Wissenschaftler bezwingen Kernfusionsinstabilitäten mit Küchengeheimnis: Mayonnaise als Schlüssel zur Energiezukunft

BerlinWissenschaftler der Lehigh University erzielen unerwartete Fortschritte bei der Lösung von Problemen der Kernfusion mit Mayonnaise. Unter der Leitung von Professor Arindam Banerjee untersucht das Team die Festigkeit von Fusionskapseln für die trägegestützte Kernfusion. Durch die Verwendung von Hellmann's Real Mayonnaise wollen sie die Störungen verstehen und kontrollieren, die die Plasmabildung beeinflussen.

Kernfusion ist der Prozess, der die Sonne antreibt. Würden wir ihn auf der Erde nutzen können, würde er die Energieerzeugung revolutionieren, indem er eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle ohne schädliche Emissionen bereitstellt. Allerdings ist es äußerst schwierig, die gleichen Bedingungen wie auf der Sonne auf der Erde zu schaffen. Bei der Trägheitsfusion werden Kapseln mit Wasserstoffisotopen rasch komprimiert und erhitzt, um die benötigten Bedingungen für die Fusion zu erreichen. Dabei tritt jedoch oft das Problem der Rayleigh-Taylor-Instabilität auf, die ein großes Hindernis für eine stabile Energieerzeugung darstellt.

Forscher entschieden sich für Mayonnaise, da sie ähnliche Eigenschaften wie die Materialien in Fusionskapseln aufweist, jedoch keine hohen Temperaturen und Drücke erfordert. Die Untersuchung ihrer Reaktion auf Belastungen liefert wertvolle Erkenntnisse.

• Verhält sich anfangs wie ein Feststoff
• Verformt sich unter Stress, kehrt aber in die ursprüngliche Form zurück, wenn der Stress nachlässt
• Hat eine elastische Phase, gefolgt von einer stabilen plastischen Phase
• Fließt über einen Schwellenwert hinaus, ähnlich wie bei Plasmainstabilitäten

Banerjees Team entwickelte ein spezielles rotierendes Rad, um die Instabilität von Plasma zu untersuchen. Dabei stellten sie fest, dass sich Mayonnaise auf ähnliche Weise wie Materialien in der Trägheitsfusion verändert. Das Verständnis dieser Veränderungen könnte helfen, Instabilitäten besser zu kontrollieren.

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Diese Forschung hat bedeutende Auswirkungen. Sie könnte dazu beitragen, zukünftige Fusionskapseln zu entwickeln, die Probleme vermeiden oder verzögern. Die Daten des Teams zeigten, wie Faktoren wie Materialeigenschaften und Beschleunigungsraten den Zeitpunkt der Instabilität beeinflussen. Sie konnten Bedingungen vorhersagen, unter denen eine elastische Rückgewinnung die Instabilität komplett stoppen könnte.

Das Forscherteam hat kürzlich einen Artikel veröffentlicht, der die ersten Erholungmessungen der Rayleigh-Taylor-Instabilität in der wissenschaftlichen Literatur präsentiert. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt dar. Dennoch gibt es weiterhin Unsicherheiten darüber, wie sich diese Daten auf die tatsächlichen Bedingungen in Fusionsreaktoren anwenden lassen, die sehr viel höhere Temperaturen und Drücke aufweisen.

Die Forscher verwenden Daten, die nicht auf spezifischen Einheiten basieren, sodass ihre Ergebnisse in verschiedenen hochtemperatur- und hochdruck-Plasmasituationen anwendbar sind. Dieser Ansatz könnte dazu beitragen, die Trägheitsfusion verlässlicher und möglicherweise realisierbar zu machen. Banerjee und sein Team arbeiten mit Wissenschaftlern weltweit zusammen, um die Fusionsenergie zu einer praktisch nutzbaren Energiequelle zu entwickeln.

Diese Forschung besticht durch ihre einzigartige Methode. Der Einsatz von Mayonnaise zur Lösung komplexer wissenschaftlicher Probleme ist sowohl clever als auch praktisch. Dies zeigt, dass einfache Werkzeuge zu bedeutenden Entdeckungen führen können. Die Ergebnisse des Teams könnten in Zukunft zur Entwicklung stabiler und erschwinglicher Fusionsenergie beitragen.