Der Wirkungsquerschnitt bei der Kernfusion einfach erklärt
Der Wirkungsquerschnitt ist ein fundamentales Konzept in der Kernfusion, das die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Fusionsreaktion beschreibt. Bei der Fusion von Atomkernen spielt dieser Parameter eine entscheidende Rolle, da er bestimmt, wie häufig die Teilchen tatsächlich miteinander verschmelzen.
Definition: Der Wirkungsquerschnitt ist ein Maß für die Wahrscheinlichkeit, dass zwei Atomkerne bei einer Kollision tatsächlich fusionieren. Je größer der Wirkungsquerschnitt, desto wahrscheinlicher ist eine erfolgreiche Fusion.
Die Energie spielt beim Wirkungsquerschnitt eine zentrale Rolle. Bei der heißen Fusion unterscheiden wir zwischen exothermen und endothermen Reaktionen. Exotherme Fusionsreaktionen setzen Energie frei - wie es beispielsweise in der Kernfusion in Sternen geschieht. Endotherme Reaktionen hingegen benötigen Energiezufuhr von außen. Für Fusionskraftwerke sind besonders die exothermen Reaktionen interessant, da sie Energie zur Stromerzeugung liefern können.
Die praktische Bedeutung des Wirkungsquerschnitts zeigt sich besonders bei der Entwicklung von Fusionskraftwerken. Im Kernfusionsreaktor ITER wird beispielsweise versucht, die optimalen Bedingungen für einen möglichst großen Wirkungsquerschnitt zu schaffen. Dies beinhaltet die präzise Kontrolle von Temperatur, Dichte und Einschlusszeit des Plasmas.