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Umstrittenes Atomexperiment: US-Militär will Kernfusion im Kleinformat erforschen

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Mini-Kernfusion statt Bombentests: Das US-Militär investiert Milliarden Dollar, um Atomkerne zu verschmelzen. Die Ergebnisse der Experimente könnten zur Weiterentwicklung nuklearer Sprengköpfe dienen. Kritiker vermuten aber, dass das Pentagon andere Hintergedanken hat.

2010 sollen erstmals Kerne von Wasserstoffatomen in der National Ignition Facility im kalifornischen Livermore miteinander verschmelzen. Der Aufbau des Experiments erscheint paradox. In einem Gebäude, das dreimal so groß ist wie ein Fußballplatz, feuern 192 gigantische Laser kurze Blitze auf eine Kugel. Sie sollen eine darin befindliche Probe erhitzen, die nur wenige Millimeter groß ist. Wenn alles läuft wie geplant, kommt es zu einer kleinen Kernfusion - die Wasserstoffkerne verschmelzen zu Heliumkernen.

Das Inertial Confinement Fusion (ICF) oder Trägheitsfusion genannte Verfahren hat den Vorteil, dass es bereits im Labor funktioniert. Das heiße Plasma wird einzig durch seine Trägheit zusammengehalten, es muss nicht mit gigantischen elektromagnetischen Feldern eines sogenannten Tokamak-Reaktors in der Schwebe gehalten werden. Eines der großen Probleme der Kernfusion ist nämlich die extrem hohe Temperatur von rund 100 Millionen Grad Celsius, die für eine Fusion erforderlich sind und denen keine Wand standhalten kann.

Kernphysiker halten den Tokamak-Reaktor für die vielversprechendere Lösung, um eines Tages wie auf der Sonne Energie mit der Kernfusion zu erzeugen. In diesem Jahr soll im südfranzösischen Cadarache der Bau des Forschungsreaktors Iter beginnen, 2018 könnte er in Betrieb gehen.

Daten für neue Simulationen?

Frankreich will beim Projekt Laser Mégajoulesogar 240 Laser einsetzen, um die Fusionsbedingungen in der Probe zu erzeugen. 2010 sollen die ersten Experimente starten. Warum aber investieren die USA und übrigens auch Frankreich so viel Geld in neue Experimente zur Trägheitsfusion?

Die naheliegende Antwort hat mit der Finanzierung der Experimente zu tun: Das Geld kommt, zumindest in den USA, überwiegend aus dem Militärhaushalt. Fest steht: Die Daten der Trägheitsfusion-Experimente lassen sich nutzen, um die Simulation von Kernwaffenexplosionen an Großrechnern zu verfeinern. "Testen können US-Forscher Atombomben derzeit nicht", sagt die Physikerin Annette Schaper im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. "Mit Mini-Kernfusionen im Labor haben sie schon bald eine Alternative", meint die Expertin von der Hessischen Stiftung Friedens- und Konfliktforschung ( HSFK).

Mit neuen Messungen zu Fusionsraten oder der Plasmaerhitzung könne man die Computersimulationen verbessern, erklärte Schaper auf dem Jahrestreffen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft ( DPG) in der vergangenen Woche in Berlin. Es gebe bereits große Datenbanken aus den bisherigen Tests. Von neuen Experimenten könnten allerdings nur Staaten profitieren, die bereits früher Tests mit Wasserstoffbomben durchgeführt haben.

Neue Sprengköpfe oder Grundlagenforschung?

Götz Neuneck vom Institut für Friedensforschung der Universität Hamburg fürchtet sogar, dass die neuen Experimente eines Tages zu neuen Kernwaffentests führen könnten. "Ein im Labor weiter entwickelter Sprengkopf muss auch getestet werden", sagte er im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE, "weil viele Militärs den Forschern nicht trauen."

Die Physikerin Schaper bezweifelt jedoch, dass man mithilfe der Mini-Kernfusion tatsächlich neue Kernwaffen entwickeln kann. Die Größenordnung, die verwendeten Materialien und der Aufbau seien zu verschieden, erklärte sie auf dem Physikertreffen in Berlin. "Ich glaube nicht, dass es um die Entwicklung neuer Kernwaffen geht." Und auch eine zivile Nutzung der Trägheitsfusion sei noch sehr weit weg.

Schaper glaubt stattdessen, dass die US-Militärs mit dem milliardenschweren neuen Experiment die Attraktivität ihrer Waffenlabors für junge, ehrgeizige Physiker erhöhen wollen. Und es gehe auch um das Erhalten der Expertise in der Kernwaffenforschung. Neue Atomtests fänden nicht statt, zugleich würden viele ältere Kernwaffenexperten pensioniert.

Die neuen Experimente könnten auch mit der "Soziologie der Waffenlabore" erklärt werden, sagte die Physikerin. Forscher in den vom Militär bezahlten Instituten dürften ihre Studien nicht publizieren, das sei für viele ein Problem. Als die USA nach Ende des Kalten Krieges schließlich verkündeten, keine Atomtests mehr durchführen zu wollen, hätten die Wissenschaftler in den Waffenlaboren das Gefühl gehabt, dass "alles den Bach runtergeht", erklärte Schaper. Die Trägheitsfusion biete zum einen attraktive Forschungsprojekte und könne zum anderen das Dilemma des Arbeitens im Geheimen lösen.

In der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftmagazins "Science" findet sich ein Beispiel dafür: Ryan Rygg vom Lawrence Livermore Laboratory in Livermore berichtet darin gemeinsam mit Kollegen über die Vermessung einer Trägheitsfusion mit Protonenstrahlen. Die Forscher konnten sich so ein Bild von der Dichteverteilung der Materie während der Implosion machen und entdeckten zwei verschiedene elektromagnetische Felder im Plasma. Das Experiment selbst fand nicht in Livermore, sondern an der University of Rochester statt.

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US-Waffenlabor: Die Erforschung der Trägheitsfusion


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