Mayonnaise soll die Kernfusion retten. Ein Satz, den du wahrscheinlich nicht erwartet hast, heute zu hören. Doch tatsächlich will ein US-amerikanisches Forschungsteam die Soße dafür nutzen, um ein Problem der Kernfusion per Lasereinschuss zu lösen.

Kernfusion: Fusionskapseln zu instabil

Die Trägheitsfusion ist die Art der Kernfusion, welche bei der Wasserstoffbombe Anwendung findet. Sie gilt jedoch neben der Variante durch magnetischen Einschluss auch als eine der möglichen Energiequellen der Zukunft. Dabei werden bei der laserbasierten Trägheitsfusion die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium in eine winzig kleine Kapsel geschlossen.

Diese Kapsel wird anschließend in einer Vakuumkammer mit starken Lasern beschossen. Die Folge: Temperaturen in Millionenhöhe und Drücke im Gigapascal-Bereich. Dabei entsteht jedoch ein Problem. Da sich der Wasserstoff während dieses Vorgangs ausdehnt, explodiert das Metall der Kapsel, bevor die eigentliche Fusion stattfindet. Grund hierfür ist die instabile Phase der Kapsel, wodurch diese zu fließen anfängt.

Dieser strukturellen Herausforderung namens „Rayleigh-Taylor-Instabilität“, hat sich ein Forschungsteam rund um Projektleiter Arindam Banerjee angenommen. In einem Beitrag des Fachmagazins „Physical Review E“ erläutert Banerjee den aktuellen Forschungsansatz, um dieses Problem zu lösen. Dabei kommt ein überraschendes Lebensmittel zum Einsatz, dass viele Leute zu Hause haben: Mayonnaise.

Lesetipp: Forscher haben eine neue Materie-Phase entdeckt und damit möglicherweise die Grenzen der Physik gesprengt.

Mayonnaise ähnlich wie geschmolzenes Metall

Den Grund für die Anwendung der kalten Soße bei der Erforschung der Kernfusion wird von Banerjee wie folgt genannt: „Wir nutzen Mayonnaise, da sie sich wie ein Feststoff verhält. Wird sie jedoch einem Druckgefälle ausgesetzt, beginnt sie, zu fließen“. Damit sind hier ähnliche Bedingungen, wie bei der schmelzenden Metallkapsel gegeben.

Im Unterschied hierzu sind für Mayonnaise jedoch keine extremen Temperaturen oder Drücke notwenig. Es genügt also ein wesentlich einfacherer und damit auch günstigerer Aufbau der Testumgebung, um die Bedingungen für die Strömung des Plasmas simulieren zu können.

Eine interessante Entdeckung wurde dabei schon gemacht: Bevor die Strömung der Mayonnaise instabil geworden ist, durchlief sie mehrere Phasen. „Wie bei einem herkömmlichen geschmolzenen Metall, verformt sich Mayonnaise, wenn sie unter Spannung gesetzt wird. Entfällt die Spannung jedoch wieder, nimmt sie ihre ursprüngliche Form wieder an“ und weiter: „Es gibt also eine elastische Phase, gefolgt von einer stabilen plastischen. In der nächsten Phase beginnt es zu fließen. Genau hier setzt die Instabilität ein.“

Quelle: „Transition to plastic regime for Rayleigh-Taylor instability in soft solids“ (aps.com), Lehigh University

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