Revolution in Nuclear Fusion: UK Scientists Unveil Novel Reactor Design for Power Grid by 2040

Nukleare Fusion hat in den letzten Jahren eine Art Renaissance erlebt, mit einer Vielzahl von Start-ups und Regierungen, die ernsthaft an der Idee arbeiten. Britische Wissenschaftler haben nun einen Einblick in ein neuartiges Reaktordesign gegeben, das bis 2040 Strom ins Netz einspeisen könnte. Trotz des Rufs, dass diese Technologie immer 20 Jahre entfernt sei, gab es in den letzten Jahren eine Fülle von Investitionen, da die Hoffnung wächst, dass ihre Zeit endlich gekommen ist.

Laut der Fusion Industry Association brachte die letztjährige Investition von 900 Millionen Dollar den Gesamtbetrag auf 7,1 Milliarden Dollar. Diese Zuversicht scheint nicht durch die erheblichen Verzögerungen bei ITER gedämpft worden zu sein, der internationalen Zusammenarbeit, die lange Zeit als Vorzeigeprojekt der Fusion galt.

Basierend auf dem Wissen aus ITER und anderen öffentlich finanzierten Experimenten setzen nun zahlreiche Start-ups darauf, dass sie kleinere Fusionsreaktoren in einem Bruchteil der Zeit und Kosten liefern können. Aber nicht nur der private Sektor drängt darauf, die Technologie zu kommerzialisieren.

Im Jahr 2019 stellte die britische Regierung 300 Millionen Pfund für das Design eines neuartigen 200-Megawatt-Reaktors namens Spherical Tokamak for Energy Production (STEP) bereit. In einer Reihe von kürzlich im Philosophical Transactions of the Royal Society A veröffentlichten Papieren haben seine Designer nun einen Einblick gegeben, was sie entwickelt haben.

Das am häufigsten verwendete Design für einen Fusionsreaktor ist als Tokamak bekannt. STEP folgt ähnlichen Prinzipien, ist jedoch hoch und schmal, eher wie ein Kernapfel. Obwohl dies nicht nach viel Unterschied aussieht, ermöglicht es einen kleineren Abstand zwischen dem Zentrum des Reaktorgefäßes und den umwickelnden Magneten.

Die Form eines sphärischen Tokamaks erzeugt auch ein grundsätzlich stabileres Plasma, was die Leistung verbessern sollte. Allerdings hat das Design Kompromisse. Der STEP-Reaktor wird genug Tritium erzeugen müssen, indem er nur die Decken an der Außenwand der Kammer verwendet.

Die Designer des Reaktors haben sich auch für eine ambitionierte Architektur mit Gelenken in den Magneten entschieden. Dies wird es ermöglichen, den oberen Teil des Gefäßes zu öffnen und damit Wartungsarbeiten deutlich zu beschleunigen und somit Betriebskosten zu senken.

Ob dieser Reaktor jemals das Licht der Welt erblickt oder nicht bleibt abzuwarten. Es ist jedoch ermutigend zu sehen, wie Regierungen beträchtliche Summen investieren, um die Technologie voranzutreiben.