So funktioniert die Kernfusion
- Wie Sie sicherlich noch aus dem Physikunterricht aus Ihrer Schulzeit wissen, sind Atomkerne positiv geladen. Eigentlich würden sich also zwei solche Kerne voneinander abstoßen. Dies ist im Alltag auch der Fall. Es ist jedoch denkbar, zwei Atomkerne mittels der Aufwendung einer großen Energiemenge so nah aneinander zu bringen, dass sie sich mehr als 10-15m einander annähern. Ist dies der Fall, findet keine Abstoßung mehr statt, sondern das Gegenteil davon: Die Kerne zieht es ineinander. Dies ist der starken Kernkraft geschuldet, die zwar eine sehr kurze Reichweite hat, aber die Stärkste der vier Grundkräfte der Physik ist.
- In der Natur lässt sich die Kernfusion vor allem in Sternen beobachten. Hier ist die Wirkung der Schwerkraft, welche die extrem großen Materieansammlungen ausüben, die die Kerne schließlich ineinander zieht. Wie im Folgenden beschrieben wird dabei eine große Menge von Energie frei. Diese Energie ist es, der wir unsere Existenz verdanken.
Im Gegenteil der Kernspaltung schlummert viel Energie
- Bei der häufigsten stellaren Kernfusion fusionieren vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern. Wenn Sie allerdings die Anfangsmassen mit der Masse des Endprodukts vergleichen, werden Sie feststellen, dass ein Heliumkern leichter ist, als vier Wasserstoffkerne. Laut der einsteinschen Relativitätstheorie muss die verlorene Masse durch eine Umwandlung in Energie kompensiert werden. Genau das passiert auch, weshalb Sterne wie unsere Sonne strahlen.
- Viel Energie wird vor allen Dingen dann freigesetzt, wenn leichte Elementarteilchen miteinander fusionieren, ab einem bestimmten Gewicht (namentlich dem des Elementes Eisen) ist die Menge der aufzuwendenden Energie größer, als die Menge der freigesetzten Energie. Aus diesem Grund hört der Fusionsprozess in Sternen beim Eisen auf.
- Obwohl Kernfusion in Kombination mit ihrem Gegenteil der Kernspaltung in Waffentechniken, wie der Wasserstoffbombe, Anwendung findet, ist es dem Menschen bisher nicht gelungen, sie energieeffizient zu instrumentalisieren. Wird dies irgendwann gelingen, wäre die Menschheit ihre Energieprobleme los, denn Wasserstoff ist auf der Welt ausreichend vorhanden und somit auch schier endlose Energie und das, anders als bei der Kernspaltung, ohne Freisetzung von Radioaktivität.
Auch wenn man das früher dachte: Auf der Sonne brennt nichts. Das Kochrezept für Sonnenschein ist …
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