Diskussion:Kernfusion

Archiv

Zur Archivübersicht

Wie wird ein Archiv angelegt?

Diese Diskussionsseite dient dazu, Verbesserungen am Artikel „Kernfusion“ zu besprechen. Persönliche Betrachtungen zum Thema gehören nicht hierher. Für allgemeine Wissensfragen gibt es die Auskunft.

Füge neue Diskussionsthemen unten an:

Klicke auf Abschnitt hinzufügen, um ein neues Diskussionsthema zu beginnen.

• Diskussionsregeln
• Hilfe zu Diskussionsseiten
• Sei sachlich und freundlich!
• Greife niemanden persönlich an!
• Geh von guten Absichten aus.

Automatische Archivierung

Auf dieser Seite werden Abschnitte automatisch archiviert, deren jüngster Beitrag mehr als 180 Tage zurückliegt und die mindestens einen signierten Beitrag enthalten. Um die Diskussionsseite nicht komplett zu leeren, verbleiben mindestens 3 Abschnitte.

Massenzahl von Eisen

Im ersten Abschnitt des Artikels steht, dass die Bildung schwerer Elemente bei ⁵⁸Fe stoppt, später steht ⁵⁶Fe. Was ist korrekt? In der englischen Wikipedia lese ich, dass ⁶²Ni sogar noch eine höhere Bindungsenergie besitzt, wobei ich bisher aber auch immer von Eisen als letztem Element gehört habe.--Websterdotcom 23:24, 20. Dez. 2011 (CET)

Zitat aus Massendefekt: „Das Nuklid mit dem höchsten Massendefekt ist Nickel-62, gefolgt von den Eisenisotopen Fe-58 und Fe-56. ref: M. P. Fewell: The atomic nuclide with the highest mean binding energy. In: American Journal of Physics. 63. Jahrgang, Nr. 7, 1995, S. 653–658, doi:10.1119/1.17828 (englisch, harvard.edu). “ Daher sind diese drei Nuklide die logischen Anwärter. Ich fürchte, die Antwort, welches Nuklid das letzte ist, hängt sehr davon ab, ob die theoretische Grenze gemeint ist oder ob ganz praktisch ein konkreter Mechanismus der Bildung mehr oder weniger unausgesprochen zugrundegelegt wird (und wenn ja, welcher - ich denke da an Brutreaktionen in Sternen oder darf es auch eine Supernova sein...). Kein_Einstein 21:50, 21. Dez. 2011 (CET)

Fehlende Quellen /Einzelnachweise

Da dieses Thema oft und gern intern verlinkt wurde, wollte ich mich tiefer damit beschäftigen. Allerdings ist mir aufgefallen, dass keinerlei Einzelnachweise für die getroffenen Aussagen existieren?!?

Nicht, dass ich generell die Aussagen im Artikel anzweifele, das maße ich mir gar nicht an. Aber bei einem solchen zentralen, auch widersprüchlich in der Diskussion stehenden Thema sollte man doch besonders darauf achten, dass es von der historischen Erforschung bis zu den technischen Anwendungen nachvollziehbare Quellen im Artikel gibt?!? Leider sieht die Quellenlage bei den intern verlinkten Artikeln (siehe Kernfusionsreaktor) kaum besser aus, was den Aussagen zur Thematik nicht gerade zur Glaubwürdigkeit /Überprüfbarkeit verhilft. Einer verlinkt den Andern - Nachweise, Quellen zu den Aussagen bringt niemand ein.

--Joes-Wiki (Diskussion) 15:04, 30. Mär. 2012 (CEST)

Entdeckung 1917 odert 1919

Es gibt dazu widersprüchliche Angaben. Hat Rutherford mit den Experimenten 1917 begonnen und diese erst 1919 veröffentlicht? Oder war es 1917 nur eine Theorie anhand mehrerer Experimente? Auf jeden Fall hat er den Namen "Proton" erst danach geprägt, und er "hatte" das Teilchen nicht schon vorher so genannt, wie es ursprünglich im Artikel stand. Außerdem konnte damals ein "Energieüberschuss" noch gar nicht berechnet werden, das geschah erst später. --Fmrauch (Diskussion) 20:55, 2. Apr. 2012 (CEST)

" ... wurde nicht nur beim Beschuss von wasserstoffhaltigen Materialien emittiert, sondern auch in Stickstoff, zudem mit höherer Energie" ist grammatisch falsch! Das versteht außerdem kein Laie! Auch der nachfolgende Satz könnte zu Missverständnissen führen: "Diese Umwandlung von Stickstoff der Luft in ein Sauerstoff-Isotop ..." - sollte besser heißen: "Diese Umwandlung eines Stickstoffatoms in ein Sauerstoffatom ...", sonst glauben tatsächlich noch einige Leser, das wäre im "Reagenzglas" möglich. Fmrauch (Diskussion) 23:31, 3. Apr. 2012 (CEST)

Die Entdeckung war 1917, die Veröffentlichung 1919.

Die Energie des Protons ergibt sich unmittelbar aus der Bahnkrümmung im Magnetfeld der Nebelkammer. Die ist verlinkt und nun in diesem Punkt klarer. – Rainald62 (Diskussion) 00:54, 4. Apr. 2012 (CEST)

Das "Isotop" entfernt. --UvM (Diskussion) 11:25, 5. Apr. 2012 (CEST)

"erste ... Kernreaktion"

 Schon die erste künstlich eingeleitete Kernreaktion war eine (endotherme) Fusionsreaktion.

Was war daran künstlich eingeleitet? Kein Teilchenbeschleuniger, kein exotisches Target. Wie wäre es mit

 Schon die erste beobachtete binukleare Kernreaktion war eine (endotherme) Fusionsreaktion.

Das ist ähnlich omA-unverständlich wie das zuvor verwendete "fusionsartig", dafür aber eine in der Fachsprache gebräuchliche Bezeichnung. Oder

 Schon die erste beobachtete echte Kernreaktion (spontane Zerfälle gelten nicht als solche) war eine (endotherme) Fusionsreaktion.

Vielleicht statt Klammer eine Fußnote

 Schon die erste beobachtete echte Kernreaktion[1] war eine (endotherme) Fusionsreaktion.

1. „Echte Kernreaktion“, bimolekulare Reaktion zwischen zwei kollidierenden Kernen. Die einfachsten Kernreaktionen, spontane Zerfälle, werden üblicherweise nicht als Kernreaktionen bezeichnet.

Gruß – Rainald62 (Diskussion) 00:34, 5. Apr. 2012 (CEST)

Spontane Zerfälle sind nicht künstlich eingeleitet in dem Sinne, dass die spontanen Zerfälle auch ganz ohne menschliches Eingreifen zustande gekommen wären. Neutroneninduzierte Spaltung kann man hingegen als "künstlich eingeleitet" bezeichnen, sofern die Neutronen Teil des Experiments sind. --mfb (Diskussion) 00:54, 5. Apr. 2012 (CEST)

Welche Neutronen? Hier geht es um 14N(alpha,p)17O. – Rainald62 (Diskussion) 05:16, 5. Apr. 2012 (CEST)

binuklear in der Fachsprache gebräuchlich? Welche Fachsprache? Ich (gelernter Kernphysiker) lese das Wort hier zum erstenmal. Und wozu braucht man es? Hat das Gegenteil, "tri-" oder "multi-"nukleare Reaktionen (also mehr als 2 Kerne, die zugleich in Raum und Zeit bis auf Femtometer zusammentreffen) irgendwo praktische Bedeutung? Mein Verdacht, genährt durch deinen Vertipper mit "bimolekular": binuklear ist wohl Chemikerfachsprache, wenn die Chemiker sich wieder mal der Kernphysik bemächtigen wollen. Aber dazu gehen die Analogien eben doch nicht immer weit genug.

Rutherfords Reaktion war künstlich eingeleitet, denn er ließ zwecks Experiment Alphas auf ein reines Stickstofftarget (ohne Sauerstoff) treffen. Man könnte statt künstlich experimentell schreiben.

Zerfälle als Kernreaktionen zu bezeichnen (ach so, das wären dann "mononukleare"??), um das dann per Fußnote zurückzunehmen, ist etwas umständlich und widerspricht nun der mir bekannten Fachsprache; in dieser wird zwischen Zerfall (= spontan) und Reaktion (= etwas reagiert auf etwas) unterschieden. Mfb hat mit seinem Beispiel Recht, Kernspaltung gibt es als Zerfall *und* als Reaktion. Wenn deine Bezeichnungsversion eingeführt werden sollte, müsste man Kernreaktion und vermutlich noch einiges Andere umschreiben -- wozu das?

Grüße, UvM (Diskussion) 09:48, 5. Apr. 2012 (CEST)

Ja, experimentell anstelle von künstlich ist gut; oder unter Laborbedingungen. --Zipferlak (Diskussion) 10:00, 5. Apr.

2012 (CEST)

Satz mit "experimentell" statt "künstlich" umformuliert. --UvM (Diskussion) 11:28, 5. Apr. 2012 (CEST)

Ja, meine Idee nach "binuclear" zu suchen kommt vom "bimolekular" der Chemiker. Die Trefferzahl ist nicht üppig, aber auch nicht vernachlässigbar.

Wenn aber niemand irritiert ist, dass spontane Zerfälle nicht als Kernreaktionen betrachtet werden, warum dann nicht diese Formulierung:

 Schon die erste beobachtete Kernreaktion war eine (endotherme) Fusionsreaktion.

Ist dein "ohne Sauerstoff" Spekulation oder recherchiert? Das schnelle Proton als Zufallsfund in Luft wäre auch plausibel.

Gruß – Rainald62 (Diskussion) 14:12, 5. Apr. 2012 (CEST)

OK, lass das "experimentell" weg.

Ich habe die Originalarbeit nicht gelesen, auch keine detaillierten Kommentare dazu. Aber wenn die (allgemein übliche) Behauptung stimmt, R. habe gerade *diese* Reaktion beobachtet, muss das Target reiner Stickstoff gewesen sein. Gruß --UvM (Diskussion) 14:59, 5. Apr. 2012 (CEST)

Mit Verlaub: Kernreaktionen in Gestirnen (bzw. deren Abwärme) werden schon sehr lange "beobachtet", wenngleich auch erst seit dem 20. Jahrhundert als solche interpretiert. --Zipferlak (Diskussion) 16:01, 5. Apr. 2012 (CEST)

Tja, auch wieder wahr. Also doch "experimentell herbeigeführte" Reaktion. --UvM (Diskussion)

Dank an Zipferlak fürs Finden und Verlinken von Ruherfords Originaltext. Es war also doch Luft als Target, aber die Protonen hatten größere Reichweite als die vorher an Sauerstoff beobachteten und mussten daher aus dem Stickstoff stammen. Tatsächlich ist Q für O-17(alpha,p) oder O-18(alpha,p) etwa -5 MeV, fürs doppelt magische O-16 etwa -8 MeV. --UvM (Diskussion) 11:51, 10. Apr. 2012 (CEST)

Wer soll das verstehen " ... wurde nicht nur beim Beschuss von wasserstoffhaltigen Materialien emittiert, sondern auch in Stickstoff, zudem mit höherer Energie." ? 

Was sind wasserstoffhaltige Materialien? Sind damit Wasserstoffverbindungen gemeint - also Wasser bzw. Schweres Wasser? Materialien ist hier fachlich und sachlich unpräzise. Und "in Stickstoff" ? Wenn etwas emittiert wird, dann doch eher "aus Stickstoff". Der Satz ist unvollständig. Abgesehen davon kann ein Nicht-Chemiker wenig damit anfangen. Es steht auch in Widerspruch zu der Umwandlungsformel. Es sollte vielleicht besser heißen " ... sondern führte auch dazu, dass aus einem Sauerstoffatom ein Stickstoffatom wurde." --Fmrauch (Diskussion) 17:37, 17. Apr. 2012 (CEST)

"Wasserstoffhaltige Materialien" ist nicht unpräzise, sondern genau richtig, denn wenn man irgendein solches Material mit Alphas bestrahlt wie Rutherford, wird man freie Protonen finden, die Rückstoßteilchen aus elastischer Streuung sind, also einfach von den Alphas angestoßen und nicht Produkt einer Kernreaktion. Und vermutlich war die Nebelkammer mit dem Versuchsgas gefüllt, sie war also Target und Detektor zugleich, die Protonen kamen nicht aus dem Stickstoff heraus, sondern wurden "in" ihm beobachtet.--UvM (Diskussion) 20:36, 17. Apr. 2012 (CEST)

Dann sollte man den Satz aber zum besseren Verständnis umformulieren bzw. ergänzen, vielleicht so:

Ein neues Teilchen, das er Proton genannt hatte, wurde nicht nur beim Beschuss von wasserstoffhaltigen Materialien beobachtet, sondern auch, wenn sich der alpha-Strahler in Stickstoff befand, zudem mit höherer Energie. Inzwischen ist bekannt, dass diese Protonen aus dem Heliumkern der Alphastrahlen stammten. Gruß -- Dr.cueppers - Disk. 22:24, 17. Apr. 2012 (CEST)

Aus dem Heliumkern eher nicht (bei dessen extrem fester Bindung), sondern, falls überhaupt direkte Reaktion, aus dem Stickstoff (knock-on-Reaktion); falls Zwischenkernreaktion, ist eine Aussage nicht möglich.

Aber diese Kernreaktionsfeinheiten gehören imho nicht in diesen Artikel. Es ist keine besonders "typische" Fusionsreaktion, sondern eben zufällig die erste eindeutig beobachtete Kernreaktion. Als Fusion kann man sie zwar formal bezeichnen, denn hinterher ist ein schwererer Kern da als vorher. Aber dann müsste man z.B. auch jede beliebige (d,p)- oder (d,n)-Reaktion Fusionsreaktion nennen, und das ist -- außer bei T(d,n), D(d,p) und D(d,n) -- völlig unüblich.

Ich bin für eine verkürzte Fassung des Satzes, etwa: Es zeigten sich Protonen relativ hoher Energie, die nur bei Anwesenheit von Stickstoff im Füllgas auftraten.

Grüße, UvM (Diskussion) 10:17, 18. Apr. 2012 (CEST)

+1 – Rainald62 (Diskussion) 14:32, 18. Apr. 2012 (CEST)

So durchgeführt.--UvM (Diskussion) 15:03, 18. Apr. 2012 (CEST)

Nach richtigem Lesen des Rutherford-Textes: es war gar keine Nebelkammer, sondern Gastarget + ZnS-Szintillationsschirm. Satz nochmal abgeändert. --UvM (Diskussion) 18:58, 18. Apr. 2012 (CEST)

polarisierte Kernfusion

Sollte man hier nicht auch die Möglichkeit der "polarisierten Kernfusion" erwähnen? Dass die Wirkungsquerschnitte für einige Fusionsreaktionen, z.B. DT oder 3HeD, um bis zu einem Faktor 1.5 erhöht werden können, wenn kernspin-polarisierte Teilchen als Treibstoff benutzt werden, ist weitgehend unbestritten und teilweise experimentell gezeigt. Dadurch würde sich der Verstärkungsfaktor je nach Reaktor teilweise drastisch erhöhen und die Neutronen, bzw. Protonen und Alpha-Teilchen würden größtenteils parallel zum angelegten Magnetfeld wegfliegen. D.h. die Flugrichtung der Ejektile könnte beeinflußt werden, was für die Energieauskopplung und die Lebensdauer des Reaktors hilfreich sein würde. --rwe. (nicht signierter Beitrag von 134.94.181.108 (Diskussion) 14:49, 25. Mai 2012 (CEST))

Ja, größerer Wirkungsquerschnitt wäre ereichbar, aber der Aufwand fürs Polarisieren und Polarisation-aufrecht-erhalten könnte den Vorteil zunichte machen. Gibt es denn konkrete Vorstellungen, wie so ein Reaktor aussehen könnte? Wird die Flugrichtung der Neutronen wirklich in technischem Maß beeinflusst? (Über He3 + D brauchen wir nicht zu diskutieren, da es keine realistische He3-Quelle gibt.) Auch abgesehen vom Thema technische Energiequelle, in der Astrophysik oder sonstwo, spielt Fusion mit polarisiertten Teilchen m.W. keine nennnenswerte Rolle. --UvM (Diskussion) 16:33, 25. Mai 2012 (CEST)

Mittlerweile gibt es eine Reihe von Gruppen weltweit, die sich damit beschäftigen. Besonders die laser-induzierte Fusion ist daran sehr interessiert und sowohl in den USA (Berkley und MIT) als auch in Frankreich (Orsay) gibt es konkrete Pläne wie ein "Frozen Spin HD" Target für erste Tests verwendet werden könnte. Ich habe schon Rechnungen gesehen, daß polarisierter Treibstoff den Verstärkungsfaktor um das 70fache erhöhen könnte, wobei da noch nicht mal alle Effekte berücksichtigt waren. ITER bringt auch nicht mehr an Verstärkungsfaktor gegenüber existierenden Reaktoren, kostet aber mehr als das 1000fache einer polarisierte Quelle, ob nun "frozen spin" oder Atomstrahlquelle nach Stern-Gerlach. Das macht diese gerade neu aufkommende Diskussion besonders interessant, zumal sich auch bei den polarisierten Quellen einiges getan hat. Außerdem müßte an diesen "inertial confinement" Reaktoren auch kaum etwas verändert werden. In Russland (PNPI, St. Petersburg) wird gerade gemessen, wie die Situation bei der DD-Fusion ist, die theoretisch noch nicht beschrieben werden kann. Hier liegen die Vorhersagen für den polarisierten totalen Wirkungsquerschnitt für parallele Kernspins zwischen 0.1 und 2.5. Polarisierter Treibstoff für einen Tokamak ist noch in weiter Ferne, aber auch Ideen für intensivere polarisierte Quellen und zur Lagerung von polarisierten Deuterium-Molekülen werden ausgiebig diskutiert (Budger Institut, Novosibirsk/Forschungszentrum Jülich). Polarisiertes 3He kann man für medizinische Zwecke schon kommerziell kaufen! Polarisiertes Tritium müßte man analog zum Waserstoff auch in großen Mengen mittels "Laserpumpen" erzeugen können, hat aber noch niemand aus verständlichen Gründen gemacht. Die ebenfalls durch die Polarisation definierte Vor-, bzw Rückwärtsrichtung der Fusionsprodukte bei der DT- und der 3HeD-Fusion muss relativ stark sein, aber konkrete Zahlen kenne ich keine. Hier hat meines Wissens auch noch niemand zuende gedacht, was dies für die verschiedenen Reaktoren eigentlich bedeutet.--rwe (nicht signierter Beitrag von 134.94.181.108 (Diskussion) 15:26, 29. Mai 2012 (CEST))

Polarisiertes 3He kann man für medizinische Zwecke schon kommerziell kaufen!?? Hä? Was für med. Zwecke sind das? Wie hoch ist der Polarisationsgrad? Und wie wird das He-3 im polarisierten Zustand gehalten? --UvM (Diskussion) 15:59, 29. Mai 2012 (CEST)

Polarisiertes 3He für polarisierte Targets an Teilchenbeschleunigern gibt es schon seit den 60er Jahren. Seit 10 bis 15 Jahren kann man es z.B. an der Uni. Mainz (Gruppe von Prof. Heil) kaufen (Laser-gepumpt). Von dort wird es in speziell beschichteten Glasflaschen mit einem kleinen angelegten Magnetfeld (~10 G) u.a. europaweit an einige Universitätskliniken geliefert. Der Polarisationsgrad liegt zu Beginn bei über 90% und die Lebensdauer der Polarisation liegt bei mehreren Tagen. In der Medizin wird es in der Lungendiagnostik eingesetzt, da man in einem entsprechend eingestellten Kernspin-Tomographen hochgenau sehen kann, wie dieses "hyperpolarisierte Gas" in die Bronchien und die Lunge eindringt. Gerade bei Lungenemphysemen ist das die derzeit beste Methode. Es gibt aber auch die Möglichkeit polarisiertes Xenon zu verwenden. Das löst sich im Blut und lagert sich an Nervenzellen an. Aber für diese Anwendungen bin ich kein Fachmann ... Ach ja, ich habe auch schon von Tierversuchen mit polarisierten und blutlöslichen Molekülen gehört ("DNP-Methode"), die ebenfalls die Auflösung von Kernspin-Tomographen deutlich erhöhen. Aber da gibt es kommerzielle Interessen einer Firma, die fast alles unter Verschluß hält.--rwe (nicht signierter Beitrag von 134.94.181.108 (Diskussion) 16:27, 29. Mai 2012 (CEST))

Neutrino

kommt nicht vor – Rainald62 (Diskussion) 02:07, 28. Mai 2012 (CEST)

Kommt ja auch in Kernreaktionen im engerem Sinne nicht vor, nur in den dazwischen erfolgenden Betazerfällen.--UvM (Diskussion) 10:22, 28. Mai 2012 (CEST)

Wieviel Zeit liegt zwischen p+p → 2He und dem Betazerfall zu d? Und wie lange müsste das dauern, um als Ausrede herzuhalten, Neutrinos im Artikel nicht zu nennen? Der Abschnitt Stellare Kernfusion verlinkt auf Stern#Sternentwicklung als Hauptartikel, wo nicht nur hierher zurückverwiesen wird, sondern Neurinos auch nur 1x vorkommen (im Zusammenhang mit SN). – Rainald62 (Diskussion) 15:27, 28. Mai 2012 (CEST)

Hier ist der falsche Platz. Neutrinos gehören zur Nukleosynthese, aber nicht zur Kernfusion.--UvM (Diskussion) 08:57, 29. Mai 2012 (CEST)