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70 Prozent Energiegewinn Mit Lasern zum Sonnen-Reaktor: Experiment bringt Durchbruch bei der Kernfusion

70 Prozent Energiegewinn: Eine Berylium-Kugel, die von Lasern beschossen wurde, war 2010 einer der ersten Versuche der  National Ignition Facility, um die Kernfusion auszulösen
Eine Berylium-Kugel, die von Lasern beschossen wurde, war 2010 einer der ersten Versuche der 
National Ignition Facility, um die Kernfusion auszulösen
© LLNL/ / Picture Alliance
Endlose Energie ohne Umweltverschmutzung, nach dem Prinzip der Sonne - das ist das Versprechen der Kernfusion. Doch trotz jahrzehntelanger Forschung erscheint die Technologie weit weg. Bei einem aktuellen Experiment ist nun ein Durchbruch gelungen.

Angesichts der zunehmenden Probleme durch den Klimawandel erscheint der Traum der Kernfusion attraktiver denn je: Wie die Sonne sollen Fusionsreaktoren irgendwann endlose Energie liefern, ohne die Umwelt mit Schadstoffen zu belasten. Doch wie genau das gelingen soll, ist nach wie vor offen. Ein aktuelles Experiment liefert nun neue Hoffnung.

Die Forschungsgemeinde ist begeistert von dem, was in der National Ignition Facilty - übersetzt etwa die nationale Zündungsanlage - mit einer Barrage von Lasern gelang. Normalerweise würden sich die Wissenschaftler nicht zu Experimenten äußern, bevor die nicht als Studie veröffentlicht wurden, erklärte der stellvertretende Projektleiter Mark Hermann gegenüber der "New York Times". "Doch das hat sich verbreitet wie ein Flächenbrand."

Ein Durchbruch - aber nur ein kleiner

Was war passiert? Die Forscher des NIF hatten mit 192 Laserstrahlen ein winziges Stück Wasserstoff dem Erdboden gleich gemacht - und dabei einen hochenergetischen Stoß erzeugt. Das Spektakuläre dieses Experiments: Man hatte sich durch Optimierungen eine Vergrößerung der Energiemenge um den Faktor drei erhofft. Doch stattdessen hatte man achtmal so viel Energie erzeugt wie vorher.

"Ich bin extrem begeistert", erklärte der Wissenschaftler Siegfried Glenzer vom SLAC National Accelerator Laboratory der Zeitung. "Das ist ein vielversprechender Weg für uns, eine Energiequelle zu erschaffen, die kein CO2 ausstößt." Der am Bau des Lasers beteiligte Markus Roth von der TU Darmstadt nannte das Experiment gegenüber "Heise" einen "Meilenstein in der Fusionsforschung mit Lasern".

Der Erfolg des Experiments ist nicht das grundlegende Gelingen der Fusion, sondern die Menge daraus gewonnene Energie. Die Kernfusion, bei der mehrere Atomteile zu einem neuen verschmolzen werden, um daraus eine sich selbst reproduzierende Kettenreaktion auszulösen, war in der Vergangenheit bereits vorher gelungen. Beim jetzigen Experiment war es aber erstmals gelungen, knapp 70 Prozent des durch den Laser eingegebenen Energie durch die Reaktion zurückzugewinnen.

Ein weiter Weg

Trotz des Durchbruch-Experiments ist bis zur Kernfusion als Energielieferant noch viel Arbeit nötig. Und das nicht nur, weil die hineingesteckte Energie nach wie vor die gewonnene übersteigt. "Das Experiment zeigt, dass das Laser-Fusions-Prinzip grundsätzlich funktioniert", glaubt Hermann. Die Fusion ist zwar nachweisbar erfolgt, sie müsste zur Energiegewinnung aber deutlich länger anhalten. Dazu müsste der Riesenlaser aber in extrem schnellen Abständen feuern können. Wegen der extremen Belastung des Materials ist das aktuell aber nur einmal am Tag möglich.

Backofen vorheizen: Wann es wirklich sinnvoll ist

Trotzdem liefert das Experiment jede Menge Material, mit dem nun weiter geforscht werden kann, glauben die Experten. "Nach jahrelangen Versuchen mit nur 3 Prozent Energiegewinn ist das extrem aufregend", zitiert "Science" Hermann. Die Forscher haben demnach an mehreren Stellen ihre Experiment-Grundlage optimiert, etwa indem die für die Lagerung des Wasserstoffs genutzte Gefäß von mikroskopisch kleinen Unebenheiten beseitigt und die Dauer des Laserpulses verlängert hatte. Welche der Veränderungen den Erfolg brachte, ist nun genauso zu beantworten wie die Frage, ob eine weitere Anpassung das Ergebnis noch weiter verbessern könnte.

Die Kernfusion galt lange als Hoffnungsträger sauberer Energie, wurde wegen ausbleibender Erfolge in den letzten Jahrzehnten aber von anderen Energiegewinnungsmethoden wie Wind- oder Sonnenenergie abgelöst. Entsprechend wenig Geld stecken selbst an der Lösung der Klimafrage interessierte Regierungen in die Forschung. Doch davon ließe sich die Wissenschaft nicht aufhalten, freut sich Forscher Siegfried Glenzer gegenüber der "Times". "Manchmal kommen in der Zeit der schlechtesten finanziellen Ausstattung die besten Ergebnisse." Der jetzige Erfolg könnte ein Umdenken auslösen.

Quellen: New York Times, Science, Heise

mma

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