Kernfusiọn

eine Kernreaktion: die Bildung schwerer Atomkerne aus leichteren unter gleichzeitiger Energieabgabe. Die Kernfusion, insbesondere der Aufbau des Heliumatomkerns aus vier Protonen, ist die wichtigste Quelle für die Energien, die von den Sternen abgestrahlt werden. Auf der Erde sind Kernfusionen (in größerem Ausmaß als im Laboratorium bei einzelnen Kernen) bisher nur in der Wasserstoffbombe erzielt worden. Zurzeit wird die Möglichkeit einer technischen Nutzung von Kernfusionen zur Energiegewinnung erforscht. Technisch aussichtsreich erscheint die Kernfusion des schweren Wasserstoffisotops Deuterium zu Helium: Die dabei frei werdende Energie ist, bezogen auf die umgesetzte Masse, einige Millionen Mal größer als bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe. Die technische Aufgabe zur Konstruktion eines Fusionsreaktors ist nach den heutigen Kenntnissen folgende: Deuteriumgas mit einer Dichte von 10¹⁶ Teilchen pro cm³ muss auf 100 Mio. Kelvin erhitzt werden. Die dann einsetzenden Kernfusionen erhalten die Temperatur von sich aus, und große Energiemengen werden frei. Große technische Schwierigkeiten liegen in der Erzeugung der Anfangstemperaturen und in der Herstellung von Behältern für das heiße Gas. Materielle Kessel kommen nicht in Frage; da das sehr heiße Gas nicht mehr aus elektrisch neutralen Molekülen, sondern aus Ionen und freien Elektronen besteht, sollte es sich durch geeignete (elektrische und) magnetische Felder in vorgegebenen Raumbereichen konzentrieren lassen. – Mit verschiedenen Anordnungen (Zetageräte, Stellaratoren, Tokamaks) wurden bisher etwa 200 Mio. Kelvin für zwei Sekunden erreicht. In den letzten Jahren wurden auch Versuche unternommen, Plasma für die Kernfusion mit Hilfe energiereicher Laserstrahlung zu erzeugen und aufzuheizen (Laser). Der Internationale Thermonukleare Experimentalreaktor (ITER) wird voraussichtlich 2016 den Forschungsbetrieb aufnehmen. Pincheffekt, Plasma.