Kernfusion

Die Kernfusion ist ein wichtiger Naturprozess, bei dem eine Reaktion durch die Verschmelzung von Atomkernen stattfindet. Der Prozess der Fusion hat die Entstehung vieler chemischen Elemente aus Wasserstoff ermöglicht und ist für die enorme abgestrahlte Energie von Sonnen und Sternen verantwortlich. In der Sonne findet im Inneren die Kernfusion statt, dabei verschmelzen Wasserstoffatome zu Helium und Energie wird frei.

Wasserstoffkerne stoßen sich aufgrund elektrischer Kräfte und ihrer positiver Ladung ab. Erst bei einer sehr großen Annäherung der Atome aneinander, können sich anziehende Kräfte entwickeln. Dafür sind aber extreme Bedingungen nötig, um die Abstoßungskräfte zu überwinden und die Kernfusion überhaupt stattfinden zu lassen.

Die große Menge an freiwerdender Energie macht die Fusion zu einem großem Thema in der Forschung. Die einfachste umzusetzende Verschmelzung findet bei den schweren Wasserstoffsorten Deuterium und Tritium statt, dabei entsteht Helium und Energie wird frei. Deuterium besteht aus einem Proton und einem Neutron und ist nicht radioaktiv und in unbegrenzten Mengen in den Ozeanen vorhanden. Tritium dagegen besitzt zwei Neutronen im Kern, ist radioaktiv und müsste erst erzeugt werden.

1 g Wasserstoff Brennstoff könnte bei einer Kernfusion dieselbe Energiemenge wie die Verbrennung von etwa 11 t Kohle oder 8 t Erdöl freisetzen und das ganz ohne Treibhausgase. Zudem ist der Prozess im Vergleich zur Kernspaltung ungefährlich, da für die Reaktion hohe Temperaturen notwendig sind und im Falle einer Störung die Prozesstemperatur fallen würde und damit die Reaktion abbrechen würde. Im Gegensatz zu Kernspaltung können so also keine Kettenreaktionen auftreten, die nicht zu stoppen sind.

Die größte Herausforderung ist aber das Fusionsfeuer auszulösen. Hierfür sind Temperaturen von über 100 Mio. Grad nötig und es gibt keine Materialen, die diesen Temperaturen stand halten könnten. Dementsprechend wird derzeit dran geforscht, die Reaktion in einem Magnetfeld stattfinden zu lassen.

Gelänge es, den Prozess der Kernfusion auf der Erde effizient umzusetzen, stände der Menschheit eine unerschöpfliche und nachhaltige Energiequelle zur Verfügung. Damit erhofft man sich von der Kernfusion, dass sie eine Schlüsseltechnologie der nachhaltigen Entwicklung wird.