Der Stellator-Fusionsreaktor von Proxima Fusion in München heißt Stellaris1-4. Er könnte eine saubere und nahezu unbegrenzte Energiequelle darstellen. Proxima Fusion ist ein neues Unternehmen, das aus dem Max-Planck-Institut für Plasmaphysik hervorgegangen ist. Stellaris nutzt eine neue Technologie namens Stellator. Diese besteht aus einem Netzwerk supraleitender Magnete, die in einer bestimmten Anordnung oder Geometrie angeordnet sind. Die Magnete steuern den Fluss des Plasmas, eines überhitzten Gases. Proxima Fusion nutzt Computermodelle und Hochtemperatur-Supraleiter.

Die Fusion wird durch magnetischen Einschluss in einer torusförmigen Reaktorkammer aufrechterhalten. Diese schließt Plasma ein, das auf 100 Millionen °C erhitzt wird. Es besteht aus positiv geladenen Ionen und negativ geladenen Elektronen. Es benötigt keine instabilen internen elektrischen Ströme, wie sie in Tokamak-Reaktoren verwendet werden. Die Geometrie wurde von einem Experiment namens Wendelstein 7-X oder W7-X inspiriert. Ein Stellator begrenzt das Plasma mithilfe externer Magnete. Der Name „Stellarator” bezieht sich auf Sterne oder stellare Geräte, da Fusion in Sternen wie unserer Sonne stattfindet. Stellaris kombiniert Fortschritte bei hochtemperatur-supraleitenden Magneten und rechnergestützte Optimierung, um das Hochfeld-Stellarator-Design zu entwickeln. Proxima Fusion hofft, bis 2031 sein erstes Demonstrationsmodell vorstellen zu können. Wenn dies gelingt, wird es bald darauf damit beginnen, Strom für Millionen von Menschen zu erzeugen.

Für die Konstruktion von Stellator-Reaktoren sind kostspielige Simulationen erforderlich, die auf Physik und fundierten Fachkenntnissen basieren. Die jüngsten Fortschritte in der Plasmaphysik und bei Open-Source-Tools haben dabei geholfen. Weitere Fortschritte erfordern jedoch standardisierte Optimierungsprobleme. Es werden Baselines und Datensätze benötigt, um datengesteuerte Ansätze zu ermöglichen, insbesondere für quasi-isodynamische (QI) Stellator-Konfigurationen. Daher wurde ein offener Datensatz veröffentlicht.

Er enthält QI-ähnliche Stellarator-Plasmagrenzformen, gepaart mit ihren idealen magnetohydrodynamischen Gleichgewichten und Leistungskennzahlen. Dieser Datensatz wurde durch Stichproben aus einer Vielzahl von QI-Feldern und durch Optimierung der entsprechenden Stellarator-Plasmagrenzen erstellt. Mit diesem Datensatz trainierte Modelle können neue, realisierbare Konfigurationen erzeugen. Ziel ist es, Forschern die Optimierung von Methoden des maschinellen Lernens zur Verbesserung des Stellarator-Designs zu erleichtern und interdisziplinären Teams dabei zu helfen, die Kernfusion in das Stromnetz zu integrieren.

Das Stellaris-Konzept ist ein wichtiger Meilenstein für die Fusionsindustrie. Es legt nahe, dass quasi-isodynamische (QI) Stellaratoren die vielversprechendste Technologie für den Bau eines kommerziellen Fusionskraftwerks sind. Stellaris baut auf den Ergebnissen des deutschen Forschungsversuchs Wendelstein 7-X (W7-X) auf. Dabei handelte es sich um den weltweit fortschrittlichsten QI-Stellarator-Prototyp. Das Projekt wurde mit über 1,3 Milliarden Euro von der deutschen Bundesregierung und der Europäischen Union finanziert.

Proxima Fusion Unternehmen plant, einen Demonstrationsreaktor bis 2031 zu bauen, um Strom in den 2030er-Jahren zu erzeugen. Sie verwendet einen Stellarator-Ansatz, der sich auf externe Magnetspulen stützt, um das Plasma zu stabilisieren. Ein Magnetfeld wird innerhalb des Plasmas eingeschlossen, das auf 100 Millionen Grad erhitzt wird, wodurch eine Kernfusion ausgelöst wird. Dieser Ansatz könnte eine kontinuierliche Stromerzeugung ermöglichen. Die Kernfusion erzeugt Energie, ohne fossile Brennstoffe zu verbrauchen, CO2-Emissionen zu erzeugen oder radioaktiven Abfall zu produzieren.

Zu den Partnern von Proxima gehören das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, das Karlsruher Institut für Technologie, das Instituto Superior Técnico Lisboa und die University of Wisconsin-Madison in den Vereinigten Staaten von Amerika.

Allerdings entwickeln die Menschen diesen und andere Typen von Fusionsreaktoren weiter. Bei der magnetischen Einschlussfusion werden Magnetfelder verwendet, um überhitztes Plasma einzuschließen. Tokamak und Stellarator sind beide MCF-Reaktoren. Im Gegensatz dazu werden bei der Trägheitsfusion Laser oder Teilchenstrahlen eingesetzt, um den Wasserstoff schnell zu komprimieren. Bei der magnetisierten Zielfusion wird eine Kombination aus beiden Verfahren verwendet.

Das US-Energieministerium hat einen Fahrplan veröffentlicht, um die kommerzielle Nutzung der Fusionsenergie bis Mitte der 2030er Jahre voranzutreiben. Sie wird sowohl von öffentlichen als auch von privaten Initiativen unterstützt. Der Energiebedarf von KI-Rechenzentren führt zu einem steigenden Interesse und höheren Investitionen in die Fusionsenergie. Der französische Tokamak WEST stellte einen Weltrekord auf, indem er über 22 Minuten lang ein heißes Plasma aufrechterhielt und damit den bisherigen Rekord des chinesischen Tokamaks EAST übertraf.

Forscher haben eine neue Methode entwickelt, um dichte Magnetsysteme schneller zu entwerfen. Außerdem entwickelten sie neue Verfahren zur Stabilisierung von Fusionsplasmen. Dreidimensionale Magnetspulen wurden verwendet, um das Plasma in einem sphärischen Tokamak zu stabilisieren. Das Projekt „International Thermonuclear Experimental Reactor” (ITER) in Frankreich beginnt mit der Herstellung eines Reaktorkerns. ITER ist eine Zusammenarbeit zwischen China, der Europäischen Union, Indien, Japan, Südkorea, Russland und den USA.

Energy Ventures, ein Teil des norwegischen Energieunternehmens Equinor, und Commonwealth Fusion Systems (CFS) haben in die Arbeit des jeweils anderen investiert 5. Diese Partnerschaft zielt darauf ab, Fusionsenergie zu kommerzialisieren. Sie haben ein Projekt namens SPARC. Es könnte Anfang der 2030er Jahre in der Nähe von Richmond, Virginia, in den USA in Betrieb gehen. Es handelt sich dabei um ein 400-Megawatt-Kraftwerk, das genug Strom für etwa 300.000 Haushalte liefern soll. Darüber hinaus planen Helion und SoftBank den Bau eines Fusionskraftwerks östlich von Seattle, um die Rechenzentren von Microsoft mit Strom zu versorgen. Außerdem hat in Boston der Bau des Pilotprojekts SPARC von CFS begonnen. Es soll hoffentlich 2027 in Betrieb genommen werden.

Darüber hinaus hat Type One Energy eine unverbindliche Vereinbarung mit der Tennessee Valley Authority getroffen, um das vor zwei Jahren stillgelegte Kohlekraftwerk Bull Run Fossil auf Fusion umzustellen. Das Infinity-Projekt von Type One umfasst die Pilotanlage Infinity One. Das Unternehmen plant, die erste kommerzielle Anlage in Bull Run zu entwickeln. Dieses Projekt wird als Infinity Two bezeichnet.

Die US-Regierung unterwirft die Fusion nicht denselben regulatorischen Hürden wie die Kernspaltung. Die Nuclear Regulatory Commission wird Fusionsprojekte im Rahmen ihres bestehenden Regelwerks für Nebenprodukte genehmigen. Die Kernfusion unterliegt nicht den Vorschriften zur Nichtverbreitung von Kernwaffen und den Exportbeschränkungen. Im Gegensatz zu Kernspaltungsreaktoren produzieren Fusionsreaktoren keine radioaktiven Abfälle. Selbst die derzeitige Regierung in Washington unterstützt die Fusionstechnologien, die in den nationalen Labors des Landes entwickelt werden – auch wenn sich einige davon in Kalifornien befinden.

Die Worte aus Victor Hugos Werk „Die Zukunft des Menschen” und dem 1877 erschienenen Werk „Histoire d'un Crime” sind hier passend: „Nichts ist so mächtig wie eine Idee, deren Zeit gekommen ist”.

Die Zeit für Nachhaltigkeit und den Schutz von Mutter Erde oder Gaia ist gekommen. Der Stellator-Reaktor trägt dazu bei.

Anmerkungen

1 Merian A. Max Planck Gesellschaft. Ein Start-up auf dem Weg zur Fusionskraft, 27. März 2025.
2 Lion, J., et al. Stellaris: A high-field quasi-isodynamic stellarator for a prototypical fusion power plant. [Fusion Engineering and Design] 214 (2025): 114868.
3 Proxima Fusion. Proxima fusion and partners publish Stellaris fusion power concept, 26 Februar, 2025.
4 Cadena, S.A., et al. ConStellaration: A dataset of QI-like stellarator plasma boundaries and optimization benchmarks. [arXiv preprint arXiv:2506.19583] (2025), [2506.19583].
5 Blum, J. Nuclear fusion, the ‘holy grail’ of power, was always 30 years away—now it’s a matter of when, not if, fusion comes online to power AI. [Fortune], Oct. 2, 2025.