Nächster Meilenstein bei Kernfusion erreicht

Forscher*innen der National Ignition Facility am Lawrence Livermore National Lab in Kalifornien haben einen neuen Meilenstein im Bereich der Kernfusion erreicht. Mit 192 Laserstrahlen und mehr als dreimal höheren Temperaturen als im Kern der Sonne konnten sie mehr Energie freisetzen, als zuvor im Brennstoff eingelagert wurde.

Dabei wurden die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium bestrahlt. Das Plasma wurde dabei so heiß und dicht, dass die Wasserstoffkerne verschmolzen sind. Bei diesem Vorgang werden Heliumkerne erzeugt, die wiederum so viel Energie freisetzen, dass damit die Temperatur des Plasmas aufrechterhalten und das Fusionsfeuer für einen Bruchteil einer Sekunde am Brennen gehalten wird. Die Temperatur stieg dabei auf über 55 Millionen Grad Celsius.

Die Studie wurde im Journal Nature veröffentlicht.

Unendlich viel saubere Energie

Kernfusion gilt als Hoffnungsträger für saubere Energie der Zukunft. So lässt sich damit theoretisch umweltfreundlich Strom in nahezu unbeschränktem Ausmaß erzeugen. Anders als bei der Kernspaltung in Atomkraftwerken, bei der die Bindungen von Atomkernen aufgebrochen werden, um Energie zu erzeugen, werden bei dem Fusionsprozess zwei Atomkerne zu einem neuen Kern verschmolzen. Abfallprodukte wie Atommüll gibt es dabei nicht. Für die Kernfusion sind extrem hohe Temperaturen von bis zu 150 Millionen Grad notwendig – die zehnfache Hitze der Sonne. Das so hoch erhitzte Plasma muss durch ein extrem starkes Magnetfeld in Zaum gehalten werden, weil es jedes Material schmelzen würde.  

Erzeugt wird es in einer kranzförmigen Vakuumkammer, einem sogenanntem Tokamak. Läuft die Kernfusion, entsteht dabei so viel Wärme, dass die hohe Temperatur von alleine gehalten werden. Ein Teil der Hitze wird abgezweigt, um Wasser zu verdampfen, das eine Dampfturbine antreibt. Diese erzeugt Strom. Mit einem Teil  wird der Energiebedarf des Magnetfelds gedeckt, der Großteil fließt ins Stromnetz. 

Derzeit ist der Prozess aber noch nicht effizient genug, weswegen noch ausgiebig daran geforscht wird.