Robert Klatt
Die National Ignition Facility (NIF) hat kürzlich erstmals einen Energieüberschuss im Fusionsplasma gemessen. Inzwischen konnte die laserbasierte Trägheitsfusion diesen Meilenstein mehrfach wiederholen.
Livermore (U.S.A.). Die National Ignition Facility (NIF) des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hat am 5. Dezember 2022 erstmals einen Energieüberschuss bei der Kernfusion erreicht. Bei der laserbasierten Trägheitsfusion haben die Physiker ein gefrorenes Pellet aus den Wasserstoffisotopen laserbasierten Trägheitsfusion mit 192 Lasern beschossen. Es kam dadurch im Fusionsmaterial zu Implosionen, bei denen die Isotope verschmelzen, wobei Energie und Helium freigesetzt werden.
Beim ersten beobachteten Energieüberschuss lag die Laserenergie bei 2,05 Megajoule (MJ), während die Kernfusion 3,15 MJ erzeugt hat. Laut einer Publikation im Fachmagazin Nature kam es am 30. Juli 2023 erneut zu einem Energieüberschuss, bei dem die Kernfusion bei einer identischen Laserenergie 3,88 Megajoule MJ erzeugt hat.
Den Forscher der NIF um Richard Town gelang zudem bei zwei Experimenten im Oktober 2023 die Zündung des Plasmas. Außerdem wurde laut Berechnungen bei Versuchen im Juni und September 2023 ein Energieüberschuss erreicht, der aber nicht ausreichend für die Zündung war. Die Experimente belegen laut Town, dass der Fusionsreaktor konsistent Reaktionen mit Energieüberschuss erzielen kann.
„Ich denke, wir sollten alle stolz auf diese Leistung sein.“
Gegenüber Nature erklärt Carmen Manzoni, Physikerin an der Colorado State University (CSU), dass die Entwicklung eines Kraftwerks trotz der Erfolge noch lange dauern wird.
„Wir wissen jetzt, dass es funktionieren wird. Es wird einige Zeit dauern, bis wir die Technologie so weit entwickelt haben, dass wir ein Kraftwerk bauen können.“
Ein internationales Expertengremium hat kürzlich im Auftrag der Forschungsministerin Bettina Stark-Watzinger (FDP) eine Prognose erstellt, laut der Fusionskraftwerke bis 2045 realistisch sind. Das Start-up Proxima Fusion, das von renommierten Forschern des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP), des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und Google-X gegründet wurde, möchte hingegen bereits in den 2030er-Jahren ein Fusionskraftwerk in Deutschland bauen.
Um die Forschung im Bereich der Kernfusion zu fördern, hat das Department of Energy (DOE), unter dessen Aufsicht das Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) steht, kürzlich 42 Millionen Dollar freigegeben. Diese Finanzmittel sind für die Gründung von drei neuen Forschungszentren vorgesehen. Die Initiative umfasst eine breite Zusammenarbeit zwischen staatlichen Laboratorien, Universitäten und privaten Unternehmen.
Carmen Menoni, eine Wissenschaftlerin in diesem Bereich, betonte, dass es sich hierbei um eine Premiere handelt: Erstmals liegt der Fokus nicht allein auf der Entwicklung neuer Technologien, sondern auch auf der Ausbildung und Förderung von Arbeitskräften, die für die aufstrebende Industrie der Laserfusion von entscheidender Bedeutung sein werden.
Nature, doi: 10.1038/d41586-023-04045-8
