Am Anfang war der Jubel. Ein "Durchbruch bei der Kernverschmelzung im Versuchsreaktor" ließ vor zwei Wochen die Hoffnung auf eine baldige Zukunft wachsen, in der aus sauberer Quelle unerschöpflich viel Energie sprudeln soll: Energie, die beim Verschmelzen (der "Fusion") von Atomkernen freigesetzt wird – einem äußerst energiereichen kernphysikalischen Prozeß, der in der Sonne, aber auch in einer explodierenden Wasserstoffbombe abläuft.

Doch der Jubel kam, wieder einmal, verfrüht: Ein durchaus respektables Testresultat wurde voreilig zu einem "Durchbruch" hochstilisiert. Auf der 7. Internationalen Konferenz über Forschung auf dem Gebiet der Plasmaphysik und der gesteuerten Kernverschmelzung, die am Mittwoch dieser Woche in Innsbruck zu Ende ging, berichteten die Wissenschaftler des Princeton Plasma Physics Laboratory im US-Bundesstaat New Jersey ihren Kollegen aus aller Welt Einzelheiten über ihren erfolgreichen Versuch.

Die Experten aus Princeton, wo vor 27 Jahren die Erforschung der kontrollierten Kernfusion ihren Anfang nahm, hatten am 4. August in ihrer "Princeton Large Torus" (PLT) genannten Versuchsanlage erstmals eine Temperatur erreicht, wie sie für die erfolgreiche Verschmelzung von Atomkernen des Wasserstoff-Isotops Deuterium nötig ist: 60 Millionen Grad. (Der PLT ist eine Fusionskammer vom – in der Sowjetunion entwickelten – Typ Tokamak, in dem das heiße, elektrisch leitfähige Wasserstoffgas ["Plasma"] von starken Magneten in eine kreisförmige Bahn gezwungen wird, die ungefähr die Form eines Autoreifens von drei Meter Durchmesser hat.)

Die Temperatur ist freilich nur eines der drei nach dem englischen Physiker J. D. Lawson genannten "Lawson-Kriterien": Temperatur, Dichte des Plasmas und Einschlußzeit im Reaktor müssen in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.

Beim Princeton-Experiment lag die Temperatur zwar schon im richtigen Bereich, die Einschlußzeit war aber mit 20 Millisekunden viel zu kurz, und die Dichte des Plasmas lag gar um das Zehnfache niedriger als bei der davorliegenden Versuchsreihe, bei der der Tokamak-Temperaturrekord auf 25 Millionen Grad geschraubt worden war. Ein Fusionsexperiment,bei demder break-even point erreicht wird, bei dem also mehr Energie bei der Kernverschmelzung frei wird als zuvor in das Erhitzen des Plasmas hineingesteckt worden war, könnte frühestens im nächsten Jahrzehnt mit dem jetzt im Bau befindlichen amerikanischen Versuchsreaktor TFTR (ebenfalls in Princeton) oder dem europäischen Gemeinschaftsprojekt JET (im englischen Culham) erreicht werden.

Hohe Temperatur allein war freilich nicht das Hauptziel der Princeton-Physiker (die sich gleichwohl freuen, wie einfach sie den unerwartet hohen Rekordwert erreichten). Sie suchten vor allem einen Schlüsselfaktor für den Bau der größeren Tokamak-Anlagen zu enträtseln: Ob es, wie zuvor befürchtet, bei voluminöseren Plasma-Einschlüssen zu sogenannten Mikro-Instabilitäten kommt, die den Kernfusionsprozeß behindern oder gar unmöglich machen. Da sich das Plasma im PLT "klassisch" verhielt, sehen sich die mit Tokamak-Anlagen arbeitenden Fusionsforscher (es gibt mehre alternative Fusionsreaktor-Modelle) in ihrer Hoffnung bestärkt, daß ihr Weg der richtige sein könnte.

Ein zweites unerwartet positives Ergebnis: Die Forscher aus Princeton heizten das Plasma im PLT zusätzlich mit vier sogenannten neutralen Injektionen auf, bei denen jeweils ein Strahl elektrisch neutraler Wasserstoff- und Deuterium-Atome mit 500 000 Watt Leistung in das Plasma geschossen wurde. Dort verloren die Atome ihre Elektronenhüllen, wurden damit leitfähig und brachten dabei das wurden endgültig auf fusionsgerechte Temperaturen.

Bis zum ersten Kernfusion-Demonstrationskraftwerk werden wohl, den jüngsten Erfolgen zum Trotz, noch eineinhalb Jahrzehnte vergehen; mit kommerziellen Großkraftwerken rechnet das US-Energieministerium auch jetzt nicht vor dem Jahr 2025. Überdies wissen Experten seit Jahren, daß Fusionsenergie aus Tokamak-Reaktoren keineswegs "unerschöpflich" ist: Für den geplanten Fusionszyklus muß als "Brennstoff" das Wasserstoff-Isotop Tritium (dreiwertiger Wasserstoff) aus dem Metall Lithium künstlich gewonnen werden. Lithium aber kommt auf der Erde kaum häufiger. vor als Uran 238. Ungelöst ist auch, wie das radioaktive, äußerst flüchtige Tritium im Reaktor sicher eingeschlossen werden kann. Nur eines scheint gewiß: Die Fusionsenergie wird sehr teuer. Günter Haaf