Im vergangenen Herbst enthüllte Lockheed Martin ein neues Fusionsreaktor-Design – eines, von dem behauptet wurde, dass es Häuser und Autos in einem Jahrzehnt antreiben könnte. Die wild optimistische Behauptung erinnert an diesen alten Trope: Fusion ist nur 10 Jahre entfernt … und wird es immer sein. Trotzdem deuten Experimente darauf hin, dass wir näher kommen.
Fusion ist theoretisch einfach. Sie extrahieren Wasserstoffisotope aus Wasser und Lithium und erhitzen den Brennstoff auf Millionen von Grad (Celsius oder Fahrenheit ist irrelevant), wodurch der schwer fassbare vierte Zustand der Materie entsteht: Plasma. Die Kerne bewegen sich dann immer schneller, bis sie kollidieren und verschmelzen, Helium bilden und Energie freisetzen. Et voilà! Grenzenlose saubere Energie.
In der Praxis ist es nicht so einfach. Wenn das Plasma nicht ständig gequetscht und erhitzt wird, wodurch die Kerne zusammengedrückt werden, diffundiert die Reaktion ins Nichts – es ist sehr schwierig, etwas zu enthalten, das dem Zentrum eines Sterns ähnelt. Dennoch arbeiten heute mehr als ein Dutzend Teams an einer nachhaltigen Fusionsreaktion. Diese drei Strategien führen die Ladung.
Massive Magnete zur Begrenzung von Plasma
In diesem Jahr wird mit dem Bau des 35-Nationen-Megaprojekts ITER in Frankreich begonnen. Ein donutförmiger Reaktor in Kraftwerksgröße, ITER, wird eine Fusionsreaktion in einem Magnetfeld enthalten und Energie durch seine Metallwände ableiten. Die Wissenschaftler hoffen, innerhalb des nächsten Jahrzehnts eine Reaktion im Testmaßstab durchführen zu können.
Eine reflektierende Wand in einem kompakten Reaktor
In Lockheeds Design erzeugt eine Reihe von Magnetspulen eine reflektierende Wand, um das Plasma aufzunehmen. Der kleine Reaktor des Unternehmens ermöglicht es Wissenschaftlern, Versuchsaufbauten flinker zu optimieren als mit einem Reaktor von der Größe von ITER. Lockheed sagt, dass es seinen Reaktor bereits 200 Mal angezündet hat, aber keine Daten veröffentlichen wird – ob diese Versuche erfolgreich waren, bleibt abzuwarten. Wenn sie es wären, könnten wir alle schon bald wörtliche Ford-Fusionen fahren.
Eine von Lasern gezündete Mikroexplosion
In der National Ignition Facility gehen Wissenschaftler die Fusion anders an. Sie feuern Dutzende von Lasern auf eine kugelgroße Perle aus festem Deuterium und Tritium. In einer Milliardstelsekunde kollabiert der wasserstoffbasierte Brennstoff zu einem dichten Plasma und platzt in einen Energieschub. Im vergangenen Jahr produzierten die Wissenschaftler die erste netto-positive Fusionsreaktion, was bedeutet, dass sie etwas mehr Energie aus dem Plasma bekamen, als sie hineinlegten.
Sackgassen auf der Suche nach grenzenloser Energie
- Leonardo da Vinci erklärte einst Perpetuum Mobile zu Poppycock, auf Augenhöhe mit der Alchemie. Aber das war erst, nachdem er versucht hatte, einen zu machen. Seine Notizbücher sind mit Fehlversuchen übersät.
- 1989 behaupteten die Chemiker Martin Fleischmann und Stanley Pons, mit billigem Labormaterial eine kalte Fusion, eine Fusionsreaktion bei Raumtemperatur, erreicht zu haben. Aber niemand konnte es neu erstellen.
- Der Arzt Randell Mills behauptete 2005, er habe Hydrinos geschaffen – Wasserstoffbrennstoff mit der 1.000-fachen Energie von Kohle. Aber ihre bloße Existenz, argumentieren Physiker, würde gegen die Gesetze der Quantenmechanik verstoßen.
Dieser Artikel wurde ursprünglich in der April-Ausgabe 2015 von Popular Science unter dem Titel „Three Ways to Make a Star on Earth.“
