Saubere und sichere Energie: Offenbar Durchbruch bei der Kernfusion

Einen historischen Durchbruch auf dem Feld der Kernfusion haben offenbar Wissenschaftler:innen aus den USA erzielt. Verschiedenen Medienberichten zufolge sei es den Forschenden erstmals gelungen, eine Kernfusion durchzuführen, bei der mehr Energie gewonnen als verbraucht wird. Zwar basiere dieses Resultat noch auf vorläufigen Daten, sollten sich die Ergebnisse aber bestätigen, handelt es es sich um nicht weniger als einen Meilenstein auf dem Weg zur Erschließung einer neuen Energiequelle. Diese könnte zukünftig klimaneutral und sicher Strom in enormen Mengen erzeugen. Ziel der Forschung sei es, die Kernreaktion nachzubilden, durch die in der Sonne Energie erzeugt wird, schreibt die "Washington Post". Dies sei der "heilige Gral" der kohlenstofffreien Energie, der von Wissenschaftler:innen seit den 1950er-Jahren verfolgt wurde. 

Ziel: Energiegewinnung wie in der Sonne

Am Dienstag (13. Dezember) werden die in der National Ignition Facility (NIF) am Lawrence Livermore National Laboratory (Kalifornien) erzielten Ergebnisse vorgestellt. Dabei werde US-Energieministerin Jennifer Granholm einen "großen wissenschaftlichen Durchbruch" verkünden, heißt es.

Bereits vor einem Jahr hatte das Institut Fortschritte bei der Kernfusion verkündet. Erreicht hatte man das durch die Zündung des Plasmas, schrieb das Forschungsteam in der Fachzeitschrift "Nature". "Die Erzeugung eines brennenden Plasmas ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur selbstversorgenden Fusionsenergie", so die Aussage. Die Fusionsreaktion erhält sich also selbst. Der Brennstoff liegt im Kernfusionsreaktor in Form von Plasma vor - dieser Aggregatzustand entsteht, wenn man ein Gas extrem erhitzt.

Kernfusion ist nicht dasselbe wie Kernkraft: Zwar wird bei beiden Verfahren Energie aus den Bindungskräften von Atomkernen gewonnen. Doch werden bei der Kernkraft große Atome gespalten, wodurch unter anderem radioaktiver Abfall entsteht und schwere Unfälle passieren können. Im Gegensatz dazu werden bei der Kernfusion kleine Atomkerne zu größeren verschmolzen - also fusioniert. Diese Art der Energiegewinnung gilt als sicher und sauber, sie ähnelt den Vorgängen in Sternen, zum Beispiel der Sonne.

Im Video: USA: Durchbruch bei der Kernfusion? Experte Prof. Dr. Zohm vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik klärt auf

Kernfusion benötigt enorme Hitze

Das Problem bei der Kernfusion: Es werden Temperaturen von etlichen Millionen Grad benötigt, was die technische Nutzung sehr schwierig macht. Dies ist auch der Grund, warum es bisher keinen Reaktor gab, mit dem mehr Energie gewonnen werden konnte, als zur Aufheizung des Plasmas hineingegeben wurde. Für ihre Experimente nutzten die Forschenden in Kalifornien die weltstärkste Laseranlage, um damit winzige Mengen schweren und überschweren Wasserstoffs (Deuterium und Tritium) in Millionen Grad heißes Plasma zu wandeln.

Die Ergebnisse seien in der Tat "ein großer Fortschritt", attestiert auch Justin Wark, Professor für Physik an der Universität Oxford und Direktor des Oxford Centre for High Energy Density Science, in einer Mitteilung des "Science Media Centers". Doch es sei noch mehr nötig: "Erstens müssen wir viel mehr herausholen, als wir hineinstecken, um die Verluste bei der Erzeugung des Laserlichts" zu kompensieren, so Wark. "Zweitens könnte das Lawrence Livermore National Laboratory ein solches Ergebnis im Prinzip einmal pro Tag erzielen - ein Fusionskraftwerk müsste dies zehnmal pro Sekunde tun." Trotzdem werden diese Ergebnisse weitere Investitionen anspornen, so der Professor. "Es ist ermutigend zu sehen, dass der private Sektor beginnt, die - wenn auch noch langfristigen - Möglichkeiten dieser wichtigen neuen Technologien zu erkennen."

Verwendete Quellen:

• Nachrichtenagentur dpa
• Washington Post: "U.S. to announce fusion energy 'breakthrough'"
• Nature: "Burning plasma achieved in inertial fusion"
• Science Media Center: "Expert reaction to reports of advance in nuclear fusion from the Lawrence Livermore National Laboratory"