Ein Fusionsexperiment in der weltgrößten Laseranlage hat 1,3 Millionen Joule Energie freigesetzt und nähert sich damit dem Break-Even-Punkt, der als Zündung bekannt ist. In diesem Moment beginnt die thermonukleare Fusion, mehr Energie freizusetzen, als für ihre Detonation benötigt wird.
Das Wesentliche des Experiments war, dass Wissenschaftler des National Ignition Laboratory (NIF) mit einem Laser in eine winzige Kapsel eindrangen, wo sie thermonukleare Reaktionen auslösten, die mehr als 10 Billiarden Watt Energie in 100 Billionstel Sekunden erzeugten. Das Experiment setzte etwa 70 % der Energie des Laserlichts frei, das zum Auslösen der Fusionsreaktionen verwendet wurde, und brachte die Anlage der Zündung viel näher als je zuvor.
Wissenschaftler erreichten diese Schwelle dadurch, dass die Kapsel nur einen Teil der gesamten darauf fokussierten Laserenergie absorbiert und die Reaktionen tatsächlich mehr Energie erzeugen, als direkt für ihre Zündung aufgewendet wird.
Die Kernfusion ist derselbe Prozess, der die Sonne "startet". Für Wissenschaftler ist es vor allem deshalb eine attraktive Energiequelle, weil es nicht zur Bildung von klimaerwärmenden Treibhausgasen oder gefährlichen, langlebigen radioaktiven Abfällen kommt. Bei der Kernfusion verschmelzen Wasserstoffkerne zu Helium und setzen dabei Energie frei. Die thermonukleare Fusion erfordert jedoch extreme Temperaturen und Drücke, was die Kontrolle und Verwaltung erschwert.
In den thermonuklearen Experimenten des NIF laufen 192 Laserstrahlen auf einem kleinen Zylinder zusammen, der eine erbsengroße Brennstoffkapsel enthält. Wenn dieser starke Laserpuls auf den Zylinder trifft, werden Röntgenstrahlen freigesetzt, die das Äußere der Kapsel verdampfen und den darin befindlichen Treibstoff zur Detonation bringen. Dieser Brennstoff ist eine Mischung aus Deuterium und Tritium. Wenn der Brennstoff explodiert, erreicht er die endgültige Dichte, Temperatur und den Druck, die erforderlich sind, um Wasserstoff in Helium umzuwandeln. Dieses Helium kann einen anderen Teil des Brennstoffs weiter erhitzen, die sogenannte Alpha-Heizung, was eine Fusionskettenreaktion verursacht.
Der Physiker Stephen Bodner kritisiert einige Details des NIF-Designs. Aber er gibt zu, von den Ergebnissen überrascht zu sein. "Sie sind ihrem Ziel der Zündung und Gewinnschwelle nahe genug gekommen, um es als Erfolg zu bezeichnen", sagte Bodner. "Es ist an der Zeit, dass die USA mit einem großen Laserfusionsprogramm vorankommen."
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