|
[[Fil:D-t-fusion.png|250px|right|thumb|[[Deuterium]]-[[Tritium]] (D-T) fusionsreaktionen regnes som den mest lovende kandidat til at producere fusionsenergi.]]
{{harflertydig2|fusion (flertydig)}}
<blockquote>'''Kernefusion''' eller blot '''fusion''' betegner i [[fysik]] en proces hvor mindre [[atomkerne]]r forenes til en større atomkerne samt biprodukter (som f.eks. [[neutron]]er). Fusion udløser store mængder [[energi]] i form af [[varme]] og [[gammastråling]]. Fusionsprocesser spiller en afgørende rolle i [[Universet]]s udvikling og har i nyere tid vundet teknologisk betydning. Den omvendte proces, hvor større atomkerner spaltes i mindre, kaldes [[fission]]. </blockquote><blockquote>Teoretisk baggrund</blockquote>JEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEG ERRRRRRRR SUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUULTEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEN▼
▲'''Kernefusion''' eller blot '''fusion''' betegner i [[fysik]] en proces hvor mindre [[atomkerne]]r forenes til en større atomkerne samt biprodukter (som f.eks. [[neutron]]er). Fusion udløser store mængder [[energi]] i form af [[varme]] og [[gammastråling]]. Fusionsprocesser spiller en afgørende rolle i [[Universet]]s udvikling og har i nyere tid vundet teknologisk betydning. Den omvendte proces, hvor større atomkerner spaltes i mindre, kaldes [[fission]].
== Teoretisk baggrund ==
Atomkerner består af [[nukleon]]er, som er bundet til hinanden af den [[stærk kernekraft|stærke kernekraft]]. [[Kernefysisk bindingsenergi|Bindingsenergien]] er den energi som skal til for at skille en kernes nukleoner ad, svarende til den energi som frisættes når man samler nukleoner til en kerne. Ifølge Einsteins masse-energi-ækvivalensprincip er en atomkerne derfor lettere end summen af sine bestanddele. Bindingsenergien per nukleon er størst for middelstore kerner. Ved sammensmeltning af små kerner kan man altså øge bindingsenergien per nukleon og frisætte energi.
For at overvinde den elektrostatiske frastødning mellem protonerne i de reagerende kerner skal temperaturen være høj, typisk af størrelsesorden 1 million [[Kelvin]]. I stor skala foregår opvarmningen vha. elektromagnetiske felter. Til specielle anvendelser kan [[sonofusion]] og fusion udløst af [[pyroelektrisk]]e krystaller vise sig at være en farbar vej. Forsøg på at udvikle [[kold fusion]] er indtil videre slået fejl.
Fusionsprocesser ligger bl.a. til grund for [[Solen]]s energiudstråling. Den energiudviklende kernereaktion er sammensmeltningen af fire hydrogenkerner til en heliumkerne:
:<math>4 \ ^1_1\mathrm{H} \rightarrow \ ^4_2 \mathrm{He} \ + \ 2 \ \mathrm{e}^+ \ + \ 2 \ \nu \ + \ \varepsilon</math>,
hvor <math>e^+</math> og <math>\nu</math> betegner hhv. en [[positron]] og en [[neutrino]], og hvor <math>\varepsilon</math> er den frisatte energi, som i dette tilfælde er 26,7 mega[[elektronvolt]].
Et andet eksempel er sammensmeltning af [[isotop|hydrogenisotoperne]] [[deuterium]] og [[tritium]]:
:<math>{}^2_1\mathrm{D} \ + \ ^3_1 \mathrm{T} \rightarrow \ ^4_2 \mathrm{He} \ + \ ^1_0 \mathrm{n} \ + \ \varepsilon</math>,
hvor <math>{}^1_0\mathrm{n}</math> betegner en neutron, og hvor <math>\varepsilon</math> er lig 17,6 megaelektronvolt.
Selv om kun op imod 1 % af reaktanternes masse konverteres til energi ved en fusionsproces, er energiudviklingen per elementarreaktion enorm sammenlignet med kemiske forbrændingsreaktioner, nemlig af størrelsesorden 1 million gange så stor.
== Fusionsprocesser i stjerner ==
Fusionsprocesser i en [[stjerne]] begynder, når stjernen stadig er en sky af [[brint]].
Et brintatom går sammen med et andet brintatom, hvorved de bliver til [[helium]]. Når der ikke er mere brint tilbage, begynder en ny fusion.
Her lægges tre heliumatomer sammen til et [[kulstof]]atom. I en stor stjerne kan der foregå fusionsprocesser, indtil stjernen til sidst er blevet til [[jern]], hvorefter fusionsprocesserne ophører.
En stjerne vil i så fald blive til en [[hvid dværg]].
Når stjerner er mere end halvanden gang så tunge som Solen, kan atomerne i kernen ikke klare presset. [[Elektron]]erne bliver presset ind i [[proton]]erne og bliver til [[neutron]]er. Når dette sker, bliver de yderste dele af stjernen blæst væk. Den er nu en [[neutronstjerne]]. Hvis stjerner bliver endnu større, bliver de til [[sort hul|sorte huller]].
== Praktiske anvendelser ==
Udover at fusionsprocesser altså ligger til grund for Solens energiomsætning og således er forudsætning for alt liv på Jorden, har teknologi der baserer sig på fusion såvel civile som militære anvendelser.
[[Brintbombe]]r udgør for længst en etableret del af stormagternes våbenarsenalvåbenarsena'''l. En brintbombe skal detoneres af en [[fission]]sbaseret bombe, men overgår så til gengæld denne i sprængkraft med en faktor 1.000.'''
[[Fusionskraft|'''Fusionskraft''']]''', dvs. el-produktion som bygger på kontrolleret fusion, er endnu i udviklingsfasen. Lykkes det at overvinde de praktiske vanskeligheder, haves en næsten uudtømmelig energikilde, idet brændslet udgøres af deuterium som kan udvindes af vand, og tritium som kan fremstilles af [[litium]] ved beskydning med neutroner. Det væsentligste problem er at opbevare et [[plasma]] bestående af deuteriumkerner og tritiumkerner ved en temperatur som er''' passende høj til at fusionsreaktionen kan forløbe med nettoenergigevinst.
== Se også ==
* [[Fission|Fusion]]
{{Fusionsenergi}}
| 