Dämpfer für die Kernfusion im Reagenzglas - wissenschaft.de
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Dämpfer für die Kernfusion im Reagenzglas

Nachdem sich die 1989 verbreitete Meldung von der kalten Kernfusion im Reagenzglas als Flop herausgestellt hatte, hofften viele Physiker auf ein heiße Kernfusion im Reagenzglas. Doch Yuri Didenko und Kenneth Suslick von der Universität von Illinois in Urbana-Champaign halten es für unwahrscheinlich, dass die dafür erforderlichen Temperaturen in kollabierenden Gasblasen erreicht werden können, wie sie im Fachmagazin Nature (Bd. 418, S. 394) berichten.

Erst vor kurzem hatte ein russisch-amerikanisches Forscherteam um Rusi Pusi Taleyarkhan gemeldet, dass ihnen die Kernfusion in solch kollabierenden Gasblasen gelungen sei (wissenschaft.de berichtete darüber). Bei dem relativ einfach durchzuführendem Sonolumineszenz-Verfahren sorgen Schallwellen in einer Flüssigkeit für den Kollaps winziger Gasbläschen.

Eine Schallwelle verursacht in einer Flüssigkeit genauso wie in der Luft Dichteschwankungen. Ein Tausendstel Millimeter große Gasbläschen, die sich in der Flüssigkeit befinden, dehnen sich um den Faktor 1000 aus, wenn sie in den Niedrigdruckbereich der Schallwelle geraten. Wenn der Druck wieder ansteigt, werden sie schlagartig zusammengepresst. Ähnlich wie in einer zusammengedrückten Luftpumpe steigt dabei die Temperatur nach bisherigen Schätzungen in den Bläschen auf 10.000 bis 20.000 Grad Celsius an.

Dadurch verwandelt sich das Gas in den Bläschen in ein Plasma, das heißt die Atome verlieren Elektronen. Wenn die Elektronen anschließend wieder mit ihren Atomen rekombinieren, wird dabei Licht ausgestrahlt. Daher auch der Name Sonolumineszenz: Schall wird in Licht verwandelt.

Wenn das Gas in den Bläschen wieder abkühlt, kann es sich in der Flüssigkeit lösen. Didenko und Suslick schlossen nun aufgrund der in der Flüssigkeit gefundenen Gase auf die chemischen Reaktionen, die in den Gasbläschen stattfinden. Sie fanden dadurch heraus, dass der größte Teil der beim Kollaps des Bläschens erzeugten Wärme für diese chemischen Reaktionen verwendet wird. Nur wenige Tausendstel der Wärmeenergie werden in Licht verwandelt.

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Weil die chemischen Reaktionen einen großen Teil der Energie verbrauchen, haben Didenko und Suslick Zweifel daran, dass die für die Kernfusion erforderlichen Temperaturen wie im Innern der Sonne? einige Millionen Grad Celsius ? erreicht werden können: „Wir glauben, dass die außerordentlichen Bedingungen, die man für das Zünden der Kernfusion braucht, in Flüssigkeiten mit normalem Dampfdruck äußerst schwierig herzustellen sind. Nur für Flüssigkeiten mit sehr niedrigem Dampfdruck wie geschmolzenen Salzen oder flüssigen Metallen können wir diese Möglichkeit nicht ausschließen.“

Axel Tillemans
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