VonMarkus Bär und Thomas Spang
Hat die Menschheit endlich den Traum von endlos sauberer Energie verwirklicht? Die erfolgreiche Kernfusion in den Vereinigten Staaten sorgt jedoch weltweit für Aufsehen.
Die Wissenschaft hat diesen Tag herbeigesehnt. Forscher des Lawrence Livermore National Laboratory in San Francisco haben bei der kontrollierten Kernfusion mehr Energie erzeugt, als sie für den Prozess benötigen. Entdeckung für den Traum vom endlosen Strom sauberer Energie?
Wie Washington Post Und Finanzielle Zeit Die Forscher setzten 2,1 Megajoule Energie ein, um die Mischung zweier Wasserstoffisotope mit einem Laserstrahl zu initiieren. Die kombinierte Reaktion in der Anlage erzeugt dann 2,5 Megajoule Energie. „Einfach ausgedrückt ist dies eine der beeindruckendsten wissenschaftlichen Errungenschaften des 21. Jahrhunderts“, sagte US-Energieministerin Jennifer Granholm. Es geht um die Entwicklung neuer Energiequellen.
Kernfusion in den USA: „Wir stehen vor einem historischen Moment“
Wissenschaftler aus aller Welt haben ihren amerikanischen Kollegen bereits zu den Erfolgen früherer Expertengenerationen gratuliert. Arthur Turrell, ein Plasmaphysiker am Imperial College London, reagierte: „Wenn es bestätigt würde, würden wir einen historischen Moment erleben.“
„Wir sind sehr stolz darauf, dass dies hier in den Vereinigten Staaten geschieht“, sagte David Edelman, ein TAE-Aktivist auf dem Gebiet der Kernfusion. “Das ist ein wichtiges Ereignis.” Seit den 1950er Jahren versuchen Wissenschaftler, aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie zu gewinnen. Trotz der enormen Investitionen in den „Heiligen Gral“ der Stromerzeugung ist der bisherige Ansatz gescheitert. Das erste Experiment gelang den Amerikanern mit einer Strategie, die in Fachkreisen als “Mixing Inertia” bekannt ist. Hier wird der Wasserstoff in der Kavität durch den stärksten Laserstrahl abgeworfen. Die Isotope Tritium und Deuterium, eingeschlossen in einer Masse von nur 2 Millimetern, verbinden sich bei einer Temperatur von fast 60 Millionen Grad Celsius zu Helium und erzeugen dabei Energie.
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In gewisser Weise kopieren Wissenschaftler, was in der Sonne passiert. Ein leitender Forscher sagte: Washington PostDieses Prinzip ist Fachleuten schon länger klar. “Für die meisten von uns ist es nur eine Frage der Zeit.”
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Ein alternativer Ansatz zum Kernfusionswettlauf wird im südfranzösischen Cadarache verfolgt, wo der Forschungsreaktor ITER gebaut wird. Eine internationale Koalition aus der Europäischen Union, den Vereinigten Staaten, der Schweiz, dem Vereinigten Königreich, Japan, Südkorea, China und Russland hat täglich Milliarden von Euro investiert, um Plasma vom Wasserstoffisotop – eingeschlossen in ein starkes Magnetfeld – zu einem solchen zu transportieren stark erhitzen, damit die Kernfusion beginnt. Auch am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching bei München wurden Neuigkeiten aus den USA mit großem Interesse zur Kenntnis genommen. Kernfusionsforschung gibt es schon seit Jahrzehnten. In Oberbayern geht es – wie bei ITER – nicht darum, den Kern mit einem Laser zu zünden, sondern Wasserstoffteilchen, Radiowellen und Mikrowellen mit hoher Energie in ein Plasma genanntes Gemisch aus intensiven thermischen Teilchen zu sprühen. Verursacht die Verbindung von schwerem Wasserstoff zu Helium.
Kernfusion: Noch viel Grundlagenforschung nötig
Auch Professor Sibylle Günter, Wissenschaftliche Direktorin am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, gratulierte dem amerikanischen Team zu seinem Erfolg. Nach mehr als einem Jahrzehnt des Experimentierens konnte zum ersten Mal „wirklich gemischte Energie“ freigesetzt werden, sagte sie unserer Redaktion. Jetzt ist mehr Grundlagenforschung gefragt. Um das technische Problem vollständig zu lösen, sind weitere zehn Jahre Forschung zwingend notwendig. Es dauert jetzt mehrere Tage, den Zündschalter einzustellen. In einem Kraftwerk müsste eine solche Zündung jedoch zehnmal pro Sekunde erfolgen.
Insofern erwarten Experten noch einen langen Weg bis zum Durchbruch für den Einsatz in der täglichen Energiegewinnung. Und das öffnet die Tür zu klimaresistenten Energiequellen, die Öl, Kohle und Gas in großem Umfang ersetzen können.
Wie groß die möglichen Komplikationen sind, verdeutlichen die Vergleiche, die verschiedene Forscher gerne anstellen. Demnach kann ein Gramm Wasserstoff so viel Energie liefern wie elf Tonnen Kohle. Eine mit Wasserstoff gefüllte Tasse Kaffee reicht aus, um ein Haus mit Energie für Jahrhunderte zu versorgen. Im Gegensatz zur Atomkraft, die seit Jahrzehnten zur Stromerzeugung in Atomkraftwerken genutzt wird, entsteht bei der Kernfusion kein radioaktiver Abfall, was auf Dauer ein in einem Lager schwer kalkulierbares Risiko darstellt. Wenn Ingenieure die Ergebnisse kalifornischer Forscher in zuverlässige Methoden zur Stromerzeugung umwandeln könnten, stünden unbegrenzt saubere Energiequellen zur Verfügung.
