Zündung: NIF macht Fortschritte bei der Kernfusion

Wissenschaftler am US-Labor NIF haben wichtige Fortschritte bei der Kernfusion erzielt. Jetzt sei nur noch ein Hindernis zu überwinden, um eine sich selbst erhaltende Fusion unter Laborbedingungen zu erreichen, sagen die Forscher.

Artikel veröffentlicht am 8. Oktober 2013, 16:59 Uhr, Werner Pluta

Versuchsanlage an der NIF: verhindern, dass die Kapsel zu früh zerbricht (Bild: Damien Jemison/LLNL)

US-Wissenschaftler nähern sich der positiven Energiebilanz bei der Kernfusion: An der National Ignition Facility (NIF) des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ist kürzlich ein wichtiger Schritt dahin gelungen, eine sich selbst erhaltende Fusionsreaktion zu zünden.

Um den Treibstoff, ein Gemisch aus den Wasserstoffisotopen Deuterium und Tritium (DT), zu einer Fusion zu bringen, setzen die US-Forscher 192 Laserstrahlen ein, die in einen kleinen Hohlzylinder gerichtet werden. In dem Hohlzylinder befindet sich eine kleine Kugel, die mit extrem gekühltem Deuterium und Tritium gefüllt ist.

DT-Pellet komprimiert

Die Laserstrahlen treffen auf die Wände des Hohlraums, die daraufhin Röntgenstrahlen abstrahlen. Die Röntgenstrahlen sollen die äußeren Schichten der Kapsel kontrolliert wegsprengen, so dass das DT-Pellet komprimiert wird und die Bedingungen gegeben sind, um eine Fusionsreaktion auszulösen, wie John Edwards vom NIF erklärt. Bei der Implosion der Kapsel entstehen Temperaturen und Drücke, die den Bedingungen im Inneren der Sonne ähneln.

Erstmals sei bei einer Fusionsreaktion mehr Energie freigesetzt worden als der DT-Treibstoff absorbiert habe, berichtet die BBC. Das sei ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Zündung - das ist jener Punkt, ab dem die Fusionsreaktion stabil ist, ab dem also keine Energie mehr zugeführt werden muss, um sich zu erhalten. Da allerdings nicht die gesamte Energie des Lasers beim Treibstoff ankam, wurde immer noch mehr Energie zugeführt als freigesetzt.

Frühe Auflösung

Sie hätten die meisten Bedingungen, die als notwendig für die Zündung gelten, erfüllt, erklärt Edwards: ausreichende Röntgenstrahlung im Hohlraum, exakte Energiezufuhr an die Kapsel, den gewünschten Grad an Kompression. Jetzt bleibe nur noch ein Hindernis, das überwunden werden müsse: zu verhindern, dass die Kapsel zu früh zerbricht.

Die Forscher werten ihre Ergebnisse, die sie in der Fachzeitschrift Physics of Plasmas beschreiben, als wichtigen Meilenstein. Ihn erreicht zu haben, sollte den Weg bereiten für weitere Fortschritte im Hinblick auf eine Zündung im Labor, sagte Edwards.

Neben dem NIF gibt es weitere Projekte, die sich mit Kernfusion beschäftigen - auch in Europa: In Cadarache in Südfrankreich entsteht derzeit der Versuchsreaktor International Thermonuclear Experimental Reactor (Iter). Allerdings nutzen die Europäer eine andere Technik: Sie setzen auf eine Fusion mittels magnetischen Einschlusses. Das in den USA verwendete Verfahren ist die Trägheitsfusion.