Kernfusion: Forscher wollen Problem mit Mayonnaise lösen

In fettige weiße Mayo tauchen wir gerne Pommes oder gebratenes Grillgut. US-Forscher wollen damit nun auch ein Problem der Kernfusion angehen, das bei sogenannten Fusionskapseln auftritt.

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Viele Forscher verwenden Reaktoren wie Tokamaks, um damit eine Fusionsreaktion zu erzeugen. Es gibt aber auch andere Methoden dafür. Eine davon ist die sogenannte Trägheitsfusion. Hier wird ein Brennstoffkügelchen in einer winzigen Metallkapsel so lange mit Lasern beschossen, bis dessen äußere Hülle explodiert. Das Kügelchen besteht aus dem Wasserstoffisotop Deuterium und wird dabei so stark verdichtet, dass die Fusionsreaktion in Gang gesetzt wird.

Metallhülle schmilzt zu früh

Das wäre zumindest der Idealfall. Denn in der Praxis ist es derzeit meist so, dass die Metallhülle während der Explosion schmilzt - bevor die Fusionsreaktion startet bzw. sie vollständig abgelaufen ist. Damit Kernfusion irgendwann kommerziell genutzt werden kann, muss man diese Instabilität der Metallkapsel in den Griff bekommen.

An diesem Punkt haben sich die Forscher nun Mayonnaise zum Vorbild genommen. Denn sie fanden heraus, dass sich die geschmolzene Metallhülle bei niedrigen Temperaturen ganz ähnlich verhält wie die fettige Eiercreme aus unserem Kühlschrank. Mit der Mayonnaise kopierten die Forscher das Flussverhalten der Metallkapsel.

Auf komplizierte Experimente mit hohen Temperaturen und großem Druck können sie dadurch verzichten. „Wir verwenden Mayonnaise, weil sie sich wie ein Feststoff verhält, aber wenn sie einem Druckgefälle ausgesetzt ist, beginnt sie zu fließen", sagte der Physiker Arindam Banerjee in einem Statement.

Mayo durchläuft mehrere Phasen

Durch ihre Mayo-Experimente fanden die Forscher etwa heraus, dass die weiße Creme mehrere Phasen durchläuft, bevor sie instabil wird. „Wie herkömmliches geschmolzenes Metall verformt sich Mayonnaise, wenn man sie unter Druck setzt. Aber wenn man den Druck wegnimmt, nimmt sie wieder ihre ursprüngliche Form an", erklärt der Forscher. „Es gibt also eine elastische Phase, gefolgt von einer stabilen, plastischen Phase. In der nächsten Phase beginnt es zu fließen, und hier setzt die Instabilität ein.“

Laut den Forschern sei für die Trägheitsfusion entscheidend, mehr über den bislang mysteriösen Übergang zwischen der stabilen und der elastischen Phase zu erfahren. Mit ihrer Mayo-Methode entdeckten sie etwa bereits, wie die elastische Phase verlängert werden kann, damit die Instabilität verhindert wird. Mit diesem Wissen könnte man eine Metallkapsel für die Trägheitsfusion bauen, die nicht so schnell instabil wird.