Kernfusion in der Sonne

Kleines Physikproblemchen, was?

also, die kernfusion in der sonne:
hier mal ein paar stichwörter:
deuterium, tritium, helium, Temperatur, Atomschnelligkeit, Druck

werd dirs jetzt nicht erklären, *fg*
viel epsß beim suchen...
Grüße
Gunsen

Kernfusion
-Kernreaktion bei der zwei Atomkerne zu einem neuen Kern „verschmelzen“
-zunächste Überwindung der Coulombbarriere (elektrische Abstoßungskraft) zwischen den positiv geladenen Kernen
-ab Abstand 10 -15m Bindung der Kerne Aneinadere wegen der starken Wechselwirkung
-Masse der entstanden Kerne/Teilchen geringer als die Summe der Massen der Ausgangskerne
->Energie wird frei in Form von Strahlungsenergie
-nur im Gebiet der leichten Kerne möglich, da die Bindungsenergie pro Nukleon mit steigender Massenzahl bis etwas 60 zunimmt
-starkes Maximum bei dem Nuklid Helium-4
Reaktion:

2H=Deuterium: Isotop des Wasserstoffs aber neben dem Proton noch ein Neutron im Kern
3H=Tritium: Isotop des Wasser, aber 2 Neutronen
-Atomkern instabil ->Zerfällt mit einer Halbwertszeit von 12 Jahren
->radioaktiv
=> für die Kernfusion günstige Reaktion
-Bildung von 1kg Helium = 115 Millionen Kilowattstunden (Bedarf der BRD für 2 Std.)

Kernfusionsreaktor

Grundprinzip
-wenn die Reaktion nur zwischen 2 Kernen abläuft, dann wird mehr Energie aufgewendet als entsteht
->nicht zur Energiegewinnung möglich
->Reaktion mit größeren Materialmengen als energetische Kettenreaktion ablaufen (wie bei brennendem Feuer), ohne dass man die Ionen immer wieder beschleunigen muss.
-notwendige kinetische Energie für Kettenreaktion 100mio Grad Celsius
->Materie im Plasma Zustand, d.h. Elektronen von Atomkern getrennt
-bei genügend hoher Temperatur „zündet“ die Kettenreaktion
->ein Teil der bei der Verschmelzung gewonnenen Energie hält diese hohe Temperatur ohne
weiter Energiezufuhr aufrecht zu halten und leitet durch Teilchenanstöße weitere Verschmelzungen ein
-anders als bei Kernspaltungreaktoren kein Brennstoffvorrat für längere Betriebszeit
->Brennstoff muss immer nachgefüllt werden
->nie übergroße Energiemengen die plötzlich unkontrollierbar werden
->Unfälle wie bei Kernreaktoren nicht möglich

Herstellen und Aufheizen des Plasmas
-einige Gramm Deuterium-Tritium Gemisch in das Reaktionsgefäß (Vakuum)
-Aufheizen des Gemisches zu Plasma d.h. 100 Mio. Grad
-Elektrisches Aufheizen:-Plasma elektrischer Leiter d.h. kann mit einem induzierten el Strom aufgeheizt werden
-ab 20-30 mio Grad Widerstand reicht nicht mehr zum weitere
Aufheizen
-Neutralteilchen-Einschuss:- Aufheizen des Plasmas durch kinetische Energie der neutralen
Atome, welche im Plasma ionisiert werden
-Ionen-Einschluss:-Ionen- oder Schwerionenstrahl in das Plasma geschossen
->hohe Energie wird ins Plasma getragen
-Magnetische Kompression:-Erwärmung durch schnelles zusammenpressen des Plasmas
->Nebeneffekt: Erhöhung der Plasmadichte
-Elektromagnetische Wellen: -Mikrowellen regen Ionene und Elektronen auf ihre
Resonanzfrequenz an
->Energie wird in das Plasma übertragen

Abfuhr und Nutzung der freigesetzten Energie
-pro Kernreaktion 17,6MeV davon vier fünftel als Bewegungsenergie des erzeugten Neutrons
-keine Beeinflussung der Neutronen durch Magnetfeld
-gelangen in das Blanket des Reaktors
->Abgabe von Wärme durch Zustammenstöße und danach zur Erzeugung eines Tritiumatoms
-> durch die Wärme Erzeugung von Dampf ->Antrieb von Turbinen

Nachteile
-Anlagen sehr teuer
-noch nicht ganz geklärt ob ein Reaktor kommerziell nutzbare Energie liefern kann
-Mindestbaugröße um effektiv genug zu arbeiten

Vorteile
-Jahresverbrauch bei einer Leistung von 1000MW 100kg Deuterium und 150kg Tritium (aus 300kg
Lithium entstanden
-Deuterium zu 0,015% im natürlichen Wasser enthalten ->unbegrenzt vorhanden
-Lithum vorkommen zwar begrenzt aber reichen für mehre 1000 Jahre aus
->Brennstoffe überall auf der Welt vorhanden ->keine Transportkosten
->kaum Kosten für Brennvorgang und auch so gut wie keine Transportkosten
-Eingliederung in das europäische Stromnetz anstelle von Kernspaltungskraftwerken
-kein Ausstoß von Abgasen
-keine Reaktion die außer Kontrolle geraden kann, da bei geringster Störung Abbruch der Fusion
-nur sehr kleines Brennstoffinventar (im gesamten Reaktor 500g)