Proxima Fusion, eine Ausgründung des Max-Planck-Instituts für Physik, hat gerade 7 Millionen Euro für die Entwicklung eines ehrgeizigen und potenziell revolutionären Kernreaktors eingeworben, teilt das Unternehmen in einer Pressemitteilung mit.
Proxima Fusion ist die erste Ausgründung aus dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP). Das Start-up wurde von ehemaligen Wissenschaftlern und Ingenieuren des Max-Planck-IPP, des MIT und von Google-X gegründet. Ziel der Gruppe ist es, in den kommenden Jahren einen neuen Hochleistungsstellarator zu entwickeln. Der Fahrplan sieht vor, in den 2030er Jahren das erste Fusionskraftwerk seiner Art zu bauen.
Die Fusion treibt die Sterne an
Die Fusion ist der Prozess, der die Sterne antreibt. Um sie auf der Erde zu ermöglichen, kann man hochenergetische ionisierte Materie, Plasma genannt, durch Magnetfelder einschränken. Tokamaks und Stellaratoren sind zwei Ansätze, bei denen ein magnetischer “Käfig” in donutförmigen Geräten erzeugt wird. Stellaratoren verwenden eine komplexe Anordnung von Elektromagneten außerhalb des Plasmas. Im Gegensatz dazu werden bei Tokamaks externe Elektromagnete mit einem großen Strom innerhalb des Plasmas kombiniert, was die Gesamtkonstruktion vereinfacht, aber erhebliche Kontrollprobleme mit sich bringt.
Moderne Geräte mit magnetischem Einschluss können bereits routinemäßig Plasmen mit mehr als 100 Millionen Grad erreichen – das Zehnfache der Temperatur im Zentrum der Sonne. Die Möglichkeit, die Kernfusion als sichere, saubere und reichhaltige Energiequelle zu nutzen, motiviert die akademische Forschung in diesem Bereich seit Jahrzehnten.
Der fortschrittlichste Stellarator
Das Proxima-Fusionsprojekt steht auf den Schultern des Wendelstein 7-X (W7-X) des IPP, der bei weitem der fortschrittlichste Stellarator der Welt ist. Stellaratoren sind zwar komplexer konstruiert als Tokamaks, bieten aber überzeugende Vorteile für ein Fusionskraftwerk: Sie können in einem stabilen Zustand betrieben werden und stellen eine attraktive Lösung für die Bewältigung der übermäßigen Wärmebelastung von Materialoberflächen dar.
Stellaratoren sind jedoch seit langem mit großen Nachteilen behaftet: schlechter Plasmaeinschluss bei hohen Temperaturen, hohe Verluste an Fusionsprodukten und schwierige Konstruktionstoleranzen. Viele dieser Probleme konnten in den letzten Jahren gelöst werden: “Die experimentellen Fortschritte von W7-X und die jüngsten Fortschritte bei der Modellierung von Stellaratoren haben das Bild radikal verändert”, erklärt Francesco Sciortino, Mitbegründer und CEO von Proxima Fusion. “Stellaratoren können jetzt die Hauptprobleme von Tokamaks beheben und sich wirklich vergrößern, indem sie die Stabilität des Plasmas radikal verbessern und eine hohe Leistung im stationären Zustand erreichen.”
Überlegenheit der Stellaratoren
Die Leistung von Fusionsanlagen wird seit jeher mit dem “Dreifachprodukt” aus Dichte, Temperatur und Einschlusszeit quantifiziert. Seit der Inbetriebnahme im Jahr 2015 hat W7-X schnell zu den fortschrittlichsten Tokamaks aufgeholt, die insgesamt mehr Mittel erhalten haben. Das dreifache Produkt sagt jedoch wenig über die technische und wirtschaftliche Tragfähigkeit eines Fusionskonzepts für Kraftwerke aus. W7-X ist in diesen Punkten überragend: sein Rekord für die Energiewende im Februar 2023, die gesamte Heizleistung multipliziert mit der Dauer des Experiments
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