(openPR) Weltweit wird daran geforscht, die Fusion für die Energieversorgung nutzbar zu machen. Die jüngsten Entwicklungen in der Magnet- und Laserfusion zeigen, dass die Technologie längerfristig durchaus einen Beitrag leisten kann, den weltweit wachsenden Energiebedarf zu decken. So konnte im Februar 2024 am Joint European Torus in Großbritannien die bislang größte Energiemenge in einem Fusionsexperiment erzielt werden. Gut ein Jahr zuvor hat ein Laserfusions-Experiment an der National Ignition Facility in den USA die Zündung der Kernfusion erreicht und mehr Fusionsenergie erzeugt als zum Aufheizen des Fusionsbrennstoffs nötig war.
Trotz dieser wissenschaftlichen Erfolge bedarf es auf dem Weg zu einem Fusionskraftwerk noch intensiver Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Neben der Beantwortung technischer Fragestellungen geht es dabei auch darum, einen regulatorischen Rahmen für derartige Anlagen zu schaffen – das ist nicht zuletzt für die Planungssicherheit für Entwickler und zukünftige Betreiber von Fusionskraftwerken wichtig.
Auf dem Weg zum Fusionsregelwerk: Ziele und Partner von ReFus
Genau hier setzt das vom BMBF im Rahmen des Förderprogramms „Fusion 2040 – Forschung auf dem Weg zum Fusionskraftwerk“ geförderte „Pilotvorhaben zur Regulatorik für Fusionsanlagen (ReFus)“ an. Darin erarbeiten die Projektpartner GRS, Max-Planck-Institut für ausländisches öffentliches Recht und Völkerrecht, Öko-Institut e. V., der TÜV Rheinland Industrie Service und der Unterauftragnehmer Karlsruher Institut für Technologie gemeinsam konzeptionelle Grundlagen, mit denen ein rechtlicher und technischer regulatorischer Rahmen für den Einsatz von Fusionsanlagen geschaffen werden könnte.
Für die Untersuchungen zur rechtlichen Regulatorik verfolgen die Forschenden zwei alternative Ansätze: Zum einen wird geprüft, ob und inwieweit bestehende, die Kernfusion regelnde strahlenschutzrechtliche Vorschriften im Hinblick auf zukünftige Kraftwerke anzupassen oder gegebenenfalls zu erweitern wären und ein entsprechendes Konzept erarbeitet. Zum anderen werden die konzeptionellen Grundlagen für ein eigenständiges fusionsspezifisches Regelwerk entwickelt.
Bei der Erarbeitung von technischen Anforderungen stellt sich die besondere Herausforderung, dass heute noch nicht feststeht, welche Fusionskonzepte (wie zum Beispiel Tokamak, Stellarator oder Laserfusion) in welcher konkreten Ausgestaltung es zur Energieerzeugung schaffen werden und wirtschaftlich genutzt werden können. „Daraus folgt für uns, dass ein zukünftiges technisches Regelwerk so gestaltet werden muss, dass es stetig an den technologischen Fortschritt – der sich bei der Entwicklung von Anlagenkonzepten zwangsläufig ergeben wird – angepasst werden kann“, erläutert Dr. Manuela Jopen, Leiterin des Verbundvorhabens bei der GRS.
Damit bei der künftigen Regulatorik von Anfang an der gesamte Lebenszyklus von Fusionskraftwerken abgedeckt wird, befassen sich die Projektpartner in ReFus auch mit Fragestellungen zur Nonproliferation und mit der Entsorgung von radioaktiven Abfällen aus Fusionskraftwerken. Auch wenn sich die Zusammensetzung solcher Abfälle und deren Gefährdungspotenzial erheblich von denen aus Kernkraftwerken unterscheiden, wird deshalb auch geprüft, ob die bestehenden Regelungen zur Entsorgung für radioaktive Abfälle aus Fusionsanlagen ausreichen oder ob insoweit noch Ergänzungsbedarf besteht.
Forschungsbedarfe zu Simulationscodes identifizieren
Im Zuge der Regelwerksentwicklung spielen sicherheitstechnische Fragestellungen eine wichtige Rolle. So müssen zukünftige Anlagenkonzepte umfangreichen Sicherheitsanalysen unterzogen werden. Für solche Analysen werden unter anderem Simulationscodes eingesetzt. Welche Anforderungen sich für die Codes ergeben und ob es gegebenenfalls Entwicklungsbedarf gibt, soll ebenfalls in ReFus untersucht werden.
Perspektiven von Entwicklern und Industrie mit einbeziehen
Um auch die Perspektive der Entwickler von Fusionsanlagen und deren Bedarf hinsichtlich konkreter regulatorischer Vorgaben mit einzubeziehen, sind mit den deutschen Startups Marvel Fusion, Proxima Fusion, Focused Energy und Gauss Fusion, dem amerikanischen Fusions-Startup Commonwealth Fusion Systems und den Industriepartnern Bilfinger Nuclear & Energy Transition, Framatome und Siemens Energy weitere assoziierte Partner in das Projekt eingebunden.
Das durch die GRS koordinierte Projekt ReFus läuft bis Mitte 2026. Das BMBF fördert ReFus im Rahmen des Fachprogramms "Fusion 2040 – Forschung auf dem Weg zum Fusionskraftwerk" mit rund 1 Mio. Euro. Die Ergebnisse des Projekts werden der Öffentlichkeit in einem Fachbericht zur Verfügung gestellt werden.
wissenschaftliche Ansprechpartner:
Dr. Manuela Jopen, 
