Kalte Fusion

Seit fast einem Jahrhundert verfolgen Forscher die Idee, Atomkerne bei Raumtemperatur zu verschmelzen. Trotz wiederholter Ankündigungen fehlt bis heute ein reproduzierbarer Nachweis, der die physikalischen Grundlagen bestätigen würde.

Myonen-katalysierte Reaktionen: ein früher Hoffnungsträger

Bereits in den 1940er Jahren diskutierten Friedrich Charles Frank und Andrej Sacharov die Möglichkeit, Kernfusionen ohne hohe Temperaturen auszulösen, wenn negative Myonen als Katalysatoren wirken. Die praktische Realisierung gelang ab 1978: In entsprechenden Experimenten fusionierten Wasserstoffkerne bei Umgebungstemperatur. Die Bilanz fiel jedoch negativ aus, weil der Energieaufwand zur Erzeugung der Myonen stets höher lag als die durch Fusion frei werdende Energie. Seitdem gilt die myonen-katalysierte Fusion als wissenschaftlich belegt, aber technologisch irrelevant.

Falsche Fährte Palladium: Paneth, Peters und Tandberg

1926 berichteten der österreichischstämmige Chemiker Fritz Paneth und sein Kollege Kurt Peters, sie hätten bei der Beladung von Palladium mit Wasserstoff und anschließender Erwärmung Helium nachgewiesen. Da Helium nach dem Ersten Weltkrieg knapp und für Luftschiffe begehrt war, weckte die Meldung Aufsehen. Bereits ein Jahr später räumten die Autoren Messfehler ein: Helium war durch die erhitzte Glaswand der Apparatur diffundiert, stammte also nicht aus einer Kernreaktion. Gleichzeitig erhielt der schwedische Physiker John Tandberg für ein ähnliches Konzept keine Patente, weil seine Unterlagen den Prüfstellen nicht überzeugten.

Fleischmann und Pons: das berühmteste Missverständnis

Am 23. März 1989 kündigten die Elektrochemiker Martin Fleischmann und Stanley Pons in einer Pressekonferenz an, sie hätten in einem einfachen Elektrolyseur mit schwerem Wasser und Palladium-Elektroden mehr Wärme erzeugt, als durch chemische Prozesse erklärbar sei. Die Behauptung löste weltweit Medienecho aus und veranlasste zahlreiche Labore, ähnliche Experimente nachzustellen. Innerhalb weniger Monate zeigte sich, dass die gemessene Überschusswärme auf Kalibrierfehler oder unberücksichtigte Nebenreaktionen zurückging. Weder die ursprünglichen Autoren noch unabhängige Teams konnten das Resultat jemals zuverlässig reproduzieren. Die United States Department of Energy stufte das Projekt 1989 als nicht tragfähig ein.

Nachfolgekonzepte: Nickel-Wasserstoff, Zirkonium-Lichtbogen und biologische Transmutation

Seit den 1990er Jahren wurden verschiedene Varianten vorgestellt, die angeblich Fusionen bei Raumtemperatur ermöglichen. Sergio Focardi und Andrea Rossi präsentierten 2011 einen „Energiekatalysator“, der angeblich Nickel mit Wasserstoff zu Kupfer umwandelt und dabei zehn Kilowatt Wärmeleistung liefern sollte. Ein externer Test, für den Rossi zehn Millionen US-Dollar von der Investmentfirma Industrial Heat erhalten hatte, erwies sich laut Gerichtsakten als nicht reproduzierbar; das Gerichtsverfahren endete 2017 mit einem Vergleich. Weitere Konzepte wie der Zirkonium-Lichtbogenreaktor des Ukrainers Boris Bolotov, die Patterson Power Cell oder das deutsche Aqua-Flame-Projekt beruhten auf ähnlichen Behauptungen, konnten jedoch durch unabhängige Labore nicht bestätigt werden. Auch Berichte über „biologische Transmutation“ in lebenden Zellen beruhen bislang ausschließlich auf nicht reproduzierten Einzelbeobachtungen.

Wissenschaftlicher Konsens und offene Fragen

Nach drei Jahrzehnten intensiver Bemühungen liegt kein belastbarer Nachweis für eine Energie liefernde kalte Fusion vor. Eine 2019 in Nature veröffentlichte Perspektive mehrerer US-Einrichtungen resümiert, dass unter streng kontrollierten Bedingungen keine Überschusswärme oder typischen Fusionsprodukte detektiert wurden. Dennoch ergeben die Untersuchungen neue Erkenntnisse über Metall-Hydrid-Systeme und niedrigenergetische Kernreaktionen, die Grundlagenforschung lohne sich weiterhin. Bis eine Reaktion reproduzierbar und energetisch positiv verläuft, bleibt kalte Fusion ein Spezialgebiet außerhalb der etablierten Fusionsforschung, die sich auf magnetische Einschlussverfahren oder Inertiale Konfinement-Techniken konzentriert.

Veröffentlichungen

Revisiting the cold case of cold fusion
Kalte Kernfusion. Das Wunder, das nie stattfand

Einzelnachweise

Berlinguette et al., Nature 569, S. 45–49 (2019)
U.S. Department of Energy, Report of the Energy Research Advisory Board (1989)