Seit Jahren versuchen Wissenschaftler, die Art der Kernfusion, die in Sternen in Labors hier auf der Erde auf natürliche Weise auftritt, zu replizieren, um eine saubere und nahezu unbegrenzte Energiequelle zu entwickeln. Diese Woche berichten zwei verschiedene Forschungsteams über bedeutende Fortschritte bei der Erzielung einer Trägheitsfusionszündung - eine Strategie zum Erhitzen und Komprimieren eines Brennstoffs, mit der Wissenschaftler die intensive Energie der Kernfusion nutzen können. Ein Team testete mit einem massiven Lasersystem die Möglichkeit, schwere Wasserstoffatome zum Zünden zu erhitzen. Das zweite Team verwendete einen riesigen schwebenden Magneten, um Materie auf extrem hohe Dichten zu bringen - ein notwendiger Schritt für die Kernfusion.
Im Gegensatz zur Kernspaltung, bei der Atome auseinandergerissen werden, um Energie und hochradioaktive Nebenprodukte freizusetzen, wird bei der Fusion ein immenser Druck ausgeübt oder zwei schwere Wasserstoffatome, Deuterium und Tritium genannt, „zusammengedrückt“, damit sie verschmelzen. Dies erzeugt harmloses Helium und enorme Mengen an Energie.
Jüngste Experimente in der National Ignition Facility in Livermore, Kalifornien, verwendeten ein massives Lasersystem von der Größe von drei Fußballfeldern. Siegfried Glenzer und sein Team richteten 192 intensive Laserstrahlen auf eine kleine Kapsel - die Größe, die erforderlich ist, um eine Mischung aus Deuterium und Tritium zu speichern, die bei Implosion brennende Fusionsplasmen und eine Ausgießung nutzbarer Energie auslösen kann. Die Forscher erhitzten die Kapsel auf 3,3 Millionen Kelvin und ebneten damit den Weg für den nächsten großen Schritt: das Zünden und Implodieren einer mit Kraftstoff gefüllten Kapsel.
In einem zweiten Bericht, der Anfang dieser Woche veröffentlicht wurde, verwendeten die Forscher ein schwebendes Dipolexperiment (LDX) und hängten einen riesigen donutförmigen Magneten mit einem Gewicht von etwa einer halben Tonne in der Luft unter Verwendung eines elektromagnetischen Feldes auf. Die Forscher verwendeten den Magneten, um die Bewegung eines extrem heißen Gases geladener Teilchen, genannt Plasma, zu steuern, das sich in seiner äußeren Kammer befindet.
Der Donut-Magnet erzeugt eine Turbulenz, die als "Einklemmen" bezeichnet wird und bewirkt, dass das Plasma kondensiert, anstatt sich auszubreiten, was normalerweise bei Turbulenzen auftritt. Dies ist das erste Mal, dass das „Kneifen“ in einem Labor erstellt wurde. Es wurde im Plasma in den Magnetfeldern der Erde und des Jupiter gesehen.
Ein viel größeres LDX müsste gebaut werden, um die für die Fusion erforderlichen Dichtewerte zu erreichen, sagten die Wissenschaftler.
Aufsatz: Symmetrische Inertial Confinement Fusion Implosions bei ultrahohen Laserenergien
Quellen: Science Magazine, LiveScience
