"Fusionstriebwerke könnten Reisezeit zum Mars halbieren"

Kernfusion gilt seit langem als Energiequelle der Zukunft. Schwierigkeiten bei der Beherrschung des heißen Plasmas machen es bisher aber unmöglich, mehr Energie aus einem Fusionsreaktor zu beziehen als hineingesteckt werden muss. Mit dem internationalen Großprojekt ITER, das 2025 fertiggestellt werden soll, wird sich das ändern (die futurezone berichtete). Das Versprechen einer stets verfügbaren Energiequelle ohne CO2-Ausstoß und mit beherrschbaren Rückständen lockt aber nicht nur Forscher und staatliche Geldgeber auf den Plan. In den vergangenen Jahren sind einige Start-ups gegründet worden, die versuchen wollen, Fusionsreaktoren marktreif zu machen (die futurezone berichtete).

Unter den Investoren sind auch bekannte Namen wie Jeff Bezos, Paul Allen oder Peter Thiel. Eines der ambitioniertesten Projekte kommt aus Großbritannien. Das in Oxford beheimatete Start-up Applied Fusion will nicht nur kleine Fusionsreaktoren bauen, um Strom zu erzeugen. Hier sollen auch Fusionsantriebe getestet werden, die für die Menschheit dereinst das Tor zu den Sternen aufstoßen könnten.

Der Gründer des Unternehmens, Richard Dinan, ist ein unwahrscheinlicher Pionier im Bereich Kernfusion. Er hat keinen wissenschaftlichen Hintergrund. Der millionenschwere Geschäftsmann ist in seiner Heimat vor allem für seine Auftritte in der Reality-TV-Show “Made in Chelsea” bekannt. Für Dinan selbst ist das kein Widerspruch. “Ich leite seit einiger Zeit private Unternehmen, zuletzt vor allem im Bereich Rapid Prototyping. Daher habe ich eine Menge Expertise in meinem Umfeld. Die Kernfusion ist eine Leidenschaft und ich weiß, wie man technische Projekte schnell umsetzt”, sagt der Unternehmer im Gespräch mit der futurezone.

Als Konkurrenz zum öffentlich finanzierten ITER-Reaktor sieht Dinan seine Firma nicht. ITER werde den Beweis liefern, dass die Fusion als Energielieferant funktioniert. “Das ist keine Wissenschaft, sondern eine Ingenieursaufgabe”, sagt Dinan. Die Weiterentwicklung, etwa bei der Miniaturisierung der Technologie oder der Erschließung neuer Fusionstreibstoffe, sieht Dinan in privaten Händen besser aufgehoben.

“Wenn ITER eingeschaltet wird, werden die Leute staunen und kleinere Reaktoren mit längeren Fusionsprozessen wollen. Deuterium ist als Treibstoff außerdem nur ein erster Schritt. Es wird viel Geld in aneutronische Fusion (bei der möglichst keine Neutronen freigesetzt werden, Anm.) mit alternativen Plasmazusammensetzungen.

Privates Kapital verlangt beherrschbare Technologie”, sagt Dinan. In Sachen Energiegewinnung hofft der britische Jungunternehmer, dass viele verschiedene Ansätze von privaten Firmen ausprobiert werden. Seine Vision geht allerdings über die Erzeugung von Strom hinaus. Dinan will mit seiner Firma Reaktoren entwickeln, die als Antrieb für Raumschiffe dienen können. “Die Menschheit wird den Planeten irgendwann verlassen müssen. Dazu werden wir extrem hohe Geschwindigkeiten erreichen müssen. Ein Fusionsantrieb könnte die Reisezeit zum Mars halbieren”, sagt Dinan.

Keine Erfahrungswerte

Wie ein solcher Antrieb genau aussehen soll, weiß heute niemand. Die NASA hat zwar schon einmal entsprechende Konzepte erarbeitet, aber praktische Erfahrungswerte fehlen. Dinan bevorzugt Konzepte, die Fusionsprodukte oder eventuell schnelle Protonen aus dem Reaktor nutzen sollen, um direkt Schub zu generieren. Möglich wäre aber auch, Ionentriebwerke mit Fusionsstrom zu betreiben.

Technologisch sollen die Reaktoren, die Dinan bauen will, ITER ähneln. Das Plasma wird also in einem Tokamak fusioniert. Welcher Fusionstreibstoff sich für Dinans Pläne am besten eignet, ist noch unklar. “Deuterium ist am einfachsten zu nutzen. Aber es gibt auch noch Tritium, das wir aus Lithium erbrüten können. Helium 3 ist attraktiv, weil die Fusion fast ausschließlich Protonen mit wenigen Neutronen erzeugt”, sagt der Gründer.

Ein Fusionsprozess, der wenige Neutronen erzeugt, wäre im All wünschenswert, weil eine mögliche Besatzung dann nicht aufwändig vor der Strahlung geschützt werden müsste. Um ins All geschickt zu werden, müssten auch das Gewicht und die Größe der Reaktoren deutlich sinken. “Wir haben das Ziel, den ersten Fusionsreaktor ins All zu schießen. Die Größe eines heutigen Tokamaks ist vor allem deshalb beachtlich, weil die Komponenten für die Energiegewinnung viel Platz brauchen. Wir wollen innerhalb der nächsten zehn Jahre erste Fusionsexperimente im All starten. Wenn wir das nicht schaffen, schaut es schlecht für die Idee aus”, sagt Dinan.

Erster Reaktor 2020

Selbst wenn der Antrieb sich nicht realisieren lässt, will Applied Fusion weiter an Reaktoren arbeiten. “Fusion ist ein großes Forschungsfeld, da geht es nicht nur um Stromgewinnung. Möglich wäre etwa auch die Nutzung gepulster Reaktoren zur Entsalzung von Meerwasser. Und auch im All brauchen wir effiziente Energiequellen. Wenn wir Rohstoffe am Mond abbauen wollen, müssen wir Tonnenweise Regolith verarbeiten. Dazu ist schweres Gerät notwendig, das braucht viel Energie”, erklärt Dinan.

Derzeit baut seine Firma an ihrem ersten Tokamak-Reaktor, mit einem Durchmesser von etwa zwei Metern. “Wir bauen gerade unseren ersten Prototypen. Er wird donutförmig und ist so konzipiert, dass wir verschiedene Anwendungsszenarien erforschen können, auch mit unterschiedlichem Fusionstreibstoff. Wir wollen zeigen, dass wir das alles im Griff haben. Der Reaktor soll 2020 fertig werden”, sagt Dinan.

Die Stromerzeugung als Ziel vernachlässigen will Applied Fusion aber nicht. Auch hier sieht Dinan zukünftig Potenzial. “Die Leute, die ins ITER-Projekt involviert sind, wissen, dass der Reaktor funktionieren wird. Die anderen Fusionsteams müssen dann bereit sein. Wie werden von einem großen Fonds finanziert, hinter dem mehrere zahlungskräftige Privatpersonen stecken. Für institutionelle Investoren ist die Sache zu riskant. Die Fusion kann aber langfristig sehr hohe Gewinne bieten”, sagt der Gründer. Das Risiko ist auch mit privatem Geld hoch: “Es ist ein Moonshot. Bis wir die ersten 100 Megawatt elektrische Leistung mit Fusionskraftwerken generieren, wird es noch lange dauern.”

Kein Philanthrop

Den Grund für die langen Entwicklungszeiten sieht Dinan vor allem in der mangelnden Finanzierung. “Der Betrag, der in die Erforschung gesteckt wird, ist lächerlich.  Das wird sich ändern, wenn ITER fertig ist, der Reaktor wird so berühmt werden, wie der LHC.“ Was die Fusion aber auch mit mehr Investitionen nicht liefern werde, ist unbegrenzte, kostenlose Energie. “Ich bin kein Philanthrop. Es geht mir nicht um positive Auswirkungen auf die Menschheit. Mich reizt eher die Vorstellung, dass da etwas ist, das machbar ist, aber trotzdem nicht verfügbar”, sagt Dinan.