Kernfusion: Die Energie der Sonne

Kernfusion bietet großes Potenzial für eine neue, nachhaltige Energiequelle. Besonders Industriestaaten benötigen zukunftstaugliche Konzepte und Lösungen für zusätzliche Energiequellen, die grundlastfähig sind und den Energiemix der Zukunft CO2-neutral ergänzen. Mit der weltweit erstmaligen Zündung eines brennenden Plasmas bei der lasergetriebenen Trägheitsfusion sowie maßgeblichen Fortschritten in der Magnetfusion gelangen in den letzten Jahren bemerkenswerte wissenschaftliche Durchbrüche.

Um die Forschung zielgerichtet und marktorientiert voranzubringen, ist eine enge und frühzeitige Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie unerlässlich. Fraunhofer verbindet Grundlagenforschung mit industriellen Anwendungen. Sie entwickelt Schlüsseltechnologien für Fusionskraftwerke, die auch für andere Industrien relevant sein und neue Märkte schaffen können: darunter Höchstleistungs-Kurzpulslaser, optische Technologien, Additive Manufacturing oder Materialwissenschaften. Dadurch sinken die Produktionskosten und perspektivisch auch die Kosten für Kernfusion.

Video Kernfusion – Energie der Sonne

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      Einblicke in die Fraunhofer-Forschung

       

      Antireflexlösungen für die Trägheitsfusion

      Damit künftige Laserfusionskraftwerke effizient und zuverlässig arbeiten können, müssen Lasertechnologien an die extremen Anforderungen angepasst werden. Im Forschungsprojekt »nanoAR« arbeiten Fraunhofer-Institute an Methoden zur strukturellen Entspiegelung und Reduzierung von oberflächennahen Schädigungen der eingesetzten optischen Komponenten.

       

      Hochleistungs-Laserdioden als Schlüsselkomponente

      Das Projekt »DioHELIOS« will die laserbasierte Trägheitsfusion auf ein kommerzialisierbares Niveau heben. Forschende entwickeln neue Ansätze für maßgeschneiderte Pumpmodule für laserbasierte Fusionskraftwerke. Das Fraunhofer ILT arbeitet an Design und Optimierung der Diodenlaser-Barren.

       

      Kommerzielle Nutzung der Trägheitsfusion

      Für kommerziell nutzbare Fusionskraftwerke gilt es, viele Schlüsseltechnologien zur Anwendungsreife zu entwickeln. Im Projekt »PriFUSIO« werden photonische Schlüsselkomponenten für die laserbasierte Fusion erforscht und industriell nutzbar gemacht.

       

      Basistechnologien für laserbasierte Trägheitsfusion

      Das Fraunhofer IAF startet gemeinsam mit Partnern die Erforschung von sogenannten Targets, die eine Schlüsselkomponente in der laserbasierten Trägheitsfusion darstellen. Gemeinsam ermitteln sie geeignete Materialien und Prozesse für die funktionale und kosteneffizient skalierbare Fertigung sowie Charakterisierung der Targets. Diese sind eine Schlüsseltechnologie auf dem Weg zum laserbasierten Fusionskraftwerk der Zukunft.

       

      Hochleistungsspiegel für die Laserfusion

      Für zukünftige Fusionskraftwerke sind hochreflektierende und thermisch stabile Spiegelsysteme entscheidend, um das Laserlicht von der Strahlquelle bis zur winzigen Brennstoffkugel zu transportieren. Im neuen Forschungsprojekt »SHARP« werden neuartige Hochleistungsspiegel für diesen Zweck entwickelt.