Ein Forscherteam des Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) in den USA hat einen sogenannten Stellarator entwickelt, einen verdrehten Fusionsreaktor, der mit Permanentmagneten arbeitet. Das vom US-Energieministerium betriebene Labor hat den Reaktor mit 3D-gedruckten und handelsüblichen Teilen gebaut, was für einen besonders kostengünstigen Aufbau ihres Experiments namens MUSE sorgt, wie das PPPL auf seiner Website berichtet.
Kernfusion – Die Kraft der Sonne auf der Erde
Die Kernfusion ist die Reaktion, die unsere Sonne antreibt, indem Atome zu neuen Molekülen verschmolzen werden und dabei unglaubliche Energiemengen freigesetzt werden. Kommerzielle Kernreaktoren, die heute in Betrieb sind, nutzen hingegen die Spaltung von Atomen zur Energiegewinnung, eine Methode, die Kernabfälle produziert, aber relativ einfach und stabil ist. Die Fusion erfordert einen viel höheren anfänglichen Energieeinsatz, um die Reaktion zu starten und in einem stabilen, selbsttragenden Zustand zu halten, wird aber energiepositiv, sobald dieser Zustand erreicht ist.
Der Stellarator – Ein Schritt in die richtige Richtung
Der Stellarator, ein geräteartiges Objekt in Kringelform, enthält hochtemperaturiges Plasma, das so abgestimmt werden kann, dass die Bedingungen für Fusionsreaktionen entstehen. „Die Verwendung von Permanentmagneten ist eine völlig neue Art, Stellaratoren zu entwerfen“, sagte Tony Qian, Doktorand am Princeton Plasma Physics Laboratory und Hauptautor von zwei in den Fachzeitschriften Journal of Plasma Physics und Nuclear Fusion veröffentlichten Studien, die das Design des MUSE-Experiments beschreiben. Permanentmagnete, wie die aus Seltenerdelementen, die für Windturbinen und andere zukünftige Energieanwendungen hergestellt werden, benötigen keinen elektrischen Strom, um ihre Felder zu erzeugen, und können ohne Anpassungen von der Stange gekauft werden.
Obwohl es noch ein langer Weg ist, bis Fusionsreaktoren kommerziell lebensfähig sind, bieten kontinuierliche Durchbrüche in der Materialtechnik und Metallurgie neue Forschungswege für Kernwissenschaftler.