Die kalte Fusion - Wunsch oder Wirklichkeit?

1. Was ist die (kalte) Kernfusion?

Normalerweise stoßen sich Atomkerne auf Grund ihrer positiven Ladung stark ab. Unter bestimmten Umständen verringert sich ihr Abstand jedoch so sehr, dass sie verschmelzen: Es kommt zu einer Kernfusion, und ein neues Element entsteht. Dieses ist entweder schwerer oder leichter als die beiden ursprünglichen Kerne zusammen. Im zweiten Fall wird Energie frei, und man spricht von einer exothermen Reaktion. Diese Reaktionen treten nur bei der Verschmelzung von Kernen auf, die leichter sind als die von Eisenatomen. Besonders viel Energie wird frei, wenn sich Wasserstoffkerne verbinden. Die "fehlende" Masse wandelt sich in Bewegungsenergie der Reaktionsprodukte und in Strahlungsenergie um. Die bislang bekannten exothermen Kernfusionen laufen nur bei extremer Hitze ab – etwa im Inneren der Sonne. Hier kommen sich bei Temperaturen um zehn Millionen Grad Celsius und einem Druck von 200 Milliarden Bar Wasserstoffkerne so nah, dass sie zu Kernen von Heliumatomen verschmelzen. Solche Bedingungen sind auf der Erde nicht realisierbar. Fusionsreaktoren, die Energie produzieren, könnten aber dennoch funktionieren: Schwere Wasserstoffisotope (Deuterium/Tritium) verschmelzen schon bei einem geringen Druck von einigen Bar – allerdings erst bei 100 Millionen Grad Celsius. Solche extremen Temperaturen werden etwa in einem Wasserstoffplasma erreicht; diese aber dauerhaft aufrechtzuerhalten, ist den bisherigen Forschungsprojekten noch nicht gelungen. Bei der Explosion einer Wasserstoffbombe entsteht diese hohe Temperatur mit Hilfe von Kernspaltung und setzt damit den Fusionsprozess in Gang.

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