Seit Jahrzehnten forschen Wissenschaftler an einer Möglichkeit die Kernfusion zu kontrollieren, um damit klimaneutral Energie in großen Mengen zu erzeugen. US-Forschern ist nun ein Durchbruch in der Magnet-Technologie gelungen, die Einfluss auf die Entwicklung der Kernfusion haben könnte.

An einer Forschungseinrichtung des US-Energieministeriums gelangen den Wissenschaftlern unter der Leitung von Yuhu Zai ein Durchbruch in der Magnet-Technologie, wie das US-Physikportal phys.org berichtete. 

Die Forscher konnten Hochtemperatur-Supraleiter-Magnete herstellen, die deutlich kleiner und widerstandsfähiger als herkömmliche Magnete sind. Zudem sind sie hitzeunempfindlich und können auch über einen langen Zeitraum in Betrieb gehalten werden, ohne an Leistung zu verlieren. Die Magnetleistung ist ebenfalls deutlich größer als von Elektromagneten mit konventionellen Kupferdraht-Spulen.

Bei der Kernfusion werden die Wasserstoff Isotope Deuterium und Tritium zu Helium fusioniert. Dabei wird in großen Mengen Energie freigesetzt, die vollständig klimaneutral ist. Um diesen Vorgang einzuleiten und aufrechtzuerhalten, ist extrem viel Wärmeenergie notwendig. Nach Angaben des VDE sind dafür Temperaturen von über 100 Millionen Grad Celsius erforderlich. Genau dort setzten die neuen Magneten an, denn das heiße Plasma darf nicht in Kontakt mit umliegenden Materialien kommen. Aus diesem Grund wird es mithilfe von Magnetfeldern in Position gehalten.

Die neue Art der Magnete kann die Entwicklung von kommerziellen Kernfusionsreaktoren aufgrund der Vorteile hinsichtlich ihrer Größe, Hitzebeständigkeit und Laufzeit weiter vorantreiben. Mithilfe der Hochtemperatur-Supraleiter-Magnete können die Kernfusionsanlagen nach Aussage von Zai deutlich kleiner und somit auch günstiger gestaltet werden.

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Aufgrund der neuen Technik reduzieren sich auch die Kosten für die Magnete selbst, denn es kann auf die Isolierung der Spule verzichtet werden. Dank dieser Technologie benötigen die Drähte keine herkömmliche Epoxid- und Glasfaserisolierung, um den Stromfluss zu gewährleisten. Dies vereinfacht nicht nur die Konstruktion, sondern senkt auch die Kosten. "Die Kosten für das Wickeln der Spulen sind viel niedriger, weil wir nicht den teuren und fehleranfälligen Epoxid-Vakuum-Imprägnierungsprozess durchlaufen müssen", erklärte Forschungsleiter Zai. Stattdessen wickeln die Wissenschaftler den Leiter direkt auf die Spule.

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