Laser mit 7 Petawatt Leistung für Kernfusion: Bau von ATLAS startet

Mit dem extrem leistungsstarken Laser soll die Kernfusion in Gang gesetzt werden. 10-mal in der Sekunde sollen die Atome beschossen werden, damit sie die notwendige Temperatur erreichen, fusionieren und dadurch mehr Energie erzeugen, als für den Laserbeschuss notwendig ist. 

Insgesamt feuern 3 Laserstrahlen auf ein Ziel, das in etwa so breit ist wie ein menschliches Haar ist. Der Laser erreicht dabei eine Gesamtleistung von 7 Petawatt. Das sind 7E+15 Watt - oder ausgeschrieben 7.000.000.000.000.000 Watt.

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Neues Labor ab 2026 in Betrieb

Über die Bühne gehen sollen diese Experimente ab 2026 in einem neuen Labor an der Colorado State University. Der Startschuss für den Bau der ATLAS-Einrichtung (Advanced Technology Lasers for Applications and Science) fand vor einigen Tagen statt. 

Realisiert wird das Labor in Zusammenarbeit zwischen der US-Universität und dem Münchner Fusions-Start-up Marvel Fusion. Das Public-Private-Partnership in der Höhe von 150 Millionen Dollar wird auch vom Energieministerium der USA unterstützt.

ATLAS soll zu einer der führenden Forschungseinrichtungen für Laser werden. Die gewonnen Erkenntnisse sollen dabei helfen, Kernfusion zur Serienreife zu bringen. 

Außerdem soll im Bereich Medizin geforscht werden. Laser könnten zukünftig genutzt werden, um Tumore im Körper zu zerstören. Das ist möglich, weil Laser sehr hohe Energie auf ein sehr kleines Ziel konzentrieren können.

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Tokamak vs. Laser

Bei der Kernfusion werden Atomkerne bei extrem heißen Temperaturen miteinander verschmolzen. Dabei wird Energie freigesetzt. Um die über 100 Millionen Grad Celsius zu erreichen, die dafür nötig sind, gibt es verschiedene Ansätze. 

Tokamak-Reaktoren nutzen ein Magnetfeld, um das über 100 Millionen Grad Celsius heißes Plasma zu bändigen, indem dann fortlaufend eine Kernfusion stattfinden soll. Bisher wurde hier bei Experimenten noch nicht erreicht, dass mehr Energie gewonnen wurde als zur Erzeugung des Plasmas nötig ist. Allerdings gelang es 2022 (zumindest teilweise) bei einem Experiment mit Laser-gezündeter Kernfusion - die so genannte Trägheitsfusion.

So entsteht elektrischer Strom

Laser haben damals ein Kügelchen aus gefrorenem Deuterium und Tritium beschossen. Dieses hat bei der so entstandenen Kernfusion 2,5-fach mehr Energie freigesetzt als die zur Zündung benötigten Laserenergie.

Damit man die bei der Fusion entstandene Hitze wieder zu Energie machen kann, wurden bei einem ähnlichen Experiment geschmolzene Lithiumsalze in die Reaktorkammer geleitet. Wie bei einem Wasserfall transportieren die geschmolzenen Salze die Hitze ab und verwandeln Wasser in Dampf. Der Dampf treibt wiederum eine Turbine an, die elektrischen Strom erzeugt.