Chinesisches Fusions-Startup zündet neutronenfreie Reaktion
In einer Testhalle in Langfang, einer Stadt in der Provinz Hebei, direkt südlich von Peking, beobachteten Ingenieure spät in einer Septembernacht, wie ein Bildschirm aufleuchtete. Mehr als zwanzig Alpha-Teilchen-Signale erschienen gleichzeitig, ihr Timing fast perfekt ausgerichtet. Nach einer Woche der Überprüfung und Expertenbewertung bestätigte das Team, was es gesehen hatte: Eine Fusionsreaktion hatte in einer von einem Privatunternehmen gebauten Maschine stattgefunden.
Das Gerät heißt Xuanlong-50U, ein sphärischer Tokamak – eine donut-förmige magnetische Flasche, die überhitztes Plasma halten soll. Sein Erbauer ist ENN Fusion, der Fusionsarm einer chinesischen Energiegruppe, die besser für Erdgas bekannt ist. Was das Ergebnis ungewöhnlich macht, ist der Brennstoff. Die meisten Fusionsexperimente verwenden Deuterium und Tritium, Wasserstoffisotope, die relativ leicht fusionieren, aber eine Flut hochenergetischer Neutronen freisetzen. Diese Neutronen können umgebende Materialien aktivieren, was bedeutet, dass Reaktoren schwere Abschirmung benötigen und radioaktiven Abfall produzieren.
Xuanlong-50U lief stattdessen mit Wasserstoff und Bor. Die Fusion eines Protons mit Bor-11 ergibt drei Alpha-Teilchen – Heliumkerne – und fast keine Neutronen. Das Unternehmen beschrieb es als das erste Mal, dass ein kommerzielles Fusionsunternehmen eine Wasserstoff-Bor-Reaktion in seinem eigenen Gerät erzielte, und das erste Mal, dass eine chinesische Maschine mit magnetischem Einschluss mit einem fortschrittlichen Brennstoff in einem sauberen, neutronenfreien Modus lief.
Der Reiz ist offensichtlich. Bor ist in der Erdkruste reichlich vorhanden, und Wasserstoff ist überall. Ein Reaktor, der sie verbrennt, würde weit weniger radioaktives Material erzeugen und möglicherweise die Abschirmungs- und Wartungslast verringern, die konventionelle Fusionskraftwerke so teuer macht. Der Haken ist, dass die Wasserstoff-Bor-Fusion Temperaturen erfordert, die etwa zehnmal höher sind als bei Deuterium-Tritium-Reaktionen – Bedingungen am Rande dessen, was jede aktuelle Maschine aufrechterhalten kann.
Deshalb sollte das Langfang-Ergebnis sorgfältig gelesen werden. Das Team meldete Alpha-Teilchen-Signale, die mit Fusion vereinbar sind, nicht einen Netto-Energiegewinn. Niemand behauptet, dass ein Kraftwerk in der Nähe ist. Die Reaktion ist ein physikalischer Meilenstein, ein Zeichen dafür, dass der Brennstoffkreislauf gezündet und beobachtet werden kann, und nicht ein kommerzieller Durchbruch. Fusionsforscher haben gelernt, geduldig zu sein: Die Lücke zwischen einer ersten Reaktion und nutzbarem Strom hat zuvor Jahrzehnte verschlungen.
Dennoch zählt die Richtung. Fusion wird oft als die ultimative Energiequelle beschrieben, weil ihr Brennstoff aus Meerwasser und Gestein stammt und weil sie keinen langlebigen Abfall und keine Treibhausgase produziert. Jahrelang wurde das Feld von staatlich finanzierten Megaprojekten wie ITER dominiert, dem internationalen Tokamak, der in Frankreich gebaut wird. Jetzt konkurrieren Privatunternehmen in den USA, Großbritannien, Japan und China mit kleineren, schnelleren Zeitplänen und wetten darauf, dass neue Magnete, Materialien und Steuerungssoftware den Zeitplan verkürzen können.
Chinas Fusionsszene ist überfüllt geworden. Staatliche Labore betreiben EAST in Hefei und HL-3 in Chengdu, während eine Welle von Startups und Unternehmensprogrammen alternative Designs verfolgt. ENNs Weg – ein sphärischer Tokamak, der fortschrittlichen Brennstoff verbrennt – ist eine der ehrgeizigeren Wetten, da sphärische Maschinen kompakt, aber bekanntermaßen schwer zu kontrollieren sind.
Für globale Leser ist die Erkenntnis einfach. Die Fusion ist nicht gelöst. Aber die Liste der Teams, die bereit sind, die schwierigste Version des Problems zu versuchen, wird immer länger, und eines davon sitzt jetzt in einem umgebauten Industriepark in Hebei und wartet im Dunkeln auf Alpha-Teilchen.