Koreas "künstliche Sonne" stellt neuen Weltrekord auf

Koreas KSTAR Research Center am Institute of Fusion Energy (KFE) konnte seinen 2019 aufgestellten Weltrekord für die längste Betriebszeit eines Fusionsreaktors überbieten. 20 Sekunden lang behielt das Plasma im Inneren des Reaktors eine Temperatur von mehr als 100 Millionen Grad Celsius bei. Das klingt nach wenig, doch für die Forschung an der Kernfusion ist das ein großer Schritt.

Derzeit gibt es zwar mehrere Kernfusionsreaktoren, neben Korea etwa in China und Frankreich, doch zur Energiegewinnung werden diese Einrichtungen noch nicht verwendet. Die Forschungsstationen suchen derzeit einen Weg, den aufwändigen Prozess profitabel zu machen. Momentan wird bei deren Betrieb aber noch mehr Energie aufgewandt als die Fusionsreaktoren abgeben.

100 Millionen Grad

Bei einer Kernfusion werden Atome verschmolzen. Dafür muss die richtige Umgebung geschaffen werden. In einem Tokamak wird ein Vakuum erzeugt. Dort werden schwere Wasserstoffatome stark erhitzt. Das so entstandene Plasma soll eine Temperatur über 100 Millionen Grad erreichen. Erst dann kann die Kernfusion beginnen. Im Idealfall entsteht so viel Hitze, dass diese permanent gehalten werden kann, ohne weitere Energie zuzuführen. Die so entstehende Wärme betreibt eine Dampfturbine und so einen Generator.

Im Rahmen der KSTAR Plasma Campaign konnte man den Reaktor bereits 2019 für 8 Sekunden bei mehr als 100 Millionen Grad betreiben. Nun konnte man diese Zeit mehr als verdoppeln. Bisher konnte in keinem anderen Fusionsreaktor Plasma bei dieser Temperatur länger als 10 Sekunden stabil gehalten werden. Das schreibt Phys.org.

"Wichtiger Wendepunkt"

Geschafft wurde das, indem die Internal Transport Barrier (ITB) verbessert wurde. Dabei handelt es sich um eine mögliche Methode, das Plasma zu stabilisieren. Im Tokamak wird es mit einem Magnetfeld von dessen Wänden ferngehalten, damit es seine Energie behält. Die ITB sorgt dafür, dass sich der Druck im Reaktorkern erhöht und damit auch dessen Leistung.

Si-Woo Yoon, Direktor des KSTAR Research Centers nannte die Entwicklung „einen wichtigen Wendepunkt“ im Rennen um die Technologie, die einen solchen Reaktor auch kommerziell verfügbar macht.

KSTAR hat das neue Gerät im August in Betrieb genommen und bisher 110 Experimente zur Plasma-Erzeugung damit durchgeführt. Dabei wurde der Hochleistungsbetrieb erprobt und die Forscher testeten Methoden zur Verringerung von Störungen, die das Plasma instabil machen. Bis 2025 will KSTAR die Temperatur des Plasmas für 300 Sekunden bei mehr als 100 Millionen Grad stabil halten können.