Stabile Kernfusion ist näher... dank Mayonnaise: die Entdeckung in einer wissenschaftlichen Studie

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Die Erforschung neuer Energiequellen ist aktiver denn je, aber es geht nicht nur um den Verzicht auf fossile Brennstoffe oder die Entwicklung erneuerbarer Energiequellen. Das große Ziel ist zwar die stabile und effektive Kernfusion, aber nicht alle Entwicklungen verlaufen auf die gleiche Weise. Eine Forschergruppe der Lehigh University hat beispielsweise eine Verbindung zwischen der Kernfusion und Mayonnaise entdeckt, die eine wichtige "Zutat" für die Forschung sein soll. Mal sehen, wie das möglich ist.

Mayonnaise und Kernfusion

Auch wenn die Rede von einer "Zutat" sicherlich eine Metapher ist, so ist Mayonnaise doch zweifellos eine nützliche Substanz für die Kernfusionsforschung. Gerade wegen ihrer viskoelastischen Eigenschaften kann diese Zubereitung zur Untersuchung der komplexen Phänomene verwendet werden, die bei der Kernfusion auftreten. Übersetzt: Mayonnaise kann das Verhalten eines Plasmas unter bestimmten Druckbedingungen simulieren. Ja, aber in welchem Sinne?

Normalerweise kann Mayonnaise als fester Körper betrachtet werden, der, wenn er einem Druckgradienten ausgesetzt ist, seinen Zustand von fest zu flüssig ändert, ähnlich wie beim Übergang von Plasma in Fusionsreaktoren. Infolgedessen haben nicht weniger als zwei wissenschaftliche Forschungen Mayonnaise-basierte Modelle genutzt, um die Physik der Kernfusion zu untersuchen, ohne auf ihre extremen Bedingungen zurückgreifen zu müssen. Dabei haben sie einige sehr interessante Ergebnisse erzielt.

Mayonnaise als Modell für die Kernfusion

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Eine 2019 in der Zeitschrift Physical Review E veröffentlichte Studie von Forschern der Lehigh University konzentriert sich genau auf das Verständnis der Physik hinter der Kernfusion. Typischerweise wird dies als Trägheitsfusion bezeichnet, d. h. bei der Kernreaktionen in mit Wasserstoff gefüllten Kapseln ablaufen. Diese werden erhitzt und komprimiert, um die Bildung eines Plasmas und damit die Erzeugung großer Energiemengen in Gang zu setzen. Es gibt jedoch ein Problem: Bei der Trägheitsfusion entstehen hydrodynamische Instabilitäten, die den Verlauf der Reaktion beeinträchtigen können. Was ist also zu tun?

Im Mittelpunkt der Studie steht die Analyse, wie das Verhalten des Plasmas unter den richtigen Druckbedingungen mit Hilfe von Mayonnaise modelliert werden kann. Kurz gesagt, bevor die Strömung instabil wird, lassen sich mehrere Übergangsphasen erkennen, in denen die Mayonnaise noch stabil ist.

Endlich stabile Kernfusion?

Das Verständnis der Übergangsphasen von Mayonnaise und Plasma könnte es tatsächlich ermöglichen, Instabilitäten bei der Kernfusion vorherzusagen und zu kontrollieren. Dabei geht es bekanntlich um die Möglichkeit, saubere Energie in großen Mengen zu erzeugen. Aus diesem Grund hat das Forscherteam eine neue Studie in der Fachzeitschrift Physical Review E veröffentlicht, in der sie sich mit der Untersuchung von Instabilitäten bei Reaktionen, insbesondere Rayleigh-Taylor-Instabilitäten, befassen.

Bei der Untersuchung von Mayonnaise haben die Wissenschaftler herausgefunden, wie man die Rückgewinnung des Materials maximieren und die Instabilität gänzlich unterdrücken kann. Dies ist ein notwendiger Fortschritt in der Kernfusionsforschung, obwohl Mayonnaise eine Sache ist, Plasma eine andere. Kurzum, es ist vielleicht noch zu früh, um von einer echten Kernfusion zu sprechen, einer Energiequelle, die heute ebenso nützlich wie notwendig ist. Doch die beiden Studien des Teams der Lehigh University haben gezeigt, dass es möglich ist, in kleinen Schritten und mit ein wenig Mayonnaise dorthin zu gelangen.