In den meisten Szenarien, wie es mit der Energieerzeugung und dem Klimaschutz in den nächsten Jahren weitergeht, ist sie kaum vorgesehen – dabei verspricht die Kernfusion saubere, preiswerte Energie in nahezu unbegrenzter Menge. Leider sind die Herausforderungen so groß wie die Versprechungen: Gas muss unter höchstem Druck und bei einer Temperatur von Hundert Millionen Grad gespeichert und dann gezündet werden. An mehreren Stellen weltweit wird an der Fusionstechnologie geforscht, beispielsweise multinational in Frankreich im ITER-Projekt – das übrigens mit Dassault Systèmes-Software arbeitet. In den USA forscht das Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) an einen Fusionsreaktor namens die National Ignition Facility (NIF) an der Fusion, das Institut konnte erst kürzlich eine bahnbrechende Kernfusionsreaktion verkünden.
Zur Entwicklung der NIF nutzte das LLNL CAD- und PLM-Technologie von PTC. Mit über 3,5 Millionen Komponenten, die sich aus 750.000 einzigartigen Bauteilkonstruktionen zusammensetzen, ist die hochtechnisierte NIF-Maschine – ein System aus Systemen – vermutlich die größte Baugruppe, die jemals mit Creo und Windchill erstellt wurde – möglicherweise auch die größte jemals in 3D-CAD modellierte Baugruppe. Die NIF ist so groß wie ein Stadion, das drei Fußballfelder umfasst.
Im NIF sind 192 massive Laser auf eine Fläche der Größe eines Bleistiftkopfes gerichtet. Damit wird eine Sphäre auf Millionen von Grad erhitzt, um die Kernfusion zu zünden. Die Fusionsreaktion erzeugt im Idealfall mehr Energie als sie verbraucht, ohne die negativen Umweltauswirkungen der Kernspaltung oder von Kohlenwasserstoffen.
„Die NIF ist eine unglaubliche technische Leistung und der hier erzielte Durchbruch könnte schließlich den Zugang zu sauberer Energie verändern“, so Jim Heppelmann, President und CEO von PTC. „Der Einsatz von PTC-Softwarelösungen während ihrer gesamten Entwicklung zeigt die enorme Leistungsfähigkeit unserer Technologie. Wir sind dankbar für die langjährige Zusammenarbeit mit dem LLNL sowie dem US-Energieministerium und stolz auf die Rolle, die unsere Technologie bei der Entwicklung der NIF gespielt hat.“
PTC unterstützt das NIF-Entwicklungsteam des LLNL seit über 25 Jahren als enger Partner. Im ersten Schritt entschied sich das LLNL für die CAD-Software Pro/ENGINEER, die heute als Creo bekannt ist. Aufgrund der steigenden Anforderungen an das Datenmanagement kam einige Jahre später Windchill hinzu. Seitdem haben die Produktteams von PTC die Software stetig weiterentwickelt, um die hochentwickelten Projekte des LLNL zu ermöglichen.
Beispielsweise hat PTC einen Großteil der 3D-Visualisierungstechnologie in Zusammenarbeit mit dem NIF-Team vorangetrieben und so die Möglichkeit geschaffen, die anfallende Datenmenge mit dem erweiterten Team zu teilen. „Dadurch wurden unsere Produkte leistungsfähiger, sodass jeder unserer Kunden von der Zusammenarbeit zwischen PTC und dem NIF-Team profitiert“, so Jim Heppelmann, der hier auch einen interessanten Blogbeitrag zum Thema veröffentlicht hat. Heute ist die NIF-Maschine, die die Fusionszündung erzeugte, vollständig in Creo und Windchill modelliert.
Kernfusion ist bis heute leider eine Zukunftstechnologie – der kommerzielle Einsatz wird seit vielen Jahren „in 30 bis 50 Jahren“ verkündet, aber leider verkürzt sich diese Spanne bisher nicht. Nichtsdestotrotz wäre die Fusionstechnologie eine hervorragende Lösung für Klimakrise und den ständig wachsenden Energiehunger der Weltbevölkerung. Wir sind also weiterhin guter Hoffnung und freuen uns über jeden Fortschritt.
