Forscher eines Nuklearfusionslabors der US-Regierung sagen, dass sie einen Weg gefunden haben, die riesigen Magnete, die zur Steuerung des Fusionsplasmas erforderlich sind, zu verkleinern, was ihrer Meinung nach ein weiterer Schritt zur Schaffung eines brauchbaren Fusionsreaktors ist.Unter Kernfusion versteht man den Vorgang des Zusammenfügens zweier Atomkerne zu einem schwereren Atom.Die Masse des neuen schwereren Atoms ist jedoch etwas geringer als die der beiden einzelnen Atome, und diese übrig gebliebene Masse wird als Energie freigesetzt, die zur Stromerzeugung genutzt werden kann.Kernfusion findet auf natürliche Weise ständig in den Kernen von Sternen wie unserer Sonne statt, wo Wasserstoffatome unter enormer Hitze und enormem Druck zu Helium verschmolzen werden.Während es Wissenschaftlern gelungen ist, die Kernfusion künstlich nachzubilden, besteht das Problem darin, eine Reaktion lange genug aufrechtzuerhalten, um ein Stromnetz rentabel mit Strom zu versorgen.Das andere Problem ist, dass es Wissenschaftlern bisher nicht gelungen ist, einen Kernfusionsreaktor dazu zu bringen, mehr Energie zu produzieren, als er verbraucht, da die Wiederherstellung der für die Fusion erforderlichen intensiven Hitze viel Energie erfordert.Dennoch jagen Wissenschaftler und Regierungen einem funktionierenden Kernfusionsreaktor hinterher, da er eine saubere, leistungsstarke und praktisch unbegrenzte Energiequelle verspricht.Kleine Durchbrüche bringen die Menschheit einem solchen Reaktor Schritt für Schritt näher, aber von einem, der mit Energieaus- und -einspeisung ausgeglichen ist und in einem nationalen Stromnetz verwendet werden kann, wird noch mindestens ein Jahrzehnt erwartet.Einer der führenden Ansätze zur Fusion beinhaltet eine Maschine namens Tokamak, in der Wasserstoff auf so hohe Temperaturen erhitzt wird, dass er zu einem Plasma – einer Suppe aus Protonen und Elektronen – wird, in dem eine Fusion stattfinden kann.Das Plasma wird im Tokamak durch starke Magnete eingeschlossen, die es in einen Kreis lenken.Die Fortschritte bei normalen Tokamaks waren jedoch im Allgemeinen langsam, und jetzt suchen Wissenschaftler nach einer neuen Version, die als kugelförmiger Tokamak bezeichnet wird und den üblichen ringförmigen Tokamaks ähnelt, jedoch mit einer geringeren Lücke in der Mitte.Laut Wissenschaftlern des Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) des US-Energieministeriums, das von der Princeton University verwaltet wird, könnten kleinere Magnete die Arbeit an kugelförmigen Tokamaks erheblich erleichtern, da sie getrennt von anderen Maschinen in der Mitte positioniert werden könnten Hohlraum.Mit anderen Worten, die Magnete konnten repariert werden, ohne etwas anderes zerlegen zu müssen.Die Herstellung solch kleiner Magnete ist genau das, was Wissenschaftler von PPPL sagen, dank supraleitender Drähte, die die gleiche Strommenge übertragen können wie ein viel breiterer Kupferdraht und auch viel stärkere Magnetfelder erzeugen.„Vieles hängt vom Zentrum [von Tokamak] ab“, sagte Jon Menard, stellvertretender Forschungsdirektor von PPPL, in einer Pressemitteilung.„Wenn Sie also die Dinge in der Mitte verkleinern können, können Sie die gesamte Maschine verkleinern und die Kosten senken, während Sie theoretisch die Leistung verbessern.“Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass kleinere Magnete mehr Platz für eine Stützstruktur bedeuten, die zukünftigen kugelförmigen Tokamaks helfen wird, ihren eigenen riesigen Magnetfeldern zu widerstehen.„Außerdem geben die kleineren, stärkeren Magnete dem Maschinenkonstrukteur mehr Möglichkeiten, einen kugelförmigen Tokamak mit einer Geometrie zu entwerfen, die die Gesamtleistung des Tokamak verbessern könnte“, sagte Thomas Brown, ein PPPL-Ingenieur, der an der Forschung mitgewirkt hat.„Wir sind noch nicht ganz da, aber wir sind näher und vielleicht nah genug.“Die Verwendung der neuen Drähte für die Magnete wird durch eine Technik ermöglicht, die von Forschern der University of Colorado, Boulder, und des National High Magnetic Field Laboratory in Florida verfeinert wurde.Eine Studie, die die Entwicklung skizziert, wurde im April dieses Jahres in der Zeitschrift IEEE Transactions on Applied Supraconductivity veröffentlicht.Schließen Sie sich einer halben Million Leser an, die die kostenlosen Newsletter von Newsweek genießen