Ziel der Kernfusionsforschung ist es, die Energieproduktion der Sonne auf der Erde nachzuvollziehen: Ein Fusionskraftwerk soll Energie aus der Verschmelzung (Fusion) von Atomkernen gewinnen. Brennstoff ist ein duennes ionisiertes Gas, ein sogenanntes 'Plasma' aus den Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium. Zum Zuenden des Fusionsfeuers muss das Plasma in Magnetfeldern eingeschlossen und auf hohe Temperaturen ueber 100 Millionen Grad aufgeheizt werden. In Fusionsexperimenten vom Typ 'Stellarator' wird das Plasma durch Magnetfelder eingeschlossen, die durch Magnetspulen ausserhalb des Plasmabereichs erzeugt werden. Weltweit sind die meisten der heute betriebenen Fusionsexperimente dagegen vom Typ 'Tokamak', die einen Teil des Feldes durch einen starken, im Plasma fliessenden elektrischen Strom herstellen. Das Stellaratorprinzip laesst jedoch gerade dort Staerken erwarten, wo die Tokamaks Schwaechen zeigen. Zum Beispiel sind Stellaratoren fuer Dauerbetrieb geeignet, waehrend Tokamaks ohne aufwendige Zusatzeinrichtungen nur pulsweise arbeiten. Stellaratoren koennten also die vorteilhaftere Loesung fuer ein Fusionskraftwerk sein. Kernstueck des Experimentes ist das Spulensystem aus 50 nicht-ebenen und supraleitenden Magnetspulen. Mit ihrer Hilfe soll WENDELSTEIN 7-X die wesentliche Stellaratoreigenschaft zeigen, den Dauerbetrieb. Der erzeugte Magnetfeldkaefig soll ein Plasma einschliessen, das mit Temperaturen bis 50 Millionen Grad ueberzeugende Schluesse auf die Kraftwerkseigenschaften der Stellaratoren ermoeglicht, ohne ein bereits energielieferndes Fusionsplasma herzustellen. Da sich die Eigenschaften eines gezuendeten Plasmas vom Tokamak zum grossen Teil auf Stellaratoren uebertragen lassen, kann das Experiment mit grosser Kostenersparnis auf den Einsatz des radioaktiven Fusionsbrennstoffes Tritium verzichten.
Rückbau des Atomkraftwerks Mülheim-Kärlich, Nutzung von Atomstrom in Rheinland-Pfalz, Bewertung der Initiative "Nuclear Pride Coalition", Nutzung von Kernfusion, Suche nach einem Endlager für Atommüll; Berichterstattung der Landesregierung im Ausschuss für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten
Das Experiment soll Kernfragen der Fusionsforschung unter Fusionsanlage kraftwerksaehnlichen Bedingungen untersuchen. Dazu sind wesentliche Plasmaeigenschaften, vor allem die Plasmadichte, der Plasmadruck und die Belastung der Waende, den Verhaeltnissen in einem spaeteren Fusionskraftwerk angepasst. Eines der wesentlichen Probleme ergibt sich aus der Wechselwirkung zwischen dem heissen Brennstoff und den umgebenden Waenden. Dabei wird einerseits die Wand der Plasmakammer beschaedigt und andererseits das Plasma unerwuenscht verunreinigt. Um dem entgegenzuwirken, untersucht ASDEX Upgrade eine spezielle Magnetfeldanordnung, einen Divertor. Der Divertor lenkt die aeussere Randschicht des Plasmas auf Prallplatten ab. Die Plasmateilchen treffen dort abgekuehlt und vom heissen Zentrum entfernt auf und werden abgepumpt. Auf diese Weise werden auch stoerende Verunreinigungen aus dem Plasma entfernt, zugleich wird die Wand des Plasmagefaesses geschont und eine gute Waermeisolation des Brennstoffes erreicht. Die durch den Divertor moegliche Modellierung des Plasmarandes erlaubt es damit, die zentralen plasmaphysikalischen Problemfelder -Plasmareinheit, Plasmaeinschluss und Plasma-Wand-Wechselwirkung - guenstig zu beeinflussen. Seit April 1997 ist ein verbesserter Divertor in Betrieb, der auf der Basis der bisherigen Experimente und numerischer Modellierungen entworfen wurde. Der neue Divertor II besitzt vertikale Prallplatten, die die auftreffende Leistung besser verteilen und die Plasmateilchen auch staerker in das Plasma zurueck reflektieren. Damit erarbeitet ASDEX Upgrade wesentliche Kenntnisse fuer den naechsten Schritt auf dem Weg zu einem Fusionskraftwerk - den Testreaktor ITER, der erstmals ein gezuendetes Plasma realisieren soll. Die an ASDEX Upgrade beobachtete starke Kopplung des Plasmainneren mit den Bedingungen am Plasmarand macht es auch moeglich, das Plasmazentrum vom Rand her zu optimieren und den Einschluss zu verbessern. Zusaetzlich wird untersucht, inwieweit Betriebsweisen, bei denen das Profil des Plasmastroms beeinflusst wird ('advanced tokamak'), mit dem Divertor vertraeglich sind. Hierzu wird mit Hochfrequenzwellen oder Teilcheneinschuss ein zusaetzlicher Plasmastrom erzeugt. Je nach Stromprofil kann eine Transportbarriere entstehen die die Plasmaverluste nach aussen stark verringert und die Werte im Plasmazentrum verbessert. ASDEX Upgrade wird versuchen, solche Bedingungen im Divertorbetrieb erstmals quasi stationaer (d.h. fuer einige Sekunden) zu erzeugen.
Ziele von WENDELSTEIN 7-AS sind: - Untersuchung eines nettostromfreien Plasmas, - Aufheizen des Plasmas mit verschiedenen Heizmethoden, - Demonstration des verbesserten Gleichgewichts- und Transportverhaltens als Wirkung der verbesserten Magnetfeldstruktur, - Untersuchung der Stabilitaetsgrenzen des Plasmas. Bisherige Ergebnisse: Das Experiment wies nach, dass das neuartige Spulensystem technisch moeglich sowie fertigungsgenau und kosteneffektiv herzustellen ist. In seinen bisher 43000 Plasma-Entladungen hat WENDELSTEIN 7-AS alle Stellaratorrekorde gebrochen: Es wurden bei unterschiedlicher Experimentfuehrung Temperaturen der Plasmaelektronen bis zu 60 Millionen Grad, der Ionen von 16 Millionen Grad erreicht sowie Energieeinschlusszeiten bis zu 50 Millisekunden und bereits reaktorgleiche Plasmadichten von 3x10 E20 Teilchen pro Kubikmeter. Dies uebersteigt deutlich die Dichten, die in Tokamaks vergleichbarer Groesse erzielbar sind, wo Strominstabilitaeten einschraenkend wirken. Ausserdem bestaetigte sich bereits ein Teil der benutzten Optimierungskriterien: Die unerwuenschte Verschiebung der Plasmasaeule im Gefaess bei ansteigendem Plasmadruck ist verglichen mit einem konventionellen Stellarator - in WENDELSTEIN 7-AS deutlich reduziert. Der geplante Nachfolger, die vollstaendig optimierte Anlage WENDELSTEIN 7-X soll nun die Kraftwerkstauglichkeit der neuen Stellaratoren zeigen. Zusaetzlich extrapolieren Systemstudien zur Vorbereitung eines Fusionskraftwerks vom Typ Stellarator das Einschlusskonzept von WENDELSTEIN 7-X auf Kraftwerksbedingungen.
Die Verleihung des 9. Preises der Umweltallianz stand in diesem Jahr unter dem Motto „25 Jahre Umweltallianz – Innovative Umweltideen aus Sachsen- Anhalt“. Er wurde in den Kategorien „Produkte und Technologien“ und „Konzepte und Projekte“ vergeben. Außerdem wurde erneut der „Sonderpreis der Umweltallianz“ verliehen, der ausschließlich Mitgliedern vorbehalten ist. Insgesamt hat die Umweltallianz Sachsen-Anhalt Preisgelder in Höhe von 24.000 Euro ausgelobt. Eine fünfköpfige Jury hatte in einem ersten Bewertungsschritt aus allen Bewerbern zunächst neun Finalisten ausgewählt. Diese konnten sich im September persönlich der Jury präsentieren und erhielten ein professionell produziertes Video für die eigene Öffentlichkeitsarbeit. Die Preisverleihung fand am 13.11.2024 im Palais am Fürstenwall der Staatskanzlei Sachsen-Anhalt statt. Vorsitz: Prof. Dr.-Ing. Daniela Thrän Leiterin Department Bioenergie am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ, in Kooperation mit dem Deutschen Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH – DBFZ Mitglieder: Gesa Kupferschmidt Abteilungsleiterin Technischer Umweltschutz, Bodenschutz, Klimaschutz am Ministerium für Wissenschaft, Energie, Klimaschutz und Umwelt des Landes Sachsen-Anhalt Klaus Olbricht Präsident der Industrie- und Handelskammer Magdeburg Fabian Hoppe Geschäftsführer Kommunikation, Bildung und Nachhaltigkeit, Pressesprecher beim Verband der Chemischen Industrie e.V., Landesverband Nordost (VCI Nordost) Robert Gruhne Reporter Landesredaktion Magdeburger Volksstimme bei Volksstimme Investigation GmbH Preisträger: Inflotec GmbH aus Magdeburg Preisgeld: 8000 Euro Würdigung für: Energieeffiziente und ressourcenschonende Wasseraufbereitung Die Inflotec GmbH hat eine innovative, ressourcenschonende und energieeffiziente Technologie entwickelt, mit der sich autark überall jegliches Wasser zu Trink- oder Brauchwasser aufbereiten lässt (Kreislaufsystem). Im Vergleich zu herkömmlichen Umkehrosmose-Aufbereitungssystemen wird nur ein Fünftel an Energie benötigt. Durch die Rückspül- und Selbstreinigungsfunktion der Anlagen müssen zudem keine Filter gewechselt werden. Die modularen, autonomen und mobilen Systeme können praktisch überall eingesetzt werden. Die Innovation hierbei ist die Entwicklung eines einzigartigen neuen Membranprozesses zur ressourceneffizienten Wasseraufbereitung. Eine herkömmliche Keramikmembran (Ultrafiltration) wird durch Post-Modifikation mit Polyelektrolyten zu einer Nanofiltrationsmembran mit einzigartigen Trenn- und Materialeigenschaften. Das System ermöglicht in einem Aufbereitungsschritt die sichere Reinigung selbst von schwer behandelbaren Wasserressourcen (z. B. kontaminierten Abwässern). Neben Partikeln (Mikroplastik, Medikamentenrückstände, Schwermetalle, Uran, Arsen, PFAS etc.), Bakterien und Viren können auch gelöste Wasserinhaltsstoffe (Organik, Salze) sowie Öle und Fette zurückgehalten werden. Finalist: IPT-Pergande Gesellschaft für innovative Particle Technology mbH Würdigung für: Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks in der Wirbelschichtgranulation durch Nutzung von Abwärme IPT-Pergande betreibt am Standort Weißandt-Gölzau mehrere Produktionsanlagen zur Herstellung von Produkten für die chemische Industrie. Eine Schlüsseltechnologie ist hierbei die Wirbelschicht-Granulation. Bei diesem Prozess wird eine wässrige Suspension mit einem erwärmten Prozessgas getrocknet und dabei granuliert. Die signifikante Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks des Gesamtverfahrens wurde durch die Nutzung der Abwärme von Kompressoren für die Erzeugung von Druckluft erreicht, indem das Prozessgas vorgewärmt wird, wodurch sich eine Reduzierung des Heizdampfes ergibt. Der reduzierte Dampfbedarf führt wiederum zu einer Verringerung des Erdgasverbrauches. Die resultierende CO 2 -Einsparung pro Jahr liegt bei 400 bis 500 t. Finalist: POLICYCLE Deutschland GmbH Würdigung für: Energieeffizientes Recycling für echte Härtefälle | Kleberbeschichtete Altfolien werden erstmals wieder zu Folie Kleberbeschichtete Schutzfolien, die fast in jeder Industrie Anwendung finden, sind heute nicht recyclingfähig. Auf Grund ihrer Beschichtung werden sie bis dato thermisch verwertet. Beim Recycling führen sie zu einem Verblocken und Verkleben der Anlagen oder der späteren Folie auf Grund von Klebermigration. Gleichzeitig ist die Folienindustrie dazu angehalten, die Verfügbarkeit von Rezyklaten am Markt zu steigern und Kreisläufe zu etablieren. Daher war das Ziel der Entwicklung seitens der POLICYCLE Deutschland GmbH bisher nicht recyclebare Folien erstmals zu recyclen, in eine neue Folie zurückzuführen und dabei das energieintensive Recycling wirtschaftlicher und automatisierter zu gestalten. Mit dem so entstandenen Fluff-to-Film-Prozess werden durch Auslassen eines gesamten Prozessschritts gegenüber dem klassischen Recycling bis zu 40 % Energie und die damit verbundenen CO 2 -Emissionen in der Produktion eingespart. Gleichzeitig ist das entstehende Folienendprodukt „Müllsack“ bis zu dreimal dünner, aber ebenso belastbar wie ein vergleichbarer Standardmüllsack. Der mit dem „Blauen Engel“ zertifizierte Müllsack besteht aus mehr als 95 % post-consumer-Rezyklat, 70 % davon machen die kleberbeschichteten Altfolien aus. Durch den hohen Polyethylen-Anteil wäre der Müllsack, je nach vorliegendem Entsorgungssystem, selbst wieder recyclingfähig. Preisträger: GMBU e.V. Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien, Halle Preisgeld: 8000 Euro Würdigung für: Schäumbare Verbundmaterialien auf Pflanzenbasis Die GMBU e. V. bietet innovative Rezepturen für pflanzenbasierte und rezyklierbare Komposite mit natürlichen Füllstoffen an, die sich für den 3D-Druck, den Spritzguss und hydraulisches Pressen eignen. Als Füllstoffe dienen natürliche Reststoffe, wie Hanf- und Hopfenschäben, Kakao- und Kaffeeschalen sowie Kokos- und Papierfasern. Anbauflächen zur Kultivierung werden nicht benötigt, da die Reststoffe prozessgebunden anfallen. Durch die Zugabe der Füllstoffe können 10 % Basispolymer eingespart werden. Dadurch wird eine Reduktion der CO 2 -Emissionen von 60 % im Vergleich zum Einsatz erdölbasierter Kunststoffe erreicht. Die Filamente und Granulate lassen sich wie herkömmliche Compounds verarbeiten und bieten eine holzähnliche Oberfläche. Durch Einarbeitung von zusätzlichem Treibmittel entsteht ein schäumbares Material für den 3D-Druck, welches beispielsweise als Sandwichmaterial im Leichtbau eingesetzt werden kann. Die Expansion des Treibmittels erfolgt während des Druckprozesses und wird über die Düsentemperatur gesteuert. Dadurch kann eine Gewichtsreduzierung von circa 50 % erzielt werden. Finalist: Agrar Burgscheidungen eG, Laucha an der Unstrut Würdigung für: Wasserrecycling für eine integrierte Symbiose der Algenkultivierung im Weinbau: Wi-Sa-We Die Agrar Burgscheidungen eG hat in Kooperation mit der GMBU e. V. – Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien ein Verfahren zur symbiotischen Aufzucht von Mikroalgen für den Weinbau entwickelt. Durch die Bewässerung von Wein mit aufbereitetem Kulturmedium der Mikroalgen wird Wasser recycelt, die Biodiversität gestärkt, das Pflanzenwachstum verbessert und ein resilientes Mikrobiom geschaffen. Der Nährstoffeintrag aus dem Medium spart Kosten für Düngemittel, was die ökonomische Ressourceneffizienz unterstreicht. Das Verfahren ist vielfältig übertragbar und weist enormes ökologisches Potenzial mit ökonomischen Erfolgsaussichten auf. Finalist: Synthos Schkopau GmbH, Schkopau Würdigung für: Synthesekautschuk für verbesserten Reifenabrieb – ein Beitrag zur Mikroplastikreduktion Die Synthos Schkopau GmbH baut als größter Anbieter von Synthesekautschuk in Europa die Palette nachhaltiger Produkte kontinuierlich aus. In den letzten 15 Jahren wurden am Standort Schkopau erfolgreich SSBR-Typen (Solution Styrene Butadiene Rubber) für energieeffiziente Reifen entwickelt und vermarktet. Dem Synthos-Forscherteam ist es gelungen, zusätzlich den Reifenabrieb zu verringern und damit auch die Mikroplastikbildung aus Reifen zu minimieren. In Hochleistungsreifen verwendete Synthesekautschuke müssen umfangreiche Nachhaltigkeitskriterien erfüllen. Für den ökologischen Fußabdruck von Reifen sind umweltverträgliche Zusatzstoffe sowie der Einfluss neuer Synthesekautschuke, z.B. SSBR, relevant. Leistungseigenschaften des Reifens, die mit dem Fahrverhalten und der Sicherheit des Fahrzeugs verbunden sind, müssen mit einem geringen Rollwiderstand und einem niedrigen Abrieb korreliert werden. Während ein hoher Rollwiderstand den Energieverbrauch der Fahrzeuge erhöht, verursacht ein hoher Abrieb die verstärkte Bildung von Mikroplastik. Die neue Technologie verbessert den Abrieb um ca. 8 %, ohne die Leistungseigenschaften negativ zu beeinträchtigen. Preisträger: MOL Katalysatortechnik GmbH, Merseburg Preisgeld: 8000 Euro Würdigung für: Kühlwasserbehandlung in der Kernfusion In technischen Kühlkreisläufen wird das Kühlwasser mittels Kreiselpumpen in eine turbulente Strömung versetzt. Übersteigt die in das Wasser eingetragene Pumpenergie die Stabilisierungsenergie des Wassers, dann bilden sich Wasserdampfbläschen. Bläschen mit einem Durchmesser um 1 Mikrometer sorgen selektiv für saubere Oberflächen auch auf Schweißnähten. Größere Bläschen begünstigen Bakterien und Korrosion bis hin zur Kavitation. Durch Installation spezieller, von der MOL Katalysatortechnik GmbH entwickelter Mineral-Metall-Folien auf der Saugseite der Kreiselpumpen im turbulenten Strömungsbereich wird die Bildungsgeschwindigkeit der Wasserdampfbläschen beschleunigt, so dass anstelle weniger großer gefährlicher Wasserdampfbläschen viele sehr kleine nützliche gebildet werden. Dadurch ist es möglich, Kühlwasser mit hoher technischer und hygienischer Sicherheit und ohne Einsatz von Chemikalien und Bioziden dauerhaft sicher und wirtschaftlich vorteilhaft zu behandeln. Finalist: LEUNA-Harze GmbH, Leuna Würdigung für: Großtechnische Synthese von biobasierten Epoxidharzen aus pflanzlichen Altölen Die bisher zur Verfügung stehende Rohstoffbasis für Epoxidharze ist Erdöl. Im Zuge der Rückwärtsintegration der Produktion der LEUNA-Harze GmbH wurde eine eigene Synthesevariante für den zur Herstellung von Epoxiden notwendigen Rohstoff Epichlorhydrin entwickelt und in einer großtechnischen Anlage mit einer Kapazität von 15.000 t/a realisiert. Dabei wird nicht Propylen, sondern Glycerin, ein Nebenprodukt der Biodieselherstellung, als Rohstoff eingesetzt. Als Startpunkt der Wertschöpfungskette dienen gebrauchte Speisefette und -öle, die über Glycerin und Epichlorhydrin in einem Upcyclingprozess zu biobasierten Epoxidharzen umgesetzt werden. Eine neue Produktlinie mit reduziertem CO 2 -Fußabdruck und garantiertem biobasierten Anteil auf Basis von wiederverwerteten, pflanzlichen Altölen konnte vom Unternehmen erfolgreich auf dem Markt eingeführt werden. Dies ermöglicht einen biobasierten Kohlenstoffanteil von bis zu 42 % bei gleichzeitiger, signifikanter Reduktion des CO 2 -Fußabdrucks der so hergestellten Produkte. Diese finden Anwendung in der Wind-, Bau- und Automobilindustrie. Finalist: SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH, Lutherstadt Wittenberg Würdigung für: ATMOWELL® – Ammoniakreduzierung im Tierstall Ammoniak (NH 3 ) kann bei übermäßiger Freisetzung negative Effekte auf die Umwelt und die Gesundheit von Mensch und Tier haben. Deutschland hat sich verpflichtet die nationalen NH 3 -Emissionen bis zum Jahr 2030 um 29 % zu senken (im Vergleich zu 2005). Mit ca. einem Drittel stammt ein Großteil der nationalen NH 3 -Emissionen aus Tierställen. Der Einsatz eines Ureaseinhibitors in Rinder- und Schweineställen ist ein innovativer Ansatz, um diese Emissionen deutlich zu mindern. Damit kann u. a. die Versauerung und Eutrophierung von Böden und Ökosystemen, die Verschiebung des Artenspektrums und Bedrohung der Artenvielfalt sowie die Gesundheitsbelastung (Schleimhautirritationen, sekundärer Feinstaub, Atemwegserkrankungen) gemindert werden. ATMOWELL® ist ein von SKW Piesteritz patentierter Ureaseinhibitor, welcher NH 3 -Emissionen in Rinderställen um 58 % reduziert. Die so verbesserte Luftqualität schützt vor negativen Auswirkungen des Ammoniaks auf Umwelt, Klima, sensible Ökosysteme und vor der Versauerung von Böden.
Kernfusion und Strahlenschutz In Deutschland und weltweit wird Kernfusion als mögliche Energiequelle erforscht. Das Prinzip der Kernfusion basiert auf der Verschmelzung von zwei Atomkernen. Das BfS beobachtet und bewertet die für die Kernfusion relevanten Strahlenschutzaspekte, identifiziert Wissenslücken und initiiert Forschungsprojekte. Das BfS informiert Politik und Öffentlichkeit dazu. Das BfS stellt die Expertise bereit, um den bei Entwicklung und Betrieb von Fusionsanlagen nötigen Strahlenschutz zu gewährleisten. Daher begleitet es zum Beispiel eine Fusionsforschungsanlage mit Messungen. Bei Unfällen in einem Fusionsreaktor werden deutlich geringere radiologische Auswirkungen erwartet, als bei Unfällen in einem Kernkraftwerk möglich sind. Was ist Kernfusion? In der Kernphysik gibt es zwei Möglichkeiten, in größeren Mengen Energie für den Menschen nutzbar zu machen: erstens durch die Spaltung von Atomkernen wie etwa von Uran -235. Das wird in Kernkraftwerken gemacht. Zweitens durch das Prinzip der Kernfusion, also der Verschmelzung von Atomkernen – einem Prinzip, mit dem auch Sterne wie unsere Sonne ihre Energie erzeugen. Die Kernfusion wird in Deutschland und weltweit mit verschiedenen Ansätzen erforscht. Dabei spielen auch Strahlung und Radioaktivität und somit der Strahlenschutz eine Rolle. Das Bundesamt für Strahlenschutz ( BfS ) verfügt hier über vielfältige Kompetenzen, um diese verschiedenen Ansätze im Hinblick auf den Strahlenschutz fachlich zu begleiten. Das Bundesamt für Strahlenschutz forscht und berät – auch zu Strahlenschutz bei Kernfusion. Auch wenn sich das Grundprinzip ähnelt, unterscheidet sich der Fusionsprozess, der zur Energiegewinnung auf der Erde verfolgt wird, von dem, was in der Sonne passiert: In der Sonne wird hauptsächlich dadurch Energie freigesetzt, dass aus vier Wasserstoffkernen durch Fusion in mehreren Schritten ein Heliumkern erzeugt wird. Der Prozess der Energiefreisetzung durch die Verschmelzung von vier Wasserstoffkernen läuft über extrem lange Zeiträume ab. Die Energieerzeugung auf der Erde soll aber schnell erfolgen – über die Fusion von Deuterium und Tritium. Deuterium ist ein nicht radioaktives Isotop des Wasserstoffs mit einem Proton und einem Neutron. Tritium ist dagegen ein radioaktives Isotop des Wasserstoffs mit einem Proton und zwei Neutronen. Nach derzeitigem Stand sollen in Fusionsreaktoren Deuterium und Tritium zu einem Heliumkern verschmelzen, obwohl sie sich wegen ihrer positiven elektrischen Ladung abstoßen. Dies erreicht man mit zwei unterschiedlichen Konzepten: Entweder schließt man die positiv geladenen Atomkerne durch ein Magnetfeld ein und heizt sie stark auf, oder man beschießt sie mit Lasern. Die erste Methode heißt Magnetfusion, die zweite Trägheits- oder Laserfusion. Bei der Fusion von Deuterium und Tritium wird ein energiereiches Neutron freigesetzt. Der entstandene Heliumkern ist stabil, also nicht radioaktiv. Magnetfeld von Wendelstein 7-X Quelle: MPI für Plasmaphysik, Matthias Otte Die freigesetzten Neutronen sind für die Kernfusion selbst nicht erforderlich, können im Material, aus dem der Fusionsreaktor besteht, jedoch zusätzliche radioaktive Atomkerne erzeugen. So kann beispielsweise in Bauteilen aus Stahl das radioaktive Kobalt-60 entstehen, das beim Zerfall sehr energiereiche Gammastrahlung aussendet. Den Vorgang, durch den nicht-radioaktives Material zum Beispiel durch Beschuss mit Neutronen radioaktiv gemacht wird, nennt man " Aktivierung “. Die praktische Umsetzbarkeit ist noch in der Erforschung. Die freigesetzten Neutronen können allerdings verwendet werden, um im laufenden Betrieb eines Fusionsreaktors Tritium zu erzeugen, das dann wieder für den Fusionsprozess verwendet werden kann. Für diesen Teilprozess wird in die Auskleidung eines Fusionsreaktors (technisch "Blanket") Lithium eingebracht. Die bei der Fusion entstehenden Neutronen bilden dann dort Tritium. Bei der Kernspaltung wird ein schwerer Atomkern, für die Energiegewinnung meist Uran-235, durch ein Neutron gespalten. Dabei entstehen unter anderem weitere Neutronen, die eine unkontrollierte Kettenreaktion auslösen können. Eine solche unkontrollierte Kettenreaktion ist bei der Kernfusion ausgeschlossen. Zudem werden in der Summe bei der Kernfusion weitaus weniger Radionuklide verwendet oder erzeugt als bei einem Kernkraftwerk. Es entstehen bei der Kernfusion weniger radioaktive Abfälle als bei der Kernspaltung und es würden bei einem Unfall geringere Mengen an Radionukliden freigesetzt werden. Schließlich sind die in einem Fusionsreaktor entstehenden radioaktiven Atomkerne oft kurzlebiger. Einblicke in die verschiedenen zur Fusion diskutierten Forschungsansätze geben zum Beispiel das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik sowie die Internationale Atomenergie-Organisation (IAEA) . Letztere veröffentlichte den sogenannten World Fusion Outlook (IAEA World Fusion Outlook 2025) . Welche Rolle spielt Strahlenschutz bei der Kernfusion? Die Entwicklung und der Bau von Fusionsanlagen zur kommerziellen Elektrizitätserzeugung sind ein großes gesellschaftliches Thema, bei dem es gilt, beträchtliche technologische Herausforderungen zu meistern. Dabei spielen auch Strahlung und Radioaktivität und somit der Strahlenschutz eine Rolle. Das BfS verfügt über vielfältige Kompetenzen, um die verschiedenen Fusionskonzepte im Hinblick auf den Strahlenschutz fachlich zu begleiten und Politik sowie Öffentlichkeit zu informieren. Das BfS wirkt zum Beispiel mit beim Erarbeiten von Normen, etwa für den Einsatz von Tritium . Schon heute, im Forschungsstadium, ist das Amt Teil der Emissionsüberwachung. So kontrolliert das BfS an der Fusionsanlage Wendelstein 7-X in Mecklenburg-Vorpommern Proben von Ableitungen in die Luft. Bei Unfällen in einem Fusionsreaktor werden aus physikalischen Gründen deutlich geringere radiologische Auswirkungen erwartet als bei Unfällen in einem Kernkraftwerk . Daher liegen die maximal möglichen Strahlendosen für die Bevölkerung selbst bei einem schweren Unfall in einem Fusionskraftwerk um mehrere Größenordnungen unter den maximal möglichen Strahlendosen bei einem schweren Unfall in einem Kernkraftwerk . Im Detail gibt es folgende Bereiche, die den Strahlenschutz betreffen: Stand: 13.04.2026
In dem Projekt soll die Entwicklung der Fusionstechnologie inklusive LIBS und ME-XRT für die Klassifizierung von zerkleinerten Mineralpartikeln auf einem Förderband mit Hilfe der Deep Learning' Technologie erforscht werden. Die Kombination von LIBS und ME-XRT ist vielversprechend, da sich die Sensoren hinsichtlich Ihrer analytische Leistungsfähigkeit ergänzen: LIBS kann eine Elementanalyse der Probenoberfläche bereitstellen, während ME-XRT Volumendaten mit geringerer Genauigkeit erzeugt. Die technologische Fusion beider Sensoren erlaubt die Extrapolation der präzisen Oberflächendaten auf das gesamte Probenvolumen. Dadurch werden repräsentative Daten für das ganze Erz gewonnen. Zusätzlich erlaubt die Implementation von Neuronalen Netzen die automatische Selbstanpassung auf die verschiedenen Erze und geologische Parameter. Das Projekt bewertet die technische Machbarkeit der verbesserten Sortiertechnik in der Bergbauindustrie. Es erlaubt die Trennung von Taubgestein bereits in früheren Prozessstadien, so dass die Betriebskosten sowie der Energie - und Wasserverbrauch während des Zerkleinerungsprozesses reduziert werden, welcher üblicherweise in Mineralveredlungswerken eingesetzt wird.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 26 |
| Land | 4 |
| Weitere | 1 |
| Wissenschaft | 6 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 25 |
| Text | 1 |
| unbekannt | 4 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 5 |
| Offen | 25 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 26 |
| Englisch | 9 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
| Keine | 20 |
| Webseite | 10 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 16 |
| Lebewesen und Lebensräume | 24 |
| Luft | 14 |
| Mensch und Umwelt | 30 |
| Wasser | 10 |
| Weitere | 30 |