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Transcript

Kernfusion

Von Nikolas

und Philipp

Kernfusion

-Als Kernfusion werden  die Reaktionen bezeichnet, die zwei Atomkerne zu einem neuen Kern verschmelzen.

-Durch Kernfusionsreaktionen strahlen Sonne und alle leuchtenden Sterne Energie aus.

Was ist Kernfusion

Fusion von Deuterium und Tritium zu einem Heliumkern

Stellare Kernfusion

-kommt in unser Sonne vor

Stellare Kernfusion

-generell in allen Sternen

-Sterne bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium

Fakten

Fakten

Im Kern der Sonne herrscht ein Druck von 250 Milliarden Bar und

eine Temperatur von 15 Mio. Grad Celsius

Mit dem Wasserstoff welches die Sonne hat, kann sie noch weitere 4 Milliarden Jahre leuchten

In einer Sec. erzeugt die Sonne so viel Energie wie 20 Billiarde Atomkraftwerke

Wasserstoffbombe

-In Wasserstoffbomben läuft die Deuterium-Tritium-Reaktion unkontrolliert ab, wobei das Tritium meist erst während der Explosion aus Lithium gewonnen wird.

-Die größte je getestete Wasserstoffbombe ist die Zar-Bombe, mit 53 Megatonnen TNT.

Waffen

Replika der Zar-Bombe

Tellar-Ulam-Design

Teller-Ulam-Design

-Bei dem Teller-Ulam-Design wird ein primärer Kernspaltungssprengsatz und ein sekundärer Fusionssprengsatz gebraucht

-Die Kerne befinden sich in einer Schicht aus Polystyrol

-Durch das Teller-Ulam-Design wurden die Schwierigkeiten der Classic super gelöst

A – primärer Kernspaltungssprengsatz

B – sekundärer Fusionssprengsatz

1 – chemischer Sprengstoff

2 – 238U-Mantel

3 – Hohlraum

4 – in Plutonium- oder Urankugel ein­geschlossenes Tritiumgas

5 – Polystyrol

6 – 238U-Mantel

7 – Lithium-6-deuterid

8 – Plutonium

9 – reflektierender Mantel

Classical Super

Das erste nicht realisierbare Design

-Unter Classical Super bezeichnet man die Grundüberlegeung um einen Zünder eine Große Menge von Deuterium und Tritium zu platzieren

-Es gab viele Probleme bei diesem Konzept der Wasserstoffbombe

-Die Kosten waren viel zu hoch

Schematische Darstellung einer Wasserstoffbombe nach dem Classical-Super-Design

Erforschung der Kernfusion

Ernest Rutherford hat die Kernfusion entdeckt

Erforschung der Kernfusion

Tunneleffekt

Weiteres

Weiteres

Das Elementarteilchen Myon kann ebenfalls zur Kernfusion verwendet werden

wirtschaftlich unprofitabel

1920 hatte Arthur Eddington Fusionsreaktionen als mögliche Energiequelle von Sternen vorgeschlagen

Im Labor führten Mark Oliphant und Paul Harteck die erste Fusionsreaktion 1934 durch.

militärische Waffenentwicklung

militärische Waffenentwicklung

Nach 1949 entwickelten Edward Teller und Stanislaw Ulam ein Konzept zum Bau einer Wasserstoffbombe, die auf Kernfusion beruht.

Am 1. November 1952 wurde die erste Wasserstoffbombe namens Ivy Mike im Eniwetok-Atoll im Pazifik gezündet.

Physikalische Forschung

Der Farnsworth-Hirsch-Fusor wird für Forschungszwecke zur Kernfusion verwendet.

Inneres Gitter

Physikalische Forschung

Äußeres Gitter

Vakuumkammer

Kalte Fusion

Die Kalte Fusion ist eine Art der Kernfusion die kein hohen Druck oder hohe Temperaturen benötigt.

Sie funktioniert nicht wirklich.

Kalte Fusion

So funktioniert es in der Theorie

Stromerzeugung

-Es wird noch an der Stromerzeugung mit Kernfusion geforscht

-Der erste wirtschaftlich nutzbare Reaktor wird wahrscheinlich nicht vor 2050 gebaut

Stromerzeugung

Aufbau eines Kernfusionsreaktor

Energiebilanz

Energiebilanz

-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.

-Die bisherigen Experimente zur kontrollierten thermonuklearen Fusion weisen noch keine positive Energiebilanz auf

-Die erfolgreichste Anlage ist die JET(Joint European Torus).

JET-Anlage

Quellen

Quellen

Wikipedia.org

dpg-physik.de

kernenergie.ch

arts-blog.de

daswetter.com

orf.at

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