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Neue Solidarität
Nr. 8, 19. Februar 2014
Bild: Eduard Dewald/LLNL
In der National Ignition Facility des Lawrence Livermore National Laboratory sind 192 Laser auf das das nur ca. 3 mm große Brennstoffkügelchen gerichtet, das sich in dem etwa 1 cm hohen sogenannten „Hohlraum”

Was gibt's Neues?

Die entscheidende Milliardstel-Sekunde

Auf der Suche nach Möglichkeiten, das „Sonnenfeuer“ der Kernfusion auf die Erde zu holen, hat es jüngst einen wichtigen Fortschritt gegeben. Wie die beteiligten US-Forscher in einem Artikel in der Wissenschaftszeitschrift Nature am 12. Februar berichteten, konnte man erstmals bei einem Fusionsexperiment mehr Energie generieren, als die Brennstoffkugel zur Zündung aufgenommen hatte.

In der Anlage für die Experimente, der 2009 eröffneten National Ignition Facility (NIF) am Lawrence Livermore Labor in Kalifornien, steht die stärkste Laserkombination der Welt. Die 192 Laser schießen auf den 1 cm langen, goldenen Behälter mit dem millimetergroßen, die Wasserstoffisotopen Deuterium und Tritium enthaltenden Brennstoffkügelchen. Der Behälter wird in Amerika mit dem deutschen Wort „Hohlraum“ bezeichnet.

Der „Hohlraum“ absorbiert die Energie aus dem Laserblitz und gibt sie als Röntgenstrahlung wieder ab. Dabei wird die Plastikhülle des Kügelchens stark zusammengepreßt, daß der Brennstoff implodiert und die Fusion der Wasserstoff-Atomkerne zu Helium zustandekommt.

Bei Experimenten seit dem letzten Herbst konnte nun erstmals in der Geschichte bei einer solchen experimentellen Fusion ein Energieüberschuß erzielt werden: Man bekam 1,2 bis 1,9mal mehr Energie heraus, als die Brennstoffkugel selbst aufnahm.

Die entscheidende Verbesserung wurde dadurch bewirkt, daß man die Laserstärke innerhalb des kurzen Zeitraums des Laserpulses - 20 Nanosekunden, also Milliardstel Sekunden - gezielt verändert: nämlich anfänglich stärker und dann schwächer.

Der Leiter des Forschungsteams, ein Physiker mit dem schönen Namen Omar Hurricane, erklärte, daß sie damit den Plastikbehälter „aufplustern“, damit dieser bei der Reaktion stabiler bleibt als bisher. Dadurch geht weniger Energie verloren. Die gewonnene Energie entsteht hauptsächlich, indem sich der Brennstoff durch die bei der Fusion entwickelte Strahlung selbst erhitzt.

Zwar wird alles in allem immer noch nur ein kleiner Teil der Laserenergie umgesetzt, es bleibt noch viel zu tun. Aber die Jagd nach dem Sonnenfeuer geht weiter.

weha