Wird bei Kernfusion Strahlung frei?

Kernfusion: Saubere Energie mit radioaktivem Abfall? Ein differenzierter Blick

Die Kernfusion, oft als die “Heilige-Gral”-Energiequelle der Zukunft gepriesen, verspricht nahezu unerschöpfliche und klimafreundliche Energie. Im Gegensatz zur Kernspaltung, bei der radioaktiver Abfall über extrem lange Zeiträume gefährlich bleibt, wird die Fusion oft als “sauber” dargestellt. Doch diese Vereinfachung bedarf einer genaueren Betrachtung. Die Aussage “Kernfusion produziert keinen radioaktiven Abfall” ist schlichtweg falsch – wenn auch die Art und Menge des Abfalls deutlich anders sind als bei der Spaltung.

Der Kernfusionsprozess selbst erzeugt im Wesentlichen Helium und Energie. Helium ist ein Edelgas und ungefährlich. Die “Unsauberkeit” entsteht durch die Wechselwirkung der energiereichen Reaktionsprodukte, insbesondere der Neutronen, mit dem Reaktormaterial. Diese hochenergetischen Neutronen durchdringen die Reaktorwandung und induzieren dort Kernreaktionen. Die Atomkerne des Wandmaterials werden durch Neutroneneinfang aktiviert und werden somit selbst radioaktiv. Dieser Prozess, die Neutronenaktivierung, ist der Hauptgrund für die Entstehung radioaktiven Abfalls bei der Kernfusion.

Die Art und Menge des entstandenen radioaktivitätsbelasteten Materials hängen stark von der Wahl der Werkstoffe ab. Während einige Materialien nur kurzlebige Radioisotope bilden, die nach wenigen Jahren zerfallen, können andere Materialien langfristig radioaktiv bleiben. Die Entwicklung geeigneter, neutronenresistenter Werkstoffe ist daher eine zentrale Herausforderung der Fusionsforschung. Hierbei spielen Materialien wie Wolfram, diverse Stähle, aber auch flüssige Metalle wie Lithium-Blei-Legierungen eine wichtige Rolle, wobei jeweils die Vor- und Nachteile hinsichtlich Aktivierung, Verarbeitbarkeit und Langzeitstabilität abgewogen werden müssen.

Es ist wichtig zu betonen, dass die Menge des radioaktiven Abfalls bei der Fusion im Vergleich zur Spaltung deutlich geringer ist. Die Halbwertszeiten der entstandenen Isotope sind oft kürzer, was die Lagerzeit und das Gefährdungspotenzial reduziert. Zudem ist die Gesamtmenge des benötigten Materials für eine Fusionsanlage geringer. Trotzdem bleibt der radioaktive Abfall ein Problem, das in der Gesamtbetrachtung der Umweltbilanz berücksichtigt werden muss. Die Forschung konzentriert sich daher nicht nur auf die Optimierung des Fusionsprozesses, sondern auch auf die Entwicklung von Recycling-Verfahren und die Minimierung des radioaktiven Abfalls durch die geschickte Materialauswahl und den Einsatz von fortgeschrittenen Werkstoffen.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Kernfusion ist im Vergleich zur Kernspaltung ein deutlich saubereres Verfahren, generiert aber dennoch radioaktiven Abfall. Dieser Abfall ist jedoch in der Menge und der Dauer der Radioaktivität deutlich geringer und stellt somit eine kleinere Herausforderung dar, als der Abfall aus der Kernspaltung. Die Forschung arbeitet kontinuierlich an der Minimierung dieses Abfalls und der Entwicklung effizienter Entsorgungsmethoden.