Chinesische Forscher knacken die Dichtegrenze – und beweisen, dass Plasmen mehr aushalten als gedach

30 bis 65 Prozent mehr Dichte – ohne dass etwas passiert Im Reaktor EAST in Hefei gelang es dem Team, Plasmadichten zu erreichen, die deutlich über der Greenwald-Grenze liegen. Und das Plasma blieb stabil. Keine „Disruption“, kein plötzlicher Zusammenbruch. Stattdessen: eine saubere, kontrollierte Entladung, die bis zu 7 Sekunden anhielt – dreimal länger als vergleichbare Experimente in den USA.

Warum ist das wichtig? Kernfusion funktioniert nach einem einfachen Prinzip: Je mehr Teilchen auf engem Raum zusammenkommen, desto mehr Energie wird freigesetzt. Die Leistung skaliert sogar mit dem Quadrat der Dichte. Doch bisher galt: Steigert man die Dichte zu stark, wird das Plasma instabil – und der Reaktor leidet darunter.

Die Tricks, die den Unterschied machen Das chinesische Team setzte auf zwei Maßnahmen:

1. Elektronenzyklotronresonanzheizung (ECRH): Mikrowellen, die gezielt Elektronen im Plasma aufheizen.
2. Erhöhter Anfangsdruck des Brenngases Deuterium.

Beides führte zu einer kühleren Randzone – und das war der Schlüssel.

Warum ist eine kühle Randzone entscheidend? Bei hohen Temperaturen schlagen Atome aus den Reaktorwänden (meist Wolfram) heraus. Diese Verunreinigungen kühlen das Plasma ab, bis es instabil wird. Doch bei niedrigeren Temperaturen passiert weniger – das Plasma bleibt sauberer und stabiler.

Eine Theorie wird bestätigt: „Plasma-Wand-Selbstorganisation“ Die Experimente passen zu einer 2022 aufgestellten Theorie von Dominique Escande (CNRS, Frankreich). Sie unterscheidet zwei Betriebsmodi:

• Das klassische Dichtegrenz-Regime: Hohe Wandtemperaturen → starke Verunreinigungen → Plasma bricht zusammen.
• Das dichtefreie Regime: Kühle Wände → kaum Verunreinigungen → Plasma bleibt stabil, selbst bei extrem hoher Dichte.

„Dichtefrei“ bedeutet nicht „ohne Dichte“ – sondern ohne praktische Grenze. Die theoretische Obergrenze verschiebt sich dann in Bereiche, die bisher für unmöglich galten. Und das nur, weil Wolfram als Wandmaterial verwendet wird: Es gibt bei niedrigen Temperaturen kaum Partikel ab.

Rekord jagt Rekord – aber es geht um mehr als Hitze EAST hatte bereits im Januar 2025 einen anderen Rekord aufgestellt: ein Plasma mit über 100 Millionen Grad, stabil gehalten für 18 Minuten. Die aktuellen Ergebnisse sind anders – hier ging es nicht um die Einschlusszeit, sondern um die maximale Dichte.

Zwei Parameter, die sich normalerweise gegenseitig einschränken:

• Einschlusszeit (wie lange das Plasma stabil bleibt)
• Dichte (wie viele Teilchen pro Volumen)

Bisher musste man Kompromisse machen. Doch EAST zeigt: Beides lässt sich optimieren.

Was kommt als Nächstes? Das Team will die Methode nun im sogenannten H-Mode testen – einem besonders effizienten Betriebsmodus, bei dem das Plasma von einer Randbarriere eingeschlossen wird und weniger Energie verliert.

„Wir planen, die neue Methode bald während des Hocheinschluss-Betriebs am EAST anzuwenden“, sagt Associate Prof. Yan. Gelänge das, wäre es ein weiterer Schritt Richtung kommerzieller Fusion.

Warum das für ITER und andere Reaktoren relevant ist Die Ergebnisse lassen sich nicht nur auf EAST übertragen – sondern auch auf den internationalen Forschungsreaktor ITER in Südfrankreich, an dem China beteiligt ist. Und in Deutschland arbeiten das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (ASDEX Upgrade) und Wendelstein 7-X an ähnlichen Herausforderungen.

Fazit: Die Dichtegrenze war nie wirklich eine Grenze Die chinesischen Experimente beweisen, dass man Instabilitäten umgehen kann – wenn man die richtigen Bedingungen schafft. Das könnte die Leistung von Fusionsreaktoren massiv steigern. Und vielleicht ist der Weg zur kommerziellen Fusion doch nicht so steinig, wie viele dachten.