Der zweite Durchbruch bei der Kernfusion bringt uns der grenzenlosen sauberen Energie einen (kleinen) Schritt näher
Eine Kernfusionsreaktion, die mehr Energie einbringt als sie abgibt, wurde von US-Wissenschaftlern zum zweiten Mal nachgewiesen. Das erfolgreiche Experiment bringt uns der Schaffung einer neuen Quelle unbegrenzter sauberer Energie einen kleinen, aber bedeutenden Schritt näher.
Indem der energiereichste Laserstrahl der Welt abgefeuert wird, um ein Pellet aus Wasserstoffisotopen kurzzeitig in ein Feuer zu verwandeln Plasmaerzielten die Physiker einen höheren Netto-Energiegewinn als bei ihnen Erster Versuch letztes Jahr.
„Seitdem wir im Dezember 2022 zum ersten Mal die Fusionszündung an der National Ignition Facility demonstriert haben, führen wir weiterhin Experimente durch, um dieses aufregende neue wissenschaftliche Regime zu untersuchen. In einem am 30. Juli durchgeführten Experiment haben wir die Zündung am NIF wiederholt“, sagten die Forscher in einer E-Mail-Erklärung. „Wie es bei uns üblich ist, planen wir, diese Ergebnisse auf kommenden wissenschaftlichen Konferenzen und in von Experten begutachteten Publikationen zu veröffentlichen.“
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Wissenschaftler haben versucht, praktische Methoden zum Schaffen zu finden Kernfusion – der Prozess, der Sterne wie unsere Sonne zum Brennen bringt – seit den 1940er Jahren. Sterne verschmelzen Wasserstoffatome unter extrem hohen Temperaturen und Drücken zu Helium, wandeln Materie in Licht und Wärme um und erzeugen Energie – ohne dabei auch schädliche Nebenprodukte wie Treibhausgase oder radioaktive Abfälle zu erzeugen.
Diese Bedingungen auf der Erde wiederherzustellen ist jedoch alles andere als einfach. Neben höllischen Temperaturen und immensen Drücken sind enorme Energiemengen erforderlich, um Treibstoff in ein Plasma umzuwandeln, es zu zünden und es mit starken Magnetfeldern oder Laserstrahlen sicher einzufangen.
Dieses Kunststück wurde bisher nur vom NIF am Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien demonstriert. Und das gelang dem NIF nur in einem Experiment, das in weniger als zehn Milliardstel Sekunden abstürzte.
Zwei Arten von Reaktoren dominieren aktuelle Fusionsexperimente: Reaktoren mit magnetischem Einschluss, die erhitztes Plasma mit Magnetfeldern steuern; und Trägheitsreaktoren wie der am NIF. Das NIF-Experiment strömte Photonen oder Lichtteilchen in zwei Enden eines Zylinders im Reaktorkern, um auf die Innenwände einer Goldkapsel mit Tritium und Deuterium zu treffen und Röntgenstrahlen zu erzeugen, die das Brennstoffpellet erhitzten.
Dies löste eine Reaktion aus, die mehr Energie erzeugte, als die Laser einbrachten (im ersten Experiment etwa 3,15 Megajoule Output bei 2,05 MJ Input). Allerdings erzeugte keines der Experimente mehr Energie als die enorme Menge, die für den Betrieb des gesamten Reaktors aufgewendet wurde, wobei die Reaktion in einem winzigen Bruchteil einer Sekunde begann und endete.
Wissenschaftler haben gewarnt, dass es mehrere Jahrzehnte dauern könnte, aus dem gesamten Reaktor mehr Energie herauszuholen, als hineingesteckt wurde, so dass Fortschritte wahrscheinlich nicht rechtzeitig eintreten werden, um der Menschheit bei der Bekämpfung des Klimawandels zu helfen. Diese Experimente liefern jedoch überzeugende Beweise dafür, dass die Kraft der Sterne eines Tages dazu genutzt werden könnte, menschliches Leben auf der Erde anzutreiben.