Wie genau können Atome in Teilchenbeschleunigern platziert werden?

3 Antworten

Das einzige was zurzeit möglich ist den Teilchenstrahl mit Lenk Agenten zu steuern

Es ist nicht möglich, ein Atom ( Ion, Elektron) genau auf einem bestimmten Platz zu fizxieren. Die Heisenbergsche Unschärfe steht dem entgegen.

Was genau willst du damit erreichen?

Und Jein, es wäre theoretisch möglich, aber nicht mit der aktuellen Technik und auch eher nicht in einem Plasma-Teilchenbeschleuniger.

Nuklide von beiden Seiten eines Teilechenbeschleunigers mit Elektronen so stark zu beschleunigen, dass diese fusionieren, wobei die Elektronen im letzten Moment irgendwie abgeleitet werden müssen.

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@Andi1111111

Welchen Sinn soll das haben? Da beschleunige ich doch einfach den Nukleus mit nem Elektromagneten.

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@Quotenbanane

Und warum kann mit einem Elektromagneten keine Kernfusion betrieben werden? Ist das zu teuer, weil man dann so eine hohe Leistung braucht oder was?

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@Quotenbanane

Ich meine ja nur, dass es vielleicht sinnvoller wäre ein Elektron im letzten Moment abzuleiten, da die Geschwindigkeit des Nukleus durch die Anziehung wahrscheinlich viel größer wäre als wenn man das mit einem Elektromagneten macht, da die Anziehung ja wie bei der Gravitation 1/r2 ist. Die Coulombkraft könnte verwendet werden um die Coulombkraft zu überwinden, sicherlich kann man diese auch mit einem Elektromagnet überwinden, aber ich denke, dass man da viel Leistung braucht und die Effizienz schlechter wäre.

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@Andi1111111

Kann man und macht man. Im Teilchenbeschleuniger CERN sind 1232 supraleitende Magneten verbaut. Diese lassen das Atom auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigen und entweder zusammenprallen oder fusionieren.

Oder wie glaubst du, haben wir sonst die künstlich hergestellten Elemente des Periodensystems entdeckt?

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@Andi1111111

Ufff nein. Weil...

1. Kann man einen solchen Zustand nur mit Elektromagneten herstellen. Warum? Wir können mit dem Elektron über die Gravitation und den Elektromagnetismus interagieren, sonst nichts. E-Magnetismus ist dabei die bessere Variante, welche wir schon gut beherrschen, siehe unser Stromnetz, unsere technischen Geräte.

2. Wäre der Maßstab dafür viel zu klein. Willst du Energie "erzeugen" brauchst du haufenweise Elektronen und die beeinflussen sich alle gegenseitig.

3. Falls du auf Energiegewinnung raus willst, Geschwindigkeit ist da die schlechteste Option. Hitze, also hohe Temperaturen lassen die Atome automatisch fusionieren, indem sie die physikalischen Gesetze "austricksen"

Siehe https://de.m.wikipedia.org/wiki/Coulombwall

Gleich macht es auch die Sonne, unser Energielieferant Nr. 1, was auch das effizienteste ist.

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@Quotenbanane

Hmm ich denke aber, dass Fusionen unter diesen hohen Temperaturen und dem hohen Druck nicht die Zukunft sein können, bei all der Energie die dazu benötigt wird... Da muss es doch noch eine andere Möglichkeit geben wie man Atome effizient fusionieren lassen kann, ich hab mal von einem kalten Plasma gelesen, aber das ist wahrscheinlich gar kein richtiges Plasma, oder?

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@Andi1111111
Hmm ich denke aber, dass Fusionen unter diesen hohen Temperaturen und dem hohen Druck nicht die Zukunft sein können, bei all der Energie die dazu benötigt wird

Völlig falsch! Die Energie, die man aus dem Massendefekt erhält, wiegt die Energie für das Plasma wieder auf. Sonst könnte die Sonne nicht leuchten und würde ständig Negativ-Energie machen.

Mit kaltem Plasma eher nicht, nein (so kalt ist es gar nicht). Du meinst eher "kalte Fusion". Ob die funktioniert, ist aber auch fragwürdig.

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@Andi1111111

An der Realisierung der Kernfusion forscht man seit über 50 Jahren. In der Sonne funktioniert sie wegen des ungeheuren Drucks bei relativ "niedriger" Temperatur. Auf der Erde braucht man bei normalen Drücken erheblich höhere Temperaturen, um eine ausreichende Häufigkeit der Prozesse zu erreichen. Auf die Fusion haben Elektronen keinen nennenswerten Einfluss. Schließlich ist ihre Masse nur 1/2000stel eines Wasserstoffkerns.

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@Andi1111111

Bisher haben alle Forscher noch keine andere Methode entdeckt, als die heisse Kernfusion. Wenn du was anderes findest, hast du den Nobelpreis.

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@weckmannu

Und seit einigen Jahren gelingt es den Forschern bereits, mehr Energie herauszuholen, als reinzustecken.

Auch wenn die Sonne es nur wegen dem Druck zustandebekommt, wir sind ja in der Lage, Temperaturen um die 100Mio Grad Celsius zu erzeugen. Und was hat das jetzt mit Elektronen zu tun?

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@weckmannu

Ja ich weiß, deshalb sagte ich "ich glaube eher nicht, dass das funktioniert".

Ausschließen möchte ich es aber nicht, sonst stehe ich irgendwann vielleicht blöd dar.

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Ich habe wo gelesen, dass ein Atomkern nur dann stabil sein kann, wenn er aus einer bestimmten Anzahl aus Protonen und Neutronen besteht... Man benötigt Neutron um die Coulombkraft zwischen Protonen abzuschwächen. Zwischen den benachbarten Teilchen wirkt dann die starke Kernkraft, aber nur 2 femtometer weit. Also wann ist jetzt ein Atomkern stabil? Wenn die Summe der Columbkräfte genauso groß ist wie die Kernkräfte???

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