Wie entsteht bei Kernfusion Energie?

5 Antworten

Durch die "Einsteinformel". E= mc^2
Der sog. Massendefekt (winzig kleiner Masse-Verlust) bei der Fusion erklärt den Energiegewinn.

DaveGaming 
Fragesteller
 26.01.2019, 15:27

Könnte man es also so sagen:

Bindungsenergie = Massendefekt(Massendifferenz) * Lichtgeschwindigkeit² ?

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atoemlein  26.01.2019, 18:14
@DaveGaming

Nicht Bindungsenergie. Oder welche Bindungsenergie meinst du?
Es hat ja vor und nach der Fusion Bindungsenergien.

Die freiwerdende Energie liegt primär in Form des schnellen Neutrons vor.

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DaveGaming 
Fragesteller
 26.01.2019, 19:22
@atoemlein

Ich meine die Bindungsenergie, die frei wird, wenn die Teilchen fusionieren. Außerdem wurde mir unten erklärt, dass die Energie kein Neutron ist, sondern kinetische Energie und Gammastrahlung.

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atoemlein  27.01.2019, 00:08
@DaveGaming

Bei Kernreaktionen kannst du nicht mit Bindungsenergien wie bei chemischen Reaktionen rechnen.
Und ja, die Enerige ist kein Neutron, wohl aber die kinetische Energie dieses Neutrons (ca. 80%). Plus "etwas" Strahlung (ca. 20%).

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Nee, nee ...

Du musst 3H mit He und dem Neutron zusammen verrechnen. Der Massendefekt ist absolut winzig.

Und Du musst zwischen Kernspaltung und Kernfusion unterscheiden.

Selbstverständlich ist nach der Fusion ein schwereres Teilchen entstanden, und bei der Spaltung zwei leichtere. ABER:

In beiden Fällen ist aber die Summe aller Massen der Produkte um ein winziges bisschen kleiner als die der Edukte. Und diese winzige Masse ist das, was als Energie frei wird.

Vorher ist die Energie nur als ein Mehr von Masse vorhanden, anschließend wird sie als kinetische Energie der Teilchen und (vor allem) Gammastrahlung frei.

botanicus  26.01.2019, 13:05

Die Zeichnung ist auch doof. Das Wort Energie hat über dem Neutron nichts verloren.

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botanicus  26.01.2019, 16:12
@Bevarian

Die Teilchen links sind mit ihrem Namen beschrieben. Über dem Neutron müsste "Neutron" stehen. Kinetische Energie haben nach der Reaktion alle beide Teilchen.

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DaveGaming 
Fragesteller
 27.01.2019, 13:27
@DaveGaming

Ach ne also wie ich das verstanden habe:

Wenn man Helium und das Neutron zusammenrechnet ist Masse verloren gegangen, welches dem Massendefekt zu schulden ist und in Gammastrahlung umgegangen ist nach e=mc². Das Neutron wurde, als Energie bezeichnet, da es der Hauptenergieträger von der kinetischen Energie ist, die durch die Bindungsenergie frei geworden ist.

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botanicus  27.01.2019, 19:45
@DaveGaming

Bis auf den vorletzten Satz ist das alles richtig. Das Neutron ist nunmal ein Teilchen (den Welle-Teilchen-Dualismus darf man bei dieser Größe getrost außer Acht lassen), da ist die Beschriftung einfach doof. Dass es mehr kinetische Energie mitnimmt, spielt keine Rolle.

Die bei der Reaktion freiwerdende Energie (= Äquivalent zum Massendefekt) steckt zum großen Teil im Gammaquanten (bzw. einer elektromagnetischen Welle), etwas geht in kinetische Energie für die beiden Teilchen.

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DaveGaming 
Fragesteller
 27.01.2019, 21:43
@botanicus

Okay benutzt man in einem Kernfusionsreaktor neben dem Neutron auch die Strahlung zur Energiegewinnung? Das Neutron fällt ja aus dem Plasma gegen die Reaktorwand und heizt diese auf. Erzielt die Strahlung auch diesen Effekt?

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botanicus  28.01.2019, 12:26
@DaveGaming

Selbstverständlich. Die gesamte Energie landet letztlich als Wärme in der Umgebung.

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Helium ist doch also leichter als Deuterium und Tritium zusammen.

Aber schwerer als jeder einzelne der Ausgangsstoffe.

botanicus  26.01.2019, 12:59

Das hat nichts mit dem Problem zu tun.

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RobertLiebling  26.01.2019, 13:01
@botanicus

Doch, mit seinem Verständnisproblem.

Im umgekehrten Fall, wenn aus Kernen, wie dem Wasserstoff, durch Fusion schwerere Kerne gebildet werden, wird auch Energie frei. 

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botanicus  26.01.2019, 13:02
@RobertLiebling

Dass nach der Fusion schwerere Teilchen entstehe, ist logisch. Aber er hat nicht verstanden, dass es um die Summer aller Teilchen vorher und nachher geht, also vorher 2H und 3H, hinterher 4He und ein n.

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Die Energien von Deuterium + Tritium sind größer als Helium + Neutron. Die überschüssige Energie tragen die beiden Produkte in Form von kinetischer Energie.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung
botanicus  26.01.2019, 16:15

Über 17 MeV nur als kinetische Energie???

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Da stehts doch Helium ist leichter als Deuterium und Tritium zusammen, genau das ist die Energie die da frei wird.

ein Kern mit 2 protonen ist schwerer als 2 einzelne (zusammenrechnen geht erst hinterher)

botanicus  28.01.2019, 12:29

Helium PLUS EIN NEUTRON ist leichter als Deuterium und Tritium. Das (und nur das) ist die Energie, die freigesetzt wird! Wenn jeweils ein kompletes Neutron als reine Energie frei würde, wäre und längst der Fusionsreaktor um die Ohren ganz Deutschlands geflogen. Und die Sonne erst recht.

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