Sonofusion offenbar bestätigt

Demnach wäre es möglich, durch akustischen Trägheitseinschluss in deuteriertem Azeton Kernfusionsreaktionen auszulösen. Die seinerzeit in «Science» von Taleyarkhan und Mitarbeitern am Oak Ridge National Laboratory veröffentlichte Arbeit hatte zu einer heftigen Kontroverse unter Fachleuten geführt, nachdem es verschiedenen anderen Gruppen misslungen war, die so genannte Sonofusion unabhängig nachzuprüfen.

Fusionsneutronen nachgewiesen

Xu und Butt begannen mit ihrem Experiment laut Mitteilung der Purdue University schon vor zwei Jahren, das heisst bevor Taleyarkhan am gleichen Institut eine Professur für Kerntechnik übernahm. Sie bauten im Wesentlichen seinen Versuch nach, dessen Parameter erfolgsentscheidend sind. Der einzige Unterschied war, dass sie zur Ausbildung von Bläschen in der Reaktionsflüssigkeit eine kontinuierliche und nicht eine gepulste Neutronenquelle einsetzten. Die Versuchsanordnung bestand somit aus einem Glasgefäss mit rund 0,3 Liter Inhalt, das mit deuteriertem Azeton gefüllt, entgast und auf rund 0° C abgekühlt wurde. Eine starke 20-kHz-Ultraschallquelle versetzte die Flüssigkeit in transversale Schwingungen. Die Neutronen aus einer externen Quelle dienten der Ausbildung von Bläschen. Diese wuchsen bei abnehmendem Schalldruck auf einen Durchmesser von 1 mm an, um bei wieder steigendem Schalldruck schockartig auf Nanometergrösse komprimiert zu werden. Die Implosion heizte das Innere der Blasen adiabatisch auf weit über 10 Mio. K auf. Eine solche Temperatur reicht aus, um Deuteriumkerne zu verschmelzen. Die bei der Fusionsreaktion emittierten Neutronen mit einer charakteristischen Energie von bis zu 2,45 MeV sowie das als Sekundärprodukt entstehende Tritium konnten die Autoren quantitativ nachweisen. Zum erzeugten Helium-3 liefern sie keine Angaben. Sie weisen jedoch darauf hin, dass die Gegenprobe mit nicht deuteriertem Azeton negativ verlief. Einzelheiten wollen sie am 11^th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal-Hydraulics vom 2.-6. Oktober 2005 in Avignon zur Diskussion stellen.

Viele Grössenordnungen zu schwach

Mit der so genannt kalten Fusion, die Pons und Fleischmann 1989 entdeckt haben wollten (Bulletin 8/1989), haben die Versuche nichts zu tun. Dennoch sind Fachkreise recht skeptisch. Dass mit akustischer Kavitation - also der Expansion und schockartigen Implosion von Bläschen in Flüssigkeiten unter dem Einfluss starker Schallwellen - lokal hohe Energiekonzentrationen zu erreichen sind, ist seit den 1930er-Jahren bekannt. Mehrere Forschergruppen untersuchen heute noch die damit verbundenen Erscheinungen wie die Emission von Licht bis in den Röntgenbereich (Sonolumineszenz) oder die Auslösung chemischer Reaktionen. Seit den 1970er-Jahren wird darüber spekuliert, ob die bei der Implosion der Bläschen freigesetzte Energie ausreicht, um Kernreaktionen auszulösen. Aus dieser Zeit stammen die ersten Patente für Einrichtungen zur Nutzung der Sonofusion als Energiequelle. Auch Taleyarkhan stellte 2003 einen entsprechenden Patentantrag.
Dies, zusammen mit dem Angebot der amerikanischen Firma Impulse Devices Inc. von 2004 für einen nach dem Sonofusionsprinzip arbeitenden Laborreaktor, hat in einigen populären Publikationen zu eher übereilten Schlussfolgerungen geführt. Wenn weitere Experimente die Ergebnisse von Taleyarkhan sowie Xu und Butt bestätigen, wäre der Effekt für eine Energieproduktion gemäss einer Überschlagsrechnung noch viele Grössenordnungen zu schwach. Dies sollte das wissenschaftliche Verdienst nicht schmälern. Zudem hätten die Autoren - ähnlich wie kürzlich Putterman und Mitarbeiter - eine handliche Neutronenquelle mit interessanten Anwendungsmöglichkeiten in Industrie und Medizin erfunden.