Wie funktioniert kernfusion?
Gefragt von: Johann Ahrens | Letzte Aktualisierung: 5. Februar 2021sternezahl: 4.1/5 (73 sternebewertungen)
Was ist Kernfusion einfach erklärt?
Als Kernfusion (von lat. fusio „das Schmelzen“) bezeichnet man in der Physik die Verschmelzung zweier Atomkerne. Ist die Kernbindungsenergie pro Nukleon im Produktkern größer als in den beiden ursprünglichen Kernen, wird dabei Energie frei.
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.
Wie wird bei Kernfusion Energie frei?
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 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.
Wie funktioniert Kernfusion? feat. Simplicissimus
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Ist Kernfusion auf der Erde 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.
Ist Fusion radioaktiv?
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.
Warum wird bei der Kernfusion so viel Energie frei?
Die Summe der Massen der Reaktionsprodukte ist kleiner als die Summe der Massen der Ausgansprodukte. Dieser sog. Massendefekt ist dafür verantwortlich, dass bei der Kernfusion von Deuterium und Tritium Energie frei wird.
Wie entsteht bei der Kernfusion Energie?
Unter Kernfusion versteht man die Verschmelzung leichter Atomkerne zu schwereren Kernen. Eine Kernfusion erfolgt nur bei großem Druck und hoher Temperatur. ... Durch Kernfusion entsteht somit die Energie, die wir als Strahlungsenergie von der Sonne erhalten und ohne die auf der Erde kein Leben existieren würde.
Wie viel Energie wird bei der Kernspaltung frei?
Die Kernspaltung setzt enorm viel Energie frei. Bei der Uranspaltung wird pro Urankern eine Energie von rund 200 MeV (Megaelektronenvolt) frei – also millionenfach mehr als die wenigen Elektronenvolt pro Molekül bei typischen chemischen Reaktionen (etwa bei einer Verbrennung).
Wann kommt die Kernfusion?
Das erste Wasserstoffplasma in ITER soll 2025 erzeugt werden, ein Deuterium-Tritium-Plasma voraussichtlich frühestens 2035.
Was fusioniert in der Sonne?
Die Schwerkraft der Sonne, die fast 28-mal so stark wie die der Erde ist, zieht Wasserstoff aus der Atmosphäre und schließt diesen ein. Der Wasserstoff dient dann als Treibstoff für die Fusionsreaktion im Innern der Sonne. Im Sonnenkern herrschen Temperaturen von 15 Millionen Grad.
Was versteht man unter Deuterium?
Deuterium (von griechisch δευτερον: „das Zweite“) ist neben Protium und Tritium ein Isotop des Wasserstoffes. Sein Atomkern wird auch Deuteron genannt.
Wie funktioniert eine Kernspaltung einfach erklärt?
Unter Kernspaltung versteht man die durch Beschuss mit Neutronen erfolgende Zerlegung eines schweren Atomkerns in zwei mittelschwere Atomkerne. Dabei werden Neutronen freigesetzt und es wird Energie abgegeben, die als Kernenergie bezeichnet wird. ... Bei jeder Kernspaltung werden 2 oder 3 Neutronen 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.
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. Seltener wird die Kernspaltung auch Kernfission (lateinisch fissio „Spaltung“, englisch nuclear fission) genannt.
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.
Wie viel Energie bringt Kernfusion?
Sehr groß ist sie jedoch bei Helium-4 erzeugenden Reaktionen: Die Umsetzung von einem Gramm Deuterium-Tritium-Gemisch in einem Kernfusionsreaktor würde eine thermische Energie von rund 100 Megawattstunden (MWh) oder 12,3 t SKE liefern.
Welche Elemente entstanden durch Kernfusion in Sternen?
Kurz nach dem Urknall gab es nur leichte Elemente, vor allem Wasserstoff und Helium. Schwerere Atome entstanden erst im Lauf von Jahrmilliarden durch Fusionsprozesse in Sternen und gewaltige Explosionen im Weltall.
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.