Zukunftsmusik vom Laser und der Kernfusion

Im letzten Teil unserer kleinen Serie über die erstaunlichen Laser Anwendungen geht es in die Zukunft. Schon seit Jahrzehnten forscht man an der Kernfusion. Kürzlich ist mit Hilfe gigantischer Laser eine Art Durchbruch geglückt. Doch ob er uns wirklich voranbringt?

Die Kernfusion stellt einen lang gehegten Wunschtraum dar. Sie soll die Menschheit mit einer relativ sauberen und sicheren Energie versorgen, da sie einerseits wesentlich weniger radioaktiven Abfall verursacht und andererseits relativ sicher zu handhaben ist.

Lasertechnologie ermöglicht Durchbruch in der Kernfusion

Vor einem Jahr berichtete das Fraunhofer Institut dann von einem historischen Durchbruch in der Kernfusionsforschung. Dieser Durchbruch wurde an der National Ignition Facility im Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien, USA, erzielt. Wissenschaftler konnten dort mithilfe von Lasertechnologie eine Fusionsenergie von 3,15 Megajoule (MJ) freisetzen. Als Quelle diente ein Pellet, das mit Wasserstoffisotopen gefüllt war. Dies entspricht 154% der verbrauchten Energie des auslösenden Laserpulses. Diese Entwicklung stellte also einen bedeutenden Fortschritt in der Fusionsforschung dar.

In dem Experiment wurden riesige gepulste Laser eingesetzt, um über 2 Millionen Joule UV-Licht in einen goldbeschichteten Zylinder zu leiten. Dieser Prozess erzeugte Röntgenstrahlen, die das nur 2 Millimeter große Pellet aus Deuterium und Tritium erhitzten. Die resultierende Implosion komprimierte den Wasserstoffbrennstoff und löste die Fusion aus, wobei eine Temperatur von mehr als 120 Millionen Grad Celsius erreicht wurde. Die Fusion setzte Neutronen und Alphateilchen frei, die eine selbsttragende Verbrennungswelle auslösten. Dabei konnte der Nettoenergiegewinn von 154% erstmals beweisen, dass mehr Energie erzeugt als verbraucht wurde.

Chancen und Hürden für die Energiezukunft

Die Verwendung von Lasertechnologie zur Erzeugung von Fusionsenergie unterstreiche die Bedeutung von Fortschritten in der Photonik und Lasertechnik für die Energieerzeugung der Zukunft. Die Kernfusion biete das Versprechen einer nahezu unerschöpflichen, sauberen Energiequelle, die eine wichtige Rolle in der zukünftigen Energieversorgung spielen könnte, insbesondere als Ergänzung zu erneuerbaren Energien. So die begeisterten Forscher.

Jedoch ist es bis zu einer tatsächlichen Nutzung dieser Technologie noch ein weiter Weg. Kritiker betonen nämlich, dass die Anlage tatsächlich etwa 300 Megajoule Energie benötigte, um die zwei Megajoule Laserenergie zu liefern. Damit sei diese Sensation also nicht wirklich gewinnbringend. Fortschritte bei den erneuerbaren Energien würden wesentlich schneller und billiger zum Ziel führen. Markus Roth von der Technischen Universität Darmstadt drückt es drastisch aus: Die Kernfusion sei, wie “einen Stern auf der Erde künstlich zu erzeugen, am Leben zu erhalten und zu melken”. Und das sei wirklich das Komplizierteste, das Menschen jemals versucht haben.