Aktuelle physikalische Forschung 11 107 Kernfusion für ein Kraftwerk der Zukunft? Seit langem arbeiten Forscherinnen und Forscher an Versuchen, um die Physik der Sterne direkt auf der Erde zu nutzen. Im Inneren eines Sterns wie der Sonne sind die Temperatur und der Druck so hoch, dass sich die Elektronen von den Atomkernen loslösen. Man nennt diesen Materie-Zustand Plasma. Unter diesen extremen Bedingungen können Atomkerne miteinander verschmelzen. Aus nur 1 g Wasserstoff könnte so ca. zehn Millionen Mal mehr Energie nutzbar gemacht werden als bei der Verbrennung von Kohle. Forschungsteams aus aller Welt versuchen einen Kernfusions-Reaktor zu bauen, in dem diese Reaktion kontrolliert ablaufen kann. In Frankreich wird zB am Kernfusions-Reaktor ITER (B3) geforscht und auch Österreich ist beteiligt. Ein solcher Reaktor wäre ein Kraftwerk ohne direkten CO2-Ausstoß. Es würde weniger radioaktiver Abfall anfallen und das Risiko, dass ionisierende Strahlung austritt, ist weit geringer als bei einem Kernspaltungs-Kraftwerk. Weißt du, wie viele Länder zusammen am ITER arbeiten? Schätze zuerst und suche dann eine Antwort im Internet. Strahlung als Informationsquelle aus dem All Ein besonderes internationales Projekt wurde im Jahr 2022 nach 20 Jahren Entwicklung erfolgreich fertiggestellt: Das James-Webb Weltraum-Teleskop. Dieses Teleskop fängt IR-Strahlung ein und kann so auch durch dichte Gas- und Staubwolken im Weltall „sehen“. Das Teleskop kann zB Exoplaneten aufspüren (B4): Das sind Planeten, die einen Stern außerhalb unseres Sonnensystems umkreisen. Die vom Teleskop aufgefangene Strahlung war zum Teil schon Milliarden Jahre lang mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs. Das Teleskop ermöglicht somit auch einen Blick in die Vergangenheit des Universums. 2006 wurde der Nobelpreis für Physik für die Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung vergeben. Das ist eine EM-Strahlung im Mikro-Bereich, die etwa 400 000 Jahre nach der Entstehung des Universums entstanden ist. Die Strahlung passt gut zu Vorhersagen der Urknall-Theorie. Durch ihre Messung können Bilder von der Struktur des gesamten Universums erstellt werden. Dabei wird die nicht sichtbare Hintergrundstrahlung mit sichtbaren Farben („Falschfarben“) dargestellt – ähnlich wie bei einer Infrarotkamera. Motiveren dich diese Berichte dazu, dich weiterhin für Physik und Wissenschaft zu interessieren? Möchtest du vielleicht auch selbst etwas erforschen? Dann findest du Ideen dazu auf den letzten Seiten dieses Abschnitts. Proton Neutron n H2 1 H3 1 He 4 2 1 0 B2 Modelldarstellung der Fusion von zwei Wasserstoff-Atomkernen zu einem Helium-Atomkern. B3 Versuchs-Kernfusions-Reaktor ITER: In diesem soll heißes Plasma von einem starken Magnetfeld in einem Ring gehalten werden. Diese Bedingungen sind ähnlich wie im Inneren von Sternen. B4 So könnte es auf dem Exoplaneten LHS 475b aussehen. Seine Existenz wurde vom James-WebbTeleskop in einer Entfernung von 41 Lichtjahren nachgewiesen. B5 „Falschfarben“-Bild der kosmischen Hintergrundstrahlung: Es zeigt Strukturen des gesamten Universums. Bei einer Kernfusion verschmelzen leichte Atomkerne zu einem neuen Atomkern. Dabei werden sehr große Mengen an Energie freigesetzt (B2). ï Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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