Chinesische Wissenschaftler haben einen historischen Durchbruch in der Kernfusionsforschung erzielt und die Plasmadichte erfolgreich über eine theoretische Grenze hinaus getrieben, die Fusionsexperimente seit Jahrzehnten einschränkte. Der experimentelle fortschrittliche supraleitende Tokamak, bekannt als Chinas künstliche Sonne, erreichte das lange theoretisierte dichtefreie Regime, in dem Plasma bei extrem hohen Dichten stabil bleibt, ohne zerstörerische Instabilitäten auszulösen.
Das Forschungsteam an den Hefei-Instituten für Physikalische Wissenschaften zeigte, dass die Plasmadichte weit über die Greenwald-Grenze hinaus gesteigert werden kann, eine empirische Barriere, die traditionell den Punkt markierte, an dem Fusionsexperimente instabil werden und beendet werden müssen. Durch sorgfältige Kontrolle des anfänglichen Brenngasdrucks und Anwendung von Elektronenzyklotronresonanzheizung während der Startphasen reduzierten die Forscher den Aufbau von Verunreinigungen und Energieverluste, die typischerweise Plasmastörungen verursachen.
Laut Professor Ping Zhu von der Huazhong University of Science and Technology basiert der Durchbruch auf der Theorie der Plasma-Wand-Selbstorganisation. In diesem Zustand entsteht Stabilität, wenn die Wechselwirkungen zwischen dem Plasma und den Reaktorwänden ein sorgfältig ausbalanciertes Gleichgewicht erreichen, bei dem physikalisches Sputtern das Plasmaverhalten dominiert. Der Fusionsbrennstoff wurde auf etwa 150 Millionen Kelvin erhitzt, mehr als zehnmal heißer als der Kern der Sonne.
Die Ergebnisse, die am 1. Januar 2026 in Science Advances veröffentlicht wurden, stellen einen bedeutenden Schritt dar, um Fusionsenergie zur praktischen Realität zu machen. Professor Zhu erklärte, dass die Ergebnisse einen praktischen und skalierbaren Weg zur Erweiterung der Dichtegrenzen in Tokamaks und Fusionsgeräten der nächsten Generation nahelegen und das Ziel der Fusionszündung wesentlich näher bringen. Der assoziierte Professor Ning Yan von den Hefei-Instituten trug zu dieser bahnbrechenden Forschung bei.
Fusionsenergie gilt seit langem als der heilige Gral der sauberen Stromerzeugung und verspricht praktisch unbegrenzte Energie bei minimaler Umweltbelastung. Anders als die Kernspaltung in aktuellen Kraftwerken erzeugt Fusion keine langlebigen radioaktiven Abfälle und birgt kein Schmelzrisiko. Dieser Durchbruch adressiert eine der grundlegenden Herausforderungen, die Wissenschaftler daran gehindert haben, anhaltende Fusionsreaktionen zu erreichen, und beschleunigt möglicherweise den Zeitplan für kommerzielle Fusionskraftwerke, die helfen könnten, den globalen Energiebedarf und den Klimawandel zu bewältigen.
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