Bahnbrechender Durchbruch bei der Kenfusion: Saubere Energie möglich!

Gegenwärtig wird die in Kernkraftwerken erzeugte Energie durch Kernspaltung gewonnen, ein Prozess, der radioaktive Abfälle hinterlässt. Um diese Praxis zu optimieren, erforschen internationale Wissenschaftler seit mehr als 60 Jahren das Gegenteil der Kernspaltung, nämlich die Kernfusion. Die große Frage war, wie man aus dieser sauberen und nahezu unbegrenzten Energiequelle einen Nettogewinn erzielen kann.

Erstmals ist es gelungen, in einem Fusionsreaktor mehr Energie zu erzeugen, als mit Lasern zur Auslösung der Reaktion benötigt wird. Dies gab das US-Energieministerium am Dienstag bekannt: Es sei das erste kontrollierte Fusionsexperiment in der Geschichte, das diesen Meilenstein erreicht habe, hieß es in einer Pressemitteilung.

Am 5. Dezember feuerte die National Ignition Facility (NIF) am Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien (USA) eine Reihe von Lasern mit einer Energie von 2,05 Megajoule (MJ) auf einen Zylinder, der ein Pellet aus gefrorenem Deuterium und Tritium, zwei Isotopen - oder Arten - von Wasserstoff, enthielt. Dadurch wurde die Kapsel komprimiert und erhitzt: Die erreichte Temperatur und der Druck waren hoch genug, um den Wasserstoff im Inneren zu verschmelzen. Bei diesem Prozess wurden 3,15 MJ Energie freigesetzt, fast 50 % mehr als bei Lasern.

Was sind Kernfusion und Kernzündung?

Sie richteten 192 Laser auf das kleine Ziel: Die Wasserstoffatome verschmolzen bei etwa 3 Millionen Grad Celsius. Unter diesen Bedingungen haben sie kurzzeitig die Bedingungen eines Sterns simuliert und eine Zündung erreicht", sagte Jill Hruby, die stellvertretende Sekretärin der National Nuclear Security Administration (NNSA) auf der Pressekonferenz.

Bevor wir verstehen, was eine Zündung ist, müssen wir uns zunächst dem Konzept der Kernfusion nähern. Bei diesem Prozess verbinden oder verschmelzen sich Atome zu einem größeren Kern, der Energie freisetzt. Im Vergleich zur Kernspaltung, bei der Atome in kleinere Kerne gespalten werden, ist sie eine sicherere Form der Energiegewinnung, da sie keine unkontrollierte Kettenreaktion auslöst.

Die NIF nutzt den Trägheitseinschluss bei der Kernfusion: Durch die Verbindung von Deuterium und Tritium entstehen ein Heliumatom, ein freies Neutron und eine große Energiemenge. Es ist so, als würde man nachstellen, was auf der Sonne, unserer wichtigsten Lebensquelle, passiert. Wenn die freigesetzte Fusionsenergie die Energie des Lasers übersteigt, kommt es zur sogenannten "Zündung".

Saubere Energie der Zukunft

Die Kommerzialisierung dieser Art von Energie wäre nicht einfach. Ein solcher Reaktor müsste 50- bis 100-mal mehr Energie erzeugen, als seine Laser emittieren, um seinen eigenen Energieverbrauch zu decken und Strom ins Netz zu liefern, sagt Riccardo Betti, Physiker an der Universität von Rochester. Die Instrumente zur Sicherung einer neuen Energiezukunft sind noch nicht vorhanden.

Sicherlich haben wir einen Durchbruch erlebt, aber würde er ausreichen, um die globale Erwärmung einzudämmen? Die Abschaffung der Nutzung fossiler Brennstoffe würde die Emission von Treibhausgasen stoppen. Die Kernfusion wäre dann ein Weg in die Zukunft, aber es fehlt der technologische Fortschritt für den weltweiten Verbrauch. In der Zwischenzeit ist es immer noch angebracht, sich auf andere saubere Energiequellen wie Solar- oder Windenergie zu konzentrieren.