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Fusionsforschung: Ein Laser, so heiß wie ein Stern

Gouverneur Schwarzenegger feiert das Gerät als Triumph der Wissenschaft: In Kalifornien ist der stärkste Laser der Welt in Betrieb genommen worden. Das teure Einzelstück soll helfen, Fusionsreaktoren zu entwickeln - und Atomwaffen zu verfeinern.

Hamburg - Bei einem so großen Projekt wird auch an großen Worten nicht gespart. "Wir haben das weltgrößte Laser-System erfunden", sagte Kaliforniens Gouverneur, Ex-Hollywood-Star Arnold Schwarzenegger anlässlich der Inbetriebnahme des neuen Laser-Systems. "Wir können jetzt hier auf der Erde unsere eigenen Sterne erschaffen", verkündete der Wahl-Kalifornier. Der Grund für seine Begeisterung: Forschern ist mit dem Bau der National Ignition Facility (NIF) am Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien nach eigenen Angaben ein richtungweisender Durchbruch gelungen.

Die National Ignition Facility (NIF) wird als das Laser-System mit der bislang höchsten Energie weltweit beworben. Den Mitarbeitern der Anlage ist es möglich, 192 Laserstrahlen in einen einzigen Punkt zu bündeln, was Temperatur- und Druckverhältnisse schafft, die es sonst nur im Inneren von Sternen gibt. Damit ist es dem Labor zufolge möglich, Bedingungen zu schaffen und Experimente auszuführen, die zuvor auf der Erde nicht machbar waren.

Um so weit zu kommen, war allerdings einiger Aufwand nötig. Rund 3,5 Milliarden Dollar (2,5 Milliarden Euro) hat der Aufbau der Anlage gekostet. Die Laser sind in zehnstöckigen Hallen untergebracht, deren Grundfläche etwa drei Fußballfeldern entspricht. Aufgebaut wurde die NIF seit 1997 mit Geld der Behörde für Nationale Atomsicherheit (NNSA) des US-Energieministeriums.

Mehr Energie erzeugen, als man investiert

Im Betrieb schießen die 192 Laser ihre Strahlen gebündelt auf eine streichholzkopfgroße Probe gefrorenen Wasserstoffs. Die Energie der Laser erzeugt dabei eine Temperatur von 100.000.000 Grad Celsius, ähnlich wie sie in Sternen vorherrscht. Wenn alles gut läuft, verschmelzen die Wasserstoffatome dadurch zu Heliumatomen und setzen bei diesem Vorgang Energie frei.

NIF-Direktor Edward Moses sagte, eine solche Kernfusionsreaktion durch das Auftreffen von Laserstrahlen auf Wasserstoffatome werde mehr Energie produzieren, als zur Zündung nötig sei. Dies sei der Energiegewinn, den Fusionsforscher seit Jahrzehnten anstrebten. "Der Erfolg von NIF wird ein wissenschaftlicher Durchbruch von historischer Bedeutung sein", sagte Moses. Es handle sich um die erste Kernfusionszündung unter Laborbedingungen und kopiere auf der Erde jene Vorgänge, die Sterne wie die Sonne antreiben.

Der vorrangige Zweck des Hochenergielasers ist allerdings die Simulation von Atomwaffentests. NNSA-Chef Tom D'Agostino bezeichnete die NIF als einen Grundpfeiler der Bemühungen seiner Behörde, das US-Atomwaffenarsenal ohne echte Atomtests in Schuss zu halten.

Nur fünf Schüsse pro Tag

Kritiker fürchten allerdings, dass derartige Anlagen auch dazu genutzt werden können, um neue Atomwaffen zu konstruieren. Der Erprobung könnte dann wiederum reale Atomtests bedingen, fürchtet beispielsweise Friedensforscher Götz Neuneck. "Ein im Labor weiter entwickelter Sprengkopf muss auch getestet werden."

Vorerst aber soll weiter im Labor getestet werden. Die Nutzung der NIF ist derzeit bis 2040 geplant. Zumindest während der Anlaufphase werden jedoch nicht all zu viele Experimente möglich sein. Die Laser schaffen aktuell nur etwa fünf Schüsse pro Tag, eine Rate von der die Wissenschaftler hoffen, sie in den kommenden Jahren dramatisch steigern zu können.

Vorher gilt es aber, das Verfahren zur Herstellung der gefrorenen Wasserstoffkugeln zu perfektionieren, die von den Lasern beschossen werden. Derzeit könnte eine höhere Schussrate das Budget der Forscher wohl recht schnell ausschöpfen. Denn jede einzelne davon, obwohl nur zwei Millimeter im Durchmesser, kostet 40.000 Dollar.

mak/AFP

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