Quelle: Gettyimages.ru © Monty RakusenDas Innere eines Fusions-Reaktors (Symbolbild)
Ein Kernfusionsreaktor hat Berichten zufolge zum ersten Mal mehr Energie erzeugt, als ihm zugeführt worden ist. Ein hochrangiger Fusionswissenschaftler, der mit den Arbeiten am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Kalifornien – wo der Meilenstein angeblich erreicht wurde – vertraut sein soll, bestätigte dies gegenüber der Washington Post. Demnach müssten die Daten nun zwar noch genauer analysiert werden. Die Energieabgabe sei ersten Erkenntnissen zufolge aber wohl größer als erwartet gewesen. “Für die meisten von uns war dies nur eine Frage der Zeit”, so die anonyme Quelle.
Nach dem Vorbild der Sonne: Fusionsreaktor in England geplant
Bei der Kernfusion werden zwei Atome miteinander verschmolzen, um Energie zu erzeugen. Im Gegensatz zur Kernspaltung entstehen bei der Kernfusion jedoch keine radioaktiven Abfallstoffe, weshalb sie von Forschern auch gerne als “heiliger Gral der Energieerzeugung” bezeichnet wird. Die National Ignition Facility betreibt im Rahmen ihrer Kernfusionsforschung sogenannte “Trägheitsfusions”-Experimente, bei denen fast 200 Laserstrahlen direkt auf eine winzige Wasserstoffkapsel geschossen werden. Wie Nathan Garland, Physiker an der Griffith University in Australien, gegenüber der Post erläuterte, erzeugen diese Laser dann ein Plasma um die Kapsel, das schließlich eine Implosion auslöst – und unter diesen Bedingungen können Fusionsreaktionen stattfinden. Garland erläuterte weiter:
“Die Fusion ist die Reaktion, die unsere Sonne antreibt, und sie funktioniert, indem zwei schwere Atome miteinander verschmelzen. Dies erfordert extremen Druck und extreme Hitze. Aber der Versuch, die Bedingungen in einem Labor nachzustellen, ist super schwierig. Die Energie, die bei der Verschmelzung der beiden Atome freigesetzt wird, ist gewaltig. Und was besonders wichtig ist: Sie setzt keinen Kohlenstoff frei.”
Kurzum, wenn es der Menschheit gelingen sollte, die Fusionsenergie zu nutzen, würde das nicht nur die Energieversorgung revolutionieren, sondern auch ermöglichen, sauberen Strom zu erzeugen – ohne dabei Treibhausgase in die Atmosphäre pumpen zu müssen.
Kernfusion – die Schöpfung der künstlichen Sonne
Wenn der Bericht der Washington Post und die Gerüchte in den sozialen Medien stimmen, könnten die Wissenschaftler des LLNL somit einen “Fusionsenergiegewinn” erzielt haben, der unter Wissenschaftlern auch mit dem Buchstaben Q gekennzeichnet wird. Garland erläuterte diesbezüglich:
“Wenn in einem Fusionsexperiment Q > 1 ist, sind wir auf dem Weg zu einem echten Energiedurchbruch, von dem die Wissenschaftler schon lange träumen. Wenn es stimmt, ist das eine große Sache.”
Aber wie bei jeder Wissenschaft ist es gut, vorsichtig zu sein und Ergebnisse, die noch nicht vollständig analysiert wurden, nicht überzubewerten.
Entsprechende Meldungen gab es seitens verschiedener Fusions-Projekte nämlich bereits des Öfteren, allerdings stellten sich diese später dann in der Regel entweder als falsch oder zumindest als ziemlich überzogen heraus. Das dürfte auch ein Grund sein, warum man seitens des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) recht vorsichtig ist, die jüngsten Ergebnisse zu bestätigen. Eine offizielle Erklärung vonseiten der Forschungseinrichtung wird deshalb erst im Laufe des 13. Dezember erwartet. Angesichts der Berichterstattung erklärte das LLNL am Sonntag lediglich, dass kürzlich ein erfolgreiches Experiment in der National Ignition Facility stattgefunden habe:
“Erste Diagnosedaten deuten auf ein weiteres erfolgreiches Experiment in der National Ignition Facility hin. Die genaue Ausbeute wird jedoch noch ermittelt, und wir können zum jetzigen Zeitpunkt nicht bestätigen, dass sie über dem Schwellenwert liegt. Diese Analyse ist noch im Gange, so dass eine Veröffentlichung der Informationen vor Abschluss dieses Prozesses ungenau wäre.“
Die National Ignition Facility war ursprünglich für die Erprobung von Kernwaffen durch Simulationen konzipiert worden, bevor sie für die Erforschung der Fusionsenergie genutzt wurde. Im vergangenen Jahr kam die Anlage einem Netto-Energiegewinn aus der Fusion weltweit am nächsten, indem sie bei einer Reaktion 1,37 Megajoule erzeugte, was nach Angaben des Labors etwa 70 Prozent der Energie in den Lasern entsprach.
“Künstliche Sonne” in Südkorea erzielt neuen Weltrekord: 20 Sekunden lang 100 Millionen Grad
Bislang war es den Forschern, die mit der Kernfusion experimentieren, also nicht gelungen, einen Prozess zu entwickeln, der nicht mehr Energie verbraucht als er erzeugt. Das soll sich mit dem Experiment der amerikanischen Forscher nun aber geändert haben: Die Wissenschaftler sollen zur Durchführung des Experiments lediglich 2,1 Megajoule Energie in den Versuch gesteckt und gegen Ende des Experiments 2,5 Megajoule an Energie gewonnen haben. Man hätte es, sollte die Meldung korrekt sein, also mit einem Nettoüberschuss von rund 20 Prozent zu tun. Wenn sich dies auch nach unabhängiger Prüfung bestätigt, dann wäre das tatsächlich ein gigantischer Schritt nach vorn in der Fusionsforschung.
Aber auch wenn man am LLNL jetzt tatsächlich den großen Erfolg erzielt haben sollte, ist die Menschheit noch weit davon entfernt, die Kernfusion als neue Energiequelle für den Alltag zu erschließen. So besteht die Herausforderung bei der Kommerzialisierung der Kernfusion insbesondere darin, Maschinen zu entwickeln, die die Fusionsreaktion auf erschwingliche Weise in Strom umwandeln, der ins Netz eingespeist werden kann. Zudem werden bei der Fusionsreaktion Neutronen erzeugt, welche die entsprechenden Anlagen erheblich belasten und möglicherweise auch zerstören könnten. Bis tatsächlich irgendwann ein Fusionskraftwerk an das öffentliche Netz geht, werden voraussichtlich also noch viele Jahre – wenn nicht gar Jahrzehnte – vergehen.
