Am Ende dauert das Experiment bloß 100 Billionstel Sekunden: 192 Laserstrahlen pulverisieren eine streichholzkopfgroße Brennstoffkapsel so schnell, dass nur Messgeräte etwas davon mitkriegen. Die freigesetzte Energie entspricht letztlich nicht einmal fünf Prozent dessen, was bei der Verbrennung von einem Kilogramm Steinkohle freigesetzt wird. Und doch markiert der Test vom 8. August 2021 an der National Ignition Facility in Kalifornien einen besonderen Moment: Es ist der Tag, an dem eine fast schon abgeschriebene Idee zur Energieversorgung der Menschheit ein überraschendes Comeback feiert.

Gemeint ist die Verschmelzung von Atomkernen mit Unterstützung von Lasern, Physiker sprechen etwas kryptisch von Trägheits-Kernfusion. Sie ist einer der denkbaren Wege, um auf der Erde das nachzuahmen, was die Sonne seit fünf Milliarden Jahren vormacht. In ihr fusionieren die Atomkerne des Wasserstoffs zu Helium, was Unmengen an Energie freisetzt. Gelänge es, dieses Prinzip in einem Reaktor zu kopieren, hätte man ein vergleichsweise sauberes Atomkraftwerk gebaut: Die Energieausbeute wäre besser als bei der Kernspaltung, ein Supergau ausgeschlossen, der Müll müsste nur für 100 Jahre unter die Erde.

Mehr als hundert Testreaktoren haben Physikerinnen und Physiker in den vergangenen 70 Jahren schon gebaut, um dieser Vision näherzukommen. Mal setzen die Anlagen auf Käfige aus Magnetfeldern, die ein geladenes Gas einsperren und auf Sonnentemperatur erhitzen können. Oder sie feuern mit Lasern von allen Seiten auf ein mit den Wasserstoffvarianten Deuterium und Tritium gefülltes Kügelchen. Die Atomkerne im Inneren können dann nicht anders, als aufeinander zuzurasen und letztlich miteinander zu verschmelzen.

Die ultimative Testanlage, auch fürs Militär?

In den Neunzigerjahren plante die US-Regierung die ultimative Anlage, um die Idee endlich Wirklichkeit werden zu lassen. Die National Ignition Facility, kurz NIF, ist ein stadiongroßer Gebäudekomplex, 7.000 Menschen waren am Bau beteiligt, mittlerweile arbeiten dort Hunderte Forschende. Bis heute verfügt man über einen der stärksten Laser der Welt, der für die Versuche in 192 Teilstrahlen aufgefächert wird. Spiegel und Linsen leiten die Strahlenbündel in eine zehn Meter große Kammer, in deren Mittelpunkt eine mit Fusionsbrennstoff gefüllte Kapsel darauf wartet, beschossen zu werden. Auf Fotos erinnert das Ganze an den Todesstern aus Star Wars, den man auf links gedreht hat. 

In der Mitte der Versuchskammer der National Ignition Facility platzieren Forscher einen winzigen Behälter mit Brennstoff. Anschließend feuern aus allen Richtungen Laserstrahlen darauf. © Lawrence Livermore National Laboratory

Als die Anlage 2009 nach zehn Jahren Bauzeit eingeweiht wurde, spannten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ein Banner auf: "Wir bringen die Kraft der Sonne auf die Erde." Das klang gut, ließ sich aber auf unterschiedliche Art und Weise lesen: Nicht nur futuristische Reaktoren setzen auf das Prinzip Sonne, sondern auch moderne Nuklearwaffen. Denn auch in ihnen verschmelzen bei der Zündung Atomkerne, was die Bomben besonders heftig explodieren lässt. 

Tatsächlich ist die NIF bestenfalls in Teilen eine zivile Forschungsanlage. Sie gehört zum Lawrence Livermore National Laboratory, in dem die Vereinigten Staaten ihr Atomwaffenarsenal warten. Das Kalkül der Militärs: Mit der Kernfusion per Laser kann man nicht nur auf zivile Reaktoren hinarbeiten, sondern auch Computersimulationen zu den Abläufen in atomaren Sprengköpfen verfeinern.

Ob das Pentagon das Investment in die 3,5 Milliarden Dollar teure Anlage zeitweise bereut hat, ist nicht bekannt. Fest steht, dass die Experimente lange nicht das lieferten, was die Planer erwartet hatten. Egal, wie sie die Kapseln in der Mitte der Versuchskammer beschossen – in den kollabierenden Kügelchen stellten sich nicht einmal ansatzweise Bedingungen wie im Inneren der Sonne ein.