ITER: Der gigantische Metallring für die Stromnetze der Zukunft

In den Hügeln der Provence nimmt still und leise ein gigantischer Metallring Gestalt an, der für die Stromnetze der Zukunft ein neues Kapitel aufschlagen könnte.

Abseits von politischem Lärm und Marktschwankungen montieren Kräne und Ingenieurteams nahe Cadarache eine Maschine, die das Feuer der Sterne einfangen soll. Mit dem Einbau eines weiteren Sektors der Vakuumkammer hat der Fusionsreaktor ITER eine Schwelle überschritten, die viele Fachleute zugleich erwartungsvoll und angespannt verfolgt haben.

Das jüngste Teil von ITERs „Donut“ wird eingesetzt

Am 25. November 2025 begann ein mehrere hundert Tonnen schweres Stahlmodul seinen langsamen Abstieg in die Betonbaugrube im Zentrum des ITER-Geländes in Südfrankreich. Mit einer Genauigkeit im Zehntelmillimeterbereich geführt, gesellte sich Modul Nr. 5 der Vakuumkammer zu den Modulen 6 und 7, die seit dem Frühjahr beziehungsweise Frühsommer eingebaut sind.

Dieser gewaltige Abschnitt gehört zu einer torusförmigen Vakuumkammer von der Größe eines kleinen Bürogebäudes. Nach der Fertigstellung bildet die Konstruktion einen geschlossenen Ring aus neun massiven Segmenten. Jedes Segment trägt weit mehr als nur Lasten der Struktur: Es umfasst supraleitende Spulen, thermische Abschirmungen und einen Abschnitt der Innenwand, die einem Plasma ausgesetzt sein wird, das heißer als der Sonnenkern ist.

ITERs Vakuumkammer funktioniert wie eine Stahl-Thermoskanne für Sternenmaterie und hält das extrem heiße Plasma von gewöhnlicher, empfindlicher Technik fern.

Nachdem nun der dritte Sektor in die Tokamak-Grube abgesenkt wurde, besteht etwa ein Drittel des Umfangs der Vakuumkammer aus realem Stahl statt lediglich aus Konstruktionszeichnungen. Für ein Projekt, das dreidimensional gebaut wird und zugleich nach einem äußerst knappen Zeitplan läuft, ist dieser Fortschritt erheblich.

Ein Metallballett im Zehntelmillimeterbereich

Von der Reinigungshalle in die Reaktorgrube

Der Transport einer Konstruktion dieser Größenordnung ist alles andere als Routine. Bevor ein Modul in die Montagehalle gelangt, durchläuft es ein eigens dafür vorgesehenes Reinigungsgebäude. Dort entfernen Teams Staub und Verunreinigungen, bevor das Bauteil in eine kontrollierte Umgebung gebracht wird. Selbst kleinste Partikel sind bei einer Anlage, die Ultrahochvakuum und extreme Zuverlässigkeit benötigt, von Bedeutung.

Danach beginnt die präzise Choreografie. Hallenportalkräne heben das Segment an und bewegen es durch die Montagehalle, während Vermesser seine Position dreidimensional überwachen. Der Abstand zwischen dem Modul und den umgebenden Strukturen bleibt minimal und lässt nahezu keinen Spielraum für Fehler.

Bediener, von denen viele seit Jahren Erfahrung mit Schwerlastheben haben, vergleichen diese Arbeit eher mit einem chirurgischen Eingriff als mit einer Baustelle. Bereits wenige Millimeter seitliche Abweichung könnten spätere Schweißarbeiten erschweren oder die gewaltigen Spulen belasten, die ITERs Magnetfelder erzeugen werden.

Jeder Hub ist ein Vorgang mit nur einer Chance: Sobald Hunderte Tonnen Stahl in der Grube ruhen, lässt sich eine Fehlpositionierung nicht einfach „rückgängig machen“.

Schwerindustrie mit dem Anspruch eines Labors

Die Montage bei ITER liegt an einer ungewöhnlichen Schnittstelle. Sie nutzt Werkzeuge und Dimensionen aus dem Schiffbau und von Offshore-Plattformen, verlangt jedoch die Toleranzen eines Präzisionslabors. Schweißnähte müssen unter enormen elektromagnetischen Kräften makellos bleiben. Vakuumoberflächen dürfen keine mikroskopischen Lecks aufweisen. Gleichzeitig ragt die Konstruktion höher auf als viele Kirchenschiffe von Kathedralen.

Der neue Sektor wird außerdem mit einem weiteren Giganten im Mittelpunkt der Maschine verbunden: einem hoch aufragenden Zentralsolenoid, das häufig als „magnetisches Rückgrat“ von ITER bezeichnet wird. Um diesen vertikalen Magneten herum müssen die neun Vakuumkammermodule einen dichten, durchgehenden Ring bilden, der ein wirbelndes Plasmaband jeweils Hunderte Sekunden lang umschließen kann.

Eine internationale Lieferkette, zu einer Maschine verschweißt

Geteilte Verantwortung, gemeinsames Eigentum

Hinter dem Eintreffen jedes einzelnen Sektors steht eine bemerkenswert komplexe Lieferkette. Ein als CNPE bekanntes Konsortium, in dem chinesische Institutionen (CNPE, CNIC, ASIPP, SWIP) und das französische Unternehmen Framatome zusammenarbeiten, verantwortet zentrale Elemente wie den Kryostaten, die Integration des Zentralsolenoids und den Einbau der Module in der Grube.

Das italienische Unternehmen SIMIC S.p.A. übernimmt die Positionierung und Verbindung der Module der Vakuumkammer. Der indische Engineering-Konzern Larsen & Toubro führt hochpräzise Schweißarbeiten an den Zugangsöffnungen und „Fenstern“ der Kammer aus. Sobald alle neun Sektoren montiert sind, wird das US-Unternehmen Westinghouse die abschließenden Schweißnähte ausführen, die aus neun Einzelteilen eine gemeinsame Druckgrenze machen.

• China und Frankreich: Montage von Kryostat und Magnetzuführungen
• Italien: hochpräzise Positionierung der Vakuumkammersektoren
• Indien: spezialisierte Schweißarbeiten an Zugangsöffnungen
• Vereinigte Staaten: abschließende Strukturschweißnähte nach dem Schließen des Rings

Jedes Unternehmen bringt eigene Standards, Werkzeuge und industrielle Arbeitskulturen mit. Die Abstimmung dieser Vorgehensweisen erforderte jahrelange Konstruktionsprüfungen, gemeinsame Modelle und schmerzhafte Erfahrungen mit kleineren Abweichungen von den Vorgaben. Ingenieure vor Ort sagen oft, dass sie für die Schnittstellen zwischen den Partnern ebenso viel Energie aufwenden wie für den Stahl selbst.

Die Vakuumkammer ist ebenso ein politisches wie ein ingenieurtechnisches Objekt: Sie verschraubt buchstäblich Beiträge miteinander, die von rivalisierenden Weltmächten stammen.

Drei von neun: Wie weit ist die Vakuumkammer?

Mit den installierten Modulen 7, 6 und nun 5 hat ITER einen sichtbaren Meilenstein erreicht. Die sechs verbleibenden Sektoren sollen 2026 im Rhythmus von jeweils einem Modul alle zwei bis drei Monate folgen, sofern beim Heben oder Ausrichten keine größeren Probleme auftreten.

Modul	Einbautermin	Status
Nr. 7	April 2025	Installiert
Nr. 6	Juni 2025	Installiert
Nr. 5	25. November 2025	Installiert
Nr. 1–4, 8–9	Geplant für 2026	Ausstehend

Sobald der Ring geschlossen ist, verlagert sich die Arbeit von gewaltigen Hebevorgängen zu akribischen Abschlussarbeiten. Techniker werden die finalen Schweißnähte ausführen, Leckprüfungen vornehmen und umfangreiche Vermessungskampagnen durchführen. Jede Formabweichung, selbst im Bereich weniger Zehntelmillimeter, kann das spätere Verhalten des Plasmas verändern oder die Struktur belasten, wenn große Ströme durch die Magneten fließen.

Fusionsziele: Vom „ersten Plasma“ zu Erkenntnissen für Kraftwerke

Schrittweise zu sternähnlichen Bedingungen

Der Fahrplan von ITER besteht aus mehreren Phasen. Das erste große Ziel ist das sogenannte „erste Plasma“, das derzeit für etwa 2030 erwartet wird. In diesem Stadium soll die Anlage ein einfaches Wasserstoffplasma mit einer Temperatur von ungefähr 100 Millionen Grad Celsius entlang des Torus einschließen.

Dieses frühe Plasma soll noch keinen Energiegewinn erzielen. Es dient als Generalprobe: Die Betreiber werden Steuerungssysteme, Diagnostik, Heizkonzepte und Notfallverfahren in einer aktiven, magnetisierten Plasmaumgebung überprüfen.

Eine spätere Phase, die zwischen 2035 und 2039 erwartet wird, trägt das zentrale Ziel des Projekts. ITER will dann ein Gemisch aus Deuterium und Tritium einsetzen, zwei Wasserstoffisotopen, die bei hohen Temperaturen leicht fusionieren. Erreicht die Anlage ihre Auslegungsziele, soll sie ein Mehrfaches der Fusionsleistung erzeugen, die den Plasmaheizsystemen zugeführt wird.

ITER speist keinen Strom ins Netz ein. Seine Aufgabe besteht darin, zweifelsfrei zu zeigen, dass Fusion unter Bedingungen eines Kraftwerks dauerhaft Nettoenergie liefern kann.

Ein Terminplan unter Druck, ein Budget im Fokus

Der bisherige Weg verlief nicht geradlinig. Seit Beginn der Bauarbeiten im Jahr 2010 war ITER mit technischen Umplanungen, Verzögerungen bei der Beschaffung und den Folgen einer weltweiten Pandemie konfrontiert. Der ursprünglich für 2025 angesetzte Termin für das erste Plasma hat sich um ungefähr fünf Jahre verschoben, und die meisten Partner sprechen inzwischen von Meilensteinen in den frühen 2030er-Jahren.

Auch die Kosten sind gestiegen. Aktuelle Schätzungen beziffern das Projekt auf mehr als 22 Milliarden €, verteilt auf Europa, China, Indien, Japan, Südkorea, Russland und die Vereinigten Staaten. In politischen Debatten befeuert diese Summe vorhersehbare Auseinandersetzungen, insbesondere weil nationale Haushalte unter Druck stehen. Befürworter entgegnen, dass jede große Energietechnologie – von der Kernspaltung bis zur Offshore-Windkraft – zunächst ein teurer Prototyp gewesen sei.

Warum diese Vakuumkammer für künftige Fusionsanlagen wichtig ist

Über ITER selbst hinaus hat die erfolgreiche Montage seiner Vakuumkammer direkte Folgen für die nächste Reaktorgeneration. Viele geplante Anlagen, von europäischen DEMO-Entwürfen bis zu privaten „kompakten“ Tokamaks in Großbritannien und den Vereinigten Staaten, orientieren sich stark an ITERs Geometrie und Materialauswahl.

Ingenieure, die an kommerziellen Konzepten arbeiten, beobachten mehrere Aspekte besonders aufmerksam:

• Wie lange das Schweißen und Prüfen einer komplexen Toruskammer tatsächlich dauert
• Wie stark die Ausrichtungsgenauigkeit die Plasmaleistung beeinflusst
• Welche Bauteile unter Prüflasten frühzeitig Anzeichen von Spannungen oder Verformungen zeigen
• Wie wartungsfreundlich sich der Innenraum erweist, sobald Fernhantierungssysteme zum Einsatz kommen

Die Erkenntnisse aus diesen Punkten sollen direkt in einfachere und kostengünstigere Konzepte für nachfolgende Reaktoren einfließen, die in den 2040er-Jahren und danach Strom in die Netze einspeisen sollen.

Risiken, Zielkonflikte und der Weg nach ITER

Fusion erscheint in Schlagzeilen häufig als Wundermittel für saubere Energie. Die Realität ist differenzierter. ITER wird intensive Neutronenflüsse erzeugen, die Materialien mit der Zeit schädigen. Der Umgang mit Tritium, einem radioaktiven Brennstoffbestandteil, wirft Fragen zu Sicherheit und Proliferation auf. Die Stilllegung einer riesigen Anlage voller aktivierten Stahls wird langfristige Planung und Finanzierung erfordern.

Gleichzeitig bietet Fusion klare potenzielle Vorteile. Im Betrieb entstehen keine CO₂-Emissionen, sie verursacht keine langlebigen hochradioaktiven Abfälle im Ausmaß der klassischen Kernspaltung und benötigt nur geringe Brennstoffmengen. Deuterium ist bereits im Meerwasser vorhanden; Tritium kann grundsätzlich aus Lithium-Brutmänteln im Reaktor selbst gewonnen werden.

Ein häufig übersehener Punkt ist die mögliche Kombination der Fusion mit anderen CO₂-armen Energiequellen. In Szenarien, in denen Wind- und Solarenergie dominieren, könnten Fusionskraftwerke eine verlässliche, steuerbare Leistung bereitstellen, um schwankende erneuerbare Energien auszugleichen und Kohle- sowie Gaskraftwerke schneller zu ersetzen. Einige Konzeptstudien untersuchen sogar die Kopplung künftiger Fusionsreaktoren mit Wasserstoffproduktion, Prozesswärme für die Industrie oder Entsalzung.

Vorerst beruhen all diese Szenarien auf Stahl, Schweißnähten und sorgfältigen Kranbewegungen in einem französischen Tal. Jedes Modul, das in ITERs Grube an seinen Platz gleitet, rückt die Fusion ein Stück weiter aus dem Bereich der Science-Fiction heraus und näher an belastbare, überprüfbare Ingenieurarbeit heran.