Erstmals wird mehr Energie erzeugt als verbraucht
Amerikanischen Forschern gelingt ein großer Durchbruch bei der Kernfusion
US-Wissenschaftlern ist ein historischer Durchbruch auf dem Gebiet der Kernfusion gelungen. Erstmals wurde bei der Fusion von Atomkernen mehr Energie produziert als verbraucht, wie US-Energieministerin Jennifer Granholm am Dienstag in Washington mitteilte.
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Ist das Energieproblem der Zukunft gelöst? Lawrence Livermore National Laboratory in den Vereinigten Staaten.
US-Wissenschaftlern ist ein historischer Durchbruch auf dem Gebiet der Kernfusion gelungen. Erstmals wurde bei der Fusion von Atomkernen mehr Energie produziert als verbraucht, wie US-Energieministerin Jennifer Granholm am Dienstag in Washington mitteilte. “Einfach ausgedrückt ist dies eine der beeindruckendsten wissenschaftlichen Errungenschaften des 21. Jahrhunderts.”
Die Ergebnisse, die von einem Forscherteam der staatlichen National Ignition Facility (NIF) am Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien erzielt wurden, markieren einen Meilenstein auf dem Weg zur Erschließung einer neuen Energiequelle. In wenigen Jahren könnten durch Kernfusion große Mengen Strom klimaneutral und sicher erzeugt werden. Bis zur Massenproduktion dürfte es aber noch ein weiter Weg sein, da große technische Hürden bestehen bleiben.
Vor knapp einem Jahr wurden am Institut die Entwicklungen in der Kernfusion bekannt gegeben. Ein Forscherteam berichtete Anfang des Jahres im Fachblatt „Nature“, dass sich das Plasma entzündete. Dies macht die Fusionsreaktion letztendlich selbsttragend. Im Kernfusionsreaktor liegt der Brennstoff in Form von Plasma vor: Dieser Aggregatzustand entsteht, wenn ein Gas stark erhitzt wird.
Bei der Kernspaltung entstehen radioaktive Abfälle
Sowohl Kernkraft als auch Kernfusion gewinnen Energie aus den Bindungskräften der Atomkerne. Bei Atomkraft werden jedoch unter anderem große Atome gespalten, es entsteht radioaktiver Müll und es drohen schwere Unfälle. Bei der Kernfusion hingegen verschmelzen kleine Atomkerne zu größeren. Die Technik gilt als sauber und sicher. Diese Form der Energiegewinnung ähnelt physikalischen Prozessen in Sternen wie der Sonne.
Für ihre Experimente nutzten die kalifornischen Forscher das weltweit leistungsstärkste Lasersystem, um kleine Mengen schweren und superschweren Wasserstoffs (Deuterium und Tritium) bei einer Temperatur von einer Million Grad in Plasma umzuwandeln. Dabei erwärmen viele Laserstrahlen das Innere eines wenige Millimeter großen Behälters.
Kraftwerke werden voraussichtlich erst in 30 Jahren in Betrieb sein
Doch bis aus dieser Kernfusion Strom erzeugt werden kann, wird es noch lange dauern. Yves Martin, stellvertretender Direktor des Swiss Plasma Center an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL), sagte der Nachrichtenagentur Keystone, Kernfusionskraftwerke seien erst in 30 Jahren zu erwarten. Das Ergebnis ist jedoch ein großer Erfolg.
„Das Experiment zeigt definitiv, dass aus Kernfusion Energie gewonnen werden kann“, sagt Martin. Allerdings beziehe sich der Energiegewinn nur auf das Basisexperiment, so Martin weiter. Der Gesamtstrombedarf des kalifornischen Versuchsreaktors ist derzeit fast 200-mal größer als die erzeugte Energie. Bei der Stromerzeugung geht an verschiedenen Stellen mehr Energie verloren. Zum Beispiel mit Lasern, für deren Betrieb viel mehr Energie aufgewendet wird als das, was letztendlich zu den Atomkernen gelangt. Gleiches gilt für die Turbinen, die durch die bei der Kernfusion entstehende Wärme angetrieben werden müssen.
„Wir hoffen, 2050 einen ersten Prototypen bauen zu können“, sagt der Experte. Der Erfolg in den USA ändert nichts an diesem Fahrplan. (SDA, jwg)