Kernfusion ist derselbe Prozess, der die Sonne und die Sterne antreibt weforum.org – leichte Atomkerne (wie Wasserstoff) verschmelzen zu schwereren und setzen dabei enorme Energie frei. Theoretisch könnte die Fusion nahezu unbegrenzte, klimafreundliche Energie liefern: Sie nutzt reichlich vorhandenen Brennstoff (Wasserstoffisotope aus Wasser oder Lithium) und erzeugt im Vergleich zur herkömmlichen Kernkraft wenig radioaktiven Abfall. Anders als die Spaltung schwerer Atome (Kernspaltung), die langlebigen Abfall hinterlässt, erzeugt eine Fusionsreaktion hauptsächlich harmloses Helium und kurzlebige Neutronen weforum.org, euro-fusion.org. Jüngste Fortschritte haben eine „Fusions-Euphorie“ neu entfacht – ein globales Wettrennen zwischen nationalen Laboren und Start-ups, die die Kraft der Sonne auf der Erde bändigen wollen. Wissenschaftler, Unternehmer und politische Entscheidungsträger fragen sich zunehmend: Könnte die Fusion endlich unsere Energiesysteme revolutionieren?
Eine kurze Geschichte der Fusionsforschung: Die Fusion fasziniert Wissenschaftler seit einem Jahrhundert. In den 1920er Jahren schlugen Astrophysiker (wie Arthur Eddington) erstmals vor, dass Sterne durch die Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium leuchten euro-fusion.org. Die erste Laborfusion (von schwerem Wasserstoff) gelang Rutherford 1934. Doch praktische Fusionsreaktoren kamen später. 1950 schlugen die sowjetischen Physiker Sakharov und Tamm den Tokamak vor – ein magnetisches, „donutförmiges“ Fusionsgerät euro-fusion.org. (Etwa zur gleichen Zeit entwickelte der US-Physiker Lyman Spitzer eine alternative „Stellarator“-Anordnung.) Diese magnetischen Einschlusskonzepte dominierten fortan die Fusionsforschung. In den 1970er Jahren begann die internationale Zusammenarbeit. Europa bündelte seine Bemühungen zum Bau von JET (Joint European Torus) – die Entwurfsarbeiten begannen 1973, und das erste Plasma wurde 1983 erzeugt euro-fusion.org. 1985 entstand auf dem Reagan-Gorbatschow-Gipfel die Idee für ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), ein beispielloses multinationales Fusions-Testprojekt euro-fusion.org. In den 1980er und 1990er Jahren stellten Tokamaks wie JET und Japans JT-60 Leistungsrekorde auf; so erzeugte JET 1997 mit einem 50:50-Gemisch aus Deuterium-Tritium-Brennstoff 16 MW Fusionsleistung (eine Leistung von mehr als der Hälfte der Heizenergie) euro-fusion.org. Inzwischen erforschten die USA und andere Trägheitsfusion (mit riesigen Lasern). Doch trotz jahrzehntelanger Fortschritte hatte noch kein Reaktor mehr Energie erzeugt, als er verbrauchte – die Fusion blieb eine wissenschaftliche Herausforderung, die „immer 30 Jahre entfernt“ war, wie es hieß.
Wie Fusion funktioniert (und wie sie sich von der Spaltung unterscheidet): Vereinfacht gesagt, verschmilzt die Fusion leichte Atomkerne – meist Wasserstoffisotope namens Deuterium und Tritium – zu einem Heliumkern und setzt dabei Energie gemäß Einsteins E=mc² frei. Dafür sind extreme Bedingungen nötig: Der Brennstoff muss auf etwa 150 Millionen °C erhitzt werden, um die elektrostatische Abstoßung der Kerne zu überwinden weforum.org. Der Brennstoff wird zu einem Plasma (einem ionisierten Gas), das entweder durch starke Magnetfelder (Tokamaks oder Stellaratoren) oder durch das Implodieren von Brennstoffpellets mit intensiven Lasern (Trägheitsfusion) eingeschlossen wird. In einem Tokamak erzeugen supraleitende Magnete eine magnetische „Flasche“, um das heiße Plasma von den Reaktorwänden fernzuhalten. Bei der Trägheitsfusion komprimieren leistungsstarke Laser eine winzige Brennstoffkapsel symmetrisch, bis die Fusion zündet.
Im Gegensatz dazu spaltet die nukleare Spaltung (wie sie in heutigen Reaktoren verwendet wird) schwere Atome (wie Uran oder Plutonium) in kleinere Stücke, wobei Energie und viele Neutronen freigesetzt werden. Die Fusion hat gegenüber der Spaltung mehrere entscheidende Vorteile. Fusionsbrennstoff ist wesentlich reichlicher vorhanden und energiereicher. So weist ein US-amerikanisches National Labor darauf hin, dass die Fusion etwa viermal mehr Energie pro Kilogramm Brennstoff liefert als die Spaltung und fast vier Millionen Mal mehr als das Verbrennen von Kohle oder Öl datacentremagazine.com. Die Brennstoffisotope (Deuterium und Tritium) können aus Meerwasser und Lithium gewonnen werden, während die Spaltung seltenes, abgebautes Uran benötigt. Die Nebenprodukte der Fusion sind weniger problematisch: meist Helium (ein Edelgas) und hochenergetische Neutronen; es besteht keine Gefahr einer unkontrollierten Kettenreaktion oder eines Super-GAUs. Wichtig ist, dass die Fusion wenig langlebigen radioaktiven Abfall erzeugt. (Tritium selbst ist radioaktiv, hat aber eine kurze Halbwertszeit, und andere induzierte Radioaktivität in den Strukturen zerfällt viel schneller als Spaltabfälle.) Kurz gesagt, verspricht die Fusion eine sauberere und sicherere Alternative, die potenziell große Grundlastenergie ohne Treibhausgasemissionen liefern kann weforum.org, euro-fusion.org.
Wichtige Fusionsprojekte: Regierungen und Labore weltweit verfolgen groß angelegte Fusions-Experimente:
- ITER (Frankreich, international): Das ehrgeizigste Projekt ist ITER, ein riesiger magnetischer Fusionsreaktor, der derzeit in Südfrankreich gebaut wird. ITER wird von 33 Ländern (EU, USA, China, Russland, Japan, Indien, Korea) finanziert und soll die Machbarkeit der Fusionsenergie im großen Maßstab demonstrieren world-nuclear-news.org. Er ist darauf ausgelegt, 500 MW Fusionsleistung für 400 Sekunden mit 50 MW Heizleistung zu erzeugen world-nuclear-news.org – ein zehnfacher Energiegewinn, falls erfolgreich – aber wird selbst keinen Strom erzeugen world-nuclear-news.org. Ziel ist es, die Physik und Technologie zu beweisen: Das erste Plasma ist nun für 2035 anvisiert (eine Verzögerung gegenüber dem ursprünglichen Ziel 2025) world-nuclear-news.org. Der Bau begann 2010, die meisten Hauptkomponenten sind inzwischen montiert. ITER hatte mit typischen „First-of-a-kind“-Verzögerungen zu kämpfen (Pandemie-bedingte Stillstände, technische Probleme) world-nuclear-news.org, bleibt aber das Herzstück der weltweiten Fusionsforschung und -entwicklung.
- JET (UK/Europa): Der Joint European Torus in Culham, Großbritannien, war jahrzehntelang der weltweit größte betriebene Tokamak. Von 1983 bis zu seiner Stilllegung 2023 war JET Vorreiter bei der Nutzung des echten Fusionsbrennstoffs (einer Deuterium-Tritium-Mischung). In seinen letzten Experimenten (Ende 2023) stellte JET einen neuen Rekord auf, indem er 69,3 MJ Fusionsenergie über 5 Sekunden freisetzte euro-fusion.org. (Zum Vergleich: Das übertrifft frühere Tokamak-Rekorde deutlich und sogar einen kürzlichen Hochleistungs-Schuss der US National Ignition Facility.) JETs Erfolg bestätigte die Kontrolle der Wissenschaftler über Fusionsplasmen und wird direkt die Arbeit von ITER beeinflussen euro-fusion.org. Britische Offizielle feierten JETs „Schwanengesang“-Experiment als Beweis dafür, dass „wir der Fusionsenergie näher sind als je zuvor“ euro-fusion.org.
- NIF (USA, LLNL): Die National Ignition Facility in Kalifornien verfolgt den lasergetriebenen Ansatz. Im Dezember 2022 sorgte NIF für Schlagzeilen, als dort erstmals eine Fusionszündung gelang: Die Laser lieferten 2,05 MJ an eine Brennstoffkapsel und erzeugten 3,15 MJ Fusionsenergie – mehr Energie heraus als hinein lasers.llnl.gov. Das war das erste Mal, dass ein Fusions-Experiment diesen Meilenstein erreichte. Bedeutend ist, dass die LLNL-Forscher dieses Ergebnis 2023 wiederholt und übertroffen haben: Ein Schuss im Juli lieferte 3,88 MJ (bei 2,05 MJ Input), und ein Test im Oktober ergab 3,4 MJ (bei 2,2 MJ Input) lasers.llnl.gov. Diese wiederholten Target-Gewinne (Fusionsausbeute übertrifft Input) zeigen, dass Zündung zuverlässig erreicht werden kann. Allerdings verbrauchen die NIF-Laser insgesamt etwa das 100-fache der Energie, die sie im Target deponieren, sodass NIF selbst kein energieerzeugendes System ist lasers.llnl.gov. Stattdessen validiert es die Fusionsphysik und leitet „Trägheitsfusion“-Designs an.
- EAST und KSTAR (Asien): Chinas EAST („Künstliche Sonne“)-Tokamak und Südkoreas KSTAR-Tokamak treiben lang andauernde Plasmen voran. Im Januar 2025 hielt EAST ein Hochleistungs-Fusionsplasma für 1.066 Sekunden (über 17 Minuten) – ein neuer Weltrekord english.cas.cn. Damit wurde der eigene Rekord von 2023 mit 403 Sekunden übertroffen. Solche langen Pulse sind entscheidend für künftige Kraftwerke. KSTAR erreichte eigene Meilensteine (über 100 Sekunden bei >100 Millionen °C im Jahr 2022). Diese Experimente beweisen, dass supraleitende Tokamaks brennende Plasmen halten können und liefern Erkenntnisse für Designs wie Chinas zukünftige Fusions-Pilotanlage (CFETR) und das britische STEP.
- Weitere nationale Initiativen: Japan nimmt mit EU-Unterstützung seinen JT-60SA-Tokamak (Nachfolger des älteren JT-60) in Betrieb. Kanadas ITER-Projekt (Fusion for Energy) und Projekte in Russland, Indien und anderswo tragen ebenfalls bei. Inzwischen experimentiert Deutschlands Wendelstein 7-X Stellarator (eine andere magnetische Geometrie) mit alternativen Einschlussmethoden.
Das private Fusionsrennen: In den letzten Jahren sind Dutzende Start-ups in die Fusionsforschung eingestiegen und beleben das Feld mit privatem Kapital und Innovation:
- Commonwealth Fusion Systems (CFS, USA): Ein Spin-off des MIT, CFS baut SPARC, einen kompakten Tokamak mit modernsten supraleitenden Magneten. Das Ziel von SPARC ist es, nettopositive Fusionsenergie im kleinen Maßstab zu demonstrieren. Der Bau ist in Massachusetts in vollem Gange; das erste Plasma ist für etwa 2026 anvisiert reuters.com. CFS hat über 2 Milliarden Dollar eingeworben, mit bedeutenden Geldgebern (Italiens ENI, Singapurs Temasek, Norwegens Equinor usw.) reuters.com. Im Dezember 2024 kündigte CFS Pläne für ARC an, ein 400-MW-Pilotkraftwerk in Virginia, das bis Anfang der 2030er Jahre Strom ins Netz einspeisen soll reuters.com. (ARC wäre „das weltweit erste Fusionskraftwerk im Netzmaßstab“, falls es realisiert wird.) CFS-CEO Bob Mumgaard warnt, dass es „keine Garantie“ gibt, dass alles nach Plan läuft, aber die Investoren scheinen zuversichtlich zu sein reuters.com.
- TAE Technologies (USA): TAE (früher Tri Alpha Energy) verwendet einen Field-Reversed Configuration (FRC)-Ansatz mit aneutronischem Brennstoff. Im April 2025 berichteten sie von einem bedeutenden „Norm“-Durchbruch: Mit einer neuartigen Neutronenstrahl-Injektion erreichte ihr neuester Prototyp ein stabiles Plasma bei Temperaturen über 70 Millionen °C datacentremagazine.com. Dieser Fortschritt „reduziert die Komplexität und die Kosten dramatisch“, sagt das Unternehmen. Google arbeitet mit TAE zusammen (setzt KI zur Optimierung der Plasmen ein) und leitete eine kürzliche Finanzierungsrunde datacentremagazine.com. TAE-CEO Michl Binderbauer betont das Potenzial der Fusion: „Fusion hat das Potenzial, die Energielandschaft zu transformieren und nahezu unbegrenzte saubere Energie bereitzustellen“ datacentremagazine.com. (TAE hebt außerdem hervor, dass Fusion etwa viermal mehr Energie pro Masse liefert als Kernspaltung datacentremagazine.com, und dass ihr D–³He-Ansatz hauptsächlich geladene Teilchen statt Neutronen emittiert datacentremagazine.com.)
- Helion Energy (USA): Unterstützt von Investoren wie Microsoft und Sam Altman von OpenAI entwickelt Helion ein gepulstes Fusionssystem mit einem D–³He-Brennstoffzyklus und direkter Stromgewinnung (ohne Dampfturbine). Der „Trenta“-Prototyp erreichte bereits 2021 über 100 Millionen °C world-nuclear-news.org, und die neueste Maschine Polaris nahm 2024 den Betrieb auf world-nuclear-news.org. Im Juli 2025 begann Helion mit dem Bau seines Orion-Kraftwerks im US-Bundesstaat Washington world-nuclear-news.org. Orion (50 MW netto) soll bis 2028 ans Netz gehen world-nuclear-news.org, und Microsoft hat einen Vertrag unterzeichnet, ab 2028 50 MW daraus zu beziehen businessinsider.com, world-nuclear-news.org – der erste kommerzielle Fusionsstrom-Kauf überhaupt. Helions CBO, Scott Krisiloff, merkt an: „Wir konnten [Fusion] auf der Erde noch nie so nutzen, dass wir daraus Strom erzeugen… aber Helion sagt, dass sein Gerät keine kryogenen supraleitenden Magnete verwendet und Fusionsenergie direkt in Strom umwandelt world-nuclear-news.org.“
- Weitere Unternehmen: Zahlreiche Start-ups verfolgen unterschiedliche Fusionskonzepte. Kanadas General Fusion (unterstützt von Jeff Bezos) erforscht die magnetisierte Ziel-Fusion; das britische Tokamak Energy baut kleine sphärische Tokamaks mit Hochfeldmagneten; das in Princeton ansässige Helicity (jetzt Zap Energy) und andere testen lineare koaxiale Reaktoren. Jedes Unternehmen beansprucht Innovationen bei Einschluss, Materialien oder Reaktordesign.
Jüngste Durchbrüche (2023–2025): In den letzten zwei Jahren gab es mehrere vielbeachtete Meilensteine:
- Fusionszündung und Wiederholungen: Am NIF des Lawrence Livermore wurde der Zündungsschuss von 2022 repliziert und sogar verbessert. Ein Experiment im Juli 2023 erzielte 3,88 MJ Fusionsausbeute (bei 2,05 MJ Laserinput) – der bisher höchste Wert lasers.llnl.gov. Das NIF hat nun die Zündung mehrfach demonstriert und gezeigt, dass die Ergebnisse reproduzierbar sind lasers.llnl.gov. Diese Experimente bestätigen, dass die Physik der Fusionszündung funktioniert, auch wenn sie im Vergleich zum Gesamtenergieverbrauch der Anlage weiterhin winzig bleiben.
- Neue Weltrekorde: Anfang 2024 lieferten die letzten Experimente von JET einen Rekord von 69,26 MJ Fusionsenergie in einem Puls euro-fusion.org. Dieser „neue Weltrekord“ wurde in einer 6-sekündigen, stabilen Entladung mit nur 0,21 mg Brennstoff erreicht euro-fusion.org – etwa so viel Energie wie beim Verbrennen von 2 kg Kohle. Inzwischen hat Chinas EAST-Tokamak die Messlatte für Pulsdauer höher gelegt: Im Januar 2025 hielt er ein Hochleistungsplasma für 1.066 Sekunden (fast 18 Minuten) english.cas.cn und übertraf damit den bisherigen Rekord von 403 Sekunden deutlich. Diese Ergebnisse zeigen, dass ein langer, stabiler Plasmabetrieb (wie für Kraftwerke benötigt) zunehmend möglich wird.
- Erfolge privater Labore: TAE’s „Norm“-Gerät (Frühjahr 2025) und Helions Polaris (2024) sind privatwirtschaftliche Machbarkeitsnachweise unter Fusionsbedingungen datacentremagazine.com, world-nuclear-news.org. CFS hat einen Großteil der SPARC-Anlage (einschließlich neuartiger supraleitender Magnete) installiert und plant das erste Plasma in etwa zwei Jahren. Helion baut seine erste Anlage nach Fabrikzeitplan. Jede Woche gibt es Neuigkeiten über neue Verträge oder Investitionen – zum Beispiel zeigen Googles jüngste Finanzierung von TAE und Microsofts Helion-Deal das wachsende Unternehmensinteresse an der Fusion.
Expertenmeinungen: Führende Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger sind begeistert, aber vorsichtig. Auf der COP28 Ende 2023 sagte der US-Klimabeauftragte John Kerry, dass „die Kernfusion das Potenzial hat, unsere Welt zu revolutionieren“ weforum.org, und 35 Nationen unterzeichneten eine Initiative zur Förderung der Fusionsforschung und -entwicklung weforum.org. Kim Budil, Direktorin des LLNL, stellt fest, dass private Innovationen an Fahrt gewinnen, räumt jedoch ein, dass tatsächliche Kraftwerke möglicherweise noch „zwei oder drei Jahrzehnte entfernt“ sind weforum.org. Die Leiter von EUROfusion bemerken, dass der Erfolg von JET „größeres Vertrauen“ in die Entwicklung der Kernfusion schafft euro-fusion.org. Bob Mumgaard von CFS argumentiert, dass mehr Investitionen gerechtfertigt sind: „Wenn man sich nicht vorbereitet, wird es [die Fusion] nicht [gelingen]“ reuters.com. Befürworter der Kernfusion heben häufig deren Vorteile hervor: So sagt beispielsweise Ambrogio Fasoli, CEO von EUROfusion, dass jüngste Experimente „unser Verständnis vertiefen“ und das Vertrauen stärken, dass ITER und zukünftige DEMO-Kraftwerke funktionieren werden euro-fusion.org. Michl Binderbauer von TAE schwärmt, dass die Kernfusion „nahezu unbegrenzte saubere Energie“ in kompakten Anlagen bietet datacentremagazine.com.
Herausforderungen bei der Kommerzialisierung: Trotz der Begeisterung bleiben enorme Herausforderungen bestehen. Um eine Fusion zu zünden, muss der Brennstoff auf etwa 150 Millionen °C erhitzt und lange genug eingeschlossen werden – eine Leistung, die extreme Ingenieurskunst erfordert weforum.org. Materialien müssen intensiver Neutronenstrahlung und hohen Wärmeströmen standhalten. Wirtschaftlich gesehen müssen Reaktoren deutlich günstiger werden: Die Kostenüberschreitungen von ITER verdeutlichen das Ausmaß und die Kosten der Fusionsentwicklung world-nuclear-news.org. Die Brennstoffversorgung ist nicht trivial: Tritium ist radioaktiv und selten, daher werden zukünftige Anlagen Lithium-Decken benötigen, um es zu erzeugen. Vielleicht am grundlegendsten ist, dass Nettoleistung noch nicht bewiesen ist. Wie Reuters anmerkt, ist die „wichtigste technologische Frage“ der Fusion, wie man mehr Energie herausbekommt, als hineingesteckt wird reuters.com. Das US-Energieministerium bezeichnete den Durchbruch des letzten Jahres als „einen bedeutenden wissenschaftlichen Durchbruch, der Jahrzehnte in der Entstehung war“ und unterstreicht damit, wie lang der Weg bisher war theguardian.com. Der britische Minister Andrew Bowie warnte, dass selbst der Erfolg von JET „erst der Anfang“ sei – weitere Innovationen und Investitionen seien nötig (Großbritannien hat sich mit 650 Mio. £ für die Fusionsforschung verpflichtet)euro-fusion.org.
Die zukünftigen Auswirkungen der Fusion: Wenn diese Herausforderungen überwunden werden können, könnte die Fusion Energie, Klima und Geopolitik grundlegend verändern. Der Brennstoff der Fusion (Deuterium, aus Lithium gezüchtetes Tritium) ist im Wesentlichen unbegrenzt und weltweit verfügbar. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen stößt Fusion kein CO₂ aus, und – wie EUROfusion feststellt – erzeugt das Verbrennen von Wasserstoffisotopen „enorme [Wärme-]Energie ohne jeglichen Treibhauseffekt“, mit „keinem langlebigen Abfall“ und „von Natur aus sicherem“ Betrieb euro-fusion.org. Praktisch gesehen könnte ein Kilogramm Fusionsbrennstoff so viel Energie liefern wie Millionen Kilogramm Kohle. Das bedeutet, dass Fusion kontinuierliche Grundlastenergie liefern könnte, um Solar- und Windenergie zu ergänzen, und so die CO₂-Emissionen aus Strom und Industrie drastisch senken könnte. Sie könnte jedes Land zu einem Energieexporteur machen: Die Geopolitik von Öl und Gas würde sich verschieben, wenn Energie so häufig wäre wie Meerwasser. Analysten sagen, das Versprechen der Fusion sei kaum zu überschätzen. Wie Reuters berichtete, behauptet CFS, dass eine zukünftige ARC-Anlage die „globale Energieindustrie revolutionieren“ könnte, indem sie eine „praktisch unbegrenzte Energiequelle“ wie die Sterne erschließt reuters.com. Tatsächlich betrachten viele Regierungen die Fusion inzwischen als Teil der Netto-Null-Strategie – auch wenn sie die Erwartungen an den Zeitrahmen dämpfen.
Ausblick: Kernfusion ist keine kurzfristige Lösung für den Klima-Notstand. Wie ein Artikel im Guardian feststellt, haben Wissenschaftler „gewarnt, dass die Technologie noch weit davon entfernt ist, in brauchbare Kraftwerke umgesetzt zu werden“ theguardian.com. Niemand erwartet, dass die Fusion in diesem Jahrzehnt das Stromnetz versorgt. Aber es hat ein klarer Wandel stattgefunden: Nach jahrzehntelangen Finanzierungsstopps wird die Fusion nun von großen Regierungen unterstützt (die Budgets der USA, der EU, Chinas und des Vereinigten Königreichs steigen weforum.org), durch internationale Zusammenarbeit (ITER, STEP usw.) und einen Anstieg privater Investitionen. Führende Fusionsforscher sind sich einig, dass der Erfolg globale Zusammenarbeit erfordert: Wie Kim Budil vom LLNL sagte, sind „öffentlich-private Partnerschaften“ unerlässlich weforum.org.
Für die Öffentlichkeit ist die wichtigste Erkenntnis, dass Fusionsenergie ein Wettlauf ist – eine riskante, aber potenziell sehr lohnende Suche. Die jüngsten Durchbrüche zeigen, dass die Gesetze der Physik funktionieren, aber der Bau eines nutzbaren Fusionskraftwerks ist ein ingenieurtechnischer Marathon. Sollte es jedoch gelingen, könnte die Belohnung nichts weniger als eine Revolution der sauberen Energie sein: eine Zukunft, in der die Kraft der Sonne auf der Erde genutzt wird, um unsere Städte und Industrien mit minimalen Klimaauswirkungen zu versorgen.
Quellen: Es wurden maßgebliche Fusionsforschungsorganisationen, Nachrichtenquellen und wissenschaftliche Publikationen konsultiert. Wichtige aktuelle Meilensteine und Expertenzitate stammen aus Quellen wie dem Weltwirtschaftsforum weforum.org, World Nuclear News world-nuclear-news.org, Berichten internationaler Fusionsprojekte euro-fusion.org, Reuters reuters.com und Veröffentlichungen des US-Energieministeriums/LLNL lasers.llnl.gov. Diese bilden die faktische Grundlage für die obige Übersicht zu Fusionswissenschaft, Geschichte und Perspektiven.
