Seite 3: Verursachen Fusionsreaktoren radioaktiven Abfall?

Bezogen auf den Artikel "Rettet uns die Kernfusion aus dem Energiedilemma?" von Hans-Josef Fell wird in einigen Kommentaren kritisiert, dass Fells Äußerungen nicht dem aktuellen Stand der Wissenschaft entsprächen.

Fell schreibt: "Immer noch ist nicht klar, welches Material jemals den Kern eines Fusionsreaktors einschließen soll. Diese erste Wand muss ja höchste Drücke, extrem hohen Neutronenbeschuss und Temperaturen von Millionen Grad Celsius aushalten. Bisher ist kein Material bekannt, welches das aushalten würde.

Jedes Material, das einem solch hohen Neutronenbeschuss ausgesetzt ist, wird hoch radioaktiv kontaminiert und verliert gleichzeitig schnell alle notwendigen Materialeigenschaften. Anders als fast überall zu lesen ist, würde ein Fusionsreaktor also sehr wohl große Mengen radioaktiven Müll produzieren."

Dagegen wird im Forum eingewandt, dass in Fusionsreaktoren das allgemein bekannte Prinzip der "magnetischen Flasche" zum Einsatz käme. Ein weiterer User merkt an:

Er redet von der Reaktorwand. Und da bestand (neben der Versprödung aufgrund des massiven Neutronenbeschußes) das Problem, dass das Plasma zu Erruptionen neigte, was wiederum auf ein mangelhaftes Magnetfeld"managment" zurückzuführen war. Und diese Erruptionen haben die Reaktorwände beschädigt. Allerdings hat man das mittlerweile im Griff. Und auch die Materialien wurden verbessert. Seine Ausführungen sind schlicht nicht aktuell.

In Forschungsreaktoren sowohl vom Typ Tokamak (z. B. ITER im französischen Cadarache) als auch vom Typ Stellarator (z. B. Wendelstein 7-X in Greifswald) wird das Fusionsplasma wegen der für die Fusion notwendigen extrem hohen Temperaturen per Magnetfeld eingeschlossen. Der Grund dafür ist in erster Linie, die Temperatur aufrechtzuerhalten.

"Wegen seiner hohen Temperatur kann ein Fusionsplasma nicht unmittelbar in materiellen Gefäßen eingeschlossen werden. Bei jedem Wandkontakt würde sich das dünne Gas sofort wieder abkühlen. Stattdessen nutzt man magnetische Felder, die den Brennstoff wärmeisoliert einschließen und von den Gefäßwänden fernhalten", heißt es beim Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, das den Forschungsreaktor Wendelstein 7-X betreibt.

Allerdings werden Neutronen, die bei der Fusionsreaktion freiwerden, nicht im Plasma eingeschlossen, treffen also auf das umliegende Material. Das MPI erwähnt bei den noch zu lösenden technologischen Probleme "die Weiterentwicklung widerstandsfähiger, niedrig-aktivierbarer Materialien".

Außerdem heißt es: "Ein Fusionskraftwerk erzeugt radioaktiven Abfall, weil die energiereichen Neutronen, die bei der Fusion entstehen, die Wände des Plasmagefäßes aktivieren. Wie intensiv und wie lang andauernd diese Aktivierung ausfällt, hängt von den Materialien ab, auf welche die Neutronen auftreffen. Deshalb wurden und werden für die Fusion spezielle, niedrig-aktivierbare Materialien entwickelt."

Insgesamt schätzt das MPI die Belastung durch radioaktiven Abfall als weniger bedeutend ein. Zwar würde in einem Fusionskraftwerk in 30 Jahren Betriebszeit zwischen 60.000 und 160.000 Tonnen radioaktiven Materials anfallen, dessen Radioaktivität würde aber vergleichsweise rasch abklingen.

"Bei sorgfältiger Materialauswahl ist eine Endlagerung nicht nötig: Nach einer Wartezeit von 50 Jahren können von der Gesamtmasse des Fusionsabfalls je nach Bauart 30 bis 40 Prozent unbeschränkt freigegeben werden. Der übrige Abfall kann nach weiteren 50 Jahren rezykliert und in neuen Kraftwerken wieder verwendet werden", so das MPI.