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Energieträume durch Kernfusion, Betrüger und Schwan mit Beinproblemen.
Die Flasche der Sonnenenergie wird immer noch in 20 Jahren sein.
Von ****Charles Seife| Veröffentlicht am Donnerstag, 3. Januar 2013, um 5:00 Uhr ET
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Der Kryostat ist der vakuumdichte Behälter, der die Vakuumkammer von ITER und die supraleitenden Magnete umgibt und fungiert hauptsächlich als sehr großer Kühlschrank. Er wird aus Edelstahl hergestellt und hat eine Dicke von 50 mm bis 250 mm. Die Struktur ist für 8.500 m3 ausgelegt. Ihre Abmessungen werden 29,4 Meter Durchmesser und 29 Meter Höhe betragen. Das Gewicht wird mehr als 3.800 Tonnen betragen, was ihn zum größten Edelstahlvakuumbehälter macht, der jemals gebaut wurde.
Vor nur ein paar Wochen hat eine Gruppe von Forschern der Fusion Geld aus Südkorea verwendet, um die Konzeption einer Maschine zu beginnen, von der niemand wirklich glaubt, dass sie gebaut wird und die wahrscheinlich nicht funktionieren würde, wenn sie es täte. Dies macht die Maschine etwas lächerlicher als die der Franzosen, die gebaut oder nicht gebaut wird und die, falls sie jemals fertiggestellt wird, sicherlich nicht dafür gedacht ist, was sie ursprünglich tun sollte. Wenn Sie vermutet haben, dass die Geschichte der Fusionsenergie etwas seltsam sein könnte, haben Sie recht.
Auf der einen Seite ist die Geschichte der Fusionsenergie voller Verrückter, Betrüger, Naiver und Idealisten, die nach Lösungen für die Energieprobleme der Erde suchen. Einer der berühmtesten von allen, Martin Fleischmann, ist letztes Jahr verstorben. Mit einem Kollegen, Stanley Pons, glaubte Fleischmann, er habe Wasserstoff in einem Becher seines Labors in Helium umgewandelt, und es kam ihm nie in den Sinn, dass, falls er Erfolg gehabt hätte, er und seine Mitverschwörer durch die von der Reaktion abgegebene Strahlung verbraten worden wären. Fleischmann war nicht der Erste: Ronald Richter, ein deutscher Auswanderer, der in die Intrigen des Palastes von Juan Perón verstrickt war, war Fleischmann um fast vier Jahrzehnte voraus, und der neue Intrigant, Andrea Rossi, wird nicht der letzte sein.
Der Grund ist leicht zu erkennen: Auf Papier hat die Fusionsenergie ein fast unendliches Potenzial. Die Fusionsreaktion setzt eine unglaubliche Menge an Energie frei, indem sie leichte Atome wie Wasserstoff zu schwereren Atomen wie Helium verbindet. (Im Grunde ist die Spaltung das Gegenteil: Zerbrechen schwerer Atome wie Uran, um sie in leichtere zu verwandeln). Die Fusion ist der Prozess, der die Sonne antreibt, und sie ist so effizient, dass wir auf der Erde genug Atomtreibstoff haben, um alle Energiebedürfnisse unserer Zivilisation zu decken und dies praktisch für immer. Das Problem ist, dass es wirklich schwer ist, diese Atome stark genug zusammenzuschlagen, damit sie fusionieren. Sie müssen Temperaturen von zehn oder hundert Millionen Grad Celsius erreichen, damit die Atome schnell genug sind, um die Reaktion zu starten. Aber je mehr Sie Ihren Brennstoff erhitzen, desto mehr müssen Sie ihn konzentrieren. Ein Plasma von 100 Millionen Grad will in alle Richtungen explodieren, aber wenn Sie die Reaktion aktiv halten möchten, müssen Sie sie eingeschlossen halten. Wie machen Sie die Flasche?
Die Flasche der Sonne ist die Schwerkraft. Weil die Sonne so massereich ist, mehr als 300.000 Mal so schwer wie unser Planet, hat sie ein riesiges Gravitationsfeld. Dieses Feld und diese Kräfte komprimieren und halten den brennbaren Wasserstoff und verhindern, dass er in alle Richtungen davonfliegt. Aber ohne eine Sonnenmasse, die die Schwerkraft liefert, müssen Sie andere Mittel finden.
Eine Methode, die hervorragend funktioniert, besteht darin, eine Atombombe als Flasche zu verwenden. Am 1. November 1952 nutzte Amerika die Fusionsenergie, um die pazifische Insel Elugelab von der Oberfläche der Erde zu entfernen. Das Gerät im Zentrum des Tests „Ivy Mike“ war im Grunde ein großer kühler Behälter mit schwerem Wasserstoff. An einem Ende war eine Nagasaki-Atomwaffe aus Plutonium, die, als sie explodierte, den Brennstoff komprimierte, ihn auf Millionen Grad erhitzte und ihn eingeschlossen hielt. In einer Bruchteilsekunde wurde die Kraft eines Sonnenfeuers auf der Erdoberfläche ausgelöst. Die Bombe, die Hiroshima zerstörte, entsprach etwa 15 Kilotonnen TNT. Ivy Mike lag bei etwa 10 Megatonnen, fast 700-mal stärker. Und es gibt keine theoretische Obergrenze für die Größe dieser Geräte, wenn Sie es wünschen. (Die Sowjetunion hat in den 1960er Jahren eine Riesenbombe von 50 Megatonnen gezündet.)
Das Gerät funktioniert, ist aber eine ziemlich schlechte Lösung für die Energiebedürfnisse der Erde. Es ist schwierig, eine Fusionswaffe in einen sicheren Stromlieferanten zu verwandeln. Das bedeutet nicht, dass wir nicht versucht haben, die Wasserstoffbombe zu nutzen. Edward Teller, der Vater Dr. Folamour von Ivy Mike, versuchte, die Welt davon zu überzeugen, dass Fusionswaffen für friedliche Zwecke eingesetzt werden könnten, die Wetterkontrolle, die Gewinnung von Schiefergas, das Schneiden eines Hafens in der massiven Felslandschaft Alaskas und sogar das Zerstören des Mondes. Ja, Edward Teller wollte den Mond zerschlagen, wie er selbst sagte, um „die Art von Störungen zu beobachten, die es verursachen könnte.“
Der Traum von Teller nach unendlicher Fusionsenergie ist mit ihm nicht gestorben. Das Lawrence Livermore National Laboratory, das ehemalige Spielzeug von Teller, ist jetzt der Standort einer riesigen Maschine mit über 4 Milliarden Dollar, bekannt als National Ignition Facility (NIF). Die Idee ist, eine Erbse große Wasserstoffkapsel mit einem Laser zu komprimieren, so riesig, dass er einen Mondzerstörer stolz und emotional rot werden ließe. Das vermutete Ziel ist, mehr Energie durch die Fusion von Wasserstoffatomen zu erzeugen, als die Laserenergie, die auf sie abgegeben wurde. Und die Wissenschaftler des NIF prognostizierten, dass sie 2010 Erfolg haben würden ... dann, dass sie im Oktober 2012 Erfolg haben würden ... dann hat das NIF bewiesen, dass die Erfolgsprognosen der Wissenschaftler von Livermore völlig falsch waren. (Der französische Pendant ist das Megajoule-Projekt).
Das ist ein perfekter Sieg. Livermore hat seit Ende der 1970er Jahre immer wieder den bevorstehenden Erfolg der Laserfusion vorhergesagt, aber immer wieder kläglich gescheitert, alle seine Vorhersagen zu erfüllen. Tatsächlich haben Kritiker (einschließlich mir) lange gesagt, dass alle Darstellungen des NIF als Energiequelle für Fusionsenergie Unsinn waren. Der Laser ist für die Untersuchung von Atomwaffen konzipiert, nicht für die Energieerzeugung. (Und er wird auch nicht besonders gut in der Waffenforschung sein.) Dennoch behaupten die Wissenschaftler von Livermore weiterhin, dass ihre teure Laserforschung auf irgendeine Weise Fusionsenergie produzieren wird, auch wenn sie die Idee, dass sie eine Chance auf Erfolg haben, durch eine Darstellung, die an Rube Goldberg erinnert, vermitteln müssen. (Für die, die Punkte zählen, wird auch das letzte Projekt, falls es jemals finanziert wird, ein kläglicher Misserfolg sein.)
Livermore ist nicht allein, wenn es darum geht, die Fusion zu überteuern. Schon 1955, vor...