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Kernfusion

Als Kernfusion wird in der Physik die Verschmelzung von Atomkernen bezeichnet. Die Kernfusion wird sowohl militärisch genutzt, sie könnte in der Zukunft aber auch zur Versorgung der Menschen mit Energie dienen.

Wie funktioniert die Kernfusion

Bei der Verschmelzung von leichten Atomkernen zu schweren werden enorme Mengen an Energie freigesetzt, weil die sogenannte Bindungsenergie in schweren Atomkernen größer ist, als bei den ursprünglich leichteren Kernen. Der Prozess der Verschmelzung gelingt aber nur bei extrem hohen Temperaturen und großem Druck. Kernfusionen können endotherm (Energie wird aufgenommen) oder exotherm (Energie wird abgegeben) ablaufen. Ein weiteres Kriterium für eine gelingende Fusionsreaktion ist die Geschwindigkeit, mit der die Atomkerne zusammenstoßen. Nur bei ausreichendem Tempo nähern sich die Atomkerne so stark an, dass sie sich nicht gegenseitig abstoßen, sondern sich aneinander anlagern und miteinander reagieren.

Kernfusion und und ihre Bedeutung für Atomwaffen

Die bekannteste Atomwaffe, bei der die Kernfusion genutzt wird, ist die Wasserstoffbombe. Bei dieser Kernwaffe werden durch Kernspaltung die Wasserstoffisotope Deuterium und Tritium dazu gebracht, miteinander zu verschmelzen. Der Vorgang der Kernspaltung wird also dazu genutzt, die für die Kernfusion notwendige Energie bereitzustellen. Es gibt also keine Atomwaffe, die ausschließlich den Fusionvorgang verwendet, sondern es wird stets die Spaltung und die Fusion von Atomkernen gemeinsam genutzt. Ursprünglich beruhte die Wirkung von Atomwaffen aber auf der Kernspaltung.

Die Kernfusion als Methode der zivilen Energiegewinnung

Wie groß die Bedeutung der Kernfusion für die Energiegewinnung ist, kann an der Sonne aufgezeigt werden. Die von der Sonne freigesetzte Energie wird nämlich einzig durch die Verschmelzung von Atomkernen erreicht. Aus diesem Grund versucht die Wissenschaft seit Langem, sich diesen Prozess zunutze zu machen. Das große Problem bei der Entwicklung sogenannter Fusionsreaktoren ist die Tatsache, dass der Prozess der Fusion nur bei extrem hohen Temperaturen und unter großem Druck gelingt. Ein Fusionsreaktor müsste also baulich so beschaffen sein, dass er Temperatur und Druck verkraftet, ohne selbst zu schmelzen. Zudem ist die Energiegewinnung bisher schwierig, da zunächst enorme Energie für den Fusionsvorgang aufgewendet werden muss. Die gewonnene Energie aus einer Fusion ist aber noch deutlich geringer, als die aufgewendete, was sich nicht rechnet.

Die Kernfusion als Energiequelle der Zukunft?

Im Augenblick steht noch kein wirtschaftlich nutzbarer Fusionsreaktor zur Verfügung. Hauptsächlich wird mit gigantischen Teilchenbeschleuniger-Anlagen experimentiert, um den Prozess der Fusion zu verstehen und dieses Wissen für weitere Entwicklungen zu nutzen. Zudem existieren Forschungsreaktoren, in denen mit der Fusionstechnologie experimentiert wird. Bis das erste Fusionskraftwerk ans Netz geht, könnten noch Jahre oder gar Jahrzehnte vergehen.