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Big Friendly Gun Mit der "Dicken Bertha" zur Kernfusion – jeder Schuss der BFG lässt Wasserstoff verschmelzen

In der Kanone wird Wasserstoff komprimiert
In der Kanone wird Wasserstoff komprimiert
© PR
Warum sanft, wenn es auch rabiat geht? Das britische Unternehmen First Light Fusion hat eine 20 Meter lange Kanone gebaut, deren Schüsse Fusionsenergie erzeugen.

Die Grundprinzipien eines Fusionsreaktors wurden schon in den frühen 1950er-Jahren von sowjetischen Wissenschaftlern entdeckt. Und alle großen staatlichen Forschungseinrichtungen folgen ihrer Idee. In einem donut-förmigen Ring – dem Tokamak – wird Plasma erhitzt, beschleunigt und von Magnetkraft komprimiert – das soll so lange gehen, bis in dem Ring Bedingungen wie auf der Sonne herrschen.

So schlank die Idee ist, solange mühen sich unzählige Wissenschaftler einen Tokamak-Reaktor in Betrieb zu nehmen. Über 50 Jahre lang vergebens, erst in den letzten Jahren kam es zu Entwicklungen, die überhaupt hoffen lassen, auf diese Weise Energie zu gewinnen. Bislang musste mehr Energie in den Prozess gesteckt werden, als man gewinnen konnte – der vermeintliche Reaktor war kein Stromproduzent, sondern ein Verbraucher.

Anderer Weg zur Energie der Sonne 

Überall auf der Welt arbeiten auch Start-ups daran, dieses Problem zu lösen. Sie versuchen erst gar nicht, einen riesigen und unendlich teuren Tokamak-Reaktor zu bauen. Sie suchen einen anderen Weg zur Fusion der Wasserstoffatome. First Light Fusion aus Oxford geht so einen Weg. Salopp könnte man sagen, bei ihnen steht nicht die Sonne, sondern die Wasserstoffbombe Pate im Fokus – und diese Technik wurde schon in den 1950er-Jahren entwickelt und in der Praxis erprobt.

Anstatt eines kontinuierlichen Prozesses werden "Explosionen" erzeugt. Und das geht so: Die Firma hat, wie angekündigt, ihren Demonstrator gebaut, eine Kanone von über 20 Metern Länge. Ihr Name lautet: Big Friendly Gun (BFG). Es ist ein voll funktionsfähiger Prototyp. BGF sieht nicht nur aus wie eine Kanone, es ist tatsächlich eine. In ihr wird eine Treibladung von etwa 3 Kilogramm Gewicht gezündet, die treibt einen Kolben an, der Kolben rast durch das Rohr und drückt Wasserstoff zusammen, am Ausgang wird das Gas extrem komprimiert, stößt durch eine Metalldichtung in eine Vakuumkammer – im Ziel kommt es zur Verschmelzung der Atome.

Die ganze Anlage wurde für nur 1,1 Millionen Pfund gebaut. Ein Witz, im Vergleich zu den Kosten der staatlichen Fusionsreaktoren. CEO Nick Hawker sagte "Newsweek": "Ich würde Tokamaks als den führenden Ansatz in der Magnetfusion bezeichnen. Doch in all den Jahren, in denen die Tokamak-Technologie untersucht wurde, ging es vor allem darum, wieso das Plasma Energie verliert. Man hat herausgefunden, dass die Energie im Plasma dazu neigt, über die intensiven Magnetfeldlinien, die an der Reaktion beteiligt sind, zu entweichen, was dazu führt, dass die Reaktion im Sande verläuft. Bisher ist es noch niemandem gelungen, mit einem Tokamak einen Netto-Energiegewinn zu erzielen, d. h. mehr Energie zu erzeugen als für den Betrieb der Maschine benötigt wird."

"Die Magnetfusion ist wie ein Ofen", so Hawker. "Es ist ein immerwährender heißer Prozess, weil die Teilchen um den Donut herumgehen. Unsere Trägheitsfusion hingegen ist eher wie ein Verbrennungsmotor. Es ist ein gepulster Prozess, bei dem man eine Wiederholungsrate hat, und die Energie pro Ereignis multipliziert mit der Frequenz ergibt die Leistung."

Einsatzbereit in den 2030ern

Die Kanone BFG ist nur ein Schritt in Richtung dieser Vision. Das Unternehmen arbeitet derzeit an seiner nächsten Maschine, der M3. Anstatt einer explodierenden Treibladung soll eine elektromagnetische Rail-Gun verwendet werden. Hawker geht davon aus, dass der First Light Fusion-Reaktor schon in den 2030er-Jahren nutzbare Elektrizität erzeugen wird. In dem geplanten Reaktor von First Light soll sich die Zündung alle 90 Sekunden wiederholen. "Jeder Einschlag setzt etwa die gleiche Energiemenge frei wie ein Fass Öl", so Hawker. "Die Energiedichte ist buchstäblich eine Million Mal höher als bei einer chemischen Reaktion. Sie hat auch eine höhere Energiedichte als die Kernspaltung."

Quelle: Newsweek

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