Die Sonne leuchtet dank Kernfusion. In ihrem Kern verschmelzen Wasserstoffkerne zu Helium und setzen dabei enorme Energiemengen frei. Fusion ist der Prozess, bei dem leichte Atomkerne zu schwereren verschmelzen. Dabei wird Energie freigesetzt, weil die Gesamtmasse der Produkte geringer ist als die Masse der ursprünglichen Kerne. Die fehlende Masse wird gemäß E = mc² zu Energie. Fusion versorgt Sterne mit Energie und erzeugt die Elemente, aus denen Planeten und Leben bestehen. Sie ist die wichtigste Energiequelle auf der Erde, von Sonnenlicht bis hin zu fossilen Brennstoffen.

Kernfusion ist auf der Erde schwer zu erreichen. Sie erfordert Temperaturen von Millionen Grad und immensen Druck, um die elektrische Abstoßung zwischen den Atomkernen zu überwinden. In Sternen erzeugt die Gravitation diesen Druck. Auf der Erde nutzen Forscher magnetischen oder Trägheitseinschluss. Beim magnetischen Einschluss wird Plasma mithilfe starker Magnetfelder in einem Tokamak gehalten. Beim Trägheitseinschluss wird ein winziges Brennstoffpellet mithilfe von Lasern komprimiert. Ziel ist die Zündung, bei der die Fusionsreaktion mehr Energie erzeugt als sie verbraucht. Im Jahr 2022 gelang der National Ignition Facility (NIF) erstmals die Zündung. Kernfusion erzeugt weder langlebige radioaktive Abfälle noch Treibhausgase. Sie gilt als der heilige Gral der sauberen Energie, ist aber noch Jahrzehnte von der kommerziellen Nutzung entfernt.

Fusionsfakten

• Definition. Verschmelzende leichte Kerne.
• Fuel. Wasserstoffisotope, Deuterium und Tritium.
• Anforderungen. Extreme Temperatur und Druck.
• Energy. E = mc², Masse wird in Energie umgewandelt.
• Applications. Sterne, experimentelle Reaktoren.

Kernfusion ist nicht dasselbe wie Kernspaltung. Bei der Fusion verschmelzen leichte Atomkerne. Bei der Spaltung werden schwere Atomkerne gespalten.