Chinas Projekt der 'künstlichen Sonne' erreicht einen Fertigungsmeilenstein
Am 27. September markierte eine Zeremonie in Deyang, Provinz Sichuan, einen stillen, aber bedeutenden Moment im globalen Wettlauf um die Nutzung der Fusionsenergie. Der staatliche Ausrüstungshersteller China National Machinery Industry Corporation, bekannt als Sinomach, gab die Fertigstellung und den Versand der ersten Charge von Toroidalfeldspulen-Gehäusen für ein Gerät namens BEST bekannt — den Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak. Es ist das weltweit erste kompakte Fusionsenergie-Experiment, das die Lücke zwischen Versuchsreaktoren und künftigen Demonstrationskraftwerken schließen soll.
Die Fusion, die Reaktion, die die Sonne antreibt, wird seit Langem als die ultimative Energiequelle angestrebt. Sie verspricht reichlich Brennstoff aus Meerwasser und praktisch keinen langlebigen radioaktiven Abfall. Die Herausforderung besteht darin, Plasma einzuschließen, das heißer als der Sonnenkern ist. Tokamaks nutzen starke Magnetfelder, um dieses Plasma in einer ringförmigen Kammer zu halten. Die Toroidalfeldspulen sind das Rückgrat dieses magnetischen Käfigs, und ihre Gehäuse müssen jahrelang extremer Kälte, intensiven Magnetkräften und enormer mechanischer Belastung standhalten.
BEST wird in Hefei, Provinz Anhui, vom Institut für Plasmaphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften gebaut. Anders als riesige internationale Projekte wie ITER in Frankreich ist BEST bewusst kompakt. Sein Ziel ist es nicht nur, zu beweisen, dass Fusion möglich ist, sondern die Technik zu testen, die nötig ist, um sie praktikabel zu machen — von supraleitenden Magneten über Wärmemanagement bis hin zu Brennstoffzyklen. Das Gerät soll brennende Plasma-Regime erforschen, in denen die Fusionsreaktionen selbst zur Hauptwärmequelle werden.
Die diese Woche gelieferten Spulengehäuse gehören zu den anspruchsvollsten Komponenten. Sie müssen mit Toleranzen im Bereich von Millimetern gefertigt werden und dabei Materialien verwenden, die Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt und Magnetfeldern standhalten, die stark genug sind, gewöhnliches Metall zu zerreißen. Die China National Erzhong Group, eine Tochtergesellschaft von Sinomach mit jahrzehntelanger Erfahrung in schweren Schmiedeteilen und Nukleartechnik, fertigte die Charge in ihrem Werk in Deyang.
Laut dem Unternehmen zeigt die erfolgreiche Serienfertigung dieser Teile, dass chinesische Hersteller die spezialisierten Materialien, Schweißverfahren und die Präzisionsbearbeitung beherrschen, die für Fusionsmaschinen der nächsten Generation erforderlich sind. Die Spulengehäuse werden nun nach Hefei transportiert, wo die Montage des BEST-Tokamaks läuft. Beamte sagen, das Gerät solle in den kommenden Jahren sein erstes Plasma erreichen, obwohl Fusions-Zeitpläne bekanntermaßen schwer vorherzusagen sind.
Für die globale Fusionsgemeinschaft verstärkt die Nachricht das wachsende Gefühl, dass sich das Feld beschleunigt. Private Unternehmen in den USA, Großbritannien und Japan wetteifern darum, kompakte Tokamaks und alternative Designs zu bauen, während ITER seine langsame Montage fortsetzt. Chinas Ansatz — die Kombination eines großen staatlich finanzierten Forschungsprogramms mit einem parallelen Vorstoß zu kompakten, netztauglichen Designs — hat wegen seiner Geschwindigkeit und seines Umfangs Aufmerksamkeit erregt. Das Land entwickelt zudem den China Fusion Engineering Test Reactor, einen größeren Nachfolger von BEST.
Das BEST-Projekt ist nicht ohne Skepsis. Die Fusion war berüchtigt dafür, jahrzehntelang Jahrzehnte entfernt zu sein, und kein Experiment hat bisher mehr Energie erzeugt, als es verbraucht. Doch jeder Meilenstein bei den Komponenten bringt die technische Realität näher. Die Spulengehäuse sind nicht glamourös; sie sind schwere, präzise Industrieprodukte. Doch ohne sie kann kein Plasma eingeschlossen werden, und keine Fusion kann stattfinden.
Während die Welt nach kohlenstofffreien Energiequellen sucht, die Tag und Nacht unabhängig vom Wetter laufen können, wächst die Anziehungskraft der Fusion nur. Wenn BEST erfolgreich ist, wird es nicht allein Städte erleuchten. Aber es könnte beweisen, dass der Schritt vom Laborexperiment zur Industriemaschine möglich ist — und dass die lang versprochene künstliche Sonne endlich in technischer Reichweite ist.