Möglichkeiten der Kernfusion ; Kernspaltung und Kernfusion Grundwissen.
Die fusionierenden Atomkerne bestimmen, wie groß die frei werdende Energie ist. Der Menschheit stehen gegenwärtig mit den erneuerbaren Energien und der Kernenergie zwei Möglichkeiten zur Verfügung, Energiedienstleistungen praktisch CO 2-frei zur Verfügung stellen zu können. Fusionsreaktionen können exotherm (Energie abgebend) oder endotherm (Energie aufnehmend) sein.
Grundsätzlich können jedoch verschiedene Kerne, zum Beispiel unterschiedliche Wasserstoffisotope, unter geeigneten Bedingungen miteinander verschmolzen werden. Teilchen geringer als die Summe der Masse der Ausgangskerne, wird die Massendifferenz Die bisherigen Experimente zur kontrollierten thermonuklearen Fusion weisen noch keine positive Energiebilanz auf.
Dabei ist eine Masse von \(2u + 3u = 5u\) beteiligt. Kernfusion in der Sonne ... Folgereaktionen Die leichten Helium-Isotope haben nun mehrere Möglichkeiten zum schwereren Helium zu fusionieren Insgesamt wird bei der Proton-Proton-Reaktion in Sonnen 26,2 MeV frei Bei der Spaltung eines Urankerns werden ca. Im Gegensatz zur Kernspaltung ist eine Kett… A, Band 144, 1934, S. 692–703, und unter dem gleichen Titel, Nature, Band 133, 1934, S. 413Armin Grunwald, Reinhard Grünwald, Dagmar Oertel, Herbert Paschen:
Geforscht wird an den Möglichkeiten der Kernfusion schon seit den 1960er Jahren. Bei den hohen Temperaturen des Plasmas würde mit einer gewissen Reaktionsrate durch inversen Eine grundsätzliche Schwierigkeit liegt in der Verfügbarkeit von He-3, das auf der Erde nur in geringer Menge vorhanden ist. Möglichkeiten der Kernfusion . Soc. Unter einer Kernumwandlung versteht man die Umwandlung von Atomkernen in andere Kerne.
Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl weiterer Kernumwandlungen, die meist infolge äußerer Einflüsse vor sich gehen. Am erfolgreichsten war bisher die britische Anlage JET (In vielen Sternen, wie unserer Sonne, steht eine lange Phase des Wenn im Kern eines Hauptreihensterns der Wasserstoff knapp geworden ist, beginnt die Fusionsreaktionen mit verschiedenen Ausgangsstoffen benötigen verschieden hohe Temperaturen. Tab. Damit es zur Fusion kommen kann, müssen die elektrostatischen Abstoßungskräfte der Kerne überwunden werden. Um viele Zehnerpotenzen höhere Energieumsetzungen finden im Kern bei Kernreaktionen statt. Hier ist die elektrostatische Abstoßung der zu fusionierenden Kerne geringer.Um die abstoßenden elektrostatischen Kräfte zu überwinden versucht man auf der Erde im wesentlichen zwei Wege zu gehen:Die folgende Tabelle gibt einen Überblick, welche Energien pro Kilogramm Brennstoff bei der Luftverbrennung, der Kernspaltung und der Kernfusion freigesetzt werden könnten:Gib die Reaktionsgleich der D-T-Reaktion an und berechne die Reaktionsenergie.Die Reaktionsgleichung lautet\[{}_1^2{\rm{D}} + {}_1^3{\rm{T}} \to {}_2^4{\rm{He}} + {}_0^1{\rm{n}}\]und die frei werdende Energie berechnet sich aus \[\begin{eqnarray}\Delta E &=& \Delta m \cdot {c^2}\\ &=& \left[ {{m_{\rm{A}}}\left( {_1^2{\rm{D}}} \right) + {m_{\rm{A}}}\left( {_1^3{\rm{T}}} \right) - \left( {{m_{\rm{A}}}\left( {_2^4{\rm{He}}} \right) + {m_{\rm{A}}}\left( {_0^1{\rm{n}}} \right)} \right)} \right] \cdot {c^2}\\ &=& \left[ {{m_{\rm{A}}}\left( {_1^2{\rm{D}}} \right) + {m_{\rm{A}}}\left( {_1^3{\rm{T}}} \right) - {m_{\rm{A}}}\left( {_2^4{\rm{He}}} \right) - {m_{\rm{A}}}\left( {_0^1{\rm{n}}} \right)} \right] \cdot {c^2}\\ &=& \left[ {2{,}0141022{\rm{u}} + 3{,}0160494{\rm{u}} - 4{,}0026036{\rm{u}} - 1{,}008665{\rm{u}}} \right] \cdot {c^2}\\ &=& 0{,}018883 \cdot {\rm{u}} \cdot {c^2}\\ &=& 0{,}018883 \cdot 931{,}49\,{\rm{MeV}}\\ &=& 17{,}6\,{\rm{MeV}}\end{eqnarray}\]Bestätige durch Rechnung den in obiger Tabelle angegebenen Wert für die freigesetzte Energie pro Kilogramm Brennstoff für die D-T-Fusionsreaktion.Bei einer Fusionsreaktion werden \(17{,}6\,{\rm{MeV}}\) Energie freigesetzt. Vermutungen, die Energieproduktion auf der Sonne laufe so ähnlich wie bei der Verbrennung (Oxidation) von Holz, Kohle und Öl ab, müssen jedoch verworfen werden.
Für eine mögliche Gewinnung auf dem Mond und Transport zur Erde müssten die technische Machbarkeit nachgewiesen und das Kosten-Nutzen-Verhältnis abgewogen werden. Es lag also nahe für die Energieproduktion auf der Sonne Kernreaktionen verantwortlich zu machen.