US-Forschern gelingt Plasmabrennen 03. Feb 2022 Von Stephan W. Eder

Kernfusion: Deutsches Start-up sammelt 35 Mio. € ein

Die Forschung an der Kernfusion macht Fortschritte. Gestern erst meldete das deutsche Start-up Marvel Fusion, es habe 35 Mio. € bei Investoren eingesammelt, in der Woche zuvor meldete die National Ignition Facility (NIF) des Lawrence Livermore National Laboratory, es sei nachweislich erstmals gelungen, das Brennen des Plasmas in einem Laserexperiment in Gang zu bringen.

Führungsteam von Marvel Fusion: CEO und Mitgründer Moritz von der Linden (li.), COO Heike Freund sowie CTO und Mitgründer Georg Korn (re.)
Foto: Marvel Fusion/Robert Fischer

Gestern meldete das Start-up Marvel Fusion, es habe weitere 35 Mio. € an frischem Kapital erhalten. Hauptgeber dieser Summe ist der Wagniskapitalinvestor Earlybird. Eine große Summe, denn Marvel Fusion macht vor allem Technologieentwicklung. Weitere Geldgeber für das Start-up sind Blue Yard Ventures und der Investor Albert Wenger; die Investmentsparte Skion der BMW-Erbin Susanne Klatten ist jedoch Ende 2020 ausgestiegen. Hilfe will sich Marvel von großen Industriepartnern holen, etwa von Siemens Energy (Kraftwerkdesigns, Energiewandlung), Trumpf und Thales (beide Lasersysteme).

Die Sonne zähmen

Trumpf-Cheftechnologe Peter Leibinger bezeichnete Kernfusion als „essenziellen Bestandteil der Energiesouveränität Deutschlands und Europas“. Aber nicht nur in Europa wird daran gearbeitet, vor allem die Kernfusion mithilfe von Lasertechnologie ans Laufen zu bringen und industriell nutzen zu können. Hilfestellung für die Münchner kommt auch in Form von guten Nachrichten aus den USA. Das zentrale Kernfusionsexperiment, die National Ignition Facility (NIF) des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Kalifornien, berichtete im Wissenschaftsmagazin „Nature“, es sei das erste Mal gelungen, brennendes Plasma zu erzeugen – und dabei netto einen Energiegewinn einzufahren.

US-Forschungslabor gelingt brennendes Fusionsplasma mit Lasertechnik

Bei den Experimenten am LLNL fokussieren 192 Laser auf Kapseln, in denen sich eine Mischung aus Deuterium und Tritium befindet. Konkret: Diese Laseranordnung jagte einen Lichtblitz von 20 ns Länge auf die Kapseln, mit einer Spitzenenergie von 1,9 MJ, die 500 TW erzeugen können. So wurden Röntgenstrahlen in einem Strahlungshohlraum erzeugt.

Kernfusion: Neue Möglichkeit durch hochfrequent gepulste, elektrische Felder

Was dann passiert? Das Fusionsprinzip, das am NIF erprobt wird, heißt Trägheitsfusion. Die Oberfläche eines solchen Kügelchens verdampft bei einem Laserbeschuss dieser Energie explosionsartig; aus Gründen des Impulserhalts bildet sich eine sehr energiereiche, nach innen gerichtete Druckwelle, die das Innere extrem komprimiert und die Temperatur ansteigen lässt. In Kalifornien wurden immerhin 50 Mio. K erreicht, was genügte, um die Wasserstoffkerne zu verschmelzen (zu Heliumkernen) und Energie freizusetzen. In den wenigen Nanosekunden, in denen das Fusionsplasma wegen seiner eigenen Masseträgheit noch nicht auseinanderstiebt, kommt es zu den thermonuklearen Reaktionen.

Kernfusionsforschung in den USA schon letztes Jahr erfolgreich

Targetkammer für das Kernfusionsexperiment der National Ignition Facility (NIF) des Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien.
Foto: National Ignition Facility/LLNL

Viermal gelang dieses Plasmabrennen den US-Amerikanern, von den Experimenten Ende 2020 und Anfang 2021 hatten sie schon berichtet. Am 8. August 2021 dann konnte für 100 ps eine Energiemenge von 1,3 MJ erzeugt werden. Damals, so berichtete das mehr als 100 Leute starke Forschungsteam des NIF in einem Artikel in „Science“, wurden etwa 70 % der zuvor hineingesteckten Laserenergie wieder freigesetzt.

Energie aus Kernfusion: das ewige Versprechen

Der Unterschied zu der Technologie, die das deutsche Start-up Marvel Fusion verfolgt, liegt im verwendeten Brennstoff. Die Münchner setzen auf die Wasserstoff-Bor-Fusion. Mit einem Energiegewinn von 8,7 MeV hat die Fusion eines Borkerns mit einem Wasserstoffkern zu drei Heliumkernen zwar deutlich weniger Energiegewinn als die Deuterium-Tritium-Fusion, vermeidet aber das schwere Wasserstoffisotop Tritium. Zudem wird statt Neutronenstrahlung Helium freigesetzt.

Der frühere Chefwissenschaftler bei Marvel Fusion, Markus Roth, hatte das Unternehmen Ende März 2020 verlassen. Roth hat nach Berichten der FAZ inzwischen ein neues Start-up mitgegründet: Focused Energy, eine Ausgründung der TU Darmstadt mit 28 Mitarbeitern.

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