Kernfusion, Kernverschmelzung, bezeichnet die Verschmelzung leichter Atomkerne zu einem schwereren.

Die Kernfusion tritt ein, wenn sich zwei Atomkerne so weit nähern, dass die anziehende Kernkraft, die eine sehr kurze Reichweite

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Prinzip und Bedeutung der kontrollierten Kernfusion

Die große Bedeutung der Kernfusion liegt in der Möglichkeit der Energiegewinnung, da die Gesamtmasse der gebildeten Reaktionsprodukte bei der Verschmelzung leichter Kerne kleiner ist als die Massen der Reaktionspartner vor der Reaktion, sodass Kernenergie frei wird (Kernbindungsenergie). Bezogen auf die Masse des Brennstoffs entspricht dies einigen Millionen Mal mehr Energie als bei den mit der Verbrennung fossiler Brennstoffe verknüpften chemischen Reaktionen. – Die Kernfusion ist die wichtigste Energiequelle der Natur. Die von der Sonne (Sonnenenergie) und den Sternen ausgestrahlten Energien stammen

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Einschlussprinzipien

Eine hinreichend lange thermische Isolierung eines so heißen Plasmas bei ausreichender Dichte kann nicht direkt

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Trägheitseinschluss

Beim Trägheitseinschluss wird ein kleines Materiekügelchen (englisch pellet) aus mit verschiedenen Schichten überzogenem Fusionsbrennstoff mit fokussierten leistungsstarken Laserstrahlen (Laserfusion) oder Teilchenstrahlen so schnell aufgeheizt, dass hinreichend viele Fusionsprozesse abgelaufen sind, bevor sich die Teilchen aus dem Reaktionsvolumen entfernen können. Für die Zündbedingung eines Pellets gilt vereinfacht, dass das Produkt aus Teilchendichte und Radius des Pellets eine

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Magnetischer Einschluss

Beim magnetischen Einschluss nutzt man die Tatsache, dass die Plasmateilchen aufgrund ihrer elektrischen Ladung durch ein Magnetfeld auf eine Kreisbahn senkrecht zur Richtung der Feldlinien gezwungen werden und sich dementsprechend über größere Strecken nur parallel, nicht aber senkrecht zur Feldrichtung bewegen können. Man unterscheidet beim magnetischen Einschluss lineare und toroidale Konfigurationen.

Linearer magnetischer Einschluss: Da bei den linearen (offenen) Konfigurationen die Feldlinien und damit das Plasma an den offenen Enden der Apparatur austreten können, sind hiermit sehr große, unvermeidliche Verluste verbunden.

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Weitere Entwicklungen und Perspektiven

Der Schwerpunkt zukünftiger physikalischer Untersuchungen liegt auf dem Verständnis und der Verbesserung des Plasmaeinschlusses, der Plasma-Wand-Wechselwirkung, des maximalen Plasmadrucks und der Stationarität (die bisherigen Plasmaentladungen sind nur Pulse von einigen Sekunden Dauer). Aufgrund des oben genannten anomalen Verhaltens sind Vorhersagen bei der Planung neuer Experimente unsicher. Die

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Sicherheitsaspekte und Umweltverträglichkeit

Sicherheit und Umweltverträglichkeit von Kernfusionsforschung und -reaktoren werden als günstig eingeschätzt. Niedrige Leistungsdichte, geringer Brennstoffvorrat in der Plasmakammer und die inhärente Eigenschaft des Plasmas, schon bei kleinen

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Literatur

I. v. Stumm: Kernfusionsforschung – politische Steuerung u. internationale Kooperation. Das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik
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Quellenangabe
Brockhaus, Kernfusion. http://brockhaus.at/ecs/enzy/article/kernfusion