Saubere Energie: Durchbruch bei Kernfusion erzielt
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Saubere EnergieDurchbruch bei Kernfusion erzielt

So könnte die Zukunft aussehen: Atomkerne werden nicht gespaltet, sondern fusioniert – ohne strahlende Abfälle. Nun haben US-Forscher mit dem Verfahren erstmals Energie erzeugt.

von
lmm
Auch an der ETH Lausanne wird an der Kernfusion geforscht: Blick auf einen Teil des Tokamak-Reaktors.

Auch an der ETH Lausanne wird an der Kernfusion geforscht: Blick auf einen Teil des Tokamak-Reaktors.

Die Kernfusion verspricht saubere Energie in rauen Mengen. Nun ist es US-Forschern nach eigenen Angaben erstmals gelungen, eine Kernfusion herbeizuführen, bei der weniger Energie in den Brennstoff hineingesteckt wurde als am Ende dabei herauskam.

Aus ihrer am Mittwoch im Fachmagazin «Nature» veröffentlichten Studie geht allerdings ebenfalls hervor, dass die so gewonnene Energie noch sehr gering ist und zuvor sehr viel Energie in die Herstellung der starken Laserstrahlen gesteckt werden muss.

Umgekehrte Kernspaltung

Die Kernfusion ist die Umkehrung des Kernspaltungsprozesses in Atomkraftwerken. Nach Ansicht vieler Experten wäre sie die ideale Art der Energiegewinnung, denn es gibt genug Rohstoff, es fallen langfristig keine radioaktiven Abfälle an und die Kraftwerke wären vergleichsweise sicher. Laut Max-Planck-Institut könnte ein Gramm Brennstoff in einem solchen Kraftwerk 90'000 Kilowattstunden Energie erzeugen.

Trotz jahrelanger Forschung ist es bisher nicht gelungen, eine Kernfusion herbeizuführen, bei der mehr Energie herauskam als hineingesteckt wurde. Das Problem: Um eine Kernfusion zu schaffen, sind extrem hohe Temperaturen von mindestens hundert Millionen Grad nötig und ein extrem hoher Druck von aussen.

Solche Bedingungen bestehen zum Beispiel im Inneren von Sternen, wenn zwei Wasserstoff-Atome dort zu einem Helium-Atom verschmelzen. Auf der Erde versuchen die Wissenschaftler, zwei Wasserstoff-Isotopen zu verschmelzen, was ebenfalls Helium hervorbringt.

Hitze von 192 Lasern

Bisher war der Energieaufwand dafür aber immer deutlich grösser als der Energiegewinn. Unlängst ist es Wissenschaftlern des US-Labors National Ignition Facility (NIF) in Kalifornien aber gelungen, durch die Hitze von 192 Lasern eine Kernfusion herbeizuführen, bei der etwas mehr Energie – und zwar in etwa so viel, wie in zwei AA-Batterien steckt – entstand, als zuvor in den Brennstoff hineingesteckt wurde.

Dafür musste am Ausgangspunkt des Systems die Energie einer Autobatterie hineingesteckt werden. «Wir müssen eine hundertfach bessere Leistung erreichen, bevor wir an den Zündpunkt kommen», räumte Forschungsleiter Omar Hurricane vom NIF ein. Gemeint ist der Punkt, an dem die Atomreaktion sich dauerhaft selbst trägt.

Industrielle Verwertung in weiter Ferne

Das Ergebnis wirke noch «bescheiden» und das sei es auch, sagte Hurricane. Die Energiegewinnung durch Kernfusion in einer industriellen Grössenordnung liege in weiter Ferne.

In Frankreich soll im Forschungsreaktor Iter versucht werden, die Kernfusion durch riesige Magnetfelder herbeizuführen. Andere Projekte wie das des NIF setzen auf eine starke Laserbombardierung der Atomkerne, die in einem winzigen Gefäss stecken, um darin in sehr kurzer Zeit einen immensen Druck zu erzeugen. (lmm/sda)

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