Was macht die Kernfusion bei niedrigen Temperaturen so schwierig? Bei niedrigen Temperaturen existiert Plasma. Was macht es also so schwierig, bei Umgebungstemperaturen eine Fusion zu erreichen?
Grundsätzlich muss bei einer Fusionsreaktion passieren, dass sich zwei Kerne sehr nahe aneinander annähern. Das wollen sie vor allem wegen ihrer extrem starken elektrostatischen Abstoßung nicht – beide Kerne sind positiv geladen. Die Abstoßungskraft wächst quadratisch mit abnehmendem Abstand ( ), und die Abstände, die die starke Kraft benötigt, um die Kerne aneinander zu binden, sind extrem kurz.
Unsere bisher beste Möglichkeit besteht darin, die Kerne einfach sehr schnell gehen zu lassen und sie ineinander zu schlagen. Sie werden immer noch langsamer, wenn sie sich einander nähern, aber ein kleiner Teil kann die Abstoßung überwinden und miteinander verschmelzen. Die Magnetfelder in den meisten Fusionsreaktoren werden benötigt, um das Plasma im Inneren des Reaktorbehälters zu stabilisieren. Wir wollen natürlich nicht, dass sie die Außenseite berühren.
Die hohe Temperatur ist einfach deshalb erforderlich, weil ein heißes Plasma (oder Gas, was das betrifft) eine hohe durchschnittliche Teilchengeschwindigkeit (Maxwell-Verteilung) hat. Diese schnellen Teilchen sind diejenigen, die fusionieren können.
Bei einer niedrigen Temperatur wie Raumtemperatur bewegt sich nur ein sehr sehr kleiner Teil der Kerne mit ausreichend hoher Geschwindigkeit, um miteinander zu verschmelzen.
Peter Diehr