Unbegrenzte Energie ohne Nebenwirkungen
Wieland-Innovationen befeuern die Energiequelle der Zukunft
In Frankreich entsteht der erste operative Kernfusions-Versuchsreaktor der Welt – in einer Kooperation zahlreicher Staaten. Wieland liefert für ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) supraleitende Speziallegierungen und hochreine Kupferhalbzeuge.
Kaum ein Thema hat aktuell eine so große Relevanz wie der Klimaschutz und damit verbunden die Reduzierung von CO2-Ausstößen. Wenig bekannt ist dagegen, dass mit außerordentlichem Aufwand und unter großer internationaler Beteiligung schon seit einigen Jahren an einer Lösung gearbeitet wird, die künftig einen entscheidenden Beitrag zur CO2-neutralen Gewinnung von Energie leisten könnte: der Fusionsreaktor. Er simuliert die Prozesse, mit denen auf der Sonne Energie entsteht. Und das mit wesentlich kleineren Risiken als herkömmliche Kernkraftwerke – und nur geringen Mengen radioaktiven Abfalls. Die enorme Energieausbeute entsteht durch die Verschmelzung (Fusion) der Kerne von Wasserstoffatomen, die mit großer Geschwindigkeit aufeinanderprallen.
Soweit die Theorie. In der Praxis können die dafür notwendigen Prozesse bisher nur für Millisekunden ablaufen, die erforderlichen enormen Temperaturen und Drücke stehen einer betriebssicheren Nutzung als Energiequelle bislang entgegen. Zumal die Atomkerne mit gigantisch starken Magnetfeldern auf die notwendige Geschwindigkeit beschleunigt werden müssen.
So anspruchsvoll sind die technologischen Herausforderungen, dass 2007 die Europäische Union, die Schweiz, Japan, die Volksrepublik China, Korea, Indien, Russland und die USA den gemeinsamen Bau des Forschungs-Fusions-Reaktors ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) im südfranzösischen Cadarache vereinbart haben. Baubeginn war 2011, die Fertigstellung des etwa zehn Milliarden teuren Mammutprojektes ist für 2025 geplant.
Die starken Magnetfelder können nur mit sogenannten Supraleitern erzeugt werden, die extrem gekühlt sind und fast keinen elektrischen Widerstand aufweisen. Als Leitermaterial kommen dabei Niob-Zinn-Legierungen oder reines Niob zum Einsatz, das in Faserform in die Kupfermatrix einer Zinnbronze mit extrem hohem Zinnanteil eingebettet ist.
Mit üblichen Schmelzvorgängen lassen sich diese Legierungen nicht erzeugen. Wieland hat deshalb ein neuartiges Sprayverfahren entwickelt, mit dem die besonders homogenen Zinnbronzen BD3, BC1 und BD9 für den ITER-Versuchsreaktor produziert werden können.
Dort kommt außerdem das hochreine Kupfer Wieland-K36 zum Einsatz. Es umhüllt die eigentlichen Supraleiter und übernimmt den Stromfluss, falls sich die Supraleiter zu stark erwärmen.
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Supraleiter
Kernstück der ITER-Versuchsanlage ist das Plasmagefäß des Fusionsreaktors, das mit 837 Kubikmeter Volumen alle vorherigen Testanlagen um ein Vielfaches übertrifft.
Beeindruckend ist nicht nur die technologische Herausforderung von ITER, sondern auch die konstruktive Zusammenarbeit zahlreicher Staaten zur Lösung einer Menschheitsfrage.
