Proton-Proton-Reaktion
Physik
Basiswissen
Hauptsächliche Energielieferant in Sternen bis 1,5 Sonnenmassen: die Proton-Proton-Reaktion ist eine von zwei Fusionsreaktionen des sogenannten Wasserstoffbrennens. Durch sie wird in Sternen Wasserstoff in Helium umgewandelt. Etwa 98 % der Leuchtkraft unserer Sonne werden durch sie erzeugt. Für die technische Kernfusion spielt diese Reaktionsart kaum eine Rolle[1].
Starttemperatur der Proton-Proton-Reaktion
- Die Proton-Proton-Reaktion hat die niedrigsten Temperaturvoraussetzungen aller in Sternen auftretenden Fusionsreaktionen.
- Sie kann in Sternen mit einer Kerntemperatur von mehr als 3 Millionen Kelvin ablaufen.
- Bei diesen Temperaturen sind alle beteiligten Atomkerne vollständig ionisiert.
- Die Fusionsrate ist bei der Proton-Proton-Reaktion proportional zur 4. Potenz der Temperatur.
- Mithin bewirkt eine Erhöhung der Temperatur um 5 % eine Steigerung der Energiefreisetzung von 22 %.
- Die Proton-Proton-Reaktion läuft in vier Teilschritten mit verschiedenen Zwischenprodukten ab[3][4].
Synonyme
Fußnoten
- [1] Warum die Proton-Proton-Reaktion in der technischen Fusion kaum eine Rolle spielt (zu geringer Wirkungsquerschnitt) ist erläutert im Artikel Wasserstofffusion ↗
- [2] Metzler Physik. 5. Auflage. 592 Seiten. Westermann Verlag. 2022. ISBN: 978-3-14-100100-6. Dort sind die vier Schritte ausführlich erklärt im Kapitel "13.4.3 Kernfusion" auf Seite 510.
- [3] Oskar Höfling: Physik. Lehrbuch für Unterricht und Selbststudium. Fünfzehnte Auflage. 1994. ISBN: 3-427-41045-5. Die vier Schritte der Proton-Proton-Reaktion sind dort erklärt im Kapitel "8.4.22 Die Kernfusion" auf Seite 939.