Zweites Projekttreffen des IFE Targetry Hub für laserbasierte Trägheitsfusion

Am 10. und 11. Juli 2025 fand das zweite Projekttreffen des IFE Targetry Hub am Tritium-Labor des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) statt. Die ersten Targets auf Kunststoffbasis wurden zur Vorcharakterisierung übergeben und wichtige Spezifikationen der erfolgreichen Fusionsexperimente an der National Ignition Facility (NIF) des Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) konnten geteilt werden. Der IFE Targetry Hub untersucht geeignete Materialien und Prozesse für die funktionale und kosteneffizient hochskalierbare Fertigung sowie Charakterisierung von Targets als Basistechnologie für die laserbasierte Trägheitsfusion (Inertial Fusion Energy, IFE).

A group of about 25 people are standing on a dry meadow in front of a wood, looking directly into the camera. Part of a building can be seen in the background. — © KIT
Gruppenbild der Teilnehmenden am zweiten Projekttreffen des IFE Targetry Hub am Tritium-Labor des KIT

Diamantkugel im Größenvergleich mit einem 1 Centstück. Die Diamantkugel sind um ein Vielfaches kleiner. — © Fraunhofer IAF
Bislang bestehen die Targets für die laserbasierte Trägheitsfusion aus mikrokristallinem Diamant. Der IFE Targetry Hub arbeitet daran, Kunststoff-Targets zu entwickeln, um eine höhere Kosteneffizienz zu erreichen.

Im Rahmen des zweiten Projekttreffens des IFE Targetry Hub am 10. und 11. Juli 2025 am Tritium-Labor des KIT hat die Focused Energy GmbH den weiteren Konsortialpartnern die ersten im Projekt hergestellten Targets auf Kunststoffbasis übergeben, um diese vorcharakterisieren zu lassen. Da für den Betrieb eines Fusionskraftwerks nach heutiger Schätzung täglich ca. 1 Million Targets benötigt werden, arbeiten die Partner an kosteneffizienteren Herstellungsmethoden für die Serienfertigung. Bei der laserbasierten Trägheitsfusion werden Targets mit Laserpulsen beschossen, um das in ihnen befindliche Deuterium-Tritium-Gemisch zur Fusionsreaktion zu bringen.

Direct-Drive- statt Indirect-Drive-Ansatz

Aufgrund einer Modifikation des Anregungsprozesses der Fusion können die Targets einfacher aufgebaut werden: Der Indirect-Drive-Ansatz der NIF des LLNL soll durch den Direct-Drive-Ansatz ersetzt werden, der anspruchsvoller zu realisieren, aber effizienter ist. Beim Direct Drive beschießt der Laser das Target direkt, während der Laserpuls beim Indirect Drive im Target zunächst in Röntgenstrahlung umgewandelt wird. Außerdem soll günstigeres Material als der bislang verwendete mikrokristalline Diamant zum Einsatz kommen, und zwar Polymere. Die Übergabe der ersten Kunststoff-Targets zur weiteren Charakterisierung stellt daher einen bedeutenden Schritt im Verlauf des Projekts dar.

Kennzahlen der NIF gesammelt

Das Fraunhofer IAF hat wesentliche Kennzahlen der Target-Eigenschaften, die die NIF im Rahmen der erfolgreichen Demonstration im Dezember 2022 publizierte, in die Diskussion eingebracht. In weiteren Folgeversuchen hat die NIF den damals erzielten Netto-Energiegewinn bezogen auf die Target-Energiebilanz noch übertroffen. Die Kennzahlen bilden wichtige Orientierungspunkte, um zu verstehen, welche Target-Eigenschaften für ein späteres Kraftwerk relevant sind.

Im Projektverlauf stehen für das Fraunhofer IAF ferner die Fortsetzung der Taget-Charakterisierungen sowie der Bohrungen von Mikrokanälen in Diamant- und Kunststoff-Targets an. Ein Ziel des Konsortiums ist es, über die Kanäle die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium, die für die Fusionsreaktion benötigt werden, in die Targets einzulassen.

Über den IFE Targetry Hub

Der IFE Targetry Hub ist ein vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördertes Verbundprojekt, in dem 15 Partner aus Forschung und Industrie unter Leitung des Fraunhofer IAF und der Focused Energy GmbH sogenannte Targets entwickeln, die eine Schlüsselkomponente in der laserbasierten Trägheitsfusion darstellen. Die Partner bringen ihre unterschiedlichen Expertisen aus der Grundlagenforschung, der angewandten Forschung sowie der Industrie ein, um gemeinsam geeignete Materialien, Prozesse sowie Charakterisierungsmethoden für Targets der laserbasierten Trägheitsfusion zu erforschen. Geeignete Targets bilden eine Schlüsseltechnologie auf dem Weg zum laserbasierten Fusionskraftwerk.