Forschern des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) des US-Energieministeriums (DOE) ist es erstmals gelungen, eine Fusionszündung durchzuführen, die die Zukunft der sauberen Energie verändern wird.
Zum ersten Mal erzeugen die Forscher auf diesem Gebiet mehr Energie aus der Fusion, als zu ihrer Erzeugung verwendet wurde.
Die Leistung, die am Dienstag offiziell bekannt gegeben wurde, fand am 5. Dezember statt. Die National Ignition Facility (NIF) des LLNL war die erste Demonstration der «Fusionszündung» in einem Laborgerät. Das NIF ist die größte und leistungsfähigste Trägheitsfusionsanlage ihrer Art.
Die «Fusionszündung» ist eine der größten wissenschaftlichen Herausforderungen, denen sich die Menschheit je gestellt hat. Dies ist der Punkt, an dem eine Kernfusionsreaktion genug Energie erzeugt, um sich selbst zu erhalten. Sie simuliert die Energieerzeugung in der Sonne und gilt als der «Heilige Gral» für saubere, unerschöpfliche Energie.
In den 1960er Jahren stellten Livermoore-Wissenschaftler unter der Leitung von John Nuckolls die Hypothese auf, dass mit Hilfe von Lasern eine Fusionszündung erreicht werden könnte, was erst jetzt zum ersten Mal gelungen ist.
Um das Projekt in den vergangenen 60 Jahren weiterzuentwickeln, baute das LLNL eine Reihe von immer leistungsfähigeren Lasersystemen, die schließlich zur Errichtung des NIF führten. Die Anlage in Livermore, Kalifornien, ist so groß wie ein Sportstadion und nutzt leistungsstarke Laser, um Temperaturen und Drücke zu erzeugen, wie sie in den Kernen von Sternen und Riesenplaneten sowie in explodierenden Kernwaffen herrschen.
Die Fusion ist der Prozess, durch den unsere Sonne und alle anderen Sterne entstehen. Eine Kernfusion findet statt, wenn sich zwei Atomkerne zu einem schwereren Kern verbinden.
Am 5. Dezember war die am NIF freigesetzte Fusionsenergie größer als die Energie des zu diesem Zweck eingesetzten Laserstrahls und überschritt damit die für eine Zündung notwendige Schwelle.
Das LLNL-Experiment überschritt die Fusionsschwelle, indem es 2,05 Megajoule (MJ) Energie an das Target abgab, was zu einer Erzeugung von 3,15 MJ Fusionsenergie führte und zum ersten Mal eine grundlegende wissenschaftliche Basis für Trägheitsfusionsenergie (IFE) demonstrierte.
Es sind noch viele fortgeschrittene wissenschaftliche und technologische Entwicklungen erforderlich, um eine einfache und erschwingliche IFE zur Stromversorgung von Haushalten und Unternehmen zu erreichen, und das DOE nimmt derzeit ein koordiniertes, breit angelegtes IFE-Programm in den Vereinigten Staaten wieder auf. Zusammen mit den Investitionen des Privatsektors gibt es eine starke Dynamik, um rasche Fortschritte auf dem Weg zur Kommerzialisierung der Kernfusion zu erzielen, heißt es in einer Erklärung des DOE.
Wie die Energieministerin der Biden-Regierung, Jennifer M. Granholm, bei der Präsentation erläuterte, eröffnet dieser Meilenstein auch eine noch nie dagewesene Möglichkeit zur Unterstützung des Stockpile Stewardship, des US-Programms zur Zuverlässigkeitsprüfung und Wartung seiner Kernwaffen ohne Atomtests.
