H.C. Starck Tungsten entwickelt spezielle Wolframpulver für die Realisierung eines ersten deutschen Fusionsreaktors. Hintergrund ist das milliardenschwere Förderprogramm „Fusion 2040“ des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit dem Ziel, ab etwa 2040 Kraftwerke auf Basis dieser Technologie in Betrieb zu nehmen.
Das Goslarer Unternehmen soll geeignetes Wolfram-Metallpulver zur Herstellung von Baugruppen liefern, mit denen die Innenwände des Fusionsreaktors ausgekleidet werden können. Diese sogenannte „First Wall“ dient zur Abschirmung der Anlagenstruktur von dem im Inneren brennenden Plasma, das mit rund 100 Millionen °C heißer ist als die Sonne. Die Reaktorwände müssen nicht nur diesen Temperaturen, sondern auch Teilchenbeschuss und der Belastung durch Neutronenstrahlung widerstehen. Dafür eignet sich Wolfram aufgrund seiner Hitzebeständigkeit und der einzigartigen Stabilität gegen Neutronenbeschuss besonders gut.
Lösungen für die präzise Verarbeitung
„Die Herausforderungen für unser Forschungs- und Entwicklungsteam liegen weniger in den Schutzeigenschaften der Wolframlegierungen, die wir zum Teil aus anderen Anwendungen kennen, als vielmehr in deren mechanischer Verarbeitung, die absehbar im 3D-Druck erfolgen wird“, sagt Projektleiter Tino Säuberlich. „Da Wolfram sehr spröde ist, entwickeln wir innovative Lösungen, die eine präzise Herstellung der Kacheln und ihre stabile Verbindung mit Kühlelementen ermöglichen. Gleichzeitig ist maximale Reinheit des Materials entscheidend, um beispielsweise Rissbildung, radioaktive Aktivierung oder Oxidation aufgrund von Sauerstoffeinschlüssen zu verhindern.“
Beitrag zu integriertem Zukunftsprojekt
Um die Herstellung und den Einsatz der Baugruppen unter Plasmaeinfluss zu testen, muss in Deutschland perspektivisch eine entsprechende Infrastruktur aufgebaut werden. „Hier kommt die enge Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Politik im Rahmen des Projekts ins Spiel“, erläutert Säuberlich. „Angesichts der unglaublichen Komplexität des Vorhabens ist jede beteiligte Institution auf Erfahrungen und Leistungen anderer Partner angewiesen. Das macht, neben dem visionären Ziel, diese Initiative so faszinierend.“
Dr. Julia Meese-Marktscheffel, Director Technology & Innovation Global, ergänzt: „Die Einbindung in ‚Fusion 2040‘ unterstreicht, dass unser Verständnis von Innovation weit über kurzfristige Lösungen hinausreicht und auch die Herausforderungen von übermorgen adressiert.“
Schritt für Schritt zur industriellen Anwendung
„Fusion 2040“ soll mit der Fusionstechnologie eine klimaneutrale, sichere, bezahlbare und grundlastfähige Energiequelle erschließen und Deutschland als führenden Standort in diesem Zukunftsfeld positionieren. Der Weg dorthin folgt definierten Entwicklungsschritten: Auf die aktuelle Forschungs- und Entwicklungsphase soll ab dem frühen nächsten Jahrzehnt der Technologietransfer in industrielle Anwendungen folgen, bevor in den 2040er-Jahren erste Testreaktoren in Betrieb gehen.
Als entscheidende Erfolgsvoraussetzung gelten Fortschritte in zentralen Schlüsseltechnologien und beim Aufbau eines leistungsfähigen industriellen Ökosystems. Dafür stehen umfangreiche staatliche Fördermittel bereit, sowohl zur langfristigen Finanzierung von Forschungseinrichtungen als auch zur gezielten Unterstützung konkreter Entwicklungsprojekte im industriellen Umfeld.
