Frage von Justin17407, 14

Welche Bedingungen sind von Nöten (lässt man den Tunneleffekt außer Achtung) um Wasserstoff zu Helium zu brennen?

Ich finde keine klare Aussage

Antwort
von DieMilly, 4

Das wesentliche Problem bei der PP-Reaktion in der Sonne ist die Tatsache, dass es keinen gebundenen Proton-Proton Zustand gibt. 

D.h. damit zwei Protonen fusionieren, muss eines von der schwachen Wechselwirkung in ein Neutron umgewandelt werden. Das aber geschieht nur bei kleinen Abständen und da dieser Prozess sehr ineffektiv und langsam ist, dauert es im Mittel 14 Milliarden Jahre, bis 2 Protonen fusionieren. Die Temperatur zu erhöhen macht praktisch keinen Unterschied, denn letztlich wartet die Reaktion trotzdem auf die schwache Wechselwirkung. Deshalb werden in Kernfusionskraftwerken keine PP-Reaktionen gemacht.

Dagegen ist bei Deuterium oder Tritium, also einem Kern aus einem Proton mit einem oder zwei zusätzlichen Neutronen, so liegt bereits ein Neutron vor und die schwache Wechselwirkung ist überflüssig. Deshalb fusionieren Deuterium und Tritium sehr schnell (~1,4 Sekunden) anstatt 14 milliarden Jahre. Deshalb sind unsere Kernfusionsreaktoren alle entweder Deuterium-Deuterium Reaktoren oder Deuterium-Tritium Reaktoren. Das ist auch der Grund, warum es im Universum nur sehr wenig dieser Isotope gibt - denn die werden in Sternen sofort fusioniert und sind dann weg.

Der wesentliche Faktor bei der Fusion von Wasserstoff ist also (wenn die nötige Temperatur gegeben ist) bestehende Neutronen, damit die schwache Wechselwirkung unnötig ist.

Antwort
von Raph101, 9

Hoher Druck und hohe Temperaturen. Also so mehrere Millionen Kelvin!

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