Kernfusion Mini-Sonne brennt im Glaskolben

Die Kernfusion auf dem Schreibtisch ist keine Vision mehr. Forscher haben bereits zum zweiten Mal mit einer so genannten Bubble-Fusion eine Sonne im Glaskolben erzeugt - und neue Hoffnungen auf eine Revolution in der Energieversorgung geweckt.


Vorbild Sonne: Gigantische Energiemengen aus Kernfusion
REUTERS/NASA

Vorbild Sonne: Gigantische Energiemengen aus Kernfusion

Vor zwei Jahren sorgte die Nachricht von der Kernfusion auf dem Schreibtisch für Furore. Viele Wissenschaftler bezweifelten jedoch, ob das scheinbar Unmögliche tatsächlich gelungen war - die Messergebnisse erschienen ihnen zu ungenau. Jetzt schöpft die Forschergemeinde neue Hoffnung, denn ein internationales Physikerteam konnte die so genannte Bubble-Fusion wiederholen - diesmal unter weit besseren Messbedingungen.

Durch Neutronenbeschuss erzeugten die Wissenschaftler am Rensselaer Polytechnic Institute kleine Gasbläschen in einem mit Flüssigkeit gefüllten Glaskolben, der etwa doppelt so groß war wie eine Kaffeetasse. Bei der Flüssigkeit handelte es sich um deuteriertes Aceton, eine Verbindung mit schweren Wasserstoffatomen.

Gleichzeitig traktierten die Forscher den Kolben mit Ultraschall einer bestimmten Frequenz. Dadurch vergrößerten sich die kleinen Gasbläschen von 60 Nanometer auf sechs Millimeter. "Das ist etwa so, als würde man einen Gummi von der Erde zur Sonne spannen, um eine gigantische Energiemenge freizusetzen, wenn man ihn loslässt", erklärt Rusi Taleyarkhan, Professor für Kernphysik an der Purdue University.

Innerhalb von Nanosekunden schrumpften diese Blasen wieder auf ihre vorherige Größe und sendeten dabei Lichblitze aus - ein als Sonolumineszenz bekanntes Phänomen. Wegen der extrem starken Implosion entstand dabei nach Berechnungen der Physiker eine Temperatur von zehn Millionen Grad Celsius und ein Druck, der eine Millionen Mal so hoch war wie der normale Luftdruck.

Unter diesen plasmaähnlichen Bedingungen verschmolzen die Deuteriumkerne und setzten Neutronen sowie Gammastrahlung frei. Dabei als Nebenprodukt entstandenes radioaktives Tritium - superschwerer Wasserstoff - konnten die Wissenschaftler durch Messungen nachweisen.

Bubble-Reaktor: Fusion bei zehn Millionen Grad Celsius
ORNL, RPI, RAS

Bubble-Reaktor: Fusion bei zehn Millionen Grad Celsius

Das jüngste Experiment überzeugte auch manchen, der vor zwei Jahren noch zweifelte, ob eine Bubble-Fusion überhaupt möglich ist. "Es ist ein Punkt erreicht, an dem wir das Ganze nicht mehr ignorieren können", sagte der Washingtoner Physiker Lawrence Crum der "New York Times". Crum hatte die Kernfusion im Glaskolben bis zuletzt stark in Frage gestellt.

Die Bubble-Fusion weckt neue Hoffnungen auf die bisher nicht nutzbare Energie einer Kernfusion. Von einer kontrollierten Kernfusion träumen Wissenschaftler schon seit Jahrzehnten - gelungen ist die äußerst ergiebige Energieerzeugung jedoch bis heute nicht. Mit enormem Aufwand schafften es Wissenschaftler zwar, die auf der Sonne ablaufende Fusion von Wasserstoff zu Helium in Gang zu setzen - allerdings immer nur für Sekundenbruchteile

Im Vergleich zur Kernspaltung entsteht bei der Kernfusion deutlich mehr Energie. Die in den fünfziger Jahren gezündeten Wasserstoffbomben verdeutlichten dies auf gespenstische Weise - die Fusion lief dabei jedoch unkontrolliert ab.

Bei anderen Verfahren erzeugen Forscher die hohen Drücke und Temperaturen mit Magnetfeldern - bislang jedoch ohne greifbaren Erfolg. Die Tischfusion hat daneben den Vorzug, vergleichsweise billig zu sein. Das Experiment kostete rund eine Millionen Dollar. Der von mehreren Ländern geplante Fusionsreaktor wird Milliarden verschlingen.

Bis zur Nutzung der Bubble-Fusion ist es freilich noch ein weiter Weg. Derzeit ist der so genannte Break-even-Point noch nicht erreicht. Das heißt, es wird mehr Energie in das System gesteckt, als bei der Fusion selbst entsteht.



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