Der Fusionsreaktor Sonne hat die unfassbare Leistung von rund `10^{26}` Watt. In nur einer einzigen Sekunde strahlt die Sonne so viel Energie ab, dass man damit die ganze Welt für hunderttausende Jahre versorgen könnte!!! Der Massendefekt liegt bei etwa einer Milliarde kg pro Sekunde. Das entspricht der Masse eines Wasserwürfels mit 100 m Seitenlänge.
Wie ist es rein prinzipiell möglich, Atomkerne zu fusionieren? Diese stoßen einander ja ab! Damit eine Fusion möglich ist, müssen die Kerne eine extrem hohe kinetische Energie aufweisen. Nur dann kommen sie bei Stößen nahe genug, dass sie von der Kernkraft eingefangen und fusioniert werden. Solche Bedingungen herrschen bei extrem hohen Temperaturen oder extrem hohem Druck oder einer Kombination von beidem.
Im Inneren der Sonne herrschen eine Temperatur von 16 Millionen Kelvin und ein Druck von einigen hundert Milliarden Atmosphären (etwa `2\cdot 10^{16}` Pascal). Das Gas liegt in Form eines Plasmas vor. Kerne und Elektronen sind dabei voneinander getrennt. Trotz der extremen Bedingungen ist die Sonne im Inneren zu kalt, die kinetische Energie der Kerne also zu gering, dass nach klassischer Theorie eine Fusion ablaufen könnte. Den entscheidenden Beitrag liefert der Tunneleffekt. Du verdankst dein Leben also unter anderem einem quantenmechanischen Phänomen.
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Die Protonen in der Sonne nähern sich auf etwa `10^{12}` m an. Die Kernkraft wirkt aber erst ab `10^{15}` m. Trotzdem gibt es eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass das Proton den Energieberg durchtunnelt. Dieses quantenmechanische Phänomen nennt man Tunneleffekt.
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Zusammengefasst: Kernfusion kann dann ablaufen, wenn leichte Atomkerne eine extrem hohe kinetische Energie besitzen. Das ist z.B. bei hohen Temperaturen der Fall. Die kommerzielle Nutzung der Kernfusion ist auf Grund technischer Probleme bislang gescheitert.
