Höchste Zeit für die Kernfusion

Der Weg zur Kernfusion ist definiert. Zunächst gilt es, Wasserstoff auf einige tausend Kelvin zu erhitzen, damit sich alle molekularen Bindungen lösen und am Ende selbst die Elektronen ihrer Fesselung an die Atomkerne entkommen. Das so entstandene Gemenge aus geladenen Teilchen, Plasma genannt, kann in elektromagnetischen Feldern eingefangen, stabilisiert und mit Mikrowellen weiter erwärmt werden. Bis schließlich bei 100 Millionen Kelvin oder mehr die nackten Atomrümpfe ihre gegenseitige Abstoßung überwinden, miteinander verschmelzen und dabei wieder Energie freisetzen.

Ein Vorgang, der in Forschungsreaktoren wie in prototypischen Anlagen kommerzieller Natur an dutzenden Orten rund um die Welt täglich stattfindet. Alternativ löst auch ein starker, durch Strahlung oder auf mechanische Weise eingebrachter Impuls die Bildung schwerer aus leichten Kernen aus. Unter der Bezeichnung Trägheitsfusion bekannt, stellt diese Variante ebenfalls seit Jahren eine gängige, vielfach exerzierte Praxis dar.

Die Auslösung kontrollierter Kernfusionen in einer artifiziellen Umgebung ist also längst zur Routine geworden. Zur unerschöpflichen, unbegrenzt skalierbaren, intrinsisch sicheren, umweltfreundlichen und unschlagbar günstigen Energiequelle fehlt heute nur noch eine technische Realisierung, bei der Fusionsreaktionen mehr Energie erzeugen als zu ihrer Zündung und Aufrechterhaltung erforderlich.

Für die Trägheitsfusion ist deren Machbarkeit durch Versuche an der National Ignition Facility (NIF) des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Kalifornien, USA, seit dem fünften Dezember 2022 experimentell nachgewiesen. Für den magnetischen Einschluss, beispielsweise in einem Tokamak oder einem Stellarator, belegen zahlreiche theoretische Kalkulationen mehrere mögliche Pfade zum Netto-Energiegewinn.