Der stärkste Magnet der Welt wird nahezu grenzenlose Energie erzeugen

Wissenschaftler und Ingenieure aus der ganzen Welt bauenden größten Magneten der Welt im Rahmen eines langfristigen Projekts, um die Machbarkeit der Kernfusion zu beweisen, die riesige Mengen sauberer Energie liefern könnte.

Die Kernfusion ist der Prozess, der der Sonne ihre Energie verleiht, und Wissenschaftler versuchen seit den 1960er Jahren , ihn auf der Erde nachzubilden. Ihre Entwicklung ist jetzt noch wichtiger, da sie keine Treibhausgase erzeugen würde, die den Klimawandel verursachen.

Bei der Kernfusion werden Paare winziger Teilchen, so genannter Atome, erhitzt und zur Bildung eines schwereren Atoms zusammengeführt.

Sie ist das Gegenteil der Kernspaltung - die derzeit in Kernkraftwerken genutzt wird -, bei der schwere Atome gespalten werden.

Rekordverdächtiger Magnet

Eine internationale Zusammenarbeit von mehr als 30 Ländern - bekannt als Internationaler Thermonuklearer Versuchsreaktor (ITER) - arbeitet daran, die Machbarkeit der Kernfusion zu demonstrieren. Die Komponenten des Magneten wurden von verschiedenen Ländern entwickelt, darunter die USA, Russland, China und die EU.

Er wird an einem Standort in Südfrankreich zusammengebaut. Nach der vollständigen Montage wird er der stärkste Magnet des Systems sein, stark genug, um einen Flugzeugträger anzuheben, so ITER.

Der derzeitige Guinness-Weltrekord für den größten Magneten ist der Trommelmagnet im Atlas-Experiment am CERN, das Teil des Large Hadron Collider ist, der ein breites Spektrum an physikalischen Fragestellungen untersucht.

Er arbeitet mit 4 Tesla (eine Einheit, die sich auf die Stärke eines Magnetfelds bezieht) und speichert 1,08 Gigajoule an Energie. Im Vergleich dazu arbeitet der größte Magnet des ITER mit 12 Tesla und speichert 41 Gigajoule Energie.

Das vollständig montierte gepulste Magnetsystem wird fast 3.000 Tonnen wiegen und bildet das "elektromagnetische Herz" des ITER-Reaktors in Form eines Donuts, auch Tokamak genannt.

Der Elektromagnet sendet einen elektrischen Strom aus, um Wasserstoffgas zu ionisieren, das in die Tokamak-Kammer des ITER eingeleitet wird, wodurch ein Plasma, eine Wolke geladener Teilchen, entsteht. Die Magneten bilden einen "unsichtbaren Käfig", der dieses ionisierte Plasma einschließt und formt.

Wenn die Temperatur des Plasmas auf 150 Millionen Grad Celsius erhitzt wird - zehnmal heißer als der Kern der Sonne -, verbinden sich die Atomkerne seiner Teilchen und verschmelzen, wobei enorme Wärmeenergie freigesetzt wird.

Im Vollbetrieb soll der ITER 500 Megawatt Fusionsenergie aus nur 50 Megawatt Heizleistung erzeugen, was einer Verzehnfachung entspricht. Bei diesem Wirkungsgrad heizt sich die Fusionsreaktion weitgehend selbst auf und wird zu einem "brennenden Plasma".

Ein globales Modell

Tausende von Wissenschaftlern und Ingenieuren haben Komponenten aus Hunderten von Fabriken auf drei Kontinenten zum Bau des Magneten beigetragen. Die sieben Mitglieder von ITER sind China, Europa, Indien, Japan, Korea, Russland und die USA.

Pietro Barabaschi, der Generaldirektor von ITER, sagte: "Was den ITER einzigartig macht, ist nicht nur seine technische Komplexität, sondern auch die internationale Zusammenarbeit, die ihn durch wechselnde politische Landschaften hindurch getragen hat."

"Diese Errungenschaft beweist, dass wir, wenn die Menschheit vor existenziellen Herausforderungen wie Klimawandel und Energiesicherheit steht, nationale Unterschiede überwinden können, um Lösungen voranzutreiben."

"Das ITER-Projekt ist die Verkörperung der Hoffnung", sagte er.

Allerdings ist das Projekt noch weit davon entfernt, Energie liefern zu können - es werden mehrere Testphasen stattfinden, wobei der Vollbetrieb für 2039 geplant ist, wenn alles nach Plan verläuft.