Was entsteht bei der Fusion von Deuterium und Tritium?
Bei der Verschmelzung von Deuterium und Tritium entsteht Helium und ein Neutron – und dabei wird millionenfach mehr Energie als bei einer chemischen Verbrennung freigesetzt. Für die Fusion von Deuterium und Tritium beträgt die benötigte Temperatur mehr als 100 Millionen Grad Celsius.
Warum Deuterium und Tritium?
Urey erhielt dafür 1934 den Nobelpreis für Chemie. Die beiden anderen natürlichen Isotope des Wasserstoffs sind Protium (1H) und Tritium (3H). Aufgrund der großen Bedeutung der Isotope und weil die Massen sich stark unterscheiden, verwendet man für die Isotope Deuterium und Tritium auch eigene Symbole: D und T.
Wie viel Energie wird bei der Fusion von Deuterium und Tritium frei?
Zwei Kerne des Wasserstoffisotops 2H (Deuterium) verschmelzen zu Tritium (3H). Dabei entsteht außerdem ein freies Proton. Ergebnis: Bei der Verschmelzung zweier Deuteronkerne wird ein Energiebetrag von 4,04 MeV frei.
Warum wird wohl bei Fusionsreaktoren auf die Deuterium Tritium Fusion gesetzt?
Die Fusion von Deuterium und Tritium gilt als noch am ehesten technisch realisierbar. Zusätzlich wäre dort wohl noch das Erbrüten von Tritium aus Lithium (siehe unten) nötig. Anders als bei der Kernspaltung ist das durch die Kernfusion entstandene Helium nicht radioaktiv.
Wie wird bei der Fusion Energie frei?
Bei der Fusion verschmelzen leichte (typischerweise wasserstoffähnliche) Kerne miteinander. Die größeren Kerne benötigen wiederum weniger Energie, um zusammengehalten zu werden – das setzt Energie frei. Leichte Elemente wie Wasserstoff und Helium haben kleine Kerne, die beim Verschmelzen viel Energie abgeben.
Welche Atomkerne können fusionieren?
In massereichen Sternen setzt dann, wenn kaum nach Wasserstoff vorhanden ist, die Fusion von Helium ein. Auch bei Stickstoff, Sauerstoff und Silicium ist eine Kernfusion möglich und tritt bei älteren Sternen auch auf. Energie wird allerdings nur frei bis zur Fusion von Eisen.