Forschung für neue Energie

Die Entwicklung einer nachhaltigen Energieversorgung im globalen Maßstab zählt zu den großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Die Max-Planck-Gesellschaft kooperiert dabei auch mit der US-Eliteuniversität Princeton.

Gleich mehrere Max-Planck-Institute sind an der Centerzusammenarbeit mit der renommierten Princeton-University beteiligt. „Gerade im Bereich der Fusionsforschung müssen wir unsere Kräfte und unser Wissen bündeln″, betonte Max-Planck-Präsident Peter Gruss bei der Gründung des Zentrums im Jahr 2012. „Nur so können wir die Kernfusion in den kommenden Jahren und Jahrzehnten zu dem entwickeln, was die Welt so dringend braucht: Eine sichere, saubere und grundlastfähige Energietechnologie.″ Fünf Jahre später gab Max-Planck-Präsident Martin Stratmann nach einer Evaluation der bisherigen Zentrumsarbeit die Fortsetzung der Förderung für das Max Planck-Princeton Research Center for Plasma Physics bekannt.

Partner des Centers sind auf dem Gebiet der Fusionsforschung das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching und Greifswald (IPP) und das Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL). Auf dem Gebiet der astrophysikalischen Plasmen sind außerdem die MPI für Sonnensystemforschung (Göttingen) und Astrophysik (Garching) sowie die Fakultät für Astrophysik der Princeton University beteiligt. „Ziel der Zusammenarbeit ist es, die Synergien zwischen der Fusionsforschung und den Astrophysikern stärker zu nutzen″, sagt Sibylle Günter, Wissenschaftliche Direktorin am IPP. So habe sich gezeigt, dass viele Methoden, die in der Fusionsforschung entwickelt wurden, auch für die Astrophysik anwendbar sind. Gleichzeitig sollen gemeinsame Erkenntnisse zu Fusions- und astrophysikalischen Plasmen in die Weiterentwicklung der theoretischen Modelle einfließen und die Erforschung der Fusionskraft als praktisch nutzbare Energiequelle vorantreiben.

Gemeinsam mit Stewart Prager vom PPPL und Jim Stone von der Astrophysikalischen Fakultät bildete Sibylle Günter das Leading Team des Max Planck Princeton Centers. In der zweiten Förderperiode treten Per Helander vom IPP und Amitava Bhattacharjee vom PPPL an ihre Stelle.

Sämtliche Partner sowohl auf deutscher als auch auf amerikanischer Seite verfügen über reichhaltige Erfahrungen in den Bereichen Fusionsforschung und Astrophysik und ergänzen sich. Ein Beispiel von vielen, die in den insgesamt 150 Publikationen zu finden sind, die in den ersten fünf Jahren der Max-Planck-Princeton-Kooperation entstanden: Bei der alten astrophysikalischen Frage, warum der Sonnenwind viel heißer ist als die Sonnenoberfläche konnte ein Computercode helfen, der zur Beschreibung der Turbulenz in Fusionsplasmen entwickelt wurde. Damit konnten Plasmatheoretiker des IPP zusammen mit amerikanischen Kollegen den Heizmechanismus im Sonnenwind-Plasma detailliert nachvollziehen – mit bislang unerreichter Genauigkeit, wie der Vergleich mit Raumsonden-Messungen zeigt.

JE/IM

Foto: Die Tokamak-Testanlage NSTX ist das experimentelle Herzstück der Fusionsforschung in Princeton. ©PPPL