Das japanische Unternehmen Kyoto Fusioneering hat mit der Arbeit an einem Prototypgerät begonnen, das Kernfusionsunternehmen dabei helfen könnte, eine der grundlegenden Technologien für den Betrieb künftiger Kraftwerke zu testen. Das Unternehmen erhielt Fördermittel des US-Energieministeriums und des Bundesstaates Tennessee zur Entwicklung eines Geräts zur Brennstoffherstellung im Oak Ridge National Laboratory und kündigte außerdem an, seinen US-Hauptsitz in die Stadt Oak Ridge zu verlegen.
Das Projekt kommt zu einer Zeit, in der sich der größte Teil der Aufmerksamkeit im Bereich der Fusionsenergie auf die Reaktoren selbst richtet, in denen Atome miteinander verschmelzen und enorme Energiemengen freisetzen. Der langfristige Betrieb eines Reaktors erfordert jedoch ein umfangreiches System unterstützender Anlagen – von Brennstoff- und Kühlsystemen bis hin zu Ausrüstung, die mit der durch die Reaktion entstehenden Hitze und den Materialien umgehen kann.
Erprobung einer Technologie zur Herstellung von Fusionsbrennstoff
Das neue Gerät trägt den Namen Unity-3 und wird von Kyoto Fusioneering in Zusammenarbeit mit dem Oak Ridge National Laboratory entwickelt. Es wird eine als Brutblanket oder breeding blanket bekannte Technologie testen. Dabei handelt es sich um ein System, das den Reaktionsbereich umgibt und zwei Hauptfunktionen erfüllt: Es fängt die bei der Fusion entstehende Energie auf und erzeugt neuen Brennstoff für den Reaktor.
Eines der Designs für diese Blanket-Systeme basiert auf flüssigem Lithium, das Wärme und Neutronen absorbiert. Wenn Neutronen auf Lithiumatome treffen, spalten sich die Atome in Helium und Tritium, ein Wasserstoffisotop, das in vielen Designs von Fusionsreaktoren einen wichtigen Brennstoff darstellt. Anschließend wird das Tritium vom Blanket getrennt und zum Reaktor zurückgeführt, während die Wärme entnommen wird, um sie zur Stromerzeugung zu nutzen.
Unity-3 wird sich nicht auf die Erprobung von flüssigem Lithium beschränken. Kyoto Fusioneering erklärte, dass das Gerät auch eine Reihe anderer Materialien testen werde, die in Brutblankets eingesetzt werden. Dies dürfte Forschern und Start-ups dabei helfen, Daten praktisch zu überprüfen, die bisher zu einem großen Teil mithilfe von Computermodellen erzeugt wurden.
Die Rolle des Unternehmens in der Fusionslieferkette
Ein Brutblanket benötigt hitzebeständige Materialien, speziell entwickelte Pumpen und weitere spezialisierte Ausrüstung. Dieses System stellt jedoch nur einen Teil eines vollständigen Fusionskraftwerks dar. Kyoto Fusioneering entwickelt außerdem Systeme zur Erhitzung des Fusionsbrennstoffs und seiner Umwandlung in Plasma, zur Rückgewinnung des unverbrannten Brennstoffs aus dem Abgas sowie zur Entnahme der Wärme für die Stromerzeugung.
Das Unternehmen zählt zu den größten spezialisierten Akteuren unter den Firmen, die in der entstehenden Lieferkette für Fusionsenergietechnologien tätig sind. Daten von FusionX zufolge hat Kyoto Fusioneering zugesagtes Kapital in Höhe von 121 Millionen US-Dollar eingeworben. Eine aktuelle Studie der Fusion Industry Association wies außerdem darauf hin, dass mehr als die Hälfte der Fusionsunternehmen angab, eine Zusammenarbeit mit externen Lieferanten bei Technologien für den Brennstoffkreislauf zu planen, wie sie Kyoto Fusioneering entwickelt.
Daten zur Nutzung in Reaktordesigns
Realta Fusion, Thea Energy, Type One Energy und Xcimer Energy werden die Daten aus den von Unity-3 durchgeführten Experimenten beim Design ihrer Reaktoren verwenden. Diese Unternehmen verfolgen eine Vielzahl unterschiedlicher Ansätze zur Entwicklung von Fusionsenergie, wodurch die Ergebnisse des Geräts eine Bedeutung erlangen, die über das Projekt von Kyoto Fusioneering selbst hinausgeht.
Der Projektansatz sieht vor, dass die Erprobung von Materialien und Technologien für Brutblankets in einem eigens dafür vorgesehenen Gerät den Unternehmen helfen könnte, von Computersimulationen zu experimentellen Daten überzugehen, auf die sie sich bei der Entwicklung von Reaktoren stützen können. Sollte sich die Technologie bewähren, könnte dies die Position von Kyoto Fusioneering als potenzieller Lieferant von Ausrüstung für Fusionskraftwerke stärken, sobald diese Kraftwerke bereit für den Anschluss an das Stromnetz sind.