Chinas „künstlicher Sonnen“-Tokamak (Bildnachweis: VCG über Getty Images)
Laut offiziellen Medien hat Chinas „künstliche Sonne“ einen neuen Weltrekord aufgestellt, indem sie eine Plasmaschleife für mehr als 17 Minuten auf fünfmal höhere Temperaturen als die Sonne erhitzt hat.
Nach Angaben der Nachrichtenagentur Xinhua hielt der Kernfusionsreaktor EAST (Experimental Advanced Superconductor Tokamak) 1.056 Sekunden lang eine Temperatur von 70 Millionen Grad Celsius (158 Millionen Grad Fahrenheit) aus. Als Ergebnis dieser Leistung sind Wissenschaftler der Entwicklung einer nahezu unbegrenzten erneuerbaren Energiequelle einen bescheidenen, aber entscheidenden Schritt näher gekommen.
In Frankreich stellte der Tokamak Tore Supra 2003 den vorherigen Rekord auf, als Plasma in einer Wickelschleife 390 Sekunden lang bei identischen Temperaturen blieb. EAST hat bereits einen Rekord aufgestellt, indem es im Mai 2021 101 Sekunden lang bei unglaublichen 216 Millionen F (120 Millionen C) betrieben wurde. Das Zentrum der Sonne hingegen erreicht Temperaturen von etwa 27 Millionen Grad Fahrenheit (15 Millionen C).
In einer Erklärung erklärte Versuchsleiter Gong Xianzu, ein Forscher am Institut für Plasmaphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften: „Die jüngste Operation schafft eine starke wissenschaftliche und experimentelle Grundlage für das Funktionieren eines Fusionsreaktors.“
Seit mehr als 70 Jahren versuchen Wissenschaftler, die Kraft der Kernfusion, des Mechanismus, durch den Sterne brennen, nutzbar zu machen. Sogenannte Hauptreihensterne können Materie in Licht und Wärme umwandeln, indem sie Wasserstoffatome bei sehr hohen Drücken und Temperaturen zu Helium verschmelzen und so riesige Energiemengen erzeugen, ohne Treibhausgase oder langanhaltende radioaktive Abfälle freizusetzen.
Es ist jedoch kein leichtes Unterfangen, die Umstände in den Herzen der Sterne nachzubilden. Der Tokamak, das beliebteste Fusionsreaktordesign, arbeitet durch Überhitzung des Plasmas (einer der vier Materiezustände, bestehend aus positiv geladenen Ionen und negativ geladenen freien Elektronen), bevor es in eine ringförmige Reaktorkammer mit intensiven Magnetfeldern eingeschlossen wird.
Es war jedoch schwierig, die turbulenten und überhitzten Plasmaspulen lange genug für die Kernfusion an Ort und Stelle zu halten. 1958 schuf der sowjetische Wissenschaftler Natan Yavlinsky den ersten Tokamak, aber niemand hat jemals einen Versuchsreaktor gebaut, der mehr Energie produzieren kann, als er verbraucht.
Eine der größten Hürden war der Umgang mit einem heißen Plasma, das groß genug war, um sich zu entzünden. Da sie bei erheblich niedrigeren Drücken arbeiten müssen als dort, wo normalerweise eine Fusion in den Kernen von Sternen stattfindet, benötigen Fusionsreaktoren sehr hohe Temperaturen – mehrere Male heißer als die Sonne. Das Kochen von Plasma auf Temperaturen, die heißer als die Sonne sind, ist der einfache Teil; Es ist schwieriger, es nicht durch die Reaktorwände zu brennen (entweder mit Lasern oder Magnetfeldern), ohne den Fusionsprozess zu zerstören.
Es wird erwartet, dass EAST China bis zu seiner Fertigstellung im Juni mehr als 1 Billion US-Dollar kosten wird, und es wird verwendet, um die Technologie für ein größeres Fusionsprojekt zu testen, den International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER), der derzeit in Marseille, Frankreich, gebaut wird .
ITER, der größte Kernreaktor der Welt, ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen 35 Ländern, darunter alle Mitglieder der Europäischen Union, das Vereinigte Königreich, China, Indien und die Vereinigten Staaten. Es enthält den stärksten Magneten der Welt, der ein Magnetfeld erzeugen kann, das 280.000 Mal so stark ist wie das um die Erde. Der Fusionsreaktor soll bis 2025 betriebsbereit sein und Wissenschaftlern viel mehr Informationen über die praktische Anwendbarkeit der Nutzung von Sternenenergie auf der Erde liefern.
China verfolgt auch seine Pläne zur Entwicklung der Kernfusionsenergie, führt Trägheitsfusionstests durch und hofft, bis Anfang der 2030er Jahre einen neuen Tokamak bauen zu können.
In anderen Nachrichten könnte der erste praktische Fusionsreaktor in den Vereinigten Staaten bereits 2025 fertiggestellt werden, während ein britisches Unternehmen beabsichtigt, bis 2030 durch Fusion erzeugten Strom kommerziell zu produzieren.
