Kernfusion

(lateinisch) auch: Kernverschmelzung;

Der Begriff bezeichnet die Entstehung eines schweren Atomkerns aus der Verschmelzung von zwei leichteren unter Energieabgabe. Auf der Kernfusion beruht z.B. die Energieproduktion im Inneren der Sonne.

In den dreißiger Jahren gelang die künstliche Kernfusion in einem Zyklotron (Teilchenbeschleuniger) mit Deuterium (schwerer Wasserstoff). Dabei kam es zur Verschmelzung zweier Deuteriumkerne. Die frei werdende Energie betrug 3,2 MeV. Bei der Verschmelzung von Deuterium- und Tritiumkernen (doppelschwerer Wasserstoff) sind es sogar 17,6 MeV (Wasserstoffbombe).

Die Ausnutzung der Kernfusion für die Energiegewinnung ist heute noch nicht möglich.

Voraussetzung für eine industrielle Nutzung ist, dass es gelingt, in einem Fusionsreaktor ein Plasma aus Wasserstoffgas auf etwa 100 Millionen °C aufzuheizen und eine gewisse Zeitlang mithilfe von Magnetfeldern einzuschließen. Unter solchen Bedingungen soll es zur Kernfusion und deren Aufrechterhaltung kommen, sofern genügend Brennstoff nachgeliefert wird. Wie in der Sonne, wo ständig Wasserstoff in das ebenfalls gasförmige Element Helium umgewandelt wird, sollen in einem Fusionsreaktor Deuterium und Tritium zu Helium verschmolzen werden. Bei der Verschmelzung von einem Gramm Wasserstoff entsteht eine Energie von etwa 150 Millionen Kilokalorien. Werden die Plasmateilchen genügend dicht und wärmeisoliert oberhalb einer Temperatur von 100 Millionen °C zusammengehalten, fusionieren die Wasserstoffkerne. Als zu erreichende kritische Größe gilt ein gewisser Wert des Produktes von Temperatur, Gasdichte und Wärmeisolation. Von ihm war man 1970 im Experiment noch um einen Faktor 25 000 entfernt, Ende 1989 fehlte noch ein Faktor 8 zur Zündung.

Der gemeinsame europäische Großversuch, an dem sich auch die Bundesrepublik Deutschland beteiligt, trägt den Namen "Joint European Torus" (JET).