EU-Forscher starten neues Projekt zur Laserkernfusion

An dem Projekt mit dem Namen HIPER (High power laser for energy research) arbeiten 26 Partner aus 10 Ländern zusammen. Neben der Aufgabe, den Weg für den Bau eines großtechnischen Kraftwerks für die Laserkernfusion zu ebnen, wird mit HIPER auch die Erkundung einiger der extremsten im Universum vorkommenden Bedingungen vereinfacht, wie sie z.B. im Mittelpunkt der Sonne oder bei einer explodierenden Supernova herrschen. In der HIPER-Anlage werden Temperaturen von mehreren hundert Millionen Grad herrschen, der Druck wird dem Milliardenfachen des Luftdrucks entsprechen, und es werden enorme elektrische und magnetische Felder erzeugt.

„Für die Kernfusion ist dies eine wirklich aufregende Zeit“, meint HIPER-Projektkoordinator Professor Mike Dunne vom Science and Technology Facilities Council (STFC) im Vereinigten Königreich. „Die Europäische Gemeinschaft hat einen Strategieplan erstellt, der sich mit diesem neuen Projekt beschäftigt. 26 Institutionen aus 10 Nationen arbeiten daran, diese Herausforderung zu meistern, und vereinen dafür die Wissenschaft des Extremen mit einer der fesselndsten Fragen unserer Gesellschaft. Kernfusion ist keine kurzfristige Lösung, sondern soll den langfristigen Anforderungen unserer Zivilisation genügen.“

Kernfusion ist die Energiequelle der Sonne und der Sterne. Sie tritt auf, wenn Deuterium und Tritium (zwei verschiedene Formen von Wasserstoff) durch äußeren Einfluss zu einem Helium-Atom vereint werden, wobei zusätzlich ein Teilchen, das Neutron, und viel Energie freigesetzt werden. Damit diese Reaktion zustande kommt, muss der Brennstoff auf mehrere Millionen Grad Celsius erhitzt werden. Gewöhnlich dehnt sich ein Material beim Erhitzen aus, und je weiter sich die Atome ausbreiten, desto unwahrscheinlicher wird es, dass sie zusammenhalten.

Damit die Atome eng beieinander bleiben, muss der Brennstoff auf kleinstem Raum gehalten werden. Eine Möglichkeit hierfür ist der Einschluss des Plasmas in einem magnetischen oder elektrischen Feld. Dieser Ansatz wird im internationalen ITER-Experiment verfolgt, das derzeit in Südfrankreich aufgebaut wird.

Das HIPER-Projekt schlägt einen alternativen Weg ein. Hier werden Laser eingesetzt, um eine winzige Perle des Deuterium-Tritium-Brennstoffs sehr hohem Druck auszusetzen; die Atome des Brennstoffs werden wirkungsvoll zusammengepresst, woraufhin sie sich leichter miteinander verbinden. Anschließend wird der Brennstoff mit einem Hochleistungslaser bestrahlt, wodurch er die für die Fusion erforderliche Temperatur erreicht.

Die Vorbereitungsphase für HIPER soll den Plänen zufolge 2011 zu Ende gehen; eine Übereinkunft zur Errichtung der Anlage sollte etwa zwei Jahre später erzielt werden. Die Projektpartner hoffen, dass kurz darauf mit dem Bau begonnen werden kann, sodass die Anlage bis 2020 fertig gestellt sein wird.

„Die Vorteile der Kernfusionsenergie können vor dem globalen Hintergrund, dass Klimawandel, Umweltverschmutzung, Energiesicherheit und ein unaufhörlich steigender Energieverbrauch zu den größten Problemen der Menschheit geworden sind, nicht genug betont werden“, findet Professor Dunne. „HIPER stellt einen überaus wichtigen Schritt zur Lösung dieser Probleme dar.“

HIPER wird unter dem Siebten Rahmenprogramm (RP7) finanziert. Es ist eine der Infrastrukturen in der Liste der Europäischen Roadmap für Forschungsinfrastrukturen, die im Oktober 2006 vom ESFRI (Europäisches Strategieforum für Forschungsinfrastrukturen) veröffentlicht wurde.