91 Radioaktivität Können wir die Kernfusion zur Stromversorgung nutzen? Bei der Kernfusion von Wasserstoff zu Helium entstehen keine radioaktiven Stoffe oder Abgase. Zusätzlich wird eine große Menge an Energie frei. Damit wäre es möglich, Wasser zu erhitzen und Generatoren zur Umwandlung in elektrische Energie zu betreiben. Dabei treten aber Probleme auf: • Wasserstoff kommt auf der Erde sehr häufig gebunden im zB Wasser vor. Er muss erst durch chemische Prozesse nutzbar gemacht werden. • Kernfusion ist auf der Erde nur bei Temperaturen von etwa 100 Millionen °C möglich. Starke Magnetfelder im Reaktor müssen das heiße „Kernfusions-Plasma“ von den Wänden fernhalten (Abb. 91.3 und Abb. 91.4). Diese technologischen Herausforderungen müssen bewältigt werden, bevor es möglich wird, die Kernfusion in Kraftwerken zu nutzen. 91.3 Schnitt-Modell eines Kernfusionsreaktors. 91.4 Blick in den Forschungs-Fusionsreaktor JET. Sind wir alle „Sternenstaub“? Auf der Erde kommen 92 chemische Elemente in der Natur vor. Unser Körper enthält 26 lebensnotwendige Elemente. Unser Körper besteht aus etwa 65 % Sauerstoff (O), 18 % Kohlenstoff (C), 10 % Wasserstoff (H) und 3 % Stickstoff (N). Andere Elemente – zB Calcium (Ca), Phosphor (P), Schwefel (S), Eisen (Fe) … – kommen in geringeren Anteilen vor. Der Wasserstoff entstand bereits kurz nach der Entstehung des Weltalls. Leichtere Elemente bis zum Element Eisen (Fe) entstehen in Sternen durch Kernfusion. Elemente mit höherer Masse bilden sich erst bei SupernovaExplosionen (Abb. 91.1). Dabei verteilen sich die Bestandteile des Sterns im Weltall und bilden Wolken aus Materie. Aus dieser Materie können wieder Sterne und Planeten entstehen. Sie bestehen also aus Überresten von Sternen – aus Sternenstaub. Erkläre und präsentiere in eigenen Worten die Darstellung des „Kreislaufs der Materie“ in Abb. 91.2. „Wir sind alle Sternenstaub!“ Kann dieses Wissen das Zusammenleben der Menschen beeinflussen? Erarbeitet und diskutiert das Thema in Gruppen und stellt eure Erkenntnisse in einer Diskussion dar. A3 A4 91.1 Viele chemische Elemente sind Überreste von Sternen. 14 Si 28,084 28 Ni 58,693 42 Ca 40,078 79 Au 196,97 8 O 15,999 13 Al 26,982 42 Mo 95,96 1 H 1,0079 111 Rg 272,1 26 Fe 55,845 60 Sn 118,71 54 Xe 131,29 2 He 4,0026 56 Ba 137,33 40 Zr 91,224 48 Cd 6 X2,41 C 12,011 7 N 14,007 39 Y 88,906 112 Cn 277 87 Fr 223,0 88 Ra 226,0 82 Pb 207,2 80 Hg 200,59 Leben? Planetensysteme Protosterne Planeten entstehen Sterne entstehen alte Sterne Moleküle Gase Interstellare Materie Staub, Gas, Moleküle roter Riese Gase und Staub planetarer Nebel massearme Sterne Gase und Staub Gase und Staub Supernovae massereiche Sterne weiße Zwerge Neutronensterne schwarze Löcher 91.2 Der Kreislauf der Materie Science oder Fiction? In Science-Fiction-Filmen dienen Kernfusionsreaktoren oft zur Energieversorgung. Ist das möglich? Lest die Infobox und recherchiert im Internet. Gebt eure Quellen an. Wie verlässlich sind die Informationen? A5 Infobox: Der JET war ein Forschungs- Fusionsreaktor. Leider benötigte dieser noch mehr Energie, als er erzeugte. Dies soll mit seinem Nachfolger, dem ITER, verbessert werden. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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