Kernfusion 2He + 2He -> 3He + n - Energie, Impuls?

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

betrachtet wird die Reaktion D + D -> 3He + n,
wobei D = 2He: Deuterium- Atom. Was mich hierbei
interessiert, ist die gesamte kinetische Energie
von 3He und n nach der Reaktion, unter der Annahme,
dass beide Ds vorher in Ruhe waren, sowie der Impuls
der beiden Reaktionsprodukte.

Ansatz: E_x,y bezeichnet im Folgenden E mit Index x und y:
E_D,Ruhe + E_D,Ruhe = E_3He,Ruhe + E_n, Ruhe + dE,
dE ist hierbei dann die gesamte kinetische Energie von 3He und n.

Bei der Impulsberechnung bräuchte ich Inertial- Tipps. Danke.

Gruß.

#2

Versteh ich nicht.
D= 2He oder 2H wobei He für mich Helium ist.
D+D=3He+n wieso 3He und nicht He. Vieleicht hab ich in Physik/Chemie ja nicht aufgepasst, aber kinetische Energie von Ruhemassen kommt mir etwas seltsam vor. Wenn beide D in Ruhe sind, wie kommen sie sich dann zur Fusion nahe genug? Wenn das ginge, wofür hat man dann das CERN gebaut.
Nach meinem Verständnis bewegen sich beide D auf einander zu und verschmelzen zu He. Die freiwerdende Energie ist zum einem kinetische des davonfliegende He, Wärme (jede Menge) und im Verhältnis ein bischen Licht (von IR bis Gammastrahlung). Sonst wäre die Sonne ja dunkel.
Ach und die Neutronen des D müssen auch noch irgendwo hin. Entweder 3He, 4He oder Neutronenstrahlung.
Wie sich das mit der Energie genau verhält, weiß ich nicht. Zumal es die Möglichkeit auch noch gibt, daß ein D in Ruhe ist und eines nicht.
Für die Berechnung wird meistens von Ruhemassen ausgegangen, da man schlecht die jeweilige bewegte Masse der sich nähernden D und die des davon fliegenden He bestimmen kann. Außerdem dürften die kin. Energien der Massen im Verhältnis zu den andernen entstehenden Ernergien vernachlässigbar sein,gegenüber eienr Rechnung mit Ruhemassen.

#3

In der Tat ist mir hier ein Fehler unterlaufen! Sry!
Deuterium ist natürlich 2H, zwei Nukleonen, ein Proton
und ein Neutron. Somit lautet also die Reaktion, die
betrachtet werden soll: 2H + 2H -> 3He + n
Desweiteren kann ich nur die Formulierung der Aufgabe
weitergeben, die lautet: Berechnen Sie die gesamte
kinetische Energie des n und des 3He, wenn die Reaktion
zwischen ruhendem Deuterium stattfindet. Wie bereits
erwähnt, lautet mein Ansatz:

Ansatz: E_x,y bezeichnet im Folgenden E mit Index x und y:
E_2H,Ruhe + E_2H,Ruhe = E_3He,Ruhe + E_n, Ruhe + dE,
dE ist hierbei dann die gesamte kinetische Energie von 3He und n.

#4

Wenn 3He 2Protonen und ein Neutron ist, hat es die Ruhemasse von Ruhemasse 2H + Ruhemasse H, wobei ich nicht weiß, ob man die Elektronen mit Ruhemasse nimmt, da sie sich bewegen. Gehen wir mal davon aus.
Da bei 2H + 2H ein Neutron übrig bleibt, also weg muss, würde ich daraus die Energie E=m(Neutron)*c² folgern. Die kinetische Ernergie kann ich mir allerdings nicht erklären, außer dass sich 3He und das Neutron von einander entfernen.

#5

Nein,

die zu verteilende kinetische Energie ergibt sich aus der Differenz der Ruhemassen auf beiden Seiten. Diese ist nicht gleich, einfach mal in den Tabellen nachschlagen.

Die Reaktion findet sowieso nicht so direkt statt, sondern über eine Zyklus (Behte?) mit Kohlenstoff und Sauerstoff mittendrin. Deshalb ist es müßig zu diskutieren, wie die Deuteronen aufeinander prallen müssen. Es geht hier rein um die Energiebilanz.

Gruß, Lutz

#6

die zu verteilende kinetische Energie ergibt sich aus der
Differenz der Ruhemassen auf beiden Seiten. Diese ist nicht
gleich, einfach mal in den Tabellen nachschlagen.

Ist beide Seiten vor und nach der Fusion?
Welche Tabellen?

Die Reaktion findet sowieso nicht so direkt statt, sondern
über eine Zyklus (Behte?) mit Kohlenstoff und Sauerstoff
mittendrin. Deshalb ist es müßig zu diskutieren, wie die
Deuteronen aufeinander prallen müssen. Es geht hier rein um
die Energiebilanz.

Zyklen wusste ich nicht. Danke.
Müßig mag ich nicht.
Genau, also betrachten wir nur die Energie.
Was kommt hinten raus?

Gruß

M