403 Sekunden! Chinas „künstliche Sonne“ hat einen großen Durchbruch erzielt

Das 122254. Experiment! Am 12. April um 21:00 Uhr stellte Chinas Experimental Superconducting Tokamak (EAST), auch bekannt als „künstliche Sonne“, einen neuen Weltrekord auf, indem er erfolgreich einen stationären Plasmabetrieb im High-Confinement-Modus für 403 Sekunden erreichte. Dies ist von großer Bedeutung für die Erforschung physikalischer Grenzprobleme künftiger Fusionsreaktoren, für die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Durchführbarkeit der Kernfusionsenergie und für die Beschleunigung der Realisierung der Fusionsstromerzeugung.

„Eine Kugel aus blendend weißem Licht erhob sich vom Ende der Bergkette …“ Im Science-Fiction-Roman „Die drei Sonnen“ ähnelt das vom Kernfusionsmotor des Raumfahrzeugs ausgestrahlte Licht der Sonne. Durch den Einsatz von Technologien wie der Kernfusion haben die Menschen ihren Heimatplaneten verlassen und sind zu einer echten Weltraumzivilisation geworden.

Alle Dinge wachsen mit Hilfe der Sonne. Der Grund, warum die Sonne scheinen und Wärme abgeben kann, ist die Kernfusionsreaktion in ihrem Inneren. Die Rohstoffe für die Kernfusionsenergie sind auf der Erde in großen Mengen vorhanden und die Emissionen sind schadstofffrei. Wenn es uns gelingt, eine „Sonne“ zur Stromerzeugung zu erschaffen, können die Menschen auf Energiefreiheit hoffen.

Um jedoch eine praktische „künstliche Sonne“ zu erzeugen, ist ein Plasma von mehreren hundert Millionen Grad Celsius, eine kontinuierliche Betriebszeit von mehr als tausend Sekunden und ein Plasmastrom von einem Megaampere erforderlich, was eine äußerst anspruchsvolle Aufgabe darstellt. Wissenschaftler auf der ganzen Welt arbeiten seit mehr als 70 Jahren an diesem Ziel.

Es hat die Form eines „riesigen Ofens“ und vermittelt das Gefühl, als würde „heißes Feuer“ in der Brust aufsteigen. Als bedeutende nationale wissenschaftliche und technologische Infrastruktur verfügt EAST über einen Kernfusionsreaktionsmechanismus, der dem der Sonne ähnelt.

Am 12. April betrachtete Gong Xianzu, Chefdirektor des EAST-Physikalexperiments, die Daten nach dem erfolgreichen Experiment. Foto: Xinhua News Agency-Reporter Zhang Duan

Am Abend des 12. April gelang es EAST nach mehr als zehn Jahren intensiver Forschung, einen stationären Plasmabetrieb im Hocheinschlussmodus für 403 Sekunden zu erreichen und damit den Weltrekord von 101 Sekunden aus dem Jahr 2017 zu brechen. Auf dem Versuchsgelände herrschte Jubel.

"Schüsse: 122254." Dass dieser Erfolg nach über 120.000 Experimenten erreicht war, zeigten die Zahlen auf dem Bildschirm in der Kontrollhalle OST.

„Die Hauptbedeutung dieses Durchbruchs liegt im ‚High Confinement Mode‘“, sagte Song Yuntao, stellvertretender Direktor des Hefei Institutes of Physical Science und Direktor des Instituts für Plasmaphysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Im Hocheinschlussmodus werden Temperatur und Dichte der Partikel erheblich verbessert. „Dadurch wird eine solide physikalische Grundlage für die Verbesserung der Stromerzeugungseffizienz und die Senkung der Kosten zukünftiger Fusionskraftwerke geschaffen.“

Am 12. April feierten die Forscher in der Kontrollhalle EAST den Erfolg des Experiments. Foto: Xinhua News Agency-Reporter Zhang Duan

Berichten zufolge verfügt das EAST-Gerät über mehr als 200 Kerntechnologien und mehr als 2.000 Patente und integriert Spitzentechnologien wie „Ultrahochtemperatur“, „Ultratieftemperatur“, „Ultrahochvakuum“, „Ultrastarkes Magnetfeld“ und „Ultragroßstrom“, wobei insgesamt Millionen von Komponenten zusammenarbeiten. Dieser erfolgreiche Durchbruch ist untrennbar mit den technischen Verbesserungen bei der Plasmasteuerung, Heizung, Wandbehandlung, erweiterten Diagnostik und der Verbesserung der inneren Vakuumkammer verbunden.

Derzeit ist der technische Entwurf für die nächste Generation des chinesischen Fusion Engineering Experimental Reactors mit „künstlicher Sonne“ abgeschlossen und das Ziel besteht darin, in Zukunft den weltweit ersten Fusionsdemonstrationsreaktor zu bauen.