Kernfusie

Kernfusie is het proces van het maken van een enkele zware kern (deel van een atoom) uit twee lichtere kernen. Dit proces wordt een kernreactie genoemd. Er komt een grote hoeveelheid energie vrij.

De kern die door fusie wordt gemaakt is zwaarder dan een van de startkernen. Hij is echter niet zo zwaar als de combinatie van de oorspronkelijke massa van de startkernen (atomen). Deze verloren gegane massa wordt omgezet in veel energie. Dit is te zien in de beroemde E=mc2-vergelijking van Einstein.

Fusie gebeurt in het midden van de sterren, zoals de zon. Waterstofatomen worden samengesmolten tot helium. Hierdoor komt veel energie vrij. Deze energie drijft de warmte en het licht van de ster aan. Niet alle elementen kunnen worden samengevoegd. Zwaardere elementen zijn minder gemakkelijk samen te voegen dan lichtere. IJzer (een metaal) kan niet met andere atomen versmelten. Dit is de oorzaak van de sterfte van sterren. Sterren verbinden al hun atomen met elkaar om zwaardere atomen van verschillende soorten te maken, totdat ze ijzer beginnen te maken. De ijzerkern kan niet met andere kernen versmelten. De reacties stoppen. De ster zal uiteindelijk afkoelen en sterven.

Op aarde is het erg moeilijk om kernfusiereacties te starten die meer energie vrijmaken dan nodig is om de reactie te starten. De reden hiervoor is dat fusiereacties alleen gebeuren bij hoge temperatuur en druk, zoals in de Zon, omdat beide kernen een positieve lading hebben, en positief afstoten. De enige manier om de afstoting te stoppen is door de kernen met zeer hoge snelheden tegen elkaar te laten botsen. Dat doen ze alleen bij hoge druk en temperatuur. De enige succesvolle aanpak tot nu toe is in kernwapens. De waterstofbom gebruikt een atoombom (splijtingsbom) om fusiereacties te starten. Wetenschappers en ingenieurs proberen al decennia lang een veilige en werkende manier te vinden om fusiereacties te beheersen en in te dammen om elektriciteit op te wekken. Ze hebben nog veel uitdagingen te overwinnen voordat fusie-energie kan worden gebruikt als schone energiebron.

De zon genereert zijn energie door de kernfusie van waterstofkernen tot helium. In zijn kern smelt de zon 620 miljoen ton waterstof per seconde.
De zon genereert zijn energie door de kernfusie van waterstofkernen tot helium. In zijn kern smelt de zon 620 miljoen ton waterstof per seconde.

De waterstof-deuterium-tritium (D-T) fusiereactie wordt gebruikt om de fusie-energie vrij te maken.
De waterstof-deuterium-tritium (D-T) fusiereactie wordt gebruikt om de fusie-energie vrij te maken.

Een versie van het periodiek systeem die de oorsprong - inclusief stellaire nucleosynthese - van de elementen aangeeft. Elementen boven 94 zijn door de mens gemaakt en zijn niet inbegrepen.
Een versie van het periodiek systeem die de oorsprong - inclusief stellaire nucleosynthese - van de elementen aangeeft. Elementen boven 94 zijn door de mens gemaakt en zijn niet inbegrepen.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3