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Dec 24, 2023

Erklärer: Könnte Fusionsenergie zur Bekämpfung des Klimawandels beitragen?

[1/3] Betreiber des Zielgebiets der National Ignition Facility (NIF) inspizieren ein Finale

[1/3] Bediener des Zielgebiets der National Ignition Facility (NIF) inspizieren auf einem undatierten Foto eine Endoptikbaugruppe (FOA) während einer routinemäßigen Wartungsperiode in der Bundesforschungseinrichtung Lawrence Livermore National Laboratory in Livermore, Kalifornien, USA. Jason Laurea/Lawrence Livermore... Lesen Sie mehr

WASHINGTON, 13. Dezember (Reuters) – US-Wissenschaftler gaben am Dienstag einen Durchbruch bei der Fusionsenergie bekannt, möglicherweise ein Schritt in Richtung einer Nutzung des Prozesses, der die Sonne befeuert, um kohlenstofffreien Strom zu erzeugen, während die Welt mit dem Klimawandel zu kämpfen hat.

Hier sind einige der Hauptprobleme im Zusammenhang mit Fusionsenergie:

Zur Fusion kommt es, wenn zwei leichte Atome, beispielsweise Wasserstoff, auf extreme Temperaturen von 100 Millionen Grad Celsius (180 Millionen Fahrenheit) erhitzt werden und dann zu einem schwereren Atom verschmelzen, wodurch große Energiemengen freigesetzt werden. Es unterscheidet sich von der Kernspaltung, bei der ein Reaktor ein Neutron in ein Uranatom schießt, das sich in zwei kleinere Atome aufspaltet.

Mithilfe fortschrittlicher Technologie, einschließlich eines der größten Laser der Welt, fokussierten die Wissenschaftler von Lawrence Livermore Strahlen auf Wasserstoffisotope, die kleiner als eine Erbse waren, und lösten so eine Fusionsreaktion aus, die für einen Moment mehr Energie erzeugte, als zum Starten nötig war.

Wissenschaftler außerhalb des Labors sagten, wenn die vorläufigen Ergebnisse korrekt seien, stelle dies einen Fortschritt bei der Arbeit dar, die schon seit Jahrzehnten läuft, aber dass die Kernfusion noch nicht annähernd Strom im kommerziellen Maßstab produzieren könne.

Tony Roulstone, ein Kernenergieexperte an der Universität Cambridge, sagte, das Experiment scheine ein Erfolg zu sein, da die durch die Reaktion freigesetzte Energie höher sei als die vom Laser an das Ziel abgegebene Energie. Die Energieabgabe des Experiments betrug jedoch nur 0,5 % der enormen Energiemenge, die zum Abfeuern des Lasers erforderlich war. „Ein technisches Ziel für die Fusion wäre es, einen Großteil der im Prozess verbrauchten Energie zurückzugewinnen und einen Energiegewinn zu erzielen, der doppelt so hoch ist wie die Energie, die in die Laser geflossen ist“, sagte Roulstone.

Möglicherweise. Wissenschaftler müssen nicht nur die Energie aus Fusionsreaktionen enorm steigern, sondern diese auch mehrmals pro Sekunde und auf konstanter Basis produzieren.

Die Ausweitung dieses Prozesses auf ein Kraftwerk und der Bau von Anlagen, die groß genug sind, um einen erheblichen Teil des wachsenden weltweiten Strombedarfs zu decken, würden enorme Anstrengungen erfordern, die Material, Land und klare Vorschriften für die Industrie erfordern. Politiker, die die bestehenden Kraftstoffe und Infrastrukturen unterstützen, sträuben sich möglicherweise gegen schnelle Veränderungen.

Da sich die Suche nach Fusionsenergie über ein Jahrzehnt oder möglicherweise noch länger entwickelt, sollten die Länder weiterhin aggressive Schritte in Richtung Wind- und Solarenergie, Energiespeicherung, einschließlich Batterien, Spaltkraft der nächsten Generation und andere Alternativen unternehmen, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern, sagen Wissenschaftler und Umweltschützer .

Ein großer Vorteil der Fusion besteht darin, dass sie im Vergleich zur Kernspaltung höchstwahrscheinlich nur wenig radioaktiven Abfall produziert.

Nach Angaben der Fusion Industry Association haben private Unternehmen rund 5 Milliarden US-Dollar von Investoren, von Privatpersonen bis hin zu Ölunternehmen, und öffentlichen Mitteln eingesammelt. Acht Unternehmen, darunter Focused Energy und First Light Fusion, wollen Laser verwenden, um Fusionsreaktionen auszulösen.

Etwa 15 Unternehmen, darunter Commonwealth Fusion Systems und TAE Technologies, wollen mithilfe leistungsstarker Magnete Fusionsbrennstoff in Form von Plasma einschließen, einem vierten Aggregatzustand, der geladene Teilchen enthält. Etwa zehn Unternehmen probieren andere Methoden aus, darunter eine Kombination aus Magneten und Lasern.

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