Laserfusion in Deutschland

Beitrag von Dr. Johannes-Geert Hagmann, Deutsches Museum

Die Fusionsforschung der Nuklearmächte ist eng verknüpft mit militärischer Forschung. Dies gilt neben der Fusion mittels magnetischen Plasmaeinschlusses vor allem für eine alternative Technik: die Trägheitsfusion (inertial confinement fusion, ICF) mit Lasern. Bereits kurz nach der ersten Realisierung des Lasers im Jahr 1960 entstand u.a. in den USA, der Sowjetunion und verschiedenen europäischen Ländern die Idee, die Verdichtung des Brennstoffs durch das Fokussieren hochenergetischer Laserstrahlung zu erzeugen. Während in Amerika Teile des Programms zunächst der Geheimhaltung unterlagen, wurde in nicht-nuklearen Staaten, darunter in Italien und in der BRD, offen an der Erzeugung von Plasmen mit Laserstrahlung geforscht.

Eine Konferenz in Montréal

1972 veröffentlichten amerikanische Forschende auf der 7th International Quantum Electronics Conference in Montréal Informationen zum ICF Programm der USA. So war der Physiker Edward Teller (1908-2003) optimistisch, dass die Demonstration „irgendwann in den 1970ern, vielleicht sogar in den frühen 1970ern“ gelingen könne [1]. In der BRD wurde zu dieser Zeit bereits am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching zur Erzeugung von Plasmen durch Hochleistungslaser geforscht. Dieser Optimismus beförderte die Einrichtung einer neuen „Projektgruppe Laserforschung“ in Garching durch das Bundesministerium für Forschung und Technologie – und das in einer Zeit, in der die Bereitstellung von Forschungsmitteln in der BRD stagnierte. Dort entdeckten Forschende Ende der 1970er-Jahre den „indirect drive“, einen durch weiche Röntgenstrahlung getriebenen Fusionsprozess, der in den USA bekannt war, aber bis in die 1990erJahre der Geheimhaltung unterlag. Aus der Projektgruppe ging 1981 das Max-Planck-Institut für Quantenoptik hervor, das als eines seiner Kerngebiete die Entwicklung von Hochleistungslasern verfolgte [2]. Trotz einer Vielzahl wissenschaftlicher Erfolge in der Plasmaphysik blieb die Fusion unerreicht und ein Großteil der Aktivität wurde Mitte der 1990er-Jahre eingestellt.

Forschung im Osten

Auch die UdSSR verfolgte seit den 1960er-Jahren ein eigenes Programm zur Laserfusionsforschung, das maßgeblich durch das Lebedev-Institut der Akademie der Wissenschaften der UdSSR vorangetrieben wurde. Das Zentralinstitut für Optik und Spektroskopie (ZOS) der Akademie der Wissenschaften der DDR war seit den 1970er-Jahren durch ein Inter-Akademie-Programm an der Entwicklung optischer Komponenten für sowjetische Hochleistungslaser beteiligt. Die Kooperation beinhaltete sowohl Entwicklungsbeiträge als auch den Austausch von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Von 1980 an wurde am ZOS ein eigenes Hochleistungslaserprogramm initiiert. Herzstück für die Versuchsaufbauten zur Untersuchung von Laserplasmen war eine VakuumTargetkammer, die das LebedevInstitut dem DDR-Institut schenkte (s. Abb.). Auch die Forschung in der DDR wandte sich später neuen Themen zu, darunter der Erzeugung ultrakurzer Laserpulse, die nach der deutschen Wiedervereinigung weiterverfolgt wurden.

Quellen:

  1. Teller, Edward. 1973. “A Future ICE (Thermonuclear, That Is!).” IEEE Spectrum 10 (1): 60–64.
  2. Hagmann, Johannes-Geert. 2024. „Licht und Laserphysik.“ In: Jürgen Renn et al. (Eds.) Die Max-Planck-Gesellschaft: Wissenschafts- und Zeitgeschichte 1945–2005. Göttingen, S. 321–339.
  3. Wissenschaftshistorische Adlershofer Splitter. 6, Vom optischen Laboratorium in Berlin-Karow bis zum Zentralinstitut für Optik und Spektroskopie in den Jahren 1946–1991. 2000, S. 190.

Erstmals erschienen in: TiB Ausgabe 2024 SEP/OKT