Chinesische Medien melden Durchbruch bei Fusionskontrolle, Details bisher unklar
Die China National Nuclear Corporation soll einen Durchbruch bei Fusionskontrolle im "künstliche Sonne"-Projekt HL-3 erreicht haben, nennt aber keine Details.
Außenansicht des in China entwickelten Tokamak-Reaktors Huanliu-3 (HL-3)
(Bild: CNNC)
Wie verschiedene chinesische Nachrichtenmedien berichten, ist es dem Staatsunternehmen China National Nuclear Corporation (CNNC) in dem Fusionsforschungsreaktor Huanliu-3 (HL-3) erstmals gelungen, eine "fortschrittliche Magnetfeldstruktur zu entdecken und zu realisieren". Diese soll die Fähigkeit von HL-3 zur Kontrolle des Betriebs von Kernfusionsanlagen deutlich verbessern, heißt es in den Berichten. Details dazu, worin genau der Fortschritt besteht und wie er erreicht wurde, nennt CNNC allerdings nicht. Auf der Webseite des Unternehmens wird der vermeintliche Durchbruch bisher nicht einmal erwähnt.
Bei HL-3 handelt es sich um eine von China entwickelte Großforschungsanlage zur kontrollierten Kernfusion. Sie wird als "künstliche Sonne" bezeichnet, da die kontrollierte Kernfusion nach dem gleichen Prinzip Energie erzeugt wie die natürlichen Prozesse in der Sonne. Seit Ende 2023 steht HL-3 der internationalen Gemeinschaft für die gemeinsame Forschung offen. An der ersten Runde der gemeinsamen internationalen Experimente nahmen 17 Forschungsinstitute und Universitäten teil, darunter die französische Behörde für alternative Energien und Kernenergie (CEA) und die Universität Kyoto in Japan.
China auch am ITER-Projekt beteiligt
China ist neben der Europäischen Union, den USA, Russland, Indien, Japan und Südkorea auch am Bau des Internationalen Thermonuklearen Experimentalreaktors (ITER) im französischen Cadarache beteiligt. Die bei HL-3 gewonnenen Erkenntnisse könnten auch in dieses internationale Großprojekt einfließen. ITER soll als Versuchsreaktor die technische und wissenschaftliche Machbarkeit der Energiegewinnung durch Kernfusion demonstrieren. Der Testbetrieb von ITER ist für 2025 vorgesehen. China selbst strebt den Bau eines industriellen Prototyps bis spätestens 2035 und die Nutzung der Kernfusionsenergie bis Mitte des Jahrhunderts im Rahmen der langfristigen Entwicklungsziele für die Kernenergieindustrie an.
Weitere Fortschritte in der Fusionsforschung
Im Januar berichtete ein chinesisches Forscherteam vom HL-3-Tokamak, erstmals den sogenannten High-Confinement-Betrieb (H-Mode) mit einem Plasmastrom von einem Mega-Ampere (MA) erreicht zu haben. Dieser Modus verbessert die Leistung des eingeschlossenen Plasmas und gilt als Meilenstein auf dem Weg zur Zündphase.
Als "High-Confinement Mode" (H-Mode) bezeichnet man in der Kernfusion – speziell bei Tokamak-Reaktoren – einen Betriebszustand, bei dem das Plasma ein erhöhtes Energieeinschlussvermögen aufweist. Im H-Mode bildet sich am Rand des Plasmas eine sogenannte Transportbarriere, die den Energieverlust verringert. Dies führt zu höheren Temperaturen und Dichten im Plasma und verbessert die Bedingungen für Fusionsreaktionen.
Ein wichtiges Merkmal des H-Modus ist das Auftreten einer Schicht mit hohem Druckgradienten, die als "Edge Transport Barrier" (ETB) bezeichnet wird. Diese Barriere reduziert den radialen Verlust von Energie und Teilchen, was zu einem dichteren und heißeren Plasma im Inneren des Tokamaks führt.
Im H-Modus können sogenannte "Edge-Localized Modes" (ELMs) auftreten – periodische Instabilitäten, die zu plötzlichen Energieverlusten führen können. Diese ELMs müssen kontrolliert werden, um einen stabilen Betrieb desFusionsreaktors zu gewährleisten.
Auch andere Fusionsexperimente gelangen jüngst Erfolge: So gelang es einem Team des US-Rüstungs- und Atomkonzerns General Atomics am DIII-D-Tokamak, für 2,2 Sekunden eine Plasmadichte zu erreichen, die 20 Prozent über der bisher für möglich gehaltenen Grenze lag. Gleichzeitig verbesserten sie nach eigenen Angaben die Fähigkeit, Energie im Plasma einzuschließen, um 50 Prozent.
Der südkoreanische Forschungsreaktor KSTAR erreichte zudem Ionentemperaturen von 100 Millionen Grad Celsius für 48 Sekunden. Das Plasma war über 100 Sekunden stabil. Ziel ist es, das Plasma für bis zu 300 Sekunden bei über 100 Millionen Grad aufrechtzuerhalten.
(vza)