Kann man durch Überdruck eine Fusion am laufen halten?

Hallo

Mal angenommen man würde einen Reaktor in einer Kammer bauen wo sehr starker Überdruck herrscht würde das eine Fusion am laufen halten?
Die Kammer müsste natürlich hinreichend gekühlt werden.

Eher das Gegenteil wird benötigt, extrem hohe Temperatur (ca. 150.000.000 °C), und geringer Druck. Bei hohem Druck würde das Plasma seine Energie sehr schnell verlieren.

@Peter0167

Die Sonne besteht doch auch nicht aus Plasma?

Aus was denn sonst?

Ja gut ok...

Kern
Die Hälfte der Sonnenmasse konzentriert sich innerhalb von 25 % des Sonnenradius, d. h. auf ungefähr 1,5 % des Sonnenvolumens. Die Fallbeschleunigung am Rand dieser Kernzone ist 8-fach größer als an der Sonnenoberfläche und 220-fach größer als an der Erdoberfläche. Damit setzt sich das Material selbst unter Druck: Im Zentrum liegt er bei 200 Milliarden bar. Da die Temperatur dort mit 15,6 Mio. K vergleichsweise kühl ist, kann das Plasma den für die Stabilität nötigen Gegendruck nur durch seine hohe Dichte aufbringen, im Zentrum 150 g/cm³, 13-mal die Dichte von Blei und 200-mal die mittlere Dichte der inneren Atmosphäre.

Wikipedia: Sonne

Aber wenn man hohen Druck erzeugt, erzeugt das doch auch Hitze oder nicht?

Und falls ich jetzt genau falsch herum liege, warum soll es dann nicht mit einem großen Unterdruck gehen?

Warum braucht man zur Kernfusion 150 Millionen Grad, wenn auf der Sonne 15 Millionen Grad reichen?

Wenn man das aber auf der Erde imitieren will, braucht man Temperaturen, die zehnmal so hoch sind. Und das liegt daran, dass wir auf der Erde nicht den Druck herstellen können, der im Inneren der Sonne herrscht. Der liegt bei 250 Milliarden Bar.

https://www.swr.de/blog/1000antworten/antwort/20276/warum-braucht-man-zur-kernfusion-150-millionen-grad-wenn-auf-der-sonne-15-millionen-grad-reichen/ (Archiv-Version vom 23.06.2016)

Was wäre zum Beispiel, wenn man 4 mal so viel Druck hätte?

Als du von "Fusion am laufen halten" gesprochen hast, ging ich davon aus, dass du von Fusion hier auf der Erde sprichst. Und hier auf der Erde kannst du keine Drücke erzeugen, die auch nur annähernd denen im Kern der Sonne entsprechen. Darum geht man hier den Weg über die Temperatur, denn die bekommen wir hier hin, sogar 10 mal höher :D

Das nächste Problem sind die Verluste. Das Plasma verliert sehr schnell Energie bei den Transportvorgängen im Reaktor, sowie durch Bremsstrahlung. Daher wäre hoher Druck kontraproduktiv.

Phantom7 schrieb:Warum braucht man zur Kernfusion 150 Millionen Grad, wenn auf der Sonne 15 Millionen Grad reichen?

Selbst die 15 Millionen Grad reichen kaum, klassisch würde da nix fusionieren, und es kommt überhaupt nur bei einem von 1000000000000000000 Stößen zu einer Fusion (wegen des Tunneleffektes und des hohen Druckes). Das reicht aber trotzdem aus, damit uns hier auf der Erde nicht der Arsch abfriert :D

PS: Die 1 mit den 18 Nullen habe ich mir nicht ausgedacht, das ist echt so.

Phantom7 schrieb:Was wäre zum Beispiel, wenn man 4 mal so viel Druck hätte?

Bei einem Stern hättest du recht, höherer Druck bedeutet mehr Fusion, und der Stern würde auch schneller ausbrennen. Bei unserer Sonne ist das genau richtig, nicht zu viel, nicht zu wenig, so kann sie in aller Ruhe ihre 10 Milliarden Jahre brennen, aber das wird eh kein Mensch mehr erleben.

In einem Reaktor auf der Erde brauchen wir geringen Druck, daher wird das Ding ja auch so gut es geht evakuiert, so das der Brennstoff da ungehindert seine Runden drehen kann...

Peter0167 schrieb:In einem Reaktor auf der Erde brauchen wir geringen Druck, daher wird das Ding ja auch so gut es geht evakuiert, so das der Brennstoff da ungehindert seine Runden drehen kann...

Bei Wasserstoffbombe steht "Dort entstehen dann extreme Bedingungen (Druck und Temperatur), die die zweite Stufe der Bombe, die Fusion, zünden" Wikipedia: Kernwaffentechnik#Wasserstoffbombe ist vielleicht nicht die beste Quelle aber Druck spielt dann offensichtlich doch eine Rolle.

@taren

Stimmt, an die H-Bombe hatte ich nicht gedacht, liegt wohl daran, dass ich ein extrem friedliches Kerlchen bin :D

Da ist der Druck natürlich wichtig, allerdings geht es da auch weniger um "am laufen halten", sondern eher um ein möglichst großen "BOOOOM". :D

Zudem bringe ich zuweilen auch schon mal Druck und Dichte durcheinander. Im Reaktor herrscht temperaturbedingt natürlich auch ein höherer Druck (einige Bar), während die Teilchendichte sehr gering ist, quasi ein technisches Vakuum.

Peter0167 schrieb:Stimmt, an die H-Bombe hatte ich nicht gedacht, liegt wohl daran, dass ich ein extrem friedliches Kerlchen bin

So gesehen ist sie aber aktuell die einzige Anwendung der Fusion mit einer positiven Energiebilanz, einzig wir können diese Energie nicht nutzen.

taren schrieb:einzig wir können diese Energie nicht nutzen.

Nutzen ließe die sich schon, jedoch nicht für friedliche Zwecke. Ist sogar sehr effektiv, wenn man z.B. eine Insel verdampfen lassen will.

Tipp - aber Vorsicht: englisch + *tltl4mph

http://omegataupodcast.net/22-nuclear-fusion-at-mpi-fur-plasmaphysik/
http://omegataupodcast.net/157-fusion-at-iter/