Hi zusammen,
ich habe mir mal die Frage gestellt, ob man nicht eine kleine Sonne erschaffen könnte. Leider bin ich kein Physiker und auch bei diesen scheint es ja Probleme beim Verstehen der Sonne zu geben. Vor allem im Bezug auf die Tatsache, dass sie diese imensen Energien erzeugen kann.
Also ist es möglich?
LG
Hallo!
Wie die Sonne ihre Energie produziert ist - wenigstens im Prinzip, vielleicht nicht im Detail - geklärt. Das geht über Kernfusion. Jeweils vier Wasserstoffkerne werden zu einem Heliumkern verschmolzen. Weil der Heliumkern weniger Energie enthält als die vier Wasserstoffkerne zusammen, wird die überschüssige Energie abgegeben und heizt die Sonne auf.
Damit das funktionieren kann, müssen verschiedene Bedingungen erfüllt sein. Einerseits muss die Teilchendichte sehr hoch sein, andererseits die Temperatur. Beides scheint sich zu widersprechen, weil eine hohe Temperatur immer auch eine starke Teilchenbewegung bedeutet. Zwar kann man Wasserstoff relativ unkontrolliert zu einer Kernverschmelzung bringen (→ Wasserstoffbombe), aber das taugt natürlich nicht zur Stromerzeugung.
Es gibt zwar Versuche, die die Kernfusion auch technisch nutzbar machen wollen. Aber diese Versuche waren bisher allesamt erfolglos, weil die Schwierigkeiten enorm sind. Das fängt schon damit an, dass es kein Material gibt, das die nötigen Temperaturen auch nur annähernd aushalten könnte, weshalb man das Plasma nicht einfach in ein Gefäß packen kann, sondern in einem Magnetfeld im Vakuum aufhängen muss … usw. (&rarr, ITER)
Übrigens: Ganz so wie auf der Sonne geht es auf der Erde in keinem Fall, weil die Fusionsleistung der Sonne entgegen landläufiger Meinung ziemlich lausig ist: Die Sonne hat eine Leistung von rund 4 * 1026 W. Sie hat ein Volumen von 14 * 1026 m³. Das ergibt eine Leistung von sage und schreibe 0,28 W/m³. Wenn man einen Reaktor mit dieser Leistungsdichte bauen würde, dann käme man bei 1 GW Leistung auf 3,5 * 109 m³. Damit man sich das besser vorstellen kann: Wenn er 20 m hoch wäre, hätte er einen quadratischen Grundriss mit über 13 km Kantenlänge!
Das Sonnenfeuer ist also eher ein „Schwelbrand“ und die hohen Temperaturen und die hohe Gesamtleistung kommen nur das gigantische Volumen der Sonne zustande.
Michael
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MOD: Eine Ziffer nach Angabe des Artikelautors korrigiert.
Hi Einstein,
ich habe mir mal die Frage gestellt, ob man nicht eine kleine
Sonne erschaffen könnte.
Die Idee hatten schon sehr viele vor Dir. Schau doch mal bei Google nach den alten DDR-Comics „Mosaik“. Irgendwo um die Nr. 26 oder 27 (Anfang der sechsziger Jahre?) war das wohl auch das Thema.
Viel Spass!
Zeulino
Ketzerei !!
Hallo Michael,
…weil die Fusionsleistung der Sonne entgegen landläufiger Meinung ziemlich lausig ist
sei froh, dass du nicht im alten Ägypten lebst, da wärst du wegen Schmähung des Sonnesgottes hingerichtet worden.
Die Sonne hat eine Leistung von rund 4 * 1026 W. Sie hat ein Volumen von 14 * 1023 (bzw 1026 lt. Korrektur) m³. Das ergibt eine Leistung von sage und schreibe 0,28 W/m³.
entspricht einer 10 W Glühbirne in einem mittelgroßen Zimmer.
Hab’ ich mir nie Gedanken d’rüber gemacht, im Ernst, manchmal fehlt einem das Gefühl für Größenordnungen.
Gruß und Dank, Zoelomat
winzige Leistungsdichte
Hallo,
keinem Fall, weil die Fusionsleistung der Sonne entgegen
landläufiger Meinung ziemlich lausig ist: Die Sonne hat eine
Leistung von rund 4 * 1026 W. Sie hat ein Volumen
von 14 * 1026 m³.
Das ergibt eine Leistung von sage
und schreibe 0,28 W/m³.
Interessanter ist noch, wenn man mal die Ausbeute pro Masseneinheit
betrachtet 
Ich komme da bei ca. 2*1030kg gerade mal auf eine
Leistung von ca. 0,0002W bzw. 200uW pro 1kg Sonnenmasse.
Wenn man da mal einen auf der Erde üblichen Brennstoff wie z.B. Fett
hernimmt, was pro 1kg Masse knapp 40MJ beim Verbrennen hergibt, dann
könnte man mit diesen 40MJ = 40MWs immerhin ca. 2*1011s
= 6300 Jahre lang die oben genannten 200uW abgeben.
Der chemische Brennwert von Wasserstoff soll ca. 143kJ/kg betragen.
Wenn man also H2 so chem. verbrennen wollte, dass ständig 200uW Leistung
abgegeben werden, dann sollte 1kg Wasserstoff ca. 22600Jahre lang reichen.
(hoffe, ich habe mich nicht verrechnet).
Das Sonnenfeuer ist also eher ein „Schwelbrand“
Ich denke, das Wort „Brand“ ist in diesem Zusammenhang tatsächlich
schon extrem übertrieben 
Mit 200uW kann man einen Stecknadelkopf kaum mehr als ein 2…3 Grad erwärmen.
So ist auch zu erklären, dass die Sonne über 10Mdr. Jahre
braucht, um ihren Kernbrennstoff zu verbrutzeln.
Gruß Uwi
Ich komme da bei ca. 2*1030kg gerade
mal auf eine
Leistung von ca. 0,0002W bzw. 200uW pro 1kg Sonnenmasse.
OT: Mit Alt Gr + m kann man das µ auf normalen Tastaturen erzeugen.
Hallo!
… und noch interessanter ist folgendes: Wenn die Sonne ihre Hitze allein durch chemisches Verbrennen aufbringen müsste, würde sie nur ein paar Tausend Jahre „brennen“, so wie Du das berechnet hast. Wenn sie jedoch nur durch den lieben Gott einfach auf die heutige Temperatur aufgeheizt worden wäre, wie lange könnte sie dann die heutige Leistung abgeben? Auch die Antwort auf diese Frage überrascht:
Wärmekapazität = c * m = 14000 J/kgK * 2 * 1030 kg = 28 * 1033 J/K
(Für die spezifische Wärmekapazität habe ich molekularen Wasserstoff angegeben, weil ich weder Daten für atomaren Wasserstoff, noch für ein Elektron-Proton-Plasma habe.)
Wenn wir grob runden und eine Temperatur der Sonne von 107 K ansetzen, kommen wir auf einen Energiegehalt von rund 3 * 1040 J. Die Strahlungsleistung beträgt - wie gesagt - 4 * 1026 W. Könnte die Sonne also konstant ihre Leistung abgeben, würde das für rund 1013 s reichen. Das sind immerhin über 300.000 Jahre. Wenn man dann noch bedenkt, dass die Strahlungsleistung ja nicht konstant wäre, sondern exponentiell abklingen würde, kommt man zu dem verblüffenden Ergebnis, dass die pure Wärmespeicherung eine ergiebigere Energiequelle für die Sonne wäre, als die Verbrennung ihres Brennstoffs!
Michael
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MOD: HTML-Tag korrigiert.
ihr geht hier aber davon aus, dass die ganze sonne ein riesgier fusionsreaktor ist. Was schlichtweg nicht stimmt.
Die Verschmelzung der Kerne findet nur im Zentrum der Sonne statt, somit in einem deutlich kleineren Volumen als hier angenommen wird.