Was ist ein fusionsprozess?
Gefragt von: Hans-Jürgen Langer | Letzte Aktualisierung: 24. Februar 2021sternezahl: 4.6/5 (47 sternebewertungen)
“ Die Fusion ist zu definieren als das Verschmelzen von Teilchen und/oder Kernen zu schwereren Teilchen oder Kernen. Sie beschränkt sich nicht auf das Verschmelzen von Atomkernen. Fusionsprozesse werden wie alle Teilchenwechselwirkungen von der Struktur der beteiligten Reaktanten determiniert.
Was ist Kernfusion einfach erklärt?
Unter Kernfusion versteht man die Verschmelzung leichter Atomkerne zu schwereren Kernen. Eine Kernfusion erfolgt nur bei großem Druck und hoher Temperatur. Dabei wird Energie freigesetzt. Kernfusionen gehen ständig im Inneren der Sonne und anderer Sterne vor sich.
Ist Kernfusion möglich?
Die kontrollierte Kernfusion wird seit den 1960er Jahren für machbar gehalten. Eine lange, aufwändige Entwicklung führte zu Plänen für einen ersten Reaktor, der mehr Energie produziert als er benötigt: Den Internationalen Thermonuklearen Experimentalreaktor ITER.
Woher kommt die Energie bei der Kernfusion?
Die frei werdende Energie bei einer Kernfusion geht hauptsächlich in kinetische Energie der entstehenden Teilchen über. Diese Energie lässt sich wie bei der Kernspaltung aus dem Massendefekt berechnen: Beispiel: Zwei Kerne des Wasserstoffisotops 2H (Deuterium) verschmelzen zu Tritium (3H).
Wie viel Energie entsteht bei einer Kernfusion?
Dabei entsteht ein Helium-Kern, außerdem wird ein Neutron frei sowie große Mengen nutzbarer Energie: Ein Gramm Brennstoff könnte in einem Kraftwerk 90 000 Kilowattstunden Energie erzeugen – die Verbrennungswärme von 11 Tonnen Kohle. Die Fusionsbrennstoffe sind billig und auf der Erde gleichmäßig verteilt.
Energie der Zukunft oder kompletter Reinfall? - Fusionsenergie erklärt
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Wie viel Energie erzeugt ein Fusionsreaktor?
Ein Hochtemperaturplasma entsteht erst ab Temperaturen von 20.000 Grad Celsius und mehr, es leitet elektrischen Strom. In einem Fusionsreaktor muss Plasma auf hundert Millionen Grad Celsius erhitzt werden. Dafür werden dem Plasma für einige Sekunden 50 bis 100 Megawatt zugeführt.
Welche Strahlung entsteht bei Kernfusion?
Die Kernfusion ist gewissermaßen das Gegenteil von Kernspaltung: Hier werden zwei leichte Atomkerne zu einem schwereren verschmolzen. Beispielsweise führt die Fusion eines Deuterium- und eines Tritiumkerns zur Bildung eines Helium-Kerns und zur Abstrahlung eines energiereichen Neutrons: 2H + 3H → 4He + n.
Was ist der Unterschied zwischen Kernspaltung und Kernfusion?
Kernfusion versus Kernspaltung
Bei beiden Reaktionen wird Kernenergie freigesetzt. ... Links: Fusion – leichte Atome verschmelzen miteinander und setzen Energie frei. Rechts: Fission – schwere Atome werden gespalten und setzen Energie frei.
Warum wird bei Kernspaltung und Kernfusion Energie frei?
Wie kann es sein, dass sowohl die Kernspaltung als auch die Kernfusion Energie erzeugen? Unter Kernspaltung versteht man die Aufspaltung schwerer Kerne (wie Uran) in zwei leichtere Kerne. Die zwei leichteren Kerne benötigen weniger Bindungsenergie als ein schwerer Kern. Deshalb wird Energie freigesetzt.
Warum ist Kernfusion besser als Kernspaltung?
Der Unterschied ist folgender: Ein Atomkraftwerk gewinnt seine Energie, indem es schwere Urankerne spaltet. Ein Fusionsreaktor hingegen soll leichten Wasserstoff zu Helium verschmelzen. Und das hätte gegenüber der Uranspaltung mehrere Vorteile.
Wie gefährlich ist Kernfusion?
Auch bei der Kernfusion fallen radioaktive Abfälle an. Nach Angaben von Verfechtern des Iter-Projektes strahlen diese Abfälle aber viel weniger stark als Atombrennstäbe. Nach hundert Jahren Lagerung soll der Iter-Müll die Umwelt weniger belasten als Abfälle aus Kohlekraftwerken.
Wann kommt die Kernfusion?
Das erste Wasserstoffplasma in ITER soll 2025 erzeugt werden, ein Deuterium-Tritium-Plasma voraussichtlich frühestens 2035.
Ist Kernfusion erneuerbar?
Will man in Zukunft nicht nur auf Kernspaltung, sondern auch auf alle fossilen Energieträger verzichten, dann ist die Kernfusion die einzig mögliche Ergänzung zu den Erneuerbaren. Wir forschen dafür, dass diese Alternative zur Verfügung steht, wenn sie gebraucht wird.
Was versteht man unter einer Kernspaltung?
Kernspaltung bezeichnet Prozesse der Kernphysik, bei denen ein Atomkern unter Energiefreisetzung in zwei oder mehr kleinere Kerne zerlegt wird.
Was fusioniert in der Sonne?
In der Sonne verschmelzen insgesamt vier Protonen, also vier Wasserstoffkerne, zu Heliumkernen aus zwei Protonen und zwei Neutronen, dem sogenannten Helium-4.
Was passiert in der Sonne?
Die Sonne ist das Zentrum unseres Sonnensystems, und sie ist ein riesiger Kernreaktor: In ihrem Inneren wird durch die Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium bei Temperaturen um 15 Millionen Grad Energie gewonnen. An ihrer Oberfläche herrschen immerhin noch Temperaturen von rund 5700 Grad Celsius.
Was ist Nukleare Energie?
Nukleare Energieträger: Nukleare Energie gewinnt man aus nuklearen, ugs. „radioaktiven“ Brennstoffen. Hierbei wird natürliches Uran angereichert und im Anschluss durch Spaltung der Atomkerne für die Erzeugung von Wärme und Strom verwendet.
Wie funktioniert ein AKW?
Im Atomkraftwerk wird Strom durch Kernspaltung erzeugt. Durch die Spaltung des Urans wird Wasser aufgeheizt und Wasserdampf gewonnen. Der Wasserdampf treibt wiederum eine Turbine an, die an einen Generator gekoppelt ist; dieser Generator erzeugt den Strom im Kernkraftwerk.
Welche Spaltprodukte entstehen bei der Kernspaltung?
Die häufigsten Spaltprodukte aus Leichtwasserreaktoren sind Isotope von Iod, Cäsium, Strontium, Xenon und Barium. Viele Spaltprodukte zerfallen schnell in stabile Nuklide, aber ein bedeutender Rest hat Halbwertszeiten von mehr als einem Tag, bis hin zu Millionen Jahren.