China hat die Science-Fiction hinter sich gelassen und als erstes Land erfolgreich eine sogenannte „Mikrosonne“ oder „künstliche Sonne“ entwickelt. Dabei handelt es sich um eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle, die auf Kernfusion basiert. Anders ausgedrückt: Obwohl es sich nicht buchstäblich um eine zweite Sonne handelt, bildet dieses Experiment ein System nach, das dem der Sonne sehr ähnlich ist und ebenfalls durch Kernfusion entsteht.
Dieses Experiment trägt den Namen EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) und wurde 1996 konzipiert, nahm aber erst ab 2006 den Betrieb auf. Nach jahrelangen Investitionen und wissenschaftlicher Forschung ist das Projekt jedoch erst seit Kurzem voll funktionsfähig. Die Anlage ist ein weltweiter Pionier und der erste vollständig supraleitende Tokamak. Ziel war es stets, die physikalischen Parameter der Sonne sowie die technischen Anforderungen des ITER-Projekts nachzubilden. Diese Leistung hat China zu einem wichtigen Technologieführer im Bereich dieser Reaktoren gemacht.
LSSF-Modell.
Experimentelle Phasen und progressive Aufzeichnungen
- 2006–2007: Anfangs wurde das Plasma nur 3 Sekunden lang mit einem Strom von 200 kA aufrechterhalten; kurz darauf, im Januar 2007, wurde das Plasma fast 5 Sekunden lang mit 500 kA aufrechterhalten.
- 2010–2011: Ab 2010 erreichte EAST mit Hilfe von Niederfrequenzwellen ein Plasma mit hohem Einschluss, das sie H-Modus nennen, und ab 2011 erzielten sie bedeutende Fortschritte, indem sie das Plasma 30 Sekunden lang bei einer Temperatur von 50 Millionen Kelvin hielten.
- 2017–2018: Im Juli 2017 gelang es dem Tokamak, den H-Modus länger als 100 Sekunden aufrechtzuerhalten, was bereits doppelt so lang war wie die Ergebnisse von 2011. Und im November 2018 erreichte er die gleiche Zeit, jedoch mit dem Unterschied, dass er die doppelte elektronische Temperatur von 100 Millionen Grad erreichte.
Künstliche Sonne: Millimeterrekorde und Endphase
- 2021: EAST registrierte Plasma mit fast 120 Millionen Grad und hielt das Plasma 101 Sekunden lang aufrecht; Ende desselben Jahres, im Dezember, erreichte es 1056 Sekunden (etwas mehr als 17 Minuten), was bereits ein großer Durchbruch war.
- 2023: Zu diesem Zeitpunkt befand sich das Projekt bereits in der Endphase und schaffte es, das Plasma fast 10 Minuten lang aufrechtzuerhalten, was für viele Wissenschaftler bereits unglaublich war.
- 20. Januar 2025: China kann nun Plasma fast 20 Minuten lang aufrechterhalten – ein bedeutender historischer Meilenstein in der Kernfusion. Die Erzeugung einer Mikro-Sonne für 20 Minuten reicht aus, um eine unermessliche Menge an Energie freizusetzen.
Innovationen, die durch die künstliche Sonne hervorgebracht wurden
Obwohl die künstliche Sonne noch nicht die Phase erreicht hat, in der sie ununterbrochen leuchten kann, hat der 20-Minuten-Meilenstein bereits viele praktische Funktionen im Energiebereich.
Darüber hinaus brach das Experiment auch Temperaturrekorde: Die Temperatur lag etwa 70.000 Mal über der maximalen Temperatur handelsüblicher Mikrowellenherde. EAST lieferte zudem wichtige Erkenntnisse zu Einschlussmodi sowie Pulsdauer, Temperatur und Plasmadichte. Diese Parameter sind entscheidend für zukünftige Reaktoren wie ITER und CFETR.
Globaler wissenschaftlicher Kontext
Obwohl EAST ein chinesisches Projekt ist, dient es heute als offene Testplattform für chinesische und internationale Wissenschaftler weltweit. Es trägt zu zahlreichen Projekten wie ITER (in Südfrankreich) bei, an dem China ebenfalls mit fast 10 % der Bau- und Betriebskosten beteiligt ist.
Die Geschichte der Aufzeichnungen und Experimente liefert praktische Erkenntnisse für die Entwicklung des China Fusion Engineering Test Reactor, der die nächste Generation der „künstlichen Sonne“ in China sein wird.