Weltweit gibt es einige Forschungsgruppen, die verschiedene Methoden der Kernfusion und Ansätze zur Lösung technischer Teilprobleme untersuchen. In Deutschland ist die Fusionsforschung im HGF-Verbund Kernfusion organisiert, der wiederum im European Fusion Development Agreement (EFDA) eingebettet ist. EFDA wurde 1999 als Rahmenvertrag zwischen der Europäischen Atomgemeinschaft (EURATOM) und seinen Partnern gegründet. Zudem haben sich das Forschungszentrum Jülich mit belgischen und niederländischen Instituten zur Fusionsgemeinschaft TEC, dem Trilateral Euregio Cluster verbunden.

JET

Im Rahmen des europäischen Übereinkommens zur Fusionsforschung (EFDA) wird im englischen Culham der weltweit größte Tokamak betrieben, der JET (Joint European Torus). Das Magnetfeld eines Reaktors vom Typ Tokamak, das das Plasma einschließt, wird durch Spulen und zusätzlich duch elektrischen Strom im Plasma erzeugt. Im JET wurden kurzzeitig bereits Plasmabedingungen erreicht, in denen durch Fusion genauso viel Energie erzeugt wurde, wie zum Heizen des Plasmas hineingesteckt werden musste. Der Spitzenwert der Fusionsleistung liegt bei 16 Megawatt. Auf den Forschungsergebnissen am JET und anderer Experimente basiert die Planung des Tokamaks der nächsten Generation: ITER.

ITER

ITER, lateinisch "der Weg", ist ein geplanter Forschungsreaktor nach dem Tokamak-Prinzip. An dem Gemeinschaftsprojekt sind Forschungsgruppen aus China, Europa, Japan, Südkorea, Russland und den USA beteiligt. ITER soll der nächste große Schritt der Entwicklung kontrollierter Kernfusion sein: Der Reaktor soll erstmals einen deutlichen Netto-Energiegewinn liefern. Um das Projetziel zu erreichen, sind die geplanten Ausmaße des Reaktors doppelt so groß wie die des JET; anvisiert werden 500 Megawatt Fusionsleistung. Gleichzeitig ist ITER die Vorstufe zum ersten vollständigen Fusionskraftwerk, der Demonstration Electricity-generating Power Plant (DEMO). Die politische Entscheidung zum Bau des ITER wurde am 28. Juni 2005 bekannt gegeben. Standort für die Forschungsanlage wird Cadarache in Südfrankreich sein, und die Bauzeit wird voraussichtlich etwa zehn Jahre betragen.

[vergrößern]
Schema des EFDA-JET. Typische Daten für die D-T-Fusion:
Plasmatemperatur = 100-200 Millionen °C;
Energieeinschlusszeit = 1-2 Sekunden;
zentrale Plasmadichte = 2-3x10²⁰ Teilchen/m³ (etwa 1/1000 Gramm/m³).
Grafik: EFDA-JET, mit freundlicher Genehmigung.

[vergrößern]
Fotos der Plasmakammer des EFDA-JET-Forschungsreaktors, links ohne und rechts mit Plasma. Der Wasserstoff leuchtet nur am Rand der Kammer. Im Zentrum können die Wasserstoffatome kein Licht aussenden, da sie dort wegen der extremen Temperatur völlig ionisiert sind. Foto: EFDA-JET, mit freundlicher Genehmigung.

[vergrößern]
Schema des ITER. Für den geplanten Testreaktor sind supraleitende Spulen aus Niob-Zinn vorgesehen. Sie sollen mit flüssigem Helium auf 4,5 K gekühlt werden und an der Magnetfeldachse eine magnetische Flussdichte von B=5,7 Tesla erzeugen (Erdmagnetfeld um 45 µT). Grafik: ITER, mit freundlicher Genehmigung.