Zeitung Heute : Umstrittene Kernfusion im Lösungsmittel

Der Tagesspiegel

Von Paul Janositz

In den nächsten Wochen werden wohl viele Physiker einen kleinen Reaktionsbehälter mit der organischen Flüssigkeit Aceton füllen, diesen mit Neutronenstrahlen beschießen und eine Ultraschall-Quelle einschalten. Die Forscher werden dann auf Lichtblitze achten und auf Detektoren schauen, um schnelle Neutronen oder schwerere Wasserstoff-Iostope (Tritium) zu entdecken. Der Nachweis größerer Mengen dieser Substanzen wäre ein Indikator dafür, dass in dem Reaktor eine Kernfusion abgelaufen sein könnte.

Ein solches Experiment wurde von einem internationalen Team um den Physiker Rusi Taleyarkhan vom Oak Ridge National Laboratory im US-Bundesstaat Tennessee jetzt im Fachblatt „Science" (Bd. 295, Seite 1868-1871) beschrieben. Die Veröffentlichung hat nicht nur in Fachkreisen hohe Wellen geschlagen. Schließlich hat es im Jahre 1989 ähnliche Meldungen über eine „kalte Kernfusion im Reagenzglas“ gegeben. Das Experiment amerikanischer Chemiker konnte allerdings nicht wiederholt werden. Das als sensationell empfundene Resultat erwies sich bald als plumpe Täuschung oder zumindest handwerkliche Schlamperei.

Auch diesmal geht der wissenschaftliche Streit los, bevor der Artikel in „Science" überhaupt erschienen ist. Meldungen, das Wissenschaftsmagazin „Nature" habe die Veröffentlichung vorab abgelehnt, wurden vom britischen Fachblatt allerdings nicht bestätigt. Doch selbst im eigenen Institut zweifeln Kollegen an der Seriosität. Die Physiker Dan Shapira und Michael Saltmarsh konnten die schnellen Neutronen in Folgeexperimenten nicht in ausreichender Zahl nachweisen.

Weniger Zweifel darüber, dass die Reaktion prinzipiell wie beschrieben abgelaufen sei, hat dagegen Uwe Schumacher. Der Professor für Plasmaphysik an der Universität Stuttgart kennt sich in Fusionsforschung aus. Er arbeitet bei diversen europäischen Projekten mit. Allerdings versuchen die Experten hierbei mit großem Aufwand an magnetischer Energie oder per Laser, Deuterium, „schweren“ Wasserstoff, in noch schwerere Elemente, Tritium oder Helium, zu verwandeln. Ähnliches läuft seit Jahrmilliarden in der Sonne ab, die dabei entstehende Energie ist die Grundlage allen Lebens auf der Erde.

Könnte man den Sonnenreaktor auf der Erde nachahmen, wäre das die Lösung des Energieproblems. Allerdings muss die Bilanz positiv sein, das heißt die Menge entstehender Energie größer als die der aufgewendeten. Soweit ist man mit den großkalibirigen Fusionsreaktoren noch nicht, noch ist der Aufwand wesentlich größer als der Ertrag.

Genau dies könnte den Charme der jetzt in „Science" beschriebenen Kernfusion ausmachen. Der Reaktor ist in etwa so groß wie eine Vase. Hineingefüllt wird das Lösungsmittel Aceton, dessen Wasserstoffatome allerdings durch Deuterium ersetzt wurden. Wie können nun die schweren Wasserstoffisotope dazu gebracht werden, zu fusionieren? Hier wandte Taleyarkhan eine energiesparende Methode an.

Der Trick besteht darin, die Flüssigkeit zu „sieden" und die entstehenden Gasblasen so weit wie möglich zusammenzupressen. „Die Energie wird auf einen winzigen Punkt konzentriert", sagt Schumacher. Das in der Blase gefangene Deuterium wird dadurch auf so hohe Temperaturen erhitzt, die ausreichen, die Fusion in Gang zu setzen. Ein Anzeichen für die Vereinigung ist ein Leuchten. Wird die Siedetemperatur durch Ultraschall erreicht, nennt man den Vorgang „Sonolumineszenz", also „Leuchten mit Schall". Das Team um Taleyarkhan erzeugte in dem Lösungsmittel Aceton mithilfe eines Neutronenstrahls winzige Blasen, die sie mit Schallwellen ausdehnten, bis sie explosionsartig in sich zusammenfielen.

„Diese Methode ist bekannt und wird oft angewendet", sagt Schumacher. Die Leuchtblitze zeigten, dass die hineingesteckte Energie konzentriert im Mittelpunkt der Blasen angekommen sei. Die Blasenbildung nenne man „Kavitation", die in diesem Fall durch Ultraschall vervorgerufen wird.

Wenn das Experiment wie beschrieben abggelaufen sei, müssten in den Blasen sehr hohe Temperaturen entstanden sein, meint Ferenc Mezei vom Berliner Hahn-Meitner-Institut. Bei solchen Temperaturen von mehreren Millionen Grad könne man nicht mehr von „kalter Fusion" sprechen. Der Experte für Neutronenforschung ist sich nicht sicher, ob es überhaupt zu nennenswerter Fusion gekommen sei.

Während Taleyarkhan behaupte, es seien genügend Reaktionsprodukte entstanden, würde dies von der anderen Arbeitsgruppe in Oak Ridge bezweifelt. Dan Shapira und Michael Saltmarsh zufolge reicht die gemessene Menge an Neutronen und Tritium nicht für einen statistisch signifikanten Nachweis aus. Zudem müsse man beim Nachweis von Neutronen vorsichtig sein. Schon beim „Flop"vor 13 Jahren seien die Chemiker Stanley Pons und Martin Fleischmann dadurch in die Irre geführt worden. Die neutralen Kernteilchen würden ständig in der Atmosphäre produziert und daher überall vorhanden.

Auf den wichtigsten Punkt, an dem die Qualität jeglicher Fusionsforschung zu messen ist, geht die „Science“-Veröffentlichung überhaupt nicht ein - da sind sich der Stuttgarter und der Berliner Experte einig. Das entscheidende Kriterium ist die Energiebilanz.

„Die Frage ist, ob mehr Energie entsteht als hineingesteckt wird", sagt Schumacher. Sei der Aufwand größer als der Ertrag, dann sei die ganze beschriebene Reaktion uninteressant - gleichgültig ob es zu Fusionen gekommen sei oder nicht. „Fusionen kriegen wir in Teilchenbeschleunigern seit langem hin“, sagt Mezei. Die Energiebilanz der Fusionsforscher ist demnach noch stark im roten Bereich. Die Menschen sind nach wie vor auf den großen Fusionsreaktor am Himmel angewiesen. Die Sonne produziert Fusionsenergie seit und wird dies noch Milliarden von Jahren lang tun. Es bleibt noch genügend Zeit, um die Experimente von Oak Rich nachzumachen.

Hintergründe und Expertisen zu aktuellen Diskussionen: Tagesspiegel Causa, das Debattenmagazin des Tagesspiegels.

Hier geht es zu Tagesspiegel Causa!

0 Kommentare

Neuester Kommentar
      Kommentar schreiben