Physiker gewinnen mithilfe von Wasserstoffatomen Energie

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Hoffnungsträger Kernfusion

WESER-KURIER 13.02.2014 0 Kommentare

London (wk). Im Innern der Sonne laufen bei gewaltigem Druck und Temperaturen von rund 15 Millionen Grad Celsius Reaktionen ab, bei denen Atomkerne zu einem neuen Kern verschmelzen. Die Materie befindet sich dabei im sogenannten vierten Aggregatzustand, das bedeutet: Es handelt sich nicht um etwas Festes, Flüssiges oder Gasförmiges, sondern um Plasma.

Im Innern der Sonne laufen bei gewaltigem Druck und Temperaturen von rund 15 Millionen Grad Celsius Reaktionen ab, bei denen Atomkerne zu einem neuen Kern verschmelzen. Die Materie befindet sich dabei im sogenannten vierten Aggregatzustand, das bedeutet: Es handelt sich nicht um etwas Festes, Flüssiges oder Gasförmiges, sondern um Plasma. Dieses ist dadurch gekennzeichnet, dass Atome in ihre Bestandteile, das heißt ihre Kerne und die Elektronen aus der Atomhülle, aufgespalten sind – Atomkerne und Elektronen sind nicht mehr aneinander gebunden. Dies ermöglicht die Kernfusion: In mehreren Zwischenschritten verwandeln sich Wasserstoffatomkerne in einen Heliumkern, und dabei werden große Mengen an Energie frei. Bei ihren Bemühungen, mithilfe der Kernfusion Energie zu gewinnen, scheinen Wissenschaftler jetzt einen Schritt weitergekommen zu sein.

Forschern in den USA ist es nach eigenen Angaben erstmals gelungen, eine Kernfusion herbeizuführen, bei der weniger Energie in den Brennstoff hineingesteckt wurde, als am Ende herauskam. Diese Energiemenge sei allerdings sehr klein gewesen, und der Vorgang habe weniger als eine milliardstel Sekunde gedauert. Weil ein derart gewaltiger Druck wie im Innern der Sonne auf der Erde unerreichbar ist, verwenden Forscher zwei unterschiedliche Arten von Wasserstoffatomen, die eine Kernfusion auch bei niedrigem Druck ermöglichen: Deuterium und Tritium. Wie die Experten des US-Labors National Ignition Facility im Fachmagazin „Nature“ erklären, erzeugten sie die erforderliche Hitze mit 192 Lasern. „Wir legen die Kapsel mit dem Brennstoff in eine zylindrische Dose von einem Zentimeter Länge. Dann schießen wir mit Laserstrahlen auf die Öffnung, um die Kernfusion auszulösen“, erläutert die Physikerin Debbie Callahan. Die Kapsel implodiere am Ende, und der Brennstoff fusioniere.

Die Forscher machen allerdings kein Hehl daraus, dass trotz dieses Erfolgs noch große Hürden auf dem Weg zur Nutzung der Kernfusion überwunden werden müssen. Das Ergebnis sei letztlich „bescheiden“. In Frankreich soll im Forschungsreaktor ITER in Cadarache versucht werden, die Kernfusion mithilfe starker magnetischer Felder zu erreichen, die die Atomkerne als Plasma einschließen. Die US-Wissenschaftler setzen hingegen auf den gewaltigen Druck, den sie mit Lasern in einem Gefäß erzeugen.