Forschen für die
Energie der Zukunft
Was ist Kernfusion?
Kernfusion ist eine Form der Kernenergie, da in diesem Prozess Energie aus dem Zusammenwirken von Atomkernen entsteht. Bei einer Kernfusion kollidieren und verschmelzen Kerne leichter Atome, beispielsweise Wasserstoff, zu Kernen schwerer Atome, etwa Helium. Hierbei werden enorme Mengen an Energie frei. Kernfusion kann man als den umgekehrten Prozess der bekannteren Kernspaltung verstehen bei der Kerne schwerer Atome in leichtere aufgespalten werden. Anders als bei der Kernspaltung wird bei der Kernfusion allerdings keine wesentliche Radioaktivität freigesetzt. Der Prozess der Kernfusion kommt in der Natur vor: Die Sterne, also auch unsere Sonne, erzeugen ihre quasi grenzenlose Energie durch Kernfusion.
Auf der Sonne werden vier Wasserstoffkerne in einen Heliumkern umgewandelt. Dabei wird Energie freigesetzt, weil der Heliumkern etwas weniger Masse hat als die ursprünglichen vier Protonen.
Die Gravitationskraft auf der Erde ist zu gering, um die Wasserstoffkerne einzuschließen. Daher muss ein andere Ansatz gewählt werden, um Fusionsreaktionen auf der Erde zu ermöglichen.
Brennstoff: Der effizienteste Fusionsbrennstoff ist eine Mischung aus Deuterium und Tritium;
Temperatur: zwischen 100 und 200 Millionen Grad Celsius;
Dichte: ca. 1 Milligramm pro Kubikmeter;
Zeit: Diese Bedingungen müssen so lange wie möglich aufrechterhalten werden!
Es mag zunächst verwirrend erscheinen, dass Energie sowohl durch die Verschmelzung zweier Atomkerne (Fusion) als auch durch deren Spaltung (Fission) - also durch gegensätzliche Prozesse - erzeugt werden kann. Das hat mit der Größe der Atomkerne zu tun. Hier erfahren Sie mehr darüber.
Vor rund 70 Jahren erlangten Wissenschaftler erste Einblicke in die physikalischen Grundlagen der Sonnenstrahlung: Die Sonne und andere Sterne wandeln durch permanente Fusionsprozesse Wasserstoff in Helium um und setzen dabei gewaltige Energiemengen frei.
