Abkürzung zur Kernfusion: Laserstrahl erhitzt Plasma direkt

Das Omega-Laser-System der University of Rochester zählt zu den leistungsstärksten seiner Art. Gleichzeitig besitzt das dort erzeugte Laserlicht eine besonders hohe Qualität, was für eine effiziente Energieübertragung auf das Ziel sorgt.

Es sind die perfekten Grundlagen, um ein bereits 2022 durchgeführtes Experiment weiter zu optimieren, bei dem immerhin 50 Prozent mehr Energie freigesetzt wurde, als der Laser eingebracht hat. Wobei die Gesamtmenge noch bescheiden war: 0,3 Kilowattstunden konnten gewonnen werden, während im Vorlauf etwa 150-mal so viel Energie eingespeist werden musste.

Und noch ein paar Haken hatte das Experiment. Das Plasma, also die ultrahoch-erhitzten Grundstoffe für die Kernfusion, sodass Atome und Elektronen komplett voneinander gelöst sind, musste in eine mit Gold ummantelte Kapsel eingeschlossen werden.

Erst dann genügte die Kombination aus extremem Druck und einer Temperatur von mehreren Millionen Grad für Bedingungen, die auch im Inneren der Sonne herrschen. Dort funktioniert die Sache mit der Kernfusion und dem großen Energieüberschuss bekanntlich sehr zuverlässig.

Und während bei Normaldruck auf der Erde über 100 Millionen Grad Celsius nötig sind, liegt die Temperatur im Kern der Sonne bei gerade einmal 15 Millionen Grad.

Praktische Umsetzung denkbar

Wirklich praktikabel und skalierbar erscheint das Experiment also nicht unbedingt. Es zeigt aber, dass allein die Energie aus Laserlicht genügt, um das Plasma selbst anzuregen, in einem abgegrenzten Bereich durch starke Druckerhöhung eine Kernfusion zu provozieren.

Es wären aber eine Million Goldkapseln am Tag und Laserpulse im Sekundentakt nötig, um relevante Energiemengen zu erhalten.

Zeit für einen anderen Ansatz. Mit Kapseln aus Silizium, das nahezu unbegrenzt vorrätig ist, und einem geänderten Design konnte ein Plasma erzeugt werden, aber noch nicht heiß genug.

Der Mathematik sein dank, lässt sich das Experiment am Omega-Laser-System hochrechnen. Größere Kapseln und eine höhere Leistung der Laser für eine stärkere Energieübertragung sollten zum Erreichen der Kernfusion genügen. Auch wenn unter dem Strich aktuell noch eine negative Energiebilanz steht.

Auf der Habenseite steht dafür ein technisch überschaubares System mit dem Potential, auch in großem Maßstab zu funktionieren. Nicht umsonst arbeiten verschiedenen Start-ups bereits an praktischen Realisierung, darunter zum Beispiel das deutsch-amerikanische Unternehmen Focused Energy mit Sitz in Darmstadt und Austin.