Kernfusion: Neuer Energierekord bei Fusionsexperiment aufgestellt

Die Forschung an Fusionskraftwerken kann auf mehrere Jahrzehnte zurückblicken und scheint sich so langsam zu bewähren. Bis Kernfusionskraftwerke jedoch ausreichend klimaneutrale Energie produzieren, wird es noch etwas dauern. Dennoch werden sukzessive kleine Erfolge verzeichnet. Europäische Forscher gaben heute bekannt, dass die europäische Kernfusionsanlage Jet einen Weltrekord bei der Energieerzeugung aufstellen konnte. Aus 0,2 Milligramm Brennstoff konnten 69 Megajoule Energie gewonnen werden. Für die gleiche Energiemenge hätte es zwei Kilogramm Braunkohle benötigt. Im Verhältnis ausgedrückt bedeutet das das knapp zehn Millionen-Fache.

3D Rendering: Innerer Aufbau eines Fusionsreaktors

Energiehungrige Laser sind bisher noch problematisch

Wie die Forscher schreiben, handelt es sich bei dem Rekord um ein Nebenprodukt. Im Fokus standen bei diesem Versuchsdurchlauf mehrere Antworten auf zuvor aufgeworfene Fragen zu erhalten. Neben Großbritannien und Deutschland sind weitere zahlreiche europäische Länder an der Kernfusionsanlage Jet beteiligt. Die Ergebnisse der gesteigerten Energiegewinnung sind wichtig und lassen kommerzielle Anlagen Stück für Stück in die Nähe rücken. Allerdings hat es Berichten und Studien zufolge bisher noch keine Kernfusionsanlage der Welt geschafft einen Energiegewinn zu verzeichnen. Bei jeder erfolgreichen Kernfusion, sei es etwa bei der Magnetfusion oder der Trägheitsfusion, ist immer mehr Energie reingeflossen als am Ende rausgekommen. 2022 verkündete das Team des Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien einen neuen Meilenstein bei der Kernfusion. Die Schlagzeile lautete, dass das Fusionsexperiment fast doppelt so viel Energie lieferte, wie investiert wurde. Schaut man sich die durch den Laser aufgebrachte Energie von 2,05 Megajoule (Eingangsenergie) und die durch die Fusion generierte Energie von 3,15 Megajoule, scheint es durchaus einen Energiegewinn gegeben zu haben. Allerdings brauchte es 300 Megajoule Energie im Vorfeld, um die zwei Megajoule Laserenergie liefern zu können. Zu gern wird lediglich die Energiebilanz des Plasmas aufgeführt, um die Erfolge noch besser in Szene setzen zu können. Dennoch ist es begrüßenswert und beachtlich zugleich, welche Fortschritte bei der Fusionsenergie verzeichnet werden.

Trägheitsfusion im Video erklärt

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Die Forschungsanlage Jet hat im Dezember 2023 seinen Betrieb eingestellt und wichtige Erkenntnisse und auch Daten für die weiteren Forschungen geliefert. Um eine positive Energiebilanz zu erreichen, benötigt es den Forschern zufolge größere Anlagen. In Frage könnte daher der sich noch im Bau befindliche weltweit größte Fusionsreaktor Iter kommen. Die in Südfrankreich entstehende Anlage befindet sich seit 2020 im Bau und ist ein Großprojekt an dem Deutschland, China, Russland sowie die USA und zahlreiche weitere europäische Länder mitwirken.

Kommerzielle Nutzung noch nicht in Sichtweite

Für eine kommerzielle Nutzung sind die aktuellen Forschungsanlagen noch weit entfernt. Um eine positive Energiebilanz und eine Wirtschaftlichkeit der Reaktoren herbeizuführen, müssten diese mindestens zehn Mal mehr Energie liefern, als reingesteckt wird. Bis Anlagen existieren, die so leistungsfähig sind, wird den Forschern zufolge noch einige Zeit vergehen. Neben den großen Wirtschaftsländern und ihren Forschungseinrichtungen versuchen sich auch ambitionierte Startups bei dem Thema Fusionsreaktoren. Ein Team von Commonwealth Fusion Systems, das aus als Ausgründung aus der Fusionsforschung des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hervorging, verfolgt das Ziel bereits 2027 ein funktionierendes Fusionskraftwerk vorstellen zu können. Im Videoclip mit dem Titel „A Star in a Bottle..“ wird der Fusionsreaktor mit 18 Magneten näher beschrieben.

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Bei der Technologie soll es sich den Forschenden zufolge soll der Fusionsreaktor, im Gegensatz zum Superprojekt Iter, klein und schnell aufzubauen sein und auch weniger kosten. Bereits im nächsten Jahr schon soll die Versuchsanlange den Betrieb aufnehmen. Die versprochenen Ziele sind sehr ambitioniert und es bleibt abzuwarten, ob diese eingehalten werden können.

Athina Kappatou vom IPP ist dennoch zuversichtlich, was die Zukunft von Fusionsreaktoren anbelangt. „Wir wissen jedoch, was die Hürden sind. Sie können gelöst werden. Fusion ist kein unlösbares Problem.“, so die Forscherin.