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Fusionsforschung: Der lange Weg zum künstlichen Sonnenfeuer

Auf der Kernfusion ruhen viele Hoffnungen. Sie könnte sich als verhältnismäßig saubere und nahezu unerschöpfliche Energiequelle erweisen und in einigen Jahrzehnten einen beträchtlichen Teil des Strombedarfs der Menschheit decken. Doch ob das klappt, ist ungewiss. Denn Fusionsreaktoren stellen ihre Entwickler laufend vor neue Herausforderungen.
Ein Techniker arbeitet an einem Modul des Außengefäßes von Wendelstein 7-X

Nahezu alle unsere Energiequellen verdanken wir letztlich dem unaufhörlichen Leuchten der Sonne. Sie nährt Mikroben und Pflanzen, deren verrottende Überreste sich über Jahrmillionen hinweg in die fossilen Energieträger Kohle, Erdöl und Erdgas verwandelt haben. Sie wärmt das Land, die Weltmeere und die Atmosphäre, so dass unsere Kraftwerke die entstehenden Winde und Wasserkreisläufe nutzen können. Ihr Licht fällt auf Solarzellen und lässt Biomasse auf Äckern wachsen. Sogar die Kernkraft beruht letztlich auf der Aktivität zumindest von fernen Geschwistern der Sonne. Denn diese brüteten vor Äonen alle schweren chemischen Elemente aus – bis hinauf zum Uran, das wir heute in Kernreaktoren einsetzen. Da liegt es nahe, sich zur Energiegewinnung die Sonne zum Vorbild zu nehmen und zu versuchen, in einem Kraftwerk Wasserstoffatome zu Helium zu verschmelzen.

Der Gedanke ist faszinierend; die Umsetzung eine gewaltige technische Herausforderung. Das Vorbild lässt sich nicht einfach kopieren, herrschen im Schmelztiegel der Sonne doch Temperaturen von mehr als 15 Millionen Kelvin und unvorstellbar hohe Drücke von zum Teil über 20 Billiarden Pascal – 200 Milliarden Mal so hoch wie der irdische Luftdruck. Solche Werte sind mit technischen Mitteln wohl auch in absehbarer Zukunft dauerhaft kaum zu erreichen. Trotzdem gelang es Menschen schon mehrfach, das Sternenfeuer auf Erden zu entfachen.

Zum ersten Mal vor ziemlich genau 60 Jahren: Am 1. November 1952 zündeten die Vereinigten Staaten auf einem kleinen Atoll der pazifischen Marshallinseln ihre erste Wasserstoffbombe. Der Sprengsatz mit der Bezeichnung "Ivy Mike" war fast 1000-mal stärker als die Atombombe von Hiroschima. Wo sich einst das Inselchen Elugelab aus dem Wasser erhob, klafft heute ein tiefer Unterwasserkrater. Einige Monate später brachte auch die UdSSR ihre erste Fusionsbombe zur Explosion ...

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Spektrum der Wissenschaft – Dunkle Kometen: Geisterfahrer im Sonnensystem

Eine kleine Gruppe von Himmelsobjekten sorgt für Rätselraten unter Fachleuten: Obwohl die Brocken keinen Schweif aus Gas und Staub aufweisen, bewegen sie sich wie Kometen. Was treibt diese Dunklen Kometen an? Könnten sie sogar Hinweise auf den Ursprung des Wassers auf der Erde liefern? Weitere Themen in dieser Ausgabe: Die Ökologin Katja Tielbörger und der Molekularbiologe Detlef Weigel diskutieren darüber, wie ein Kompromiss zur Neuregelung der Grünen Gentechnik aussehen könnte. Sie sind sich einig: Man muss das gesamte System betrachten. Angesichts des Internationalen Jahres der Quantenphysik gehen wir der Frage nach, warum selbst Physiker die Quantenmechanik nicht verstehen – und was ihre Formeln über die Wirklichkeit aussagen. Außerdem stellen wir Ihnen vor, was Mikrofossilien über die Zeitgenossen der Dinosaurier verraten, und wir präsentieren Ihnen die Farbenpracht des altägyptischen Tempels von Esna. Fünf Jahre arbeiteten Restauratoren an der Rekonstruktion. Das Ergebnis ist spektakulär.

Spektrum - Die Woche – (Über)leben mit ME/CFS

ME/CFS verändert Leben radikal. Die Ärztin Natalie Grams schildert in der Titelgeschichte eindrücklich ihren Alltag mit der Krankheit. Außerdem in »Die Woche«: Ein Laser aus Neutrinos, Satellit soll vor Sonnenstürmen warnen und mehr.

Spektrum Kompakt – Energiewende

Obwohl immer mehr Strom aus erneuerbaren Quellen erzeugt wird, enden die Bemühungen um die Energiewende noch lange nicht. Neben vertikalen oder schwimmenden Solaranlagen rückt auch die Geothermie ins Zentrum der Diskussionen – und die überholt geglaubte Atomkraft scheint einen Aufschwung zu erleben.

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