen mit und einwilligen die 100 Jahre, die wir die Kraftwerke schützen zu tun sein. Ab zu welcher Zeit kann ich denn unter meinem Stromanbieter Fusionsstrom beziehen?

Leider ist dasjenige ein schwieriges Handlung, an dem schon 70 Jahre geforscht wird. Nicht vergebens, es konnten viele Fortschritte gemacht werden. Man nähert sich dem Prototypen des Kraftwerks an.

Im World Wide Web kursiert ein Running Gag oberhalb die Fusionstechnologie: …

Ja, …

… „Es sind immer noch 30 Jahre bis zum Durchbruch.“

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Ein Blick hinaus den Forschungsreaktor „Wendelstein 7-X“ im Max-Planck-Institut zu Händen Plasmaphysik.

(Foto: picture alliance/dpa/dpa-Zentralbild)

… dasjenige ist jener älteste Fusionswitz jener Welt. Den höre ich immer wieder. Dies ist ein Moving-Target-Vorwurf und Sie erwarten jetzt natürlich, dass ich den verwerfe. Wohl es ist schon so, dass man erst einmal zu optimistisch war in den 50er und 60er Jahren. Da hat man gedacht, dasjenige kriegen wir schnell hin. Dann musste man an einigen Stellen realisieren: Verdammt, dasjenige wird schwieriger denn gedacht. Man hat sich tüchtig verschätzt. Und dann kam noch hinzu, dass man realisiert hat: Die Anlagen, die man konstruieren muss, um daraus ein Fusionskraftwerk zu zeugen, sind sehr große Anlagen. Kurz geht dasjenige nicht.

Von welcher Größe reden wir da?

Wir reden von 1000 Kubikmeter Plasma-Volumen. Dies bedeutet, dass die Maschinen, die Sie rund herum konstituieren zu tun sein, 10.000 solange bis 20.000 Tonnen Hantel nach sich ziehen. Dies sind monstergroße Anlagen wie ein Kohlekraftwerk oder ein großes Wasserkraftwerk. Nun sind so große Forschungsanlagen dennoch sehr teuer, dasjenige hat die Sache nicht ohne Rest durch zwei teilbar beschleunigt. Die Spiel, jeweils den nächsten Schrittgeschwindigkeit einer solchen Versuchsanlage zu konstruieren, hat sich ewig hingezogen. Es wird dann gerne mal 20 Jahre im Ring diskutiert, solange bis man sagt: Jetzt zeugen wir dasjenige! Dies ist halt so, wenn viel Geld, Steuergeld, investiert werden muss. Dies ist nicht zuletzt gut so.

Wohl jetzt nach sich ziehen wir es geschafft?

Wir sind verdammt nah dran, dennoch es zu tun sein noch große Versuchsanlagen gebaut werden. Die entscheiden sich an verschiedensten Stellen im Bauwerk. In Europa gibt es da eine Großanlage, die heißt ITER (Latein “der Weg”; International Thermonuclear Experimental Reactor, d. Red.), die jetzt im Bauwerk ist und 2025 in Fertigungsanlage möglich sein soll. Wenn die ihren Fertigungsanlage aufnimmt, muss man damit nicht zuletzt vordringlich Erfahrungen zusammenschließen. Dies dauert die Gesamtheit und lässt sich nicht zuletzt nicht richtig beschleunigen. Am Finale landen wir in jener zweiten Hälfte des Jahrhunderts.

Darob, in 30 Jahren ungefähr?

Dies kann man jetzt zuspitzen und sagen: Höhö, jener Witz hat funktioniert! Wohl dasjenige geht am Ziel vorbei. Vereinigung ist in dem Sinne keine Mohrrübe, jener man die ganze Zeit hinterherläuft, dennoch nie erreicht. Sie wurde trivial schrittweise hinaus realistische Füße gestellt und indem nach sich ziehen sich die Zeitskalen verändert.

Sie nach sich ziehen solche Stereoanlage in Cadarache, in Südfrankreich, angesprochen. Dies ist dasjenige teuerste wissenschaftliche Test aller Zeiten, ITER kostet ungefähr 20 Milliarden Euro.

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Die (riesigen) Bauteile zu Händen ITER trudeln ohne Rest durch zwei teilbar ein.

(Foto: picture alliance / ASSOCIATED PRESS)

Wenn man sich Leistungsfähigkeit anschaut, kommt man schnell in hohe Summen. Fragen Sie mal unter Royal Dutch Shell oder in Saudi-Arabien nachher, da geht es schnell um Milliarden. Wohl es ist natürlich eine sehr teure Forschungsanlage. Sie ist nicht zuletzt insoweit so teuer, weil an ITER sieben Partner konstruieren und später nicht zuletzt forschen: die Europäische Union, die Vereinigten Staaten, Russland, VR China, Land der aufgehenden Sonne und Südkorea.

Eine spannende Zusammenarbeit.

Vor allem ist es die halbe Menschheit, die denn Bevölkerungszahl hinten steht. Dies ist sehr aufregend. Wohl unter ITER wurde sich darauf geeinigt, dass jeder dieser Partner zusammenführen Mitgliedsbeitrag in Bauteilen leistet und am Finale verrechnet wird. Dies ist schon nicht wirklich die effizienteste Menge und Weise, eine Großanlage zu konstruieren. Stellen Sie sich vor, Sie wollen mit ihren Nachbarn ein Kutsche konstruieren und jeder bringt irgendetwas mit … Welche Umständlichkeit und Schwierigkeit schlägt sich in den Gesamtkosten natürlich nieder. Außerdem handelt es sich gerade um eine Forschungsanlage. Die sind viel teurer denn am Finale dasjenige Serienprodukt, denn Sie zu tun sein unheimlich viel Vielseitigkeit und Beobachtungsmöglichkeiten einführen. Sie wissen nicht zuletzt noch keiner ganz genau, wie sie es konstruieren zu tun sein. Dies macht es die Gesamtheit teurer denn ein Kraftwerk am Finale ist.

Nach sich ziehen wir denn aufgebraucht Bauteile oder fehlt noch dasjenige Lenkrad?

Die Bauteile trudeln ohne Rest durch zwei teilbar ein. Jetzt kommen die ersten Räder angerollt und werden nacheinander zusammengesetzt. Die Montage jener ganzen Stereoanlage befindet sich im Volldampf-Modus und soll solange bis 2025 verriegelt sein. Vielleicht dauert es noch ein kleinster Teil länger, dennoch nicht wesentlich länger. Dann wird es die erste Fusionsanlage sein, die demonstriert, dass man zehnmal mehr Leistungsfähigkeit rausholen kann denn man reinsteckt.

Andere Technologien können wir damit beiseite legen?

Nein, ich finde man muss die Gesamtheit zeugen, welches vernünftig ist. Wir nach sich ziehen eine Doppel-Herausforderung: Wir zu tun sein unter jener Energieversorgung vom Kohlendioxid runterkommen und den steigenden Energiehunger decken. Jener gesamte Welt-Energieverbrauch wird solange bis Finale des Jahrhunderts noch mindestens um den Koeffizient 2 solange bis Koeffizient 4 steigen. Welche Herausforderung vollbracht man nicht, nicht man „Entweder, oder“ sagt. Wir nach sich ziehen keine Wahl, wir zu tun sein aufgebraucht Register ziehen. Ein Register ist die Vereinigung. Und die ist interessant, weil es dasjenige einzige Register ist, welches noch nie gezogen werden konnte.

Und jetzt ist man von kurzer Dauer davor?

„Ganz kurz“ noch nicht, dennoch wir wittern Morgenluft. Man hat wirklich dasjenige Gefühl, jetzt könnte es klappen. Und dasjenige ist die einzige neue Energiequelle, die die Menschheit noch nicht nutzt. Aufgebraucht anderen sind in Benutzung, da reden wir von Eta, technischer Umsetzung, Preis und so weiter. Wir nach sich ziehen nur noch ein Fass, welches ungeöffnet ist. An dem Kronenkorken dieses fassförmigzerren wir, dennoch es ist leider sehr gut verschlossen.

Mit Thomas Klinger sprachen Clara Pfeffer und Christian Herrmann. Dies Gespräch ist zur besseren Verständlichkeit zensiert und geglättet worden.