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Kernspaltung und Kernfusion
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Inhalt Das Schauspiel des Sternenhimmels, aber auch das Sonnenlicht , das das irdische Leben erst ermöglicht, stammt von Reaktionen der Atomkerne bei unvorstellbar hohen Temperaturen von vielen Millionen Grad. Dabei wird Wasserstoff, das leichteste chemische Element, in Helium, das nächst schwerere Element, umgewandelt. Der Mensch versucht seit Jahrzehnten, diesen Prozeß einer schier unerschöpflichen Energiegewinnung nachzuahmen, bisher mit wenig Erfolg. Dagegen gelingt die Energiegewinnung durch die Kernumwandlung des Uran , des schwersten Elements, seit rund 50 Jahren mit Erfolg. Aufbauend auf den Vorarbeiten von Physikern wie Enrico Fermi gelang dem Chemiker Otto Hahn und seinen Mitarbeitern 1938 der Nachweis, dass die Atomkerne von Uran durch den Beschuss mit Neutronen (Video offline, Hilfe zum Real-Player) in kleiner Atomkerne zerplatzen. Dabei werden einige weitere Neutronen frei, die den Prozeß fortsetzen können, vor allem aber sehr viel Energie . Setzt man diese Energie in sehr kurzer Zeit frei, so lässt sich mit einigen Kilogramm Uran eine Bombe von ungeheurer Explosionskraft herstellen. Eine solche Atombombe entwickelten die USA mit größtem Aufwand von Forschern und Material und brachten sie am 6. August über Hiroshima gegen den Kriegsgegner Japan erstmals zum Einsatz. In den folgenden Jahren entwickelten weitere Großmächte diese Nuklearwaffen und sorgten so für das „Gleichgewicht des Schreckens“. In der Nachkriegszeit wurde dann versucht, die große Energieentfaltung bei der Kernspaltung des Uran und des künstlichen Elements Plutonium in Kraftwerken zu nutzen. Auch in Deutschland, das auf die Entwicklung und den Besitz von Kernwaffen verzichtet hat, wurden seit Beginn der sechziger Jahre einige Dutzend Kernkraftwerke ( Bild / Video (Video offline, Hilfe zum Real-Player) ) gebaut. Im Zentrum des Kernreaktors befinden sich einige hundert Brennstäbe , die mit Urantabletten gefüllt sind. Durch die Kernspaltung wird Wärme frei, die Wasser in einem druckfesten Behälter erhitzt. Der dabei entstehende Wasserdampf treibt eine Turbine und diese wieder einen Generator an, der eine elektrische Leistung bis zu einer Million Kilowatt ans Stromnetz abgibt. Zwar entstehen bei der Kernspaltung praktisch keine schädlichen Abgase, dafür aber hochradioaktive Spaltstoffe, die nach der Entfernung aus dem Kraftwerk in Spezialbehältern sicher gelagert werden müssen. Auch wenn diese Aufgabe gelingt, kann eine Kernkraftwerk durch Fehlbedienung - das Unglück von Tschernobyl 1986 hat es gezeigt - radioaktive Spaltstoffe über Tausende von Kilometern in der Umwelt verteilen, Mensch und Tier gefährden und Lebensmittel ungenießbar machen. Der Betrieb von Kernkraftwerken wird deshalb trotz großer Vorteile umstritten bleiben. Statt der umstrittenen Kernspaltung propagieren deshalb viele Forscher die Kernfusion (Video offline, Hilfe zum Real-Player) von Wasserstoff, wie sie ähnlich auf der Sonne stattfindet. Mit äußerst starken Magneten wird dabei elektrisch geladenes Wasserstoffgas zusammengepresst und dabei auf mehrere Millionen Grad erhitzt. Dabei verbindet sich ein kleiner Teil des Wasserstoffs zu Heliumkernen und es wird Energie frei. Bisher ist dieser Energiegewinn aber weitaus kleiner als die zur Verdichtung aufgewendete Energie - ein technisch brauchbarere Fusionsreaktor wird wohl noch 50 Jahre oder mehr auf sich warten lassen. Gesamte Folge als ZIP-Datei. Mit -d entpacken (/folge.htm/...)! Gemeinsame Bilder als ZIP-Datei. Mit -d entpacken (/img/...)! |
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