In der Kernfusion gilt eine Zahl als besonders schwer zu erreichen: die Dauer, über die sich ein extrem heißes Plasma stabil halten lässt. Japans große Forschungsanlage schaffte dabei Pulse von fast einer Stunde und stellte einen der wichtigsten Langzeitrekorde der Fusionsforschung auf. Das Besondere ist die Ruhe des Plasmas, das über lange Zeit nicht abriss. Zugleich erreichte die Anlage Temperaturen von mehr als 100 Millionen Grad. Nach fast drei Jahrzehnten wurde das Programm nun planmäßig abgeschlossen.
Die Rede ist vom Large Helical Device im japanischen Toki, der weltweit größten Anlage vom Typ Stellarator mit supraleitenden Spulen, betrieben vom National Institute for Fusion Science. Anders als der bekanntere Reaktortyp Tokamak, der ringförmig aufgebaut ist und zu plötzlichen Plasmaabbrüchen neigt, nutzt der Stellarator eine kunstvoll verdrehte Magnetfeldform. Diese Feldform hält das Plasma auch über sehr lange Zeiträume ruhig, ohne dass ständig von außen nachgeregelt werden muss. Genau hier liegt die Stärke der japanischen Anlage: Sie hielt heiße Plasmen in Langzeitläufen über rund 48 Minuten und in Spitzenwerten über 3000 Sekunden stabil. Zugleich erreichte sie in speziellen Betriebsphasen Temperaturen, bei denen sowohl die Elektronen als auch die Ionen die für eine Fusion nötige Schwelle von rund 100 Millionen Grad überschreiten. Diese Kombination aus großer Hitze und langer Dauer gilt als eine der zentralen Voraussetzungen für ein späteres Kraftwerk.
Wichtig zur Einordnung ist der Zeitpunkt, denn es handelt sich nicht um einen brandneuen Einzeldurchbruch, sondern um die Bilanz eines Ende 2025 abgeschlossenen Forschungsprogramms. Die letzte Experimentierkampagne endete im Dezember 2025, danach würdigten die beteiligten Institute die gesammelten Ergebnisse aus fast drei Jahrzehnten Betrieb seit dem Start im Jahr 1998. In dieser langen Zeit lieferte die Anlage einen umfangreichen Datenschatz darüber, wie sich Turbulenzen und Instabilitäten im Plasma erkennen und beherrschen lassen. Fusion funktioniert im Kern, indem leichter Brennstoff auf Temperaturen weit über der Sonnenoberfläche erhitzt und das dabei entstehende Plasma mit starken Magnetfeldern in der Schwebe gehalten wird, damit es die Gefäßwände nicht berührt. Der Stellarator-Ansatz zielt darauf, diesen Zustand nicht nur für Sekunden, sondern dauerhaft aufrechtzuerhalten, was für einen kontinuierlichen Kraftwerksbetrieb unverzichtbar ist. Genau in dieser Ausdauer sehen viele Fachleute den eigentlichen Wert der japanischen Ergebnisse.
Ein Kraftwerk muss Strom nicht sekunden-, sondern über Wochen und Monate hinweg liefern, weshalb kurze Rekordpulse für sich genommen wenig aussagen. Viele Fusionsversuche erreichen zwar hohe Leistungen, aber nur für sehr kurze Momente, bevor das Plasma zusammenbricht. Der Wert der japanischen Langzeitläufe liegt darin, dass ein Stellarator sein Plasma über eine große Zeitspanne ruhig und kontrolliert führen konnte. Damit lieferte die Anlage einen praktischen Beleg dafür, dass die verdrehte Magnetfeldform gegenüber äußeren Störungen bemerkenswert widerstandsfähig ist.
Diese Stabilität ist kein Selbstzweck, sondern die Grundlage für die spätere Energiegewinnung. Nur wenn ein Plasma über lange Zeit gleichmäßig brennt, lässt sich die entstehende Wärme sinnvoll auskoppeln und in Strom umwandeln. Ständige Abbrüche würden ein Kraftwerk unbrauchbar machen, ähnlich wie ein Motor, der im Sekundentakt ausgeht. Vertiefende Beiträge und Hintergründe zur Kernfusion bündelt die zugehörige Themenseite für alle, die tiefer einsteigen möchten.
Die meisten großen Fusionsprojekte weltweit setzen auf den Tokamak, dessen ringförmige Kammer ein starkes, aber empfindliches Magnetfeld erzeugt und der zusätzlich einen elektrischen Strom im Plasma benötigt. Dieser Strom kann bei Störungen abrupt zusammenbrechen und heftige Entladungen auslösen. Der Stellarator kommt dagegen ohne diesen inneren Plasmastrom aus, weil sein Magnetfeld allein durch die aufwendig geformten äußeren Spulen erzeugt wird. Das macht den Aufbau geometrisch kompliziert, aber den Betrieb von Natur aus ruhiger und besser für Dauerläufe geeignet.
Die japanische Anlage stand dabei nicht allein, sondern in einem internationalen Wettbewerb der Konzepte, in dem auch die deutsche Anlage Wendelstein 7-X eine führende Rolle spielt. In wichtigen Kennzahlen wie dem sogenannten Fusionsprodukt, das Temperatur, Dichte und Einschlusszeit verbindet, erreichte das Large Helical Device eine Größenordnung, die mit den besten Stellarator-Ergebnissen weltweit vergleichbar ist. Damit hat der über Jahrzehnte betriebene Versuchsträger den Nachweis erbracht, dass die Bauart nicht nur theoretisch attraktiv, sondern auch praktisch belastbar ist. Diese Erkenntnisse sind unabhängig davon wertvoll, dass die Anlage selbst nie zur Stromerzeugung gedacht war.
Die gewonnenen Daten fließen nun in die Auslegung künftiger Anlagen ein und prägen die Konstruktion einer neuen Generation von Spulen und Gefäßen. In Japan entstand aus dem Umfeld des Instituts eine Ausgründung, die einen ersten Demonstrator für ein stellaratorbasiertes Kraftwerk plant und dafür auf moderne Hochtemperatur-Supraleiter setzt. Solche Magnete könnten kompakter und leistungsfähiger sein als die bisher verwendeten und damit den Weg zu praxistauglichen Fusionskraftwerke ebnen. Der Übergang von der reinen Forschung zur ingenieurtechnischen Umsetzung gilt als eine der größten Hürden auf dem gesamten Weg.
Die abschließende Würdigung der Ergebnisse hat unter anderem das am Projekt beteiligte Princeton Plasma Physics Laboratory veröffentlicht, dessen Fachleute jahrelang vor Ort mitforschten. Bei aller Begeisterung bleibt der ehrliche Befund, dass bis zu einem kommerziellen Fusionskraftwerk noch viele Jahre intensiver Entwicklungsarbeit liegen. Offen sind unter anderem der zuverlässige Dauerbetrieb über Monate, die Beherrschung der enormen Materialbelastung und die wirtschaftliche Auskopplung der Energie. Die japanischen Rekorde sind daher kein Ziel, sondern ein wichtiger Zwischenschritt auf einem langen Weg, dessen Ende noch nicht feststeht.