Renommierter Wissenschaftler räumt mit den größten Mythen der Kernfusion auf: »Ich werde es nicht mehr miterleben« [Best of GameStar]

Josef M. Gaßner beschäftigt sich mit allerhand Wissenschafts-Themen. Pünktlich zum Jahresbeginn fasst er zusammen, wie es um die Kernfusion steht. Bildquelle: Unsplash und Urknall, Weltall und das Leben, YouTube

Kernfusion, seit Jahrzehnten wird an ihr geforscht. Gelänge es, sie zu bändigen und in einem Kraftwerk kontrolliert ablaufen zu lassen, hätten wir das Urfeuer der Abermilliarden Sterne im Universum angezapft. Wie ist der Stand der Dinge?

Der Astrophysiker Josef M. Gaßner hat hierzu ein YouTube-Video veröffentlicht. Inzwischen (2026) hat sich die Erkenntnis gefestigt, dass der Weg über staatliche Großprojekte wie ITER noch steiniger ist als gedacht.

Wir gliedern unseren Schnelleinstieg in die Kernfusion folgendermaßen:

• Welche Konzepte zum Einsatz der Kernfusion zur Stromerzeugung gibt es?
• Wo sieht Josef M. Gaßner die Kernherausforderungen?
• Fällt bei Kernfusion Atommüll an?
• Können Fusionsreaktoren explodieren?
• Haben wir genügend Brennstoff?
• Ist es abschätzbar, wann erste Kernfusionskraftwerke ans Netz gehen?

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Welche Konzepte zum Einsatz der Kernfusion zur Stromerzeugung gibt es?

Bei der Kernspaltung entstehen zwei oder mehrere leichtere Atome und es wird Energie freigesetzt. Zum Einsatz in Kernreaktoren muss der Ausgangskern aber ausreichend schwer sein – beispielsweise Uran. Wir beschießen hierzu die Atomkerne mit Neutronen, um die Spaltung und damit die Kettenreaktion in Gang zu setzen (via NukleareSicherheit)-

Es gibt daneben verschiedene Arten von natürlich auftretendem Zerfall, für einen Überblick schaut zum Beispiel bei Leifphysik. Dabei verliert ein Atomkern Teilchen, er zerfällt.

Kernfusion hingegen verschmilzt zwei leichte Atomkerne zu einem schwereren. Wir verwenden dafür meistens Wasserstoff und machen aus zweien einen Helium-Atomkern. Dabei wird vorrangig Energie in Form von Neutronen freigesetzt. Bei der Fusion entsteht Plasma (vierter Grundzustand von Materie: fest, flüssig, gasförmig, Plasma).

Wir müssen uns dafür (meist) mit Hitze behelfen. Die Sonne schafft es, mit Druck, den wir jedoch keinesfalls anhaltend ausüben können. Wir kennen derzeit folgende Hauptwege, um eine Fusion herbeizuführen:

• Stellarator oder Tokamak: Mit elektrischem Strom werden Magnetfelder erzeugt, die ein Plasma im Inneren einer ringförmigen Reaktionskammer in der Schwebe halten.
• Trägheitsfusion (Geschoss oder Laser): Entweder durch Laser oder den Aufschlag eines Projektils werden kleinste Mengen an Wasserstoff zur Fusion gebracht. Beim Auftreffen des Geschosses wird kurzzeitig extrem viel Druck erzeugt, nicht wie bei der Sonne konstant. Aber egal ob so oder durch Laser: Wir sammeln im Anschluss quasi die Energie von explodierenden Miniatur-Wasserstoffbomben ein.

Die Erzeugung des elektrischen Stroms, den wir alle nutzen können, erfolgt dann zumeist klassisch durch von Wasserdampf angetriebene Turbinen. Dieser entsteht zuvor durch Erhitzung von Wasser durch die bei der Fusion frei werdende Energie.

Mehr zu Grundprinzipien der Kernfusion sowie insbesondere zur Trägheitsfunktion findet ihr in unserem Artikel zur stärksten Kanone der Welt.

Wo sieht Josef M. Gaßner die Kernherausforderungen?

Abseits unzähliger individueller Herausforderungen je nach Art des Reaktors umreißt der Astrophysiker drei Kernbereiche, die seiner Ansicht nach den Bau eines ersten Kraftwerks generell verzögern:

• Mehr rein als raus: Aktuell ist es selbst im Labor bislang nicht gelungen, netto nutzbare Energie (unter Einbeziehung der gesamten Anlagenleistung) zu gewinnen
• Nichtlinearität: Bei der Kernfusion lassen sich zimmergroße Anlagen im Labor nicht einfach hochskalieren und zu Fußballfelder-überragenden erweitern. Die Physik ist sehr komplex. Im Kleinen mag es über kurze Zeit funktionieren. Aber der Dauerbetrieb, um Strom für die Grundlastversorgung zu produzieren, ist eine komplett andere Liga. Quasi wie Senioren-Amateure gegen A-Weltmeister in einem Sport eurer Wahl.
• Internationale Kooperationen erhöhen die Komplexität: Anhand des Vorzeige-Tokamak-Reaktors ITER, der in Südfrankreich entsteht, verdeutlicht Gaßner einen weiteren Punkt. Wenn Dutzende Nationen an einem Projekt arbeiten, ist das politisch und gesellschaftlich fantastisch, aber es bläht die Bürokratie und notwendigen Absprachen extrem auf, der Grund: Alle wollen maximal viel Wissen, zum Bau eigener Kraftwerke generieren. Update: Nach den jüngsten offiziellen Verzögerungen (neuer Zeitplan bis 2039) wird deutlich, dass ITER primär Wissenschaft liefert, aber kein schnelles Strom-Rezept.

Die meisten anderen unter simpleren Bedingungen entstehenden Forschungs-Reaktoren erreichen derzeit nicht die Skalen von ITER. Und selbst er taugt bei weitem nicht für den Einsatz-Betrieb. Dafür wollen wir in Zukunft mit dem Gelernten den ersten Groß-Fusionsreaktor der Menschheit errichten, genannt DEMO (via Max-Planck-Institut).

Fällt bei Kernfusion Atommüll an?

Ja, durch Kernfusion wird strahlendes Material erzeugt. Allerdings seien Gaßner zufolge die Halbwertszeiten weit geringer (einige Jahre) als bei klassischem Atommüll und auch die Belastung nicht vergleichbar. Wir haben es nur mit schwach- oder mittelradioaktiven Materialien zu tun. So gestaltet sich der Umgang einfacher und ist wohl auch kein Endlager notwendig. Das Max-Planck-Institut äußert sich hierzu ähnlich optimistisch, wie der Astrophysiker.

Können Fusionsreaktoren explodieren?

Nein, das Abschalten von Fusionsprozessen gestaltet sich direkter: Stellt es euch vor, als wenn ihr bei einem Gasherd die Leitung abdreht. Das Fusionsplasma und damit die Energiefreisetzung erlöschen sofort. Bei Spaltungskraftwerken kann es trotz Abschaltung der Stromproduktion noch zu Problemen kommen. Denn Kernspaltung läuft von allein ab und muss in den meisten Fällen aktiv gehemmt werden. Die Fusion braucht hingegen eine Zufuhr von elektrischer Energie für die Magnetfelder oder Treibstoff, der beschossen werden kann.

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Haben wir genügend Brennstoff?

Ja, denn Deuterium schwimmt in quasi unendlicher Menge in unseren Ozeanen. Die größte Hürde bleibt jedoch das seltene Tritium, das erst in den Reaktoren aus Lithium erbrütet werden muss – ein Prozess, der großtechnisch noch völlig unbewiesen ist.

Ist es abschätzbar, wann erste Kernfusionskraftwerke ans Netz gehen?

Josef M. Gaßner hat für sich die Hoffnung aufgegeben, Kernfusions-Strom aus der Steckdose zu ziehen: »Ich werde es nicht mehr miterleben«. Er feiert 2026 seinen 60. Geburtstag. Selbst optimistische private Startups (wie Commonwealth Fusion Systems) peilen erste Test-Einspeisungen erst für die frühen 2030er an, wobei Experten dies für PR-gesteuerte Zielsetzungen halten. Das deckt sich mit Schätzungen von Harald Lesch: Kommerzielle Kernfusion sei laut ihm mindestens 30 Jahre entfernt. eine Einschätzung, die angesichts der ITER-Verzögerungen von 2025/2026 eher noch vorsichtig wirkt.

Ferner stellt Gaßner fest: Sobald sie gebaut werden, bleiben sie Nationen mit etablierter Hightech-Infrastruktur, Forschung und Entwicklung vorbehalten. Ohne diese Grundlage werden sie nicht betrieben werden können, da Fusionskraftwerke komplexe Anlagen sind.