Nicht nur große Forschungsgemeinschaften arbeiten daran, Kernfusion wirtschaftlich rentabel zu machen. Auch private Unternehmen entwickeln eigene Technologien, um Wasserstoffatomkerne verschmelzen zu lassen. Dem US-Start-up Zap Energy ist dabei kürzlich ein kleiner Durchbruch gelungen.
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Um eine Kernfusion wie auf der Sonne aufrechtzuerhalten, braucht man hohe Temperaturen. Rund 150 Millionen Grad Celsius sind nötig, damit Atomkerne miteinander fusionieren und dabei Energie freisetzen. Start-up sind bereits froh, wenn sie ein Zehntel davon erreichen, was Zap Energy beeindruckender Weise gelungen ist. Sie konnten ihre Plasma auf 37 Millionen Grad Celsius aufheizen, und zwar mit einem kompakten, technisch einfachen und kostengünstigen Gerät.
"Wir haben noch viel Arbeit vor uns, aber unsere bisherige Leistung ist so weit fortgeschritten, dass wir jetzt mit einigen der weltweit führenden Fusionsgeräte mithalten können - aber zu einem Bruchteil der Komplexität und Kosten", sagt Forscher Ben Levitt in einer Aussendung.
Neuer Ansatz bei Kernfusion
Zap Energys Forschungsreaktor FuZE funktioniert dabei ohne externe Magnete, die das heiße Plasma in der Schwebe halten. Stattdessen verfolgt das Start-up einen anderen Ansatz, den sogenannten "Z-Pinch".
Dabei werden hohe Ströme durch einen dünnen Plasmafaden geschickt, wodurch starke magnetische Felder entstehen. Diese Felder komprimieren den Plasmafaden und heizen ihn weiter auf. Die Herausforderung dabei ist, das Plasma für genügend Zeit stabil zu halten, damit es auch ausreichend aufgeheizt werden kann.
"Es ist ein Balanceakt der Plasmaphysik", erklärt Levitt. "Während wir immer höhere Plasmaströmen verwenden, müssen Temperatur, Dichte und Lebensdauer des Z-Pinch so aufeinander abgestimmt sein, dass ein stabiles, leistungsstarkes Plasma entsteht."
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Weiterer Reaktor in Bau
Das Experiment, das die für das Start-up bedeutende Rekordtemperatur von 37 Millionen Grad Celsius erbrachte, wurde bereits 2022 durchgeführt. Es dauerte allerdings bis Anfang 2024, bis die Ergebnisse geprüft wurden.
Mittlerweile baut man schon an einem weiterentwickelten Reaktor, den FuZE-Q. Dieser verfügt über 10 Mal mehr Energie und kann so viel höhere Temperaturen erreichen. Erste Ergebnisse von FuZE-Q stehen allerdings noch aus.