Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Kernspaltung und Fusion?

Die Vereinigten Staaten bauten 1942 erstmals einen Kernspaltungsreaktor und setzten 1945 die ersten Spaltbomben ein. Im Jahr 1952 testete die US-Regierung die erste Fusionsbombe, aber Fusionsreaktoren, Stand Mai 2011, sind immer noch unpraktisch. Trotz der unterschiedlichen Ansätze zur Energieerzeugung, die Fusions- und Kernspaltungswissenschaftler verfolgen, weisen die Prozesse einige Gemeinsamkeiten auf.

Sowohl die Kernfusion als auch die Kernspaltung nutzen die in Atomteilchen gespeicherte Energie im Energieerzeugungsprozess. Ein Atom besteht aus einem zentralen Kern und Elektronen, die sich außerhalb des Kerns bewegen. Alle Elemente haben Protonenteilchen im Kern und Elektronen, die viel kleinere Teilchen sind, außerhalb. Alle Elemente außer Wasserstoff enthalten im Kern sogenannte Neutronen, die ungefähr die gleiche Masse wie Protonen haben.

Diese Teilchen verwenden elektrische Ladung und andere Kräfte, um als Atom zusammenzukleben, es sei denn, Energie wird von einem anderen zugeführt Quelle, wobei sich die Atome bei der Kernspaltung auflösen oder bei der Kernfusion zusammenfügen können. Verändert sich ein Atom während einer Kernreaktion, gibt es die Energie frei, die es zuvor verwendet hat, um die Teilchen zusammenzuhalten oder auseinander zu halten.

Sowohl Kernspaltung als auch Fusion sind Prozesse, die darauf abzielen, Energie zu erzeugen, die Kraftwerke dann in elektrische Energie umwandeln können, um Haushalte und Unternehmen mit Strom zu versorgen. Es ist die Energie, die das Atom freisetzt, wenn es in eine andere Form übergeht, die Kraftwerke ernten. Ab Mai 2011 reicht die Energieeffizienz von Fusionsreaktionen, die eine große Anfangsenergie zum Starten der Reaktion benötigen, nicht aus, um sie zu einer praktikablen Energieerzeugungsoption zu machen.

Sowohl Fusions- als auch Spaltungsreaktionen eignen sich zur Herstellung von Atombomben. Die Atombomben des Zweiten Weltkriegs waren Spaltbomben, obwohl die Fusionsbombe, auch Wasserstoffbombe genannt, erst ein oder zwei Jahrzehnte später getestet wurde.

Sowohl Spaltung als auch Fusion können natürlich vorkommen. Die Sonne, die Wärme- und Lichtenergiequelle des Planeten, gibt Energie ab, die durch Fusionsreaktionen zwischen leichten Elementen wie Wasserstoff und Helium entsteht. Dies ist nur möglich, weil der Kern der Sonne hohe Temperaturen und hohe Drücke aufweist, die die Startenergie für die Fusionsreaktion liefern. Spaltungsreaktionen treten heutzutage nicht auf natürliche Weise auf, aber laut dem Lawrence Berkeley National Laboratory der Universität von Kalifornien, vor etwa 2 Milliarden Jahren, war ein Ort im heutigen Westafrika der Ort einer natürlich vorkommenden Spaltung Reaktor.