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Der Artikel Kernfusion gehört zur Kategorie: Kernfusion, Kernchemie, Kernphysik, Astrophysikalischer Prozess

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Kernfusion bezeichnet eine Kernreaktion, bei der zwei Atomkerne zu einem neuen Kern „verschmelzen“.

Grundsätzlich kann diese Reaktion exotherm (energieliefernd) oder endotherm (energieverbrauchend) sein; nennenswert große Wirkungsquerschnitte (Wahrscheinlichkeit, dass die zusammenstoßenden Kerne miteinander reagieren) gibt es nur bei exothermen Fusionsreaktionen; letzere sind wesentlicher Gegenstand der Forschung und Entwicklung, weil diese Energiegewinnung im Vordergrund des Interesses steht.

Bei der Kernfusion muss zunächst der Coulombwall (elektrische Abstoßungskraft) zwischen den positiv geladenen Kernen überwunden werden. Der Tunneleffekt macht diesen Vorgang wahrscheinlicher. Beträgt der Abstand dann nur noch 10^-15 m, bindet die starke Wechselwirkung die Kerne aneinander.

Energiebilanz

Sind die bei der Fusion entstandenen Kerne/Teilchen leichter als die Ausgangskerne, wird die Massendifferenz (der sogenannte Massendefekt) nach der Einsteinschen Masse-Energie-Äquivalenzformel E=m·c² in Form von Energie frei (als kinetische Energie der Reaktionsprodukte und als Strahlungsenergie). Solche exothermen Fusionsreaktionen sind nur im Gebiet der leichten Kerne möglich, da die Bindungsenergie pro Nukleon mit steigender Massenzahl bis etwa 60 zunimmt. Ein starkes lokales Maximum hat sie beim Nuklid Helium-4. Die für die Fusionsenergiegewinnung günstigsten Reaktionen (siehe Kernfusionsreaktor) erzeugen daher He-4. Im Bild oben ist die am leichtesten einzuleitende dieser Reaktionen, D + T → ⁴He + n, dargestellt.

Kernfusion in Gestirnen

Kernfusionen sind die Energiequelle der Sterne, also auch unserer Sonne. In den meisten Sternen fusioniert dabei Wasserstoff über mehrere Zwischenschritte zu Helium („Wasserstoffbrennen“); bei dem in diesen Sternen herrschenden Druck liegt die dafür nötige Temperatur bei etwa 10 Millionen Kelvin.

Reaktionen (Auswahl):

• [Formel] (größter Wirkungsquerschnitt)
• [Formel]
• [Formel]
• [Formel]

In der Sonne findet u. a. die Proton-Proton-Reaktion statt, eine Folge von Reaktionen, bei der ebenfalls Helium-4 mit entsprechendem Energiegewinn entsteht. Zudem findet in der Sonne ein durch Kohlenstoff katalysierter Fusionszyklus statt, der Bethe-Weizsäcker-Zyklus, der etwa 1,6 % der Energieproduktion der Sonne ausmacht.

Die für die Fusion notwendige Temperatur hängt unter anderem vom Druck ab. So liegt die für die Wasserstofffusion nötige Temperatur auf der Erde bei etwa 100 Millionen Kelvin, da hier kein solcher Druck wie der in der Sonne herrschende Gravitationsdruck erzeugt werden kann.

Wenn der Wasserstoff eines Sterns aufgebraucht und in Helium verwandelt ist, kommt die Energie aus der Fusion von Helium oder noch schwereren Atomkernen. Diese Fusionen liefern weniger Energie und benötigen höhere Fusionstemperaturen. Größere Sterne können mit ihrer Masse auch einen stärkeren Gravitationsdruck erzeugen, wodurch am Ende auch schwerere Elemente durch Fusion entstehen (bis zur Massenzahl 60). Elemente mit noch größeren Massenzahlen können hingegen nicht mehr auf diese Weise entstehen, da solche Fusionen endotherm sind, d. h. keine Energie liefern, sondern benötigen. Sie werden durch Neutronen- (s- und r-Prozess) und Protonenanlagerung (p-Prozess) gebildet (siehe Supernova, Kernkollaps).

Anwendungen

Physikalische Forschung, Neutronenquellen

Fusionsreaktionen ohne Kettenreaktionseffekt, d.h. ohne dass die Reaktionsprodukte durch Stöße weitere Kerne zur Fusion bringen, lassen sich wie andere Kernreaktionen mittels Teilchenbeschleunigern im Labor zu physikalischen Forschungszwecken durchführen. Die oben genannte Deuterium-Tritium-Reaktion wird so zur Erzeugung schneller freier Neutronen verwendet. Auch der Farnsworth-Hirsch-Fusor ist eine Quelle freier Neutronen für Forschungs- und technische Zwecke.

Waffen

Ungesteuerte Fusions-Kettenreaktionen laufen in Kernwaffen (Wasserstoffbombe) ab. Während konventionelle Kernspaltungswaffen (wie die Hiroshima-Bombe Little Boy) eine Sprengkraft von je nach Typ etwa 15-60 Kilotonnen TNT freisetzten, entfalteten Kernfusionswaffen oder H-Bomben Sprengkräfte bis zu ca. 57 Megatonnen TNT (Siehe Zar-Bombe). Zur Zündung der Fusions-Kettenreaktion befindet sich im Innern einer Wasserstoffbombe eine Kernspaltungsbombe, um eine genügend hohe Temperatur zu erreichen. Um die Uranbombe herum werden wasserstoffhaltige Legierungen platziert, in denen die Fusions-Kettenreaktion erfolgt.

Zivile Energiegewinnung

siehe auch Tokamak und Stellarator; zur Gefahr der militärischen Nutzung von Kernfusionsreaktoren siehe Risiken hinsichtlich Kernwaffenverbreitung

Große Entwicklungslinien

Zur Nutzung der Deuterium-Tritium-Reaktion als Energiequelle werden in internationaler Zusammenarbeit Kernfusionsreaktoren mit magnetischem Einschluss des Plasmas entwickelt (siehe ITER). Daneben gibt es Entwicklungsprogramme für die Fusion mit Trägheitseinschluss - vereinfacht gesagt, eine Zündung von Mikro-Wasserstoffbomben in einem Reaktorgefäß in rascher Folge mittels Laser- oder Ionenstrahlen (siehe auch Kernfusionsreaktor).

Kalte Fusion

Als Kalte Fusion werden verschiedene Konzepte und Experimente bezeichnet, die Fusionskettenreaktionen beschreiben, die bei deutlich geringeren Temperaturen ablaufen. Bekannt wurde dieser Ansatz vor allem durch die Arbeit von Martin Fleischmann von 1989. Die Ansätze sind jedoch teils nicht reproduzierbar nachgewiesen, teils steht die physikalische und technische Möglichkeit außer Zweifel, jedoch bei negativer oder umstrittener Gesamtenergiebilanz. In einer Reihe von Labors werden sie gleichwohl weiter untersucht.

Video

Literatur

• Alexander M. Bradshaw, Thomas Hamacher: Kernfusion - Eine nachhaltige Energiequelle der Zukunft. Naturwissenschaftliche Rundschau 58(12), S. 629 - 637 (2005), ISSN 0028-1050

Siehe auch

• Kernfusionsreaktor
• Tokamak
• Joint European Torus (JET)
• ASDEX Upgrade
• Internationaler Thermonuklearer Experimenteller Reaktor (ITER)
• Stellarator
• Wendelstein 7-AS
• Wendelstein 7-X
• Pressemitteilung der Sandia National Laboratories über das Erreichen einer Temperatur von über 2 Milliarden Grad in der Z-Maschine (engl.)

zh-min-nan:Hu̍t-chú iông-ha̍p

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Diskussion der Autoren über den Artikel: Kernfusion

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Sollte ein Artikel über Kernfusion bzw. ihre Grundlagen nicht mindestens einen Hinweis auf das Lawson-Kriterium als theoretischer Grundlage enthalten? (Fragender)

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Der durchaus richtige Artikel über Bubblefusion zeigt, daß diese von unabhängiger Seite bisher NICHT verifiziert werden konnte.

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Ich finde, dass die Kernfusion eine Technologie für die Zukunft ist vielleicht kann man damit bald zum Ma´rs fliegen. HB

Nutzung auf der Erde

Soso: "Während Kernspaltungswaffen wie die Hiroshima-Bombe eine Sprengkraft von bis zu 150 Megatonnen TNT haben, entfalten Kernfusionswaffen zig Megatonnen TNT."

Unter Atomwaffentechnik steht hingegen: "Die größte jemals gebaute reine Kernspaltungsbombe nach dem Implosionsdesign und mit Uran als Kernsprengstoff wurde von den USA mit einer Sprengkraft von 425 kt gebaut."

Wasn jetze? Haben KernSPALTUNGSwaffen nun bis zu 150 Megatonnen Sprengkraft, oder doch nur 425 Kilotonnen? Wenn ich übrigens nach Zar-Bombe und Atomwaffentechnik#Dreistufige Wasserstoffbombe gehe, sind 150 Megatonnen wohl nur mit einer Wasserstoffbombe möglich, und selbst für die ist das offenbar schon viel.

150 Megatonnen?? nene. Die stärkste Wasserstoffbombe (die auch gezündet wurde) hatte 60 Megatonnen und wurde von der UDSSR in der Atmosphäre gezündet.

Halt mal bitte! Die Zar Bombe wurde für 150 Mt konstruiert! Jedoch lag ihre Explosionskraft "Nur" bei 60 Mt, da die dritte Stufe weggelassen wurde welche die Sprengkraft nochmals vervielfacht hätte.

Allerdings möchte ich anmerken, dass in diesem Artikel, besonders in der Einleitung die Begriffe Kelvin und Celsius zusammen erwähnt werden. 10 Millionen Kelvin und dann 100 Millionen Celsius. Man sollte sich schon auf eine Einheit festlegen.Ansonsten ist das sehr verwirrend für den Lesenden!

Was die Definition von Kelvin und Grad Celsius anbelangt, hast du natürlich recht. Nachdem sich Grad Celsius und Kelvin gerade mal um 273 Grad unterscheiden, macht diese Differenz bei einer Temperatur in einem Bereich von 100 Millionen Kelvin gerade mal 0,000273% aus! Ich denke mal dieser Fehler dürfte so vernachlässigbar klein sein, dass man hier die Begriffe Kelvin und Grad Celsius nebeneinander verwenden darf ohne ausdrücklich darauf hinweisen zu müssen.

Wo ist das Schaubild?

Das Bild kann doch nicht weg sein? Im Löschlog finde ich nichts - aber im Google-Cache, Stand 25. Mai 2005 18:30:22 GMT ist noch eines als thumb enthalten. [[LINK]] bzw. um genau zu sein unter [[LINK]]. Nachtrag Signatur --Jmsanta 10:11, 2. Jun 2005 (CEST)

Unter [[LINK]] habe ich einen Spiegel der wikipedia-Seite gefunden auf der das Bild noch vollständig dargestellt wird. Kann ich dann davon ausgehen, daß ich das Bild einfach hier wieder hochladen und einfügen kann??? --Jmsanta 10:20, 2. Jun 2005 (CEST)

Das Bild wurde am 2. Juni um 7:57 von Crux gelöscht mit dem Vermerk "verwaist, keine Lizenz", nachdem FEXX am 31. Mai die fehlende Lizenz reklamiert hatte. Wenn die Herkunft bekannt und die Lizenz geklärt ist, kann das Bild wieder hochgeladen werden, ansonsten würde ich empfehlen, ein neues zu erstellen. -- Terabyte Terabyte 10:30, 2. Jun 2005 (CEST)

Gefahren

Ich haette sehr gerne einen Abschnitt ueber die Gefahren von Kernfusion, insbesonders im Hinblick auf die herkoemliche Kernspaltenung -- Fish

Selber schreiben wäre eine Idee, aber kurz angemerkt, Kernfusion ist nicht Kernspaltung. Mal davon abgesehen entstehen auch bei der Kernfusion auf der Erde radioaktive Abfälle, da Tritium aus einem Lithium-Isotop erbrütet wird. In ein, zwei Wochen, wenn ich mal wieder mehr Zeit und Ruhe habe werde ich das mal umsetzen... --Jmsanta 07:34, 30. Jun 2005 (CEST)

zu den radioaktiven Abfällen wäre m. E. folgendes anzumerken: Tritium hat eine Halbwärtszeit von ca. 12 Jahren, die aktivierten Produkte durch die Kernfusion, wären dadurch "nur" für ca. 100 Jahre als radioaktiver Abfall zu deklarieren, und danach freigebbar, sprich, es handelt sich hierbei um einen überschaubaren Zeitraum indem diese Produkte (im Endeffekt die Reaktoreinbauten selbst) zwischengelagert werden müssten.

Tritium ist nicht das einzige Radionuklid bei Fusionsreaktoren. U. U. "schlimmer" sind Produkte der Neutronenaktivierung in den Reaktormaterialien. Deshalb müssen neue Werkstoffe entwickelt werden, bei denen dies minimiert ist, z.B. Stähle ohne Nickel und Molybdän. Ein großer Teil des Fusions-Entwicklungsaufwands geht in diese Arbeiten. UvM 15:12, 21. Jun 2006 (CEST)

Leistung JET 1997

Die maximale Leistung von JET 1997 wird als 13 MW angegeben. S.a. Joint European Torus und Veröffentlichung von JET Erzwo 00:37, 2. Feb 2006 (CET)

Waffen

Hallo,

wie ähnlich auch schon unter "Nutzung auf der Erde" steht, hatte die größte je getestete Wasserstoffbombe (sowjetisch, Test 1961 über Nowaja Semlja) 50 oder 60 MT, war aber konstruiert für bis zu 100 MT. 1000 MT hat es m.W. nie gegeben. 1963 trat das erste Teststopp-Abkommen in Kraft, es gab also keine weiteren Versuche in "Originalgröße". --UvM 23:42, 15. Mär 2006 (CET)

Nuklid H-4?

Hallo Astro-Spezialisten,

unter "Kernfusion in Gestirnen" steht [Formel]. Gibt es das wirklich? H-4 ist doch nicht teilchenstabil - oder unter hohem Gravitationsdruck doch? Gruß UvM 15:01, 21. Jun 2006 (CEST)

[Z-Maschine]

http://www.sandia.gov/news/...

unklar

"Solche exothermen Fusionsreaktionen sind nur im Gebiet der leichten Kerne möglich, da die Bindungsenergie pro Nukleon mit steigender Massenzahl bis etwa 60 zunimmt"

Was ist das Entschiedende: Nimmt die Bindungsenergie nur bis zur Ordnungszahl 26 (Eisen = 26 Protonen) zu (und deshalb ist Eisen das kernphysikalisch stabilste Element) oder ist es wirklich die Massenzahl mit "etwa 60" (stabiles Eisenisotop rd. 55)?--Dr.cueppers 22:09, 17. Sep 2006 (CEST)

Ich denke, Massenzahl ist das Kriterium. Es gibt ja auch instabile Eisenisotope und andererseits stabile Kerne höherer Ordnungszahl als 26. Gruß --UvM 22:29, 26. Sep 2006 (CEST)

Einleitungsformulierung

Die sehr starke elektrische Abstoßung muss überwunden werden; wenn das gelungen ist, hält die starke Wechselwirkung die Kerne beieinander. Es ist einem Laien nicht einsichtig, dass eine (nur) "starke" Wechselwirkung stärker sein soll als eine "sehr starke" Abstoßung; da wir die starke Wechselwirkung nicht umtaufen können, sollte man die elektrische Abstoßung nicht als "sehr stark" bezeichnen (auch wenn dies zutrifft) - sondern in dieser groben Einleitung am besten ganz ohne Adjektiv stehen lassen.--Dr.cueppers 00:20, 26. Sep 2006 (CEST)

Lawson-Kriterium

Antwort auf die Frage zum Lawson-Kriterium. Die Theorie der Kernfusion nach Lawson verstößt gegen fundamentale physikalische Gesetze. Das habe ich dem BMBF in einer Mail am 04.Juli 2006 mitgeteilt.

Lieber Herr Lauschus, die Sonne scheint - Gott sei Dank und den physikalischen Gesetzen sei Dank - weiter, ohne sich nach Ihrem Unsinn zu richten!--Dr.cueppers 19:58, 27. Nov. 2006 (CET)

Lieber Herr Dr. Cueppers, lesen Sie doch einmal meine Mail an das BMBF. Dann werden Sie erkennen, dass meine Kritik nicht unberechtigt ist. Da Sie Chemiker sind, könnte ich Ihnen auch zur Synthetisierung der chemischen Elemente in einem Stern einige Fragen stellen. Ich sage Ihnen: diese könnten Sie nur theologisch beantworten. Übrigens ich heiße immer noch Lauschus. m.f.G. H. Lauschus

Lieber Herr Lauschus (oben korrigiert, war keine Absicht): Den untenstehenden Text kenne ich schon aus Ihrer Diskussionsseite und die absolut korrekte klarstellende Antwort des MPI auch. Offensichtlich haben Sie diese nicht verstanden, weil Sie Ihren Standpunkt völlig unbelehrbar weiterhin vertreten und glauben, die Theologie bemühen zu müssen anstelle der Kernphysik (?)

Kernfusion auf der Erde ist kein physikalisches, sondern ein technisches Problem und es ist keine Frage, dass sie funktioniert: In allen - ca. 10²² - leuchtenden Sternen läuft sie ganz real und "ganz von alleine" ab. Zur Realisierung der Fusion auf der Erde ist es allerdings eine riesige technische Herausforderung, dauerhaft für die erforderlichen Fusionsbedingungen zu sorgen; dafür wird das viele Geld ausgegeben - übrigens von mehreren Staaten.

Ich halte übrigens eine weitere Diskussion über dieses Thema für so zwecklos wie den Versuch, einen so Uneinsichtigen wie Don Quijote zu bekehren zu wollen.--Dr.cueppers 17:44, 28. Nov. 2006 (CET)

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Original Message ----- From: Horst Lauschus To: Bundesministerium für Bildung und Forschung Sent: Tuesday, July 04, 2006 2:34 PM Subject: Erforschung der kontrollierten Kernfusion

Ich habe eine Frage: Wer kontrolliert die vom BMBF vergebenen Forschungsgelder auf ihre Zweckmäßigkeit? Und wer bestimmt in welche Projekte diese eingesetzt werden? Ist das Projekt Kernfusion förderungswürdig? Ich sage nein! Denn die Theorie der Kernfusion nach Lawson verstößt gegen fundamentale physikalische Gesetze. Eine Bindung, einen Kraftschluss ohne eine Energie vollziehen, um dann aus dem Bruch dieser Bindung eine Energie zu gewinnen, ist mit dem Energieerhaltungssatz nicht vereinbar. Ich zitiere aus der erhaltenen Mail des MPI: „Kommen sich Deuterium und Tritium bis auf Reichweite der Kernkraft nahe, dann läuft die Verschmelzung unter dem Einfluss dieser Kraft "von alleine": die Teilchen ziehen sich an und fusionieren.“ und: „Damit sich die Teilchen aber so nahe kommen, müssen sie zuvor ihre elektrische Abstoßung überwinden, also eine ganz andere Kraft – die Coulombkraft - die von der Ladung der Teilchen abhängig ist“ Wie stellen sich die Fusionsforscher das vor? Wenn die positiv geladenen Protonen im Deuterium und Tritium ihre elektrische Abstoßung überwinden, ziehen sie sich dennoch nicht an. Nur Teilchen mit ungleichnamiger Ladung ziehen sich an. Behalten die Protonen auch nur einen Rest ihrer Ladung, stoßen sie einander ab. Wenn sie aber ihre elektrische Ladung verlieren, geht auch der Kraftschluss (die Bindung) zum Magnetfeld des Reaktors verloren. Das ist doch bekannt: Ohne Ladung kein Feld und ohne ein Kraftfeld keine Bindung! Es ist der totale Zerfall beider Wasserstoffisotope. So und nicht anders ist die Energiegewinnung einer Wasserstoffbombe. Und dieser unkontrollierte Zerfall wird auch zum Bersten des Reaktors führen. Denn ein kontrollierter Prozess wie in einem Kernreaktor ist hier nicht gegeben. Am 03. Mai 2006 waren es bereits drei Jahre nach meiner Kritik. In dieser Zeit haben sich die Energiekosten fast verdoppelt und sind noch unerträglicher geworden. Weltweit fließen erneut 4,57 Milliarden Steuergelder in dieses unsinnige Projekt und gehen der Kernforschung verloren. Die Fusionsforscher sind charakterlos. Mit falschen Versprechen betrügen sie schamlos die Menschen, die als Steuerzahler ihre Arbeitgeber sind. Denn ich kann nicht glauben, dass sie als Physiker die Eigenschaft der elektrischen Ladung und deren Kraftfeld nicht kennen. Wie will man den Weiterbau des Reaktors noch rechtfertigen? Als Steuerzahler erwarte ich hierauf eine Antwort. 50 Jahre Betrug am Steuerzahler reichen. Es dürfen nicht noch weitere 50 Jahre hinzukommen. In der Beschreibung dieser Theorie findet man noch weitere Ungereimtheiten die einer klärenden Antwort bedürfen. Als Lawson sich diese Theorie ausgedacht hat, muss er wohl krank gewesen sein. Bereits Isaac Newton (1643-1727) kannte das Gesetz der Trägheit. Nach dem Impulserhaltungssatz ist der Impuls des Neutrons gleich dem Impuls des Heliumkerns. I = m*v und E = m*c². Aus dem Bruch einer Bindung, ist der Impuls des einen Teilchens gleich dem Impuls des anderen Teilchens. Es ist ein Produkt aus Masse mal Geschwindigkeit. Das ist ein fundamentales physikalisches Gesetz! Es kann doch nicht sein, dass diese Theorie eigene physikalische Gesetze hat Ein energetisch tieferer Zustand ist eine Feldschwächung und die führt zum Zerfall, zum Bruch der Bindung und nicht zur Fusion! Dass im Helium die Kernbausteine fester gebunden sind als sie es vorher im Deuterium und Tritium waren, belegen doch auch die Zahlen. Eine festere Bindung fordert auch ein stärkeres Feld. Wie ist es aber möglich, dass aus einem energetisch tieferen Zustand, einer Feldschwächung heraus bei einer so hohen freigesetzten Energie eine festere Bindung mit einem stärkeren Feld entstehen kann? Das sollte mir einer erklären. Das BMBF kann es nicht. Sonst hätte ich bereits eine Antwort erhalten. Ich Frage: Wie kann man auf der Basis dieser Vorstellung ein solch kostenintensives Projekt wie den Fusionsreaktor in Angriff nehmen? Mit dem Bau dieses Reaktors gaukelt man den Menschen eine sichere Energieversorgung vor und entzieht der Experimentalphysik dringend benötigte Gelder.

Betreff: Titelthema Heft 5/2003 - die Welt nach dem Öl - "KERNFUSION - UNGELIEBT, WEIL UNVERSTANDEN"

Sehr geehrter Herr Hess,

Prof. Bradshaw sollte den Fusionsprozess einmal mathematisch darstellen. Ein Deuteriumkern mit der Bindungsenergie von 1,112 MeV je Nukleon, fusioniert mit einem Tritiumkern mit der Bindungsenergie von 2,827 MeV je Nukleon. Daraus entsteht ein Helium - 4 - Kern mit einer Bindungsenergie von 7,074 MeV je Nukleon. Ich kann aus diesem Prozess keine Energiegewinnung erkennen. Die Rechnung: 2*1,112 MeV + 3*2,827MeV = 10,705 MeV Bindungsenergie vor der Fusion bereits vorhanden und 4*7,074 MeV = 28,296 MeV Bindungsenergie nach der Fusion. Sollte es bei dem abgestoßenen Neutron nicht zu einem Trägheitseinschluss führen, werden 2,827 MeV Bindungsenergie in Wärme umgewandelt. Aber 14,764 MeV müssen in diese Fusion investiert werden. Und eine Bindungsenergie ist und bleibt bis zum Bruch potentielle Energie! Erst beim Zerfall und der Kernspaltung wird Bindungsenergie in thermische Energie gewandelt. Ein unsinniges Projekt wie der Fusionsreaktor wird gefördert und eine sinnvolle Anlage der Erzeugung von Neutronen durch Spallation (Rheinische Post v. 12.Febr.2003 "wir verlieren unseren Vorsprung") ist derzeit nicht förderungsfähig. Wie will man mir das, als Steuerzahler und somit Arbeitgeber der Wissenschaft, erklären?

Mit freundlichem Gruß H. Lauschus

Diese Mail mit der abenteuerlichen Darstellung der Energiegewinnung habe ich vom IPP aus Garching erhalten.

Sehr geehrter Herr Lauschus, die Redaktion von Bild der Wissenschaft hat Ihre Mail mit der Bitte um Beantwortung an uns weitergegeben: Es wäre schon sehr erstaunlich, wenn die Fusionsforscher ihre Bemühungen auf einer so grundlegend falschen Überlegung aufgebaut hätten und diese einfachen Zusammenhänge in den 50 Jahren Forschungszeit noch von keinem Physiker entdeckt worden wären.

Ihrer Argumentation liegt die folgende Verwechslung zugrunde: Bindungsenergie ist nicht, wie Sie schreiben, in den Kernen "vorhanden", sondern wird - genau umgekehrt - bei der Bildung der Kerne aus ihren Einzelbausteinen frei. Die Einzelbausteine geben also bei der Fusion Energie ab, mit anderen Worten sinken sie in einen energetisch tieferen Zustand - nur dann kann die Verschmelzung überhaupt funktionieren. Bindungsenergie ist also die Energie, die zum Trennen des fusionierten Kerns in seine Einzelbausteine wieder zugeführt werden muss!

Im Fall der Fusion von Deuterium und Tritium ist also die Differenz der Bindungsenergie der Ausgangskerne (Deuterium, mit wie Sie richtig schreiben 2*1,112 MeV und Tritium mit 3*2,827 MeV, also in der Summe die von Ihnen genannten 10,705 MeV) und der Bindungsenergie des entstehenden Heliums (4*7,07 = 28,28 MeV), also 28,28-10,705=17,575 MeV, die gewonnene Energie. Im Helium sind die Kernbausteine fester gebunden, als sie es vorher im Deuterium und im Tritium waren. Wollte man das Helium wieder in Deuterium und Tritium trennen, müsste man genau diese 17,575 MeV wieder zuführen. Die freiwerdende Energie (17,575 MeV ) wird als Bewegungsenergie der Teilchen frei. Sie verteilt sich auf die beiden Partner infolge der Impulserhaltung genau im umgekehrten Verhältnis wie die Masse, d.h. auf den Heliumkern 3,517 MeV und auf das leichtere Neutron 14,069 MeV.

Wieviel Energie man aufbringen muss, um die Fusion einzuleiten, können Sie aus den Bindungsenergien der Kernbausteine nicht ablesen, weil sie hiermit nichts zu tun hat. Die für die die Kernbindung verantwortliche Kernkraft ist sehr kurzreichweitig und wirkt nur in der unmittelbaren Umgebung der Kernbausteine. Kommen sich Deuterium und Tritium bis auf Reichweite der Kernkraft nahe, dann läuft die Verschmelzung unter dem Einfluss dieser Kraft "von alleine": die Teilchen ziehen sich an und fusionieren. Grund ist die oben vorgeführte Rechnung: Nach der Fusion befinden sich die Teilchen in einem energetisch niedrigeren Zustand als vorher.

Damit sich die Teilchen aber so nahe kommen, müssen sie zuvor ihre elektrische Abstoßung überwinden, also eine ganz andere Kraft - die Coulombkraft - die von der Ladung der Teilchen abhängig ist. Aber auch hier zeigen die Rechnungen, dass der energetische Aufwand zum Auslösen der Reaktion wesentlich kleiner ist als der energetische Gewinn aus der Fusion. Die Experimente bestätigen diese Rechnungen auf das Genaueste.

Mit freundlichen Grüßen Isabella Milch

Max-Planck-Institut fuer Plasmaphysik Presse- und Oeffentlichkeitsarbeit Boltzmannstraße 2 D-85748 Garching Tel. 089-3299-1288 Fax 089-3299-2622 http://www.ipp.mpg.de

Herr Lauschus,

die Darstellung der Fusionsreaktion vom IPP Garching, von Ihnen abenteuerlich genannt, ist völlig richtig. Bevor Sie weiter schimpfen, sollten Sie vielleicht den Artikel Atomkern lesen, und sich den Begriff "Bindungsenergie" vorzeichenmäßig richtig klar machen. -- J. Lawson hat übrigens keine "Theorie der Kernfusion" angegeben, sondern eine quantitative Bedingung für die kettenreaktionsartige Selbsterhaltung der Reaktion in einem Plasma. -- Ohne diesen Kettenreaktionseffekt wird die Kernreaktion seit Jahrzehnten in vielen physikalischen Instituten als Quelle von Neutronen mit 14,1 MeV benutzt, indem man Deuteronen von ca. 150 - 300 keV auf Tritium schießt. Das dürfte nach Ihrer Meinung wohl gar nicht gehen? Die rund 10 hoch 14 Neutronen, die ich im Laufe der Jahre so "hergestellt" habe, sind also auch nur theologisch zu erklären, oder wie? ;-) Freundliche Grüße, --UvM 17:43, 28. Nov. 2006 (CET)

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