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Kernfusion und Fusionsanlagen > National Ignition Facility (USA)

Typ: Trägheitsfusionsanlage • Plasmatemperatur: ? • Betreiber: NIF •
Baubeginn: 29. Mai 1997 • Inbetriebnahme: März 2009


Größte Laserforschungsanlage der Welt

Vorverstärker in der National Ignition Facility

Die National Ignition Facility (NIF) ist eine Anlage zur Erforschung der Kernfusion und befindet sich im Lawrence Livermore National Laboratory in Livermore (US-Bundesstaat Kalifornien). Sie wird auf der NIF-Website als das präziseste und berechenbarste Lasersystem der Welt mit der Größe eines Sportstadiums von drei Fußballfeldern bezeichnet.[1]

Mit den Bauarbeiten war am 29. Mai 1997 begonnen worden. 2001 waren alle Gebäude fertiggestellt, 2008 zwei Lasereinheiten. Im März 2009 ging die Anlage schließlich in Betrieb.[1][2]

Trägheitsfusion

In der Anlage wird mit 192 Laserstrahlen auf ein Deuterium-Tritium-Gemisch geschossen, womit eine Temperatur und Dichte erreicht werden sollen, wie sie im Inneren von Sternen und großen Planeten herrschen – oder auch in Atomwaffen. Die Deuterium-Tritium-Kerne sollen zu Helium fusioniert werden und große Mengen an Energie erzeugen.[3] Man nennt diese Methode auch Trägheitsfusion oder Fusion in einem trägheitsbegrenzten Plasma ("inertially confined fusion plasma").[4]

Am 25 Oktober 2010 wurde über ein erstes erfolgreiches Experiment berichtet, bei dem alle 192 Laserstrahlen für den Beschuss integriert werden konnten. Ob damit eine nennenswerte Wirkung auf den Brennstoff erzielt wurde oder welche Temperaturen erreicht wurden, ging aus dem Bericht nicht hervor.[5]

NIF sollte den prinzipiellen Nachweis erbringen, dass eine Kernfusion mittels Laser möglich sei; bei entsprechendem Erfolg sollte die Demonstrationsanlage HiPER (High Power laser Energy Research) zur Energieerzeugung erbaut werden.[6]

Rückkehr zu Materialtests

Nachdem bis 2012 das NIF mit dem Ziel gescheitert war, eine Kernfusion zu entzünden, und auch in den folgenden Jahren keine Fortschritte erzielt wurden, schraubte es 2016 seine Ziele herunter: Bis 2020 sollte nun nur noch ermittelt werden, ob überhaupt eine Fusion erreicht werden könne und, wenn nicht, weshalb nicht.[7] Ab 2015/2016 wurden darüber hinaus Materialtests mit nicht waffenfähigem Plutonium durchgeführt.[8]

Am 11. Juni 2018 wurde über einen neuen Rekord bei der Bereitstellung von Laserenergie berichtet.[9]

Meilenstein 2021?

Laut Angaben des Betreibers gelang es bei einem Experiment im August 2021, 1.35 Megajoule (MJ) und damit 70 % der zuvor investierten Energie wieder freizusetzen; bislang war man jahrelang über 3 % nicht hinausgekommen.[10]

(Letzte Änderung: 30.08.2021)

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 lasers.llnl.gov: What Is the National Ignition Facility? abgerufen am 27. Februar 2021
  2. lasers.llnl.gov: NIF Construction abgerufen am 27. Februar 2021
  3. lasers.llnl.gov: How NIF Works abgerufen am 27. Februar 2021
  4. nature: Fuel gain exceeding unity in an inertially confined fusion implosion vom 12. Februar 2014
  5. photonics.com: 1st Successful Ignition Experiment at NIF vom 25. Oktober 2010
  6. hiper-laser.org: The HiPER Project abgerufen am 27. Februar 2021
  7. aip.org: National Ignition Facility May Never Ignite, DOE Admits vom 20. Juni 2016
  8. East Bay Times: Despite objections, Livermore lab to fire world’s largest laser at plutonium vom 15. August 2016
  9. phys.org: National Ignition Facility sets new laser energy record vom 11. Juli 2018
  10. Science: With explosive new result, laser-powered fusion effort nears ‘ignition’ vom 17. August 2021
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