Inländische Forscher versuchen, die Effizienz von Kernfusionsreaktionen durch den Einsatz nanoskaliger Metallteilchen zu verbessern. Dabei handelt es sich um eine völlig neue Methode, die die Zukunft der Energieerzeugung völlig neu gestalten könnte, berichtet Magyar Nemzet.
Die Forscher führen die Fusionsforschung im Nanofusionslaser-Forschungslabor des HUN-REN Wigner Forschungszentrums für Physik durch. Die experimentelle Validierung der bisher erzielten Ergebnisse hat bei ELI ALPS in Szeged begonnen.
Die Erzeugung von Fusionsenergie kann sehr viel konzentrierter erfolgen und verbraucht wesentlich weniger Rohstoffe als andere derzeitige Erzeugungsmethoden, einschließlich Kernspaltungskraftwerken.
Beispielsweise entsprechen 20 Tonnen Kohle etwa einem Kilogramm spaltbarem Material (Uran), die gleiche Energiemenge kann aus einem Gramm Fusionsbrennstoff gewonnen werden.
Nur Kernfusionsreaktionen können so gestaltet werden, dass sie keine langen Zerfallszeiten, zerstörerische Energien und schwer zu stoppende Endprodukte haben. Die angewandte Forschung zur Verwirklichung der Kernfusion ist weltweit im Gange. Da selbst die am weitesten fortgeschrittenen Projekte noch Jahrzehnte von einsatzfähigen Versuchsreaktoren entfernt sind, ist der Wettlauf noch nicht beendet, so dass es sinnvoll ist, in andere Richtungen zu forschen. Dies gilt umso mehr, als
ein effizientes System, wenn es gelingt, billige und reichlich vorhandene Energie zu erzeugen, das Energieproblem der Welt langfristig lösen kann.
Für ein Fusionskraftwerk mit einer Leistung, die die herkömmlicher Kernkraftwerke weit übertrifft, sind unter terrestrischen Bedingungen zwei Wasserstoffisotope erforderlich. Der für die Kernfusion erforderliche Plasmazustand wird jedoch in vielen Versuchsreaktoren, wie z. B. dem internationalen Kooperationsprojekt ITER, bei extrem hohen Temperaturen erreicht. Dort wird das Plasma mit Hilfe von Magneten zusammengehalten und von aller anderen Materie getrennt, wobei das Plasma mit der Hitze der Sonne verglichen wird. Dies ist eine ziemlich teure und unsichere Lösung, die noch nicht so weit ist, dass ein Fusionskraftwerk darauf gebaut werden kann.
Die ungarischen Forscher gehen einen anderen Weg: Sie haben sich zum Ziel gesetzt, einen Weg zur Realisierung der „Nanofusion“, der nanoplasmonischen Laserfusion, zu entwickeln, der auf den Ideen von Norbert Kroó und László Csernai beruht. Das heißt, sie wollen die Voraussetzungen für die Fusion, also die Zündung des Brennstoffs, nicht durch Temperatur und Druck schaffen, sondern vor allem dadurch, dass sie Elektronen – so genannte Plasmonen – auf der Oberfläche des Metalls mit hoher Geschwindigkeit in Bewegung setzen. Derartige Forschungen, die so genannte Trägheitsfusion (inertial confinement fusion, ICF), werden andernorts durchgeführt, z. B. im Lawrence Livermore National Laboratory, wo 192 Laser eingesetzt werden, um die Fusion aus allen Richtungen unter enormem Druck zu erzeugen, aber bisher wurde nur ein kleiner Teil des Fusionsbrennstoffs gezündet.
Deshalb könnte die in Ungarn nach den Ideen von Norbert Kroó, László Csernai und István Papp entwickelte Lösung revolutionär sein. Die Idee, die inzwischen zum Patent angemeldet wurde, ist auf dem Gebiet der Trägheitsfusion völlig neu; niemand hatte sie bisher ausprobiert.
Anstelle der symmetrischen Kompression soll die Fusion durch eine Kombination aus Nanotechnologie und doppelseitiger schneller Laserzündung eingeleitet werden, wofür ELI ALPS in Szeged eine einzigartige Gelegenheit bietet.
Kürzlich wurde auch mit dem Lasersystem SYLOS Experiment Alignment (SEA) bei ELI ALPS experimentell gearbeitet. Die Verarbeitung und Auswertung der Ergebnisse wird jedoch einige Zeit in Anspruch nehmen. Wenn sich die Theorie als richtig erweist und die Experimente erfolgreich sind, d. h. die Kernfusion durch Kurzpulslaser im Nanometerbereich ausgelöst wird, besteht durchaus die Möglichkeit, dass die Nanofusion ein neues Modell für die Energieerzeugung wird. Zum einen, weil sie einfach ist und die freigesetzte Energie kontrolliert werden kann, und zum anderen, weil sie effizient ist, weil sie wenig Energie benötigt, um die Fusion auszulösen. Wenn sie funktioniert, könnte die Nanofusion selbst die Art und Weise der Energieerzeugung in der Zukunft völlig neu gestalten.
via magyarnemzet, Beitragsbild: Facebook/ITER