Durchbruch bei der Kernfusion: Wissenschaftler machen große Ankündigung von „unbegrenzter sauberer Energie“.

Die Nettoenergiegewinnleistung bezog sich auf die Fusionsreaktion selbst, nicht auf die Gesamtmenge an Energie, die für den Betrieb der Laser und die Durchführung des Projekts erforderlich war. Damit die Fusion rentabel ist, muss sie deutlich mehr Energie und länger produzieren.

Es ist unglaublich schwierig, die Physik von Sternen zu kontrollieren. Dennis Whyte, Direktor des Plasma Science and Fusion Center am Massachusetts Institute of Technology und führend in der Fusionsforschung, sagte, der Brennstoff müsse heißer sein als das Zentrum der Sonne. Der Kraftstoff will nicht heiß bleiben – er will auslaufen und kalt werden. Es einzudämmen, sei eine Herausforderung, sagte er.

Die Ergebnisse des kalifornischen Labors übertrafen die Erwartungen, sagte Jeremy Chittenden, Professor am Imperial College in London, der sich auf Plasmaphysik spezialisiert hat.

Obwohl es noch ein langer Weg ist, um die Fusion in eine nutzbare Energiequelle zu verwandeln, sagte Chittenden, macht ihn die Leistung des Labors optimistisch, dass es eines Tages „die ideale Energiequelle sein könnte, für die wir es hielten“ – eine, die kohlenstofffrei ist und läuft auf einer reichlich vorhandenen Form von Wasserstoff, die aus Meerwasser gewonnen werden kann.

Riccardo Betti, Professor an der University of Rochester und Experte für Laserfusion, sagte, es sei noch ein langer Weg, bis der Nettoenergiegewinn zu nachhaltiger Elektrizität führe.

Er verglich den Durchbruch damit, als die Menschen zum ersten Mal erfuhren, dass das Raffinieren von Öl zu Benzin und das Entzünden eine Explosion auslösen konnte.

„Du hast immer noch nicht den Motor, und du hast immer noch nicht die Reifen“, sagte Betti. „Man kann nicht sagen, dass man ein Auto hat.“

Milliarden von Dollar und jahrzehntelange Arbeit sind in die Fusionsforschung geflossen, die aufregende Ergebnisse hervorgebracht hat – für Sekundenbruchteile.

Zuvor verwendeten Forscher der National Ignition Facility, der Abteilung von Lawrence Livermore, in der der Erfolg stattfand, 192 Laser und Temperaturen, die um ein Vielfaches heißer als das Zentrum der Sonne waren erzeugen eine extrem kurze Fusionsreaktion.

Die Laser fokussieren eine enorme Hitzemenge auf eine kleine Metalldose. Das Ergebnis ist eine überhitzte Plasmaumgebung, in der eine Fusion auftreten kann.

Ein Leser für Nuklearmaterialien am Imperial College London, Dr. Mark Wenman, erzählte Der Wächter dass die Errungenschaft der Kernfusion ein „fantastischer wissenschaftlicher Durchbruch ist – etwas, das wir in 70 Jahren des Versuchs nicht erreicht haben“.

Aber er fügte hinzu, dass „Herausforderungen bestehen bleiben, wie Sie die Energie aus dem System herausholen können, wie Sie die Energie lange genug aufrechterhalten können, um nützlich zu sein, wie Sie diese Energie skalieren und ob die Energie billig genug sein kann, um mit anderen zu konkurrieren Quellen“.

Ein Physikprofessor an der Universität Oxford, Justin Wark, erzählte Der Wächter dass sich „in gewisser Hinsicht alles ändert, in anderer Hinsicht nichts ändert“.

„Dieses Ergebnis beweist, was die meisten Physiker immer geglaubt haben – Fusion im Labor ist möglich. Die zu überwindenden Hindernisse, um so etwas wie einen kommerziellen Reaktor zu bauen, sind jedoch enorm und dürfen nicht unterschätzt werden“, fügte er hinzu.

„Ich verstehe, dass jeder dies als die großartige Lösung für die Energiekrise betrachten möchte. Das ist es nicht, und wer mit Gewissheit sagt, dass es so ist, ist irreführend“, sagte er der Zeitung.

„Es ist höchst unwahrscheinlich, dass sich die Fusion in einem Zeitraum auswirken wird, der ausreichend kurz ist, um unsere aktuelle Klimakrise zu beeinflussen, daher dürfen unsere Bemühungen in dieser Hinsicht nicht nachlassen“, fügte er hinzu. „Die neuesten Ergebnisse zeigen auch, dass die Grundlagenforschung funktioniert – die Gesetze der Physik hindern uns nicht daran, das Ziel zu erreichen – die Probleme sind technischer und wirtschaftlicher Natur. Wie Niels Bohr, der mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Atomphysiker einmal sagte, „Vorhersagen sind sehr schwierig, besonders wenn es um die Zukunft geht.“

Die Fusion funktioniert, indem Wasserstoffatome mit einer solchen Kraft ineinander gepresst werden, dass sie sich zu Helium verbinden und dabei enorme Mengen an Energie und Wärme freisetzen. Im Gegensatz zu anderen Kernreaktionen entsteht dabei kein radioaktiver Abfall.

Präsident Joe Biden nannte den Durchbruch ein gutes Beispiel für die Notwendigkeit, weiterhin in Forschung und Entwicklung zu investieren.

„Sehen Sie, was im Energieministerium an der Nuklearfront vor sich geht. Es gibt viele gute Nachrichten am Horizont“, sagte er im Weißen Haus.

Befürworter der Fusion hoffen, dass sie eines Tages nahezu unbegrenzte, kohlenstofffreie Energie bieten und fossile Brennstoffe und andere traditionelle Energiequellen verdrängen könnte. Die Erzeugung von Energie, die Haushalte und Unternehmen durch Fusion mit Strom versorgt, ist noch Jahrzehnte entfernt. Die Forscher sagten jedoch, die Ankündigung sei dennoch ein bedeutender Fortschritt.

„Es ist fast so, als würde der Startschuss fallen“, sagte Professor Dennis Whyte, Direktor des Plasma Science and Fusion Center am Massachusetts Institute of Technology und führend in der Fusionsforschung. „Wir sollten darauf drängen, Fusionsenergiesysteme verfügbar zu machen, um den Klimawandel und die Energiesicherheit zu bekämpfen.“

Der Durchbruch werde den Weg für Fortschritte in der Landesverteidigung und die Zukunft sauberer Energie ebnen, sagten Energieministerin Jennifer Granholm und andere Beamte.

„Die Zündung ermöglicht es uns, zum ersten Mal bestimmte Bedingungen zu replizieren, die nur in den Sternen und der Sonne zu finden sind“, sagte Granholm auf einer Pressekonferenz in Washington. „Dieser Meilenstein bringt uns der Möglichkeit einer kohlenstofffreien Fusionsenergie, die unsere Gesellschaft mit Energie versorgt, einen bedeutenden Schritt näher.“

Die Fusionszündung ist „eine der beeindruckendsten wissenschaftlichen Leistungen des 21. Jahrhunderts“, sagte Granholm und fügte hinzu, dass der Durchbruch „in die Geschichtsbücher eingehen wird“.