Man sagt, dass aller guten Dinge drei sind, und die USA setzen definitiv auf das Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), um genau das zu erreichen, wenn es um die kalte Fusion geht. Nachdem am 30. Juli in einem nationalen Labor die zweite erfolgreiche Fusionszündung mit einem Energieüberschuss (d. h. es wurde mehr Energie erzeugt, als für die eigentliche Fusionsreaktion erforderlich war) erzielt wurde, wollen die USA nun die Forschung ankurbeln und eine erfolgreiche dritte Zündung ermöglichen – und darüber hinaus. Zu diesem Zweck ist das Land bereit, weitere 112 Millionen Dollar in ein Dutzend Supercomputerprojekte zu investieren.
Fusion (kurz für Kernfusion) bezeichnet die Fähigkeit, zwei leichte Atome zu einem einzigen, schwereren zu verschmelzen: ein Prozess, der, wenn er erfolgreich ist, zur Freisetzung gewaltiger Energiemengen in Form von Elektronen führt. Im Gegensatz zur Kernspaltung (bei der schwere Elemente wie Uran oder Plutonium gespalten werden) soll die Kernfusion eine sichere, nahezu unbegrenzte Energiequelle darstellen. Wenn es richtig gemacht wird, führt die Verschmelzung von zwei leichten Atomen (wie Deuterium und Tritium, beides Wasserstoffisotope, die im Vergleich zu „normalem“ Wasserstoff zusätzliche Elektronen tragen) zu einem Energieüberschuss, der mehr als viermal so hoch ist wie der, den Spaltungsprozesse erzeugen können. Damit ist dieser Prozess etwa vier Millionen Mal so viel wert wie die Energie, die bei der Verbrennung von Kohle freigesetzt wird (pro Kilogramm) – die Vorteile liegen auf der Hand.
Auf der Grundlage dieses Versprechens vereint das neu eingerichtete SciDAC-Programm (Scientific Discovery through Advanced Computing) die beiden bereits bestehenden Programme des Verteidigungsministeriums mit dem Ziel, die Programme zu straffen, die in die Lösung komplexer Fusionsenergieprobleme unter Einsatz von Supercomputing-Ressourcen, einschließlich Exascale-Systemen, investiert werden.
USA back in the supercomputing lead 🇺🇸
New supercomputer is first ever to do 1+ exaFLOPS, and is more than 2X faster than the previous world leader.https://t.co/yfoj1g8yFC
— Grant Guske (@grantguske) July 23, 2023
„Die Modellierungs- und Simulationsarbeiten dieser Partnerschaften werden Einblicke in die zahlreichen physikalischen Prozesse bieten, die in Plasmen unter extremen Bedingungen ablaufen, und werden auch die Konstruktion von Fusionspilotanlagen leiten“, sagte der stellvertretende Wissenschaftsdirektor des DoE für FES, Jean Paul Allain.
Es bleibt jedoch noch viel zu tun, um eine nachhaltige Zündung von Brennstoff mit überschüssiger Energie zu erreichen, die die Menschheit tatsächlich in eine saubere, energiebewusste und reichhaltige Zukunft katapultiert. Die Fusionszündung vom 30. Juli lieferte zwar einen höheren Energieoutput als die Leichtatom-Brennstoffkapsel (obwohl nicht bekannt ist, wie viel besser sie war als die 2,05 Megajoule-in, 3,15 Megajoule-out, die im Dezember letzten Jahres erreicht wurden), aber dabei wird nur die Energie berücksichtigt, die auf das Pellet selbst übertragen wurde. Leider ist die Art und Weise, wie die Energie in das Pellet eingebracht wird (über 192 Laser), immer noch extrem ineffizient – das LLNL musste die schwindelerregende Zahl von 322 Megajoule aufwenden, um die Laser selbst abzufeuern, so dass der Prozess immer noch ein globales Energiedefizit aufweist.
