Trägheitsfusion Energiequelle & Alternative zu Iter und Wendelstein

Trägheitsfusion Hohlraumstrahlung

Trägheitsfusion bezeichnet ein Verfahren, das ein Gemisch aus Deuterium und Tritium mittels Hohlraumstrahlung so stark zu komprimieren, dass eine Kernfusion einsetzt. Hierzu verwendet man mehre Hochenergielaserstrahlen (z. B. 192), die ihre Energie in einem Ziel (Zylinder) vereinen. In einem kleinen Zylinder eingeschlossen ist, eine plastikummantelte Kugel, die das gefrorene Fusionsmaterial (8-15 K) enthält. Treffen die Laserstrahlen den Zylinder, entsteht in dessen Inneren ein Röntgenstrahlungsfeld, aufgrund des Energiezuwachses verdampft die äußere Schicht des tiefgefrorenen Kügelchens.

 

Trägheitsfusion Schema Fusionskammer

Der Verdampfungsprozess führt zu einer Implosion des Kugelinneren. Durch die Implosion steigt der Druck auf das 100 milliardenfache der Erdatmosphäre und die Temperatur auf mehr 100 Millionen Grad Celsius, dieses wiederum löst den Fusionsprozess des Materials aus. Im günstigsten Fall beträgt die dabei frei werdende Energie das 10-100 fache der eingesetzten Energie. Momentan arbeiten Wissenschaftler am Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien daran, die Effizienz der Fusionsanlage weiter zu erhöhen.

Trägheitsfusion Abbildung des Target

Durch den Einsatz von hoch ionisierten Krypton als Röntgenstrahlungsquelle, konnte man eine extrem hohe Leistung von 13.000 Elektronenvolt erreichen. Am 3. Juli erreichte das Team von Wissenschaftlern mit ihrem Lasersystem einen neuen Weltrekord. Die 192 Laserstrahlen, welche gleichzeitig abgefeuert wurden, waren so fokussiert, dass man im Brennpunkt eine Leistung 423 Terawatt erzeugen konnte.

Trägheitsfusion Abbildung Fusionszylinders

Die ultraviolette Strahlung, die bei diesem Experiment frei wurde, belief sich auf 1,89 Megajoule. Die Laseranlage des National Ignition Facility (NIF) ist die stärkste der Welt und liefert das hundertfache an Energie, gegenüber der zweitstärksten als Anlage. Diese Anlage ist somit in der Lage, für den Bruchteil einer Sekunde, das Tausendfache dessen zu liefern, was die USA im gleichen Augenblick an Energie verbraucht. Die Wissenschaftler zeigen sich sehr optimistisch, dass es ihnen schon in absehbarer Zeit gelingen wird, mehr Energie bei dem Prozess zu gewinnen, als sie in ihn hineinstecken.

Trägheitsfusion Abbildung der Laseranlage

Bis eine derartige Anlage als Kraftwerk eingesetzt werden kann, liegt vor den Wissenschaftlern aber noch ein weiter Weg. Besonders problematisch ist es, die Kugel, welche das Deuterium-Tritium-Gemisch enthält, mit ausreichender Geschwindigkeit nachzuführen. Um die Anlage wirtschaftlich zu betreiben, wären 15 Zuführungen pro Sekunde von Nöten. Ein weiteres Problem besteht in der Verschmutzung der Optik und der hohen Impulsgeschwindigkeit. Dennoch sind viele Wissenschaftler darüber einig, dass dieses Verfahren gegenüber anderen Projekten wie zum Beispiel ITER und Wendelstein Accelerator, absolut konkurrenzfähig ist. Zurzeit sind weitere Anlagen dieser Art in Großbritannien, Frankreich, Russland, Japan und China in Planung. Einziger bitterer Beigeschmack dieser Technologie ist, dass diese Anlagen ebenfalls zur Optimierung von Kernwaffen eingesetzt werden.

Quellenangabe: National Ignition Facility makes history with record 500 terawatt shot!