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Durchbruch bei der Kernfusion: Nur für die Forschung, in der Praxis aber nicht?

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Lawrence Livermore National Laboratory
geschrieben von Fabian Peters

In den USA konnten Forscher offenbar einen Durchbruch bei der Kernfusion erzielen. Laut US-Energieministerium gelang es erstmals bei der Fusion von Atomkernen mehr Energie zu erzeugen als zu verbrauchen. Das gilt als „Meilenstein für die Zukunft der sauberen Energie“, doch eine schnelle Lösung für unsere Energieprobleme ist das nicht. 

Was ist Kernfusion?

Die Kernfusion gilt als potenzielle Energiequelle der Zukunft. Denn das Verschmelzen von Atomkernen kann enorme Mengen an Energie freisetzen. Im Vergleich zur Kernspaltung entstehen dabei keine radioaktiven Abfälle, was die Technologie vergleichsweise sicher macht.

Der Fusionsprozess findet auch in der Natur, im Inneren von Sternen und der Sonne statt. Zahlreiche chemische Elemente basieren wiederum auf der Fusion von Wasserstoff-Atomkernen.

Da die Kernfusion dabei vor allem als saubere, sichere und erneuerbare Energiequelle gilt, versuchen Forscher bereits seit Jahrzehnten Fusionsenergie auf der Erde nutzbar zu machen. Nun gelang einem Forschungsteam aus den USA offenbar ein Durchbruch.

Wie funktioniert Kernfusion?

Die Reaktionen der Kernfusion finden in einem heißen Gas statt – auch Plasma genannt. Dieses Plasma besteht wiederum aus frei beweglichen Elektronen und positiven Ionen und weist Temperaturen von bis zu mehreren Millionen Grad Celsius auf.

Diese Temperaturen ermöglichen es Atomkernen, ihre natürliche elektrische Abstoßung zu durchbrechen, sodass die Anziehung durch andere Atomkerne dominiert. Wenn sich dabei zwei Atomkerne in unmittelbarer Nähe zueinander befinden, können sie fusionieren.

USA erzielen Durchbruch bei der Kernfusion

Auf der Erde eignen sich für einen Fusionsprozess derweil am besten die beiden Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium. Beim Verschmelzen der beiden Atomkerne entsteht wiederum ein Helium-Kern. Die Reaktionen setzen außerdem enorme Mengen an Energie frei.

Um einen solchen Prozess auf der Erde durchzuführen, bedarf es jedoch ebenfalls enorme Temperaturen und die richtigen Druckverhältnisse. Das erfordert wiederum viel Energie. Wie das US-amerikanische Energieministerium berichtet, ist es einem Forscherteam nun erstmals gelungen, bei diesem Prozess mehr Energie zu erzeugen als zu verbrauchen.

Für die Forschung ein Durchbruch, in der Anwendung nicht?

Für ihre Experimente und um die nötigen Temperaturen zu erzeugen, nutzten die Forscher dazu die weltweit leistungsstärkste Laseranlage. Es gelang ihnen, geringe Mengen der Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium bei einer Temperatur von etwa 60 Millionen Grad Celsius im Plasma zu verschmelzen.

Dabei konnten sie dem Vernehmen nach 20 Prozent mehr Energie gewinnen, als sie verbrauchten. US-Senator Alex Padilla sagte dazu: „Dieser monumentale wissenschaftliche Durchbruch ist ein Meilenstein für die Zukunft der sauberen Energie“.

Auch Uwe Gradwohl, Leiter der Wissenschaftsredaktion vom SWR, ordnet die Experimente als Durchbruch und wichtigen Schritt  in der Kernfusion-Forschung ein. Allerdings weist er auch darauf hin, dass es noch keine technische Lösung gebe, die Erkenntnisse in Fusionsreaktoren einzusetzen.

Das sei außerdem nicht das Ziel der US-Forscher. Gradwohl bezeichnet die Laserexperimente deshalb für Fusionsforscher sogar als „durchaus ein wenig ärgerlich“.

Bisherige Konzepte für Fusionsreaktoren würden nämlich nicht auf Lasertechnologie basieren, sondern auf elektromagnetischen Wellen. Gegenüber tagesschau24 fasst er zusammen: „Für die Forschung hochinteressant und ein Durchbruch – für die Anwendung kein Durchbruch.“

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Über den Autor

Fabian Peters

Fabian Peters ist seit Januar 2022 Chefredakteur von BASIC thinking. Zuvor war er als Redakteur und freier Autor tätig. Er studierte Germanistik & Politikwissenschaft an der Universität Kassel (Bachelor) und Medienwissenschaften an der Humboldt-Universität zu Berlin (Master).

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