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Kernfusion auf dem Labortisch

Es klingt zunächst wie ein alter Menschheitstraum: eine Kernfusion im Labor, ohne komplizierte Reaktoren. Doch die Forschergruppe, der das nun gelungen ist, hat leider nicht das Energieproblem der Menschheit gelöst.

US-Forschern ist nach eigenen Angaben die Kernfusion auf dem Labortisch geglückt. Die Methode eigne sich jedoch nicht für die Energieversorgung, betonen Brian Naranjo von der Universität von Kalifornien in Los Angeles und Kollegen im britischen Fachblatt "Nature" (Bd. 434, S. 1115) von diesem Donnerstag. Die Apparatur könne jedoch als tragbare Neutronenquelle für Forschung und Sicherheitstechnik dienen sowie möglicherweise Mikrosatelliten antreiben. Berichte über einfache Kernfusionsverfahren hatten wiederholt Kontroversen ausgelöst.

Quelle für Neutronen

Das Team um Naranjo konstruierte für seine Fusionsmethode eine Art Mikrobeschleuniger. Dazu nutzten die Forscher einen so genannten pyroelektrischen Kristall, der ein starkes elektrisches Feld erzeugt, wenn er erwärmt wird. Dieses Phänomen ist seit mehr als 2300 Jahren bekannt, wie der Physiker Michael Saltmarsh vom Oak Ridge National Laboratory in einem begleitenden "Nature"-Kommentar erläutert. Konzentriert auf eine Wolframspitze war das Feld in den US-Versuchen kräftig genug, um elektrisch geladene Kerne von schwerem Wasserstoff (Deuterium) stark zu beschleunigen.

Die schnellen Deuteriumkerne prasselten auf einen Block aus Erbium und Deuterium. Darin verschmolzen offensichtlich einige Deuteriumkerne mit dem Deuterium in dem Block zu Helium. Das war an den Neutronen abzulesen, die aus der anderen Seite des Erbium- Deuterium-Blocks flogen. Bei der Fusion von Deuterium zu Helium wird jeweils ein Neutron frei, das an einer charakteristischen Energie zu erkennen ist. Das Team um Naranjo registrierte bis zu 1000 derartige Neutronen pro Sekunde.

Man muss mehr Energie investieren als herauskommt

Dass sich mit schnellen Deuteriumkernen aus einem Beschleuniger eine Kernfusion erreichen lasse, sei seit Jahrzehnten bekannt, kommentierte das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Garching bei München, eine der größten europäischen Einrichtungen zur Fusionsforschung. "Zur Energieversorgung eignet sich das deshalb nicht, weil man mehr Energie in die Beschleunigung stecken muss als die Fusion liefert", erläuterte IPP-Sprecherin Isabella Milch. Die dank des Mikrobeschleunigers tragbare Apparatur sei aber für andere Anwendungen interessant. Neutronenquellen werden außer in der Forschung unter anderem bei der Suche nach Öl und für Sicherheitschecks bei Fluggepäck eingesetzt.

Die jetzt vorgestellte Apparatur habe nichts mit den vorangegangenen Kontroversen um andere simple Fusionsmethoden zu tun, betont Saltmarsh. Seine Kollegen vom Oak Ridge National Laboratory hatten vor drei Jahren über eine angebliche Kernfusion in einem drei Kaffeetassen hohen Zylinder voll Aceton berichtet. Die Experimente konnten bisher jedoch nicht erfolgreich wiederholt werden. Zuvor hatte sich bereits die "kalte Fusion" im Wasserglas von 1989 als einer der schwersten Irrtümer der modernen Wissenschaft herausgestellt.

DPA

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