Der Unternehmenschef ist sich sicher, dass Japan zu den ersten Ländern gehört, die Fusionsenergie auch kommerziell nutzen.

Ein japanisches Start-up im Bereich der Fusionsenergie hat einen bedeutenden Fortschritt erzielt. Helical Fusion hat den weltweit ersten Leistungstest einer Hochtemperatur-Supraleistungsspule unter Bedingungen durchgeführt, die innerhalb einer Fusionsanlage herrschen. Das Unternehmen, das 2021 gegründet wurde, verfolgt einen innovativen Ansatz mit Stellaratoren, die ein speziell geformtes Spulensystem nutzen, um ein magnetisches Feld um den Reaktor zu erzeugen.

Im Gegensatz zu Tokamak-Reaktoren, die ein Donut-förmiges Plasma erzeugen, beeinflussen bei Stellaratoren die Magnetfelder von außen die Plasmastabilität. Dies bedeutet, dass Stellaratoren theoretisch stabiler sind, da sie keinen zusätzlichen Strom ins Plasma induzieren müssen. Allerdings ist die Herstellung der Magnetfeldspulen und die exakte Justierung des Magnetfelds aufwändiger und komplexer.

Technologie und Fortschritte

Um das notwendige Magnetfeld zu erzeugen, verwendet Helical Fusion Hochtemperatur-Supraleiter (HTS). Diese Materialien haben bei extrem niedrigen Temperaturen keinen elektrischen Widerstand und können daher sehr hohe Ströme leiten. Dies ist entscheidend, um das Plasma, das Temperaturen von über 100 Millionen Grad Celsius erreichen kann, in der Schwebe zu halten. Die HTS-Spulen von Helical Fusion sind in einer Doppelhelix-Form um das Plasma angeordnet.

Die kritische Temperatur für Hochtemperatursupraleiter liegt bei 77 Kelvin, was -196 Grad Celsius entspricht, sodass sie mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden können. Im Test wurden die HTS-Spulen jedoch mit flüssigem Helium auf -258 Grad Celsius gekühlt. Dabei erreichten die Spulen einen stabilen Stromfluss von 40.000 Ampere und hielten einem Magnetfeld von 7 Tesla stand.

Die HTS-Spule ist ein zentrales Element für den zukünftigen Fusionsreaktor von Helical Fusion, der den Namen Helix Haruka tragen wird. Der Erfolg dieses Tests ebnet den Weg für den Bau eines Demonstrationsgeräts. Takaya Taguchi, der Geschäftsführer von Helical Fusion, äußerte sich optimistisch: „Wir haben die Möglichkeit, vor dem Rest der Welt Fusion für die Stromerzeugung zu nutzen.“ Der nächste Schritt besteht darin, die HTS-Spule in den Testreaktor zu integrieren.

Der Weg zum Kraftwerk Kanata

Basierend auf den Erkenntnissen aus dem Helix Haruka soll das Kraftwerk Helix Kanata entstehen, das drei wesentliche Anforderungen erfüllen soll: Erstens muss das Kraftwerk mehr Energie erzeugen als für die Plasmaerzeugung und -erhaltung benötigt wird. Zweitens soll kontinuierlich Strom produziert werden, und drittens soll der Reaktor aus wartungsfreundlichen Komponenten bestehen. Die Fertigstellung des Kraftwerks ist für die 2030er-Jahre vorgesehen.

Im Demonstrationsreaktor Helix Haruka wird zudem das Blanket von Helical Fusion getestet. Diese Hülle, die sich direkt um das Plasma schließt, fängt die bei der Fusion entstehenden Neutronen auf und wandelt sie in Wärmeenergie um. Das Unternehmen plant, dies mit flüssigem Metall zu realisieren, das in der Hülle zirkuliert und so die Wärme effizient abführt. Diese Wärme soll genutzt werden, um Wasser zu erhitzen und Dampfturbinen anzutreiben.