Trägheitseinschlussfusion: Forscher erzielen wichtigen Fortschritt bei der Kernfusion
Es brennt: In der Fusionsforschungsanlage National Ignition Facility (NIF) ist ein wichtiger Schritt hin zur Nutzung der Kernfusion gelungen. Die Forscher haben sogenanntes brennendes Plasma erzeugt.
Bei der Kernfusion werden Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium bei sehr hohen Temperaturen zu Helium verschmolzen. Im NIF wurde ein Energierückkopplungsprozess mit der Bezeichnung Selbsterhitzung erreicht. Dabei heizen die Heliumkerne das Plasma weiter auf. Wenn die Energie aus der Selbsterhitzung größer ist als die Energie, die eingesetzt wird, um die Fusionsreaktion auszulösen, geht das Plasma in einen brennenden Plasmazustand über.
Die National Ignition Facility(öffnet im neuen Fenster) (NIF) des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) setzt auf die Trägheitseinschlussfusion(öffnet im neuen Fenster) , bei der ein Brennstoffpellet mit Lasern beschossen wird. 192 Laser werden auf einen Hohlraum gerichtet, in dem sich das Pellet mit Deuterium und Tritium befindet.
Wasserstoffkerne fusionieren
Wenn die Laser auf die Hohlkammer treffen, heizt sich deren Innenwand derart auf, dass Röntgenstrahlung erzeugt wird. Dabei werden die Wasserstoffisotope so stark komprimiert, dass das Plasma aus Wasserstoffkernen bei 50 Millionen Grad zu Heliumkernen fusionieren und dabei Energie freisetzen.
Bei einem Experiment im August 2021 seien es 1,3 Megajoule gewesen, berichtet ein Team um Alex Zylstra und Omar Hurricane in der Fachzeitschrift Nature(öffnet im neuen Fenster) . Das entspricht 70 Prozent der eingesetzten Laserenergie. Der Prozess erfordert also immer noch mehr Energie, als freigesetzt wird.
Zwar gelangen erste Fusionen schon vor einigen Jahren. Aber es erwies sich als schwierig, die Energie der Lasers voll auszunutzen. Durch einige Verbesserungen, die ein Team um Annie Kritcher und Chris Young in Nature beschreibt(öffnet im neuen Fenster) , war es jetzt möglich, mehr Laserenergie als bisher direkt in das Fusionsplasma zu bringen.
Unter anderem wurde mehr Laserenergie eingesetzt. Zudem wurde die Energieübertragung zwischen den Laserstrahlen verändert. Schließlich wurde auch die Geometrie der Innenwände des Hohlraums verändert. So gelang es bei mehreren Gelegenheiten, ein brennendes Plasma zu erzeugen.
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