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Wie funktioniert Kernfusion?

Kernfusion ist der Prozess, durch den Sterne, einschließlich der Sonne, ihre Energie erzeugen. Bei einer Fusionsreaktion „verschmelzen“ Atomkerne zu schwereren Kernen. Dazu müssen die Kerne genügend Energie haben, um die Abstoßungskraft zu überwinden, die sie erfahren, weil sie beide positiv geladen sind. Sie brauchen auch eine gute Chance, überhaupt miteinander zu kollidieren.

Diese extrem hohen Druck- und Temperaturbedingungen finden sich in den Kernen von Sternen. Der Druck im Zentrum der Sonne zum Beispiel beträgt das unglaubliche 100-Milliarden-fache des atmosphärischen Drucks, während die Temperatur satte 15.000.000 °C beträgt.

Wie funktioniert Kernfusion?

Unter diesen Bedingungen kann die Fusion von Wasserstoff zu Helium problemlos aufrechterhalten werden. Bei einer Fusionsreaktion hat der resultierende Kern (wenn er leichter als Eisen ist) eine etwas geringere Masse als die Kerne, die sich zu ihm zusammengeschlossen haben. Diese überschüssige Masse wird als Energie freigesetzt, und diese Energie treibt die Sterne an.

Fusionsreaktionen unterscheiden sich von den „Spaltung“-Reaktionen, die Kernkraftwerke antreiben. Dort werden schwere und instabile Atome gespalten, um Energie (und auch radioaktive Nebenprodukte) zu erzeugen.

Im Gegensatz dazu könnte Fusionsenergie eine saubere, effiziente und unbegrenzte Energiequelle liefern; es würde nur Wasser als Brennstoff (oder Lithium) benötigen und würde nur inertes, ungiftiges Heliumgas als Nebenprodukt erzeugen.

Wie funktioniert Kernfusion?

Das Problem ist, dass das Initiieren, Eindämmen und Aufrechterhalten von Kernfusionsreaktionen erhebliche technische Herausforderungen mit sich bringt. Weltweit arbeiten viele Forschungseinrichtungen an dem Problem.

Kürzlich erreichte ein Labor in China über 17 Minuten lang eine Schmelztemperatur von etwa 70.000.000 °C – eine fantastische Leistung, aber noch weit davon entfernt, eine kommerzielle Energiequelle zu werden. Trotzdem schätzen Wissenschaftler, dass die Kernfusionsenergie in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts alltäglich werden wird.

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Gefragt von:Mark Brown, Ipswich

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