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Fusionsreaktor baut mehrfache Sonnenhitze auf

Über 480 Sekunden hat der Wendelstein-Versuchsreaktor für Kernfusion ein dünnes Wasserstoffplasma auf über 50 Millionen Grad gehalten. In diesen acht Minuten hielt die Anlage einen Energieumsatz von 1,3 Gigajoule aus.

Anlagen der Kernfusion sollen die Energiequelle der Sonne direkt anzapfen. Wer die Kernfusion beherrschen will, der muss mit sehr großen Energien umgehen können. In der Plasmakammer des Fusionsreaktors Wendelstein 7-X haben Forscher des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik in Greifswald ein leichtes Wasserstoffplasma erzeugt und über acht Minuten gehalten. Die Plasmatemperatur betrug in dieser Zeit über 50 Millionen Grad – selbst im Inneren der Sonne herrschen vergleichsweise kühle 15 Millionen Grad.

Das heiße Plasma kann auf der Erde nur im Magnetfeld bestehen, bei Kontakt zu den Innenwänden der Plasmakammer würde es schlagartig abkühlen. Im Reaktor spannen 50 supraleitende Magnetspulen einen Magnetkäfig auf, der in der sogenannten Stellarator-Anlage die Form eines verdrillten Ringes hat. Die Innenwände dieser Plasmakammer hat man in den vergangenen drei Jahren mit einem neuen Hitzeschutz verkleidet. 657 Wasserkühlkreise sind in der Lage, aus der Kammer bis zu zehn Megawatt pro Quadratmeter abzuführen.

In der Fusionsanlage Wendelstein 7-X haben Wissenschaftler ein Wasserstoffplasma mit über 50 Millionen Grad erzeugt und acht Minuten aufrechterhalten.

Bild: Max-Planck-Institut für Plasmaphysik/Jan Hosan

Der Testlauf mit dem Plasma bedeutete auch einen Funktionstest für die beteiligten Heizsysteme, denn um später einmal Energie mit Kernfusion gewinnen zu können, muss man zunächst das benötigte Wasserstoffplasma erzeugen und sogar auf über 100 Millionen Grad erhitzen. Dazu dienen die starken Magnetfelder, eine Mikrowellenheizung und eine Ionenheizung, die mit hoher Energie Neutralteilchen in das Plasma schießt.

Beim jüngsten Rekordlauf gelang es mit diesen Systemen, dem Plasma kontinuierlich 2,7 Megawatt zuzuführen, das 50-Millionen-Grad-Plasma in der Schwebe zu halten und die abstrahlende Energie auch wieder abzuführen, ohne die Anlage zu beschädigen. Das nächste Ziel der Wissenschaftler ist es, die Versuchsdauer auf 30 Minuten und die Plasmatemperatur auf bis zu 100 Millionen Grad zu steigern. Damit könnten sie beweisen, dass mit ihrer Technik wirtschaftliche Kernfusion im Dauerbetrieb möglich ist, wenn auch erst in einer noch zu bauenden Großanlage. (agr@ct.de)

Bioelektronik wächst im Körper

Mit einem Gel, das sie in den Körper eines Tieres injizieren, ist es schwedischen Forschern der Universitäten Linköping, Lund und Göteborg gelungen, Elektroden wachsen zu lassen. Das Team um Magnus Berggren hat seinem Gemisch Enzyme zugesetzt, die im Körper beispielsweise die Bildung von Wasserstoffperoxid anregen. Das injizierte Gel bildet damit erst im Körper stromleitende Stränge.

Das mit Enzymen angereicherte Gel, hier ein Tropfen auf einem Mikrochip, kann sich im Körper in stromleitende Elektroden umwandeln.

Bild: Universität Linköping/Thor Balkhed

Bei Tests an Zebrafischen hat sich die Entwicklung bereits bewährt, ihnen wuchsen flexible Elektroden etwa im Hirn oder am Herzen, ohne die Lebensfunktionen einzuschränken. Die Forscher hoffen, beispielsweise mit einer einfachen Injektion Elektroden auch ins menschliche Gehirn pflanzen und damit Nerven therapeutisch stimulieren zu können. Zudem denken sie daran, Mensch-Maschine-Interfaces zu entwickeln und sogar elektronische Schaltkreise im Körper wachsen zu lassen. (agr@ct.de)