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- Herausgeber: GRIN Verlag
- Sprache: Deutsch
Studienarbeit aus dem Jahr 2003 im Fachbereich Chemie - Analytische Chemie, Note: 1-, Universität Regensburg (Institut für Analytische Chemie, Chemo- und Biosensorik), Sprache: Deutsch, Abstract: Über neunzig Prozent des Weltenergiebedarfs werden heute aus fossilen Energiequellen gedeckt. Da diese Energiequellen aber begrenzt sind und wohl in den nächsten hundert Jahren zur Neige gehen werden, müssen möglichst schnell andere Formen der Energiegewinnung erforscht werden. Eine der vielversprechensten Möglichkeiten ist die Kernfusion. In dieser Arbeit wird ein kurzer Überblick zum Thema Kernfusion gegeben. Vermittelt werden die Grundlagen dieses sehr interessanten Themas. Es wird dabei auf die derzeitigen verschiedenen technischen Ansätze, ihre mögliche Weiterentwicklung, Zukunftsaussichten und mögliche Gefahren der Kernfusion eingegangen.
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Veröffentlichungsjahr: 2004
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1. Geschichtlicher Hintergrund
2. Grundlagen
3. Technische Ansätze
4. Derzeitiger Stand und Zukunftsaussichten
5. Mögliche Gefahren
6. Schlusswort
7. Literaturverzeichnis
Kernfusion – ein Überblick
1. Geschichtlicher Hintergrund
Über neunzig Prozent des Weltenergiebedarfs werden heute aus fossilen Energie-
quellen gedeckt. Da diese Energiequellen aber begrenzt sind und wohl in den nächsten
100 Jahren zur Neige gehen werden, müssen möglichst schnell andere Formen der
Energiegewinnung erforscht werden. Eine der vielversprechensten Möglichkeiten ist
die Kernfusion.
Die Idee zur Gewinnung von Energie durch Kernfusion stammt aus der Natur. In der Sonne findet dieser Prozess schon seit Milliarden Jahren statt. Dies konnte 1938/39 von Carl Friedrich von Weizsäcker theoretisch nachgewiesen werden. Die Fusionsforschung ist aus der Forschung an der Wasserstoffbombe hervorgegangen. Die Wasserstoffbombe stellt den Beweis der technischen Möglichkeit der Kernfusion dar, allerdings
läuft diese Fusionsreaktion unkontrolliert ab. Die Fusionsforschung begann gleich nach dem zweiten Weltkrieg mit viel Optimismus. In den USA , der Sowjetunion und Großbritannien versuchte man, unabhängig voneinander und unter strengster Geheimhaltung, einen Fusionsreaktor zu bauen. Da man aber die damit verbunden Schwierigkeiten unterschätzt hatte, wurde die Geheimhaltung zugunsten der internationalen Zusammenarbeit aufgeben. In den folgenden Jahren beschäftigte man sich weniger mit dem Bau eines Fusionsreaktors, sondern mit den Problemen der Plasmaphysik im allgemeinen. Es wurden verschiedene Konzepte und Projekte
zur Kernfusion entwickelt, der entscheidende Durchbruch, der Bau eines wirtschaftlichen Fusionsreaktors, ist aber bis heute noch nicht gelungen. Ging man Mitte der Fünfziger noch von 20 Jahren bis zum Bau eines Reaktors aus, so verschoben sich die Prognosen im Laufe der Zeit immer weiter. Heute geht man davon aus, dass die Kernfusion erst ab etwa 2050 allmählich einen Marktanteil an der Energieerzeugung er-
2. Grundlagen
Bevor wir die Grundlagen der Kernfusion betrachten, muss der Begriff Kernfusion definiert werden. Kernfusion ist die Verschmelzung von zwei leichten Atomkernen zu einem schweren Atomkern, wobei Energie frei wird. Der daraus resultierende Energiegewinn lässt sich mit den Massendefekt und den unterschiedlichen Kernbindungsenergien der Atomkerne begründen. Nach der von Albert Einstein gefundenen Beziehung DE= (mi -mf )c2 wird die Differenz der Ausgangsmassen (mi ) und der Massen der Endprodukte (mf ) den Betrag DE in Form von kinetischer Energie
freigesetzt. Die Bindungsenergie eines Atomkerns resultiert aus dem Massenunterschied
des gesamten Kerns und der Summe seiner einzeln betrachteten Nukleonen; die Kern- bindungsenergie ist ein direktes Maß für den Massendefekt d. h. eine größere Bindungs- energie entspricht einem größeren Massenunterschied. Die Darstellung der spezifischen Bindungsenergie pro Nukleon aufgetragen über der jeweiligen Gesamtmasse des Kerns zeigt, dass die Fusion zweier Kerne niedriger Masse zu einem Atomkern mit höherer Bindungsenergie führt; somit wird Energie freigesetzt.
(vgl. Grafik; www.ipp.mpg.de/BB/Kernfusion/Kernfusion1.html)
