KERNFUSION

Wenn ITER aus der Erde wächst

Anfänge der ITER-Baustelle in Cadarache. © ITER
Anfänge der ITER-Baustelle in Cadarache.
© ITER


Bei öffentlichen Großbaustellen muss oft erst überprüft werden, ob auf dem Gebiet Altertümer liegen. Von links nach rechts: Vorbereitende Grabungen (a), archäologische Grabung rund um eine alte Glashütte (b) und auf einem Friedhof aus der Spätantike (c), die längs der Hauptstraße durchgeführt werden, an der auch die Wasserleitungen für die Entsorgung der Abwässer von der ITER-Baustelle verlegt werden sollen. © ITER
Bei öffentlichen Großbaustellen muss oft erst überprüft werden, ob auf dem Gebiet Altertümer liegen. Von links nach rechts: Vorbereitende Grabungen (a), archäologische Grabung rund um eine alte Glashütte (b) und auf einem Friedhof aus der Spätantike (c), die längs der Hauptstraße durchgeführt werden, an der auch die Wasserleitungen für die Entsorgung der Abwässer von der ITER-Baustelle verlegt werden sollen.
© ITER

Die ehrgeizigste internationale wissenschaftliche Kooperation der Geschichte wird im Süden Frankreichs Wirklichkeit. Blick auf ein außergewöhnliches technologisches und institutionelles Räderwerk.

Wie eine gelbe Wunde, die mit der Richtschnur dem endlosen Wald zugefügt wurde, erstreckt sich die Baustelle über ein riesiges flaches Areal, mehr als einen Kilometer lang und rund einen halben breit – das entspricht einer Größe von 60 Fußballfeldern. Das Mittelmeer ist nur 60 km entfernt. Wir befinden uns in Cadarache im Süden Frankreichs, wo im kommenden Jahrzehnt die größte internationale Forschungsanlage der Welt, der experimentelle Fusionsreaktor ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), gebaut wird. Genau in der Mitte der Fläche, die von einem riesigen Aufgebot an Maschinen millimetergenau planiert wird, klafft ein Loch, das den Reaktor aufnehmen wird.

100 Millionen Grad

Der Zweck des ITER kann in wenigen Worten so zusammengefasst werden: die Überprüfung „der wissenschaftlichen und technischen Machbarkeit der Kernfusion als eine neue Energiequelle“. Das bedeutet in der Praxis, 400 Sekunden lang eine Fusionsreaktion bei ungefähr 100 Millionen Grad in einem Plasma(1) (einem ionisierten Gas) von 840 m3 zu erhalten, um dann eine Energie freizusetzen, die dreißig Mal höher ist als die Energie, die jemals im leistungsfähigsten Reaktor, dem JET, erreicht wurde. Dieser Versuch wird in einer mit unzähligen Sensoren bestückten Umgebung durchgeführt, um so viele Versuchsdaten wie nur möglich zu erhalten. Diese werden dann die Grundlage für den ersten industriell nutzbaren Reaktor bilden, der in einigen Jahrzehnten gebaut werden soll. Mit dieser Technologie wäre es möglich, unendlich viel saubere Energie zu erzeugen, weil für eine Fusionsreaktion nur wenig Material erforderlich ist und praktisch keine radioaktiven Abfälle anfallen.

Doch die technologische Herausforderung ist gigantisch: Das Verhalten von Plasmen bei derart hohen Temperaturen ist alles andere als gut erforscht und verstanden, und die Werkstoffe sind angesichts der Bombardierung mit Neutronenstrahlung unglaublichen Belastungen ausgesetzt. Kein Land kann diese Herausforderung allein bewältigen. Deshalb schlug 1985 Michail Gorbatschow Ronald Reagan eine Zusammenarbeit im Bereich der Fusionsforschung vor. Nach unzähligen Abenteuern hat dieses Angebot zum heutigen ITER-Projekt geführt, das von Anfang an von der Europäischen Union geleitet wird und an dem sich heute sechs weitere Staaten beteiligen: USA, China, Russland, Indien, Japan und Südkorea. Sie repräsentieren mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung und grundsätzlich verschiedene Kulturen. Und für die ITER-Familie bestehen gute Aussichten auf Zuwachs, denn mehrere Staaten haben ihr Interesse bekundet, sich als „assoziierte Länder“ daran zu beteiligen.

„Der Abschluss eines internationalen Projekts wie des Large Hadron Collider (LHC) in Genf, das ausschließlich von europäischen Partnern gelenkt wurde, war bis heute bereits eine riesige Leistung, auf die man stolz sein konnte. In diesem Fall handelt es sich nun um eine Partnerschaft, bei der viel größere Summen auf dem Spiel stehen und die weltweite Ausmaße annimmt!“, bemerkt Neil Calder, der für die Öffentlichkeitsarbeit bei ITER zuständig ist und lange Zeit bei der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN) gearbeitet hat, die für den LHC zuständig ist. Für die Durchführung dieses Projekts „sind gleichermaßen ein großes menschliches Innovationspotenzial wie auch wissenschaftliche Kapazitäten erforderlich“, so der Physiker Michel Chatelier, der lange Zeit den kleinen Bruder des ITER, den Reaktor Tore Supra, leitete.

Ein Riese von planetarischem Ausmaß

Wie wird diese außergewöhnliche Anlage funktionieren? Das Projekt, dessen Wert ursprünglich auf 10 Mrd. EUR geschätzt wurde, wovon ungefähr eine Hälfte auf den Bau und die andere Hälfte auf den Betrieb entfällt, muss im Prinzip über 35 Jahre laufen: 10 Jahre für den Bau, 20 für das Experiment und weitere fünf für den Abbau. Seine Finanzierung wird zu 45 % von Europa sichergestellt, die sechs weiteren Partner übernehmen den Rest zu jeweils gleichen Teilen. Die lenkende Einrichtung des Projekts wurde Internationale ITER-Fusionsenergieorganisation (ITER Organization) genannt und wird vom ITER-Rat geleitet. Dieser besteht aus rund einhundert hochrangigen Wissenschaftlern und politischen Vertretern der jeweiligen Partnerländer. Der ITER-Rat tritt zweimal im Jahr zusammen und fällt wichtige Entscheidungen. Die Leitung der ITER Organization wurde dem Japaner Kaname Ikeda übertragen.

Zu den Besonderheiten von ITER gehört auch die Bedeutung, die dem Beitrag in Sachmitteln zukommt. Jeder Partner muss nämlich einen Teil der Reaktorbestandteile und der Ausrüstung liefern: Dazu wurden sieben nationale Agenturen gegründet. „Doch wir haben uns gewissermaßen dazu entschieden, dies auf die ineffizienteste Weise zu machen, die man sich nur vorstellen kann“, amüsiert sich Neil Calder. Die Fertigung der meisten Bestandteile ist tatsächlich von der Zusammenarbeit von drei oder auch vier nationalen Agenturen abhängig, denn die Idee war, so viel wie möglich technologisches Wissen gemeinsam zu erarbeiten. In manchen Fällen reicht jede Agentur einen Prototypen ein und dann wird der beste in einem Schiedsverfahren bestimmt. In anderen Fällen bietet jeder seine Fähigkeiten an und dann wird ein geeignetes Projekt konzipiert. Dadurch steht der Willen zur Verbreitung des Wissens im Vordergrund, was angesichts der Bereitschaft zur Optimierung der Anstrengungen nicht ohne Verdienst bleibt.

Diese Form der Aufgabenteilung setzt natürlich auch ein riesiges Interaktionsvolumen voraus: In den Baubaracken in Cadarache finden ständig Videokonferenzen statt, die E-Mail- Boxen sind voll und eine Dienstreise reiht sich an die nächste. Doch schließlich geht alles voran und die Prototypen der Einzelteile werden geliefert und warten zwischen den Gebäudereihen auf ihre Bewertung. Die größte beteiligte Agentur ist derzeit die europäische Agentur Fusion For Energy (F4E), weil 45 % des Projekts von Europa getragen werden. Sie ist an der Anfertigung praktisch aller Reaktorteile, vor allem auch der riesigen supraleitenden Spulen, beteiligt. In zwei Jahren wird >emF4E an ihrem Sitz in Barcelona mehr als 300 Mitarbeiter beschäftigen

Buntes Völkergemisch auf dem Bau

Im Alltag ist das Abenteuer sehr spannend. Als Kaname Ikeda 2007 in Cadarache mit einem halben Dutzend Mitarbeitern eintrifft, steht noch nichts. Nach und nach werden die Baucontainer aufgestellt und die Baustelle entsteht. Ein Jahr später arbeiten dort bereits über 100 Menschen. Heute sind es knapp 300, die immer noch in Containern untergebracht sind und auf die Lieferung der Gebäude warten.

Diese sollen von den Franzosen in drei Jahren fertiggestellt sein. Und sehr bald schon werden es 1 000 Mitarbeiter aus 30 Nationen sein. „Die meisten internationalen Organisationen wie die Europäische Weltraumorganisation (ESA) oder CERN sind heute bereits über 30 Jahre alt und besitzen eine gemeinsame Kultur“, betont Neil Calder. „Wir müssen uns unsere Identität erst noch aufbauen. Wir stammen aus Ländern, die noch nie zusammengearbeitet haben, und hier sind Menschen, die noch nicht einmal denselben Dresscode geschweige denn dasselbe Verständnis für Hierarchien oder die Arbeit besitzen. Wir leiten Sitzungen nicht auf gleiche Weise und drücken uns auch recht unterschiedlich aus. Wir werden ein Modell erfinden müssen, in dem sich jeder gut fühlt und effizient arbeiten kann. Das ist eine verdammt große Herausforderung!“

Glücklicherweise sind die Teilnehmer von ITER fest davon überzeugt, an einer Mission von größter gesellschaftlicher Bedeutung zu arbeiten, und das in einer Zeit, in der sich der Treibhauseffekt und die Energiekrise als immer gefährlichere Bedrohungen für die Menschheit erweisen. Das sollte es erlauben, den unvermeidbaren Krisen und Schwierigkeiten standzuhalten, die noch bevorstehen. „Bei einem Projekt wie diesem kann man nicht erwarten, dass gleich beim ersten Mal auch die richtigen Entscheidungen getroffen werden“, bemerkt Michel Chatelier. „Man muss daher auch flexibel und zu Korrekturmanövern in der Lage sein.“ Jedenfalls stehen viele Aspekte der Lenkung von ITER noch zur Verhandlung aus. So ist etwa für die Handhabung des geistigen Eigentums größtenteils noch keine Lösung gefunden worden: Das Recht auf Patentierung der Technologien, die im Rahmen dieses Projekts entwickelt werden, wird zweifellos noch ein heißes Diskussionsthema sein. Diesen Kontext fasst Neil Calder mit der Beobachtung zusammen: „Im Grunde genommen steckt das Projekt gerade in der Pubertät, mit all den Problemen, die der Weg zur Reife so mit sich bringt.“ Sicherlich ein schwieriges Lebensalter, doch es steckt auch voller Begeisterung.

Yves Sciama

  1. Siehe An den Grenzen der Materie, Research*eu 61.


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Mehr Einzelheiten

Versorgung der Neuankömmlinge

Um neue Mitarbeiter besser betreuen zu können, hat Iter-France, ein Ableger der französischen Atomenergiebehörde CEA (FR), die für die Vorbereitung der Baustelle zuständig ist, ein sogenanntes „Welcome Office“ eingerichtet. Dort hilft man den Neuankömmlingen bei der Wohnungssuche, bei Verwaltungsfragen (Führerschein, Aufenthaltserlaubnis usw.) und für Interessierte gibt es dort auch Informationen zu Französischkursen. Erst kürzlich wurden Referenten eingeladen, um die kulturellen Besonderheiten der verschiedenen Teilnehmerländer vorzustellen. Mit dieser Aktion sollen das Zusammenleben verbessert und dem einen oder anderen Missverständnis vorgebeugt werden. Weiterhin wurde auch eine internationale Schule für die Kinder der Mitarbeiter eröffnet. Wenn der volle Betrieb der Baustelle erreicht ist, sollen dort ungefähr eintausend Kinder zwischen fünf und 18 Jahren unterrichtet werden. Diese Schule soll dafür sorgen, dass die Kinder zu jeder Zeit wieder in das Schulsystem ihrer Heimatländer eingegliedert werden können.


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