Was ist kernfusion?

Gefragt von: Frau Dr. Maja Decker  |  Letzte Aktualisierung: 22. Februar 2021
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Als Kernfusion werden Kernreaktionen bezeichnet, bei denen je zwei Atomkerne zu einem neuen Kern verschmelzen. Kernfusionsreaktionen sind die Ursache dafür, dass die Sonne und alle leuchtenden Sterne Energie abstrahlen.

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.

Was geschieht bei der Kernfusion?

Die bei dieser Kernfusion erzeugten gewaltigen Energien erwärmen und beleuchten auch die Erde. Ziel der Fusionsforschung ist es, aus der Verschmelzung von Atomkernen in einem Kraftwerk Energie zu gewinnen. Unter irdischen Bedingungen verschmelzen am leichtesten die beiden Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium.

Woher kommt die Energie bei der Kernfusion?

In der Sonne wird im sogenannte “Proton-Proton Prozess” aus vier Wasserstoffkernen (Protonen) ein Heliumkern gebildet, dabei werden je zwei Positronen und Neutrinos, und Energie freigesetzt. Die Sonne verbrennt pro Sekunde 564 Millionen Tonnen Wasserstoff zu 560 Millionen Tonnen Helium.

Was braucht man für eine Kernfusion?

All die viele Energie, die uns die Sonne schenkt, beruht auf der Kernfusion, darauf, dass jeweils vier Wasserstoffkerne zu einem Heliumkern verschmelzen und dabei enorme Mengen an Energie frei werden. Energie, die die Sonne, dann zu uns abstrahlt. Das passiert im Inneren der Sonne bei etwa 15 Millionen Grad Celsius.

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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.

Wird bei der Kernfusion Radioaktivität frei?

Anders als bei der Kernspaltung ist das durch die Kernfusion entstandene Helium nicht radioaktiv. Trotzdem entsteht nicht nur während des Fusionsprozess eine sehr intensive Strahlung, sondern auch eine länger bestehende Radioaktivität durch die intensive Neutronenbestrahlung von Materialien des Reaktors.

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?

Risiken hinsichtlich Kernwaffenverbreitung. Die Technologie der Kernfusion weist nur eine begrenzte Schnittmenge mit der Kernwaffentechnologie auf. Jedoch kann durch die Kernfusion theoretisch Material für Atomwaffen produziert werden und somit das Risiko einer Verbreitung von Kernwaffen erhöht sein.

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.

Warum funktioniert Kernfusion nicht?

Fusion ist emissionsarm. ... Gegenüber Kernspaltung hat die Kernfusion weniger direkte Nachteile: Eine unkontrollierte Kettenreaktion ist noch unwahrscheinlicher, es herrschen wesentlich kürzere Zerfallszeiten für den radioaktiven Rückstand (30-100 Jahre), der zudem schwächer strahlt.

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.

Was wird in der Sonne verbrannt?

Wie die meisten Sterne besteht sie vor allem aus Wasserstoff und Helium. In ihrem Inneren herrschen eine Temperatur von 15 Millionen Grad Celsius und ein enormer Druck. Unter diesen Bedingungen verschmilzt Wasserstoff zu Helium: die Kernfusion. Sie lässt die Sonne brennen, und zwar immer stärker.

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.

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.

In welcher Weise entsteht auch beim Fusionsreaktor radioaktiver Abfall?

Ein Fusionskraftwerk erzeugt radioaktiven Abfall, weil die energiereichen Neutronen, die bei der Fusion entstehen, die Wände des Plasmagefäßes aktivieren. Wie intensiv und wie lang andauernd diese Aktivierung ausfällt, hängt von den Materialien ab, auf welche die Neutronen auftreffen.