Ist die kalte Fusion doch möglich?

Peter0167 schrieb:In der Quantenwelt ist rein gar nichts fest bestimmt

Da möchte ich Einwände äußern.
Es ist eine gesichter Erkenntnis, daß zum Beispiel
Interferenzmuster in Doppelspaltexperimenten
nicht auftreten, wenn die, durch den Doppelspalt
gelangenden, Photonen gezählt werden.
Dieses Verhältnis ist fest bestimmt, denn es tritt
in jeder darauf bezogenen Untersuchung genau zu.
Die quantenmechanische Deutung dieser
Auffälligleit gilt als fundamentaler Einstieg in den
Bereich dieser abstrakten, physikalischen
Disziplin.

Peter0167 schrieb:Ort, Impuls oder Energie

Dazu zählen auch Eigenschaften über Temperatur,
Geschwindigkeit, Masse ... ja sogar Farben zählen
dazu, denn keine dieser Eigenschaften ist ohne eine
Wechselwirkung zu beschreiben. Da eine
Wechselwirkung grundbezogen im Zusammenhang
zu einer temporalen und lokalen Komponente
steht, die in klassischer und auch relativistischer
Physik, immer einen kausalen Inhalt bilden, wird,
aus einfachster Logik heraus, keine Eigenschaft
und kein Ereignis messbar sein, ehe eine definierte
Erfassung über Maßstäbe statt findet.
Als einfaches Beispiel...ein Würfel hat sechs Ziffern.
Egal, was passiert, es sind sechs Ziffern.
Alle Ereignisse sind möglich, bis letzlich eine
dieser Ziffern nach oben zeigt, wenn ein Wurf zu
ebener Fläche ausgeführt wurde. Es ist ebenso
nachvollziehbar, daß nicht zwei Ziffern nach oben
zeigen können bei diesem Spielkubus.
Daher beschreibt Einstein in der speziellen
Relativitätstheorie genau den Umstand, wonach
der Beobachter das Ereignis mit bestimmt.

Mit dieser Betrachtung nehme ich nur Anschluß
zu den zitierten Textzeilen.

Ich dachte bisher immer, "Farbe" sein nur ein Synonym für die Energie der Photonen (Wellenlänge/Frequenz), und "Temperatur" für die kinetische Energie der Teilchen. Aber ich habe nie Physik studiert, lasse mich also gerne belehren.

@cpt_void
ja :D das stimmt natürlich.
Ich weiß nicht, welche Wellenlänge dann für lila
oder braun angenommen werden dürfen, da es ja
Mischfarben sind...
Bei Temperaturen ist für die Erfassung durch
messen, eine Thermometer ( bei
weltlichen Temperaturen ) schon nützlich.
Mir geht es in der Betrachtung darum, nur
hinweisen zu wollen, daß erst unter
Wechselwirkung sämtliche Eigenschaften definit
werden und das als feste Bestimmung als
gesichert gilt.

@cpt_void: Beides stimmt. Nur dass man sich bei der Temperatur eben auf Atome oder Moleküle bezieht, die bei Festkörpern schwingen und bei Gasen eine zufällige Bewegung im Raum machen. Bei einem heißen Gas oder Plasma sind die schneller unterwegs.
Bei Licht gibt es den Begriff der Farbtemperatur, damit bezeichnet man die spektrale Verteilung eines "schwarzen Körpers" entsprechender Temperatur. Klingt ziemlich theoretisch, einfaches Beispiel aus der Praxis: wenn Du in einer Schmiede Stahl erwärmst geht die Farbe von dunkelrot über gelbrot allmählich zu weiß über, jeder Farbe entspricht exakt eine bestimmte Temperatur. Könntest Du den Stahl auf ca. 5800 Grad erwärmen entspricht das dann farblich dem Sonnenlicht.
Farbe und Frequenz sind bei Licht wie bei allen elektromagnetischen Wellen 2 Beschreibungen für eine Eigenschaft und über die Lichtgeschwindigkeit miteinander verbunden. Bei den Photonen musst Du es Dir so vorstellen, dass mehr Energie auch mehr Photonen bedeutet. Und damit hast Du den Einstieg in die Quantenphysik geschafft, es gibt keine langsamen oder schnellen Photonen und auch keine halben oder sonstwie geteilten. So wie Du ein Kilo Nägel nie exakt hinbekommst, weil Du ja nur einzelne Nägel beim Abwiegen hinzufügen oder wegnehmen kannst ist die Energie des Lichts in kleinste Portionen "gequantelt".
Beim Licht hast Du grundsätzlich die Dualität zu beachten, es gibt Vorgänge, die man nur als Welle beschreiben kann, andere aber nur mit Teilchen. Beschreibst Du die Energie beim Licht als Welle, so steckt die Energie in der Amplitude. Die ist aber anders als erwartet nicht stufenlos sondern nur in Stufen, die den Quanten entsprechen veränderlich.
Ich hoffe, das ist ohne Formeln so einigermaßen nachvollziehbar.

nisus schrieb am 06.02.2021:Als einfaches Beispiel...ein Würfel hat sechs Ziffern.
Egal, was passiert, es sind sechs Ziffern.

Stimmt natürlich - So lange bis der Würfel zerbricht und sieben Zähler zu sehen sind...

Peter0167 schrieb am 05.02.2021:Dank des Tunneleffektes und des hohen Druckes geschieht dies in unserer Sonne schon bei 15 Millionen Grad, und zwar gerade so oft, dass es ausreicht, die Energiefreigabe im Kern der Sonne aufrecht zu erhalten. Ich glaube mich zu erinnern, dass es bei gerade einmal einer von 1018 Kollisionen zu einer Fusion kommt ... also ziemlich ineffizient (zum Glück für uns) :)

Man könnte auf die Idee kommen die Anzahl der Teilchenkollisionen drastisch zu erhöhen damit der Tunneleffekt häufig auftritt. Was über eine Erhöhung von Druck und Temperatur möglich ist. Ich nehme an, dass bevor der Tunneleffekt massenweise auftritt, man die Bedingungen für eine heiße Fusion erfüllen würde :D

Blicklight schrieb:Was über eine Erhöhung von Druck und Temperatur möglich ist.

Hab keine Ahnung, ob das irgendwem möglich ist, der Menschheit jedenfalls nicht (leider :().

Blicklight schrieb:Ich nehme an, dass bevor der Tunneleffekt massenweise auftritt, man die Bedingungen für eine heiße Fusion erfüllen würde :D

Du sagst es, Kernfusion ist ein Hochenergieprozess, es mag sein, dass man diese hohen Energien in ferner Zukunft auch auf Taschenuhrgröße fokussieren kann, aber das ist heute noch Science-Fiction.

Da scheint sich was getan zu haben:

Wissenschaftlern in den USA gelingt es erstmals, bei einer kontrollierten Kernfusion mehr Energie zu erhalten, als für die Zündung notwendig war. Nach rund 70 Jahren Forschung ist damit ein wichtiger Meilenstein der Forschung erreicht, der Hoffnung auf eine zivile Nutzbarkeit der Fusionsenergie auf Erden macht. Damit eröffnet sich die Perspektive auf eine schier unbegrenzt vorhandene und CO2-freie Energiequelle. Der Durchbruch gelang an der National Ignition Facility (NIF) am Lawrence Livermore National Laboratory in Kalifornien mittels Laserfusion.

Quelle: https://www.n-tv.de/23778978

behind_eyes schrieb:Da scheint sich was getan zu haben

In dem Artikel steht:

Am NIF in Kalifornien wird dafür eine riesige Anlage eingesetzt - es ist der größte Laser der Welt: 192 Laserstrahlen werden auf das Ziel gelenkt, wodurch im Pellet eine Temperatur von 100 Millionen Grad und ein Druck von 100 Milliarden Erdatmosphären entsteht.

Quelle: https://www.n-tv.de/wissen/Laserfusion-Wie-die-Zuendung-winziger-Atombomben-article23778978.html

Hm, ob man 100Mio. Grad noch als kalte Fusion durchgehen lassen kann? :)

mfg
kuno

behind_eyes schrieb:bei einer kontrollierten Kernfusion mehr Energie zu erhalten, als für die Zündung notwendig war.

Das Problem bei dieser Art Meldung ist immer, dass unterschlagen wird, dass es sich um die Energie-Bilanz nur des Plasmas handelt. Fusions-Reaktoren benötigen aber darüber hinaus gewaltige Energiemengen, um zum Beispiel die Magnetfelder zu erzeugen, die das Plasma halten. Bisher war der Rekord eine Bilanz von 0,7, das heißt von der reingesteckten Energie in das Plasma kamen 70% wieder raus. Jetzt hat man angeblich 1,2 erreicht, also 120%. Wie gesagt, bezogen auf das Plasma. In Relation zum Energiebedarf der gesamten Maschine dürfte das weiterhin deutlich unter 0,5 sein. Um echte Kraftwerke bauen zu können, braucht es noch die zehnfache Effizienz.
Die regelmässigen Sensationsmeldungen dienen in erster Linie dazu, die Investitionen zu rechtfertigen und weiterhin zu sichern. Fusions-Kraftwerke sind noch Jahrzehnte entfernt, wenn es sie denn überhaupt jemals geben wird.
Video dazu:
www.youtube.com/watch?v=LJ4W1g-6JiY&ab_channel=SabineHossenfelder

Wikipedia: Fusionsenergie

Einen merklichen Beitrag zur Energieversorgung, 1 TW, soll Kernfusion im Laufe des 22. Jahrhunderts leisten (S. 13 in [6]).

Na dann...

poipoi schrieb:Das Problem bei dieser Art Meldung ist immer, dass unterschlagen wird, dass es sich um die Energie-Bilanz nur des Plasmas handelt.

Aus dem Link:

Doch diese indirekte Laserfusion ist sehr ineffizient. Auch am NIF mussten für die Erzeugung der Laserstrahlen 500 Megajoule an Energie eingespeist werden, um schließlich etwa 2 Megajoule auf das Ziel zu lenken. Dabei wurden jedoch 2,5 Megajoule freigesetzt - der erste Energieüberschuss der Fusionsforschung. Wenn man den gesamten Energieaufwand der Anlage berechnet, konnten jedoch nur 0,5 Prozent der eingebrachten Energie wieder herausgeholt werden.

Da hätte ich den Artikel wohl doch lesen sollen ;)
Nichtsdestotrotz ist es allgemein wieder so, dass ein Großteil der Presse, diverse hochrangige Politiker, etc. in den Jubel einstimmen, ungeachtet der Tatsache, dass trotz des "Durchbruchs" noch jahrzehntelange Forschung ansteht. Und an deren Ende könnte nach wie vor die Erkenntnis stehen, dass eine großtechnische Anwendung in Form von Kraftwerken nicht möglich ist. Was mir allerdings auch auffällt ist, dass sich die Problematik mit Qplasma und Qtotal mittlerweile rumgesprochen hat, und in Kommentaren oft darauf hingewiesen wird.

Kalte Fusion ist das nicht. Insoweit ist das hier der falsche Thread. Es ist die "normale" Kerrnfusion wie sie in unzählichen Sonnen und leider auch in Wasserstoffbomben abfläuft und deshalb stellt sich nicht die Frage ob sie grundsätzlich möglich ist. Sondern die Frage, ob wir sie unter kontrollierten Bedingungen in Fusionskraftwerken ablaufen lassen können.
Das ist leider eine unendlich lange Entwicklungsgeschichte. Als Idee hatte die Menschheit schon in unzähligen SF-Geschichten der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts den Kernfusionsreaktor entwickelt. Tatsächlich hat sich in den vergangenen 60, 70 Jahren einiges getan aber bis wir die Technik sicher beherrschen und anwenden können wird wohl noch einmal so viel Zeit vergehen.
Immerhin tröstlich zu wissen dass unsere Urenkel vielleich einmal keine Energieprobleme mehr haben werden.

Lupo54 schrieb:tröstlich zu wissen dass unsere Urenkel vielleich einmal keine Energieprobleme mehr haben werden

Bin mir nicht sicher, ob das wirklich tröstlich wäre. Das Verheizen fossiler Energieträger ist schon fatal, aber immerhin sind die mal auf der Erde entstanden. Das "Verheizen" fundamentaler, seit dem Urknall in Elementen gebundener Kräfte, ist nochmal eine ganz andere Nummer. Sollte das mal funktionieren, werden große Mengen Energie in das System Erde gebracht, die hier nie waren und auch nie von außen zugeführt wurden. Ob das wirklich gut ist? Am ökologischsten ist und bleibt der Fusionsreaktor am Himmel.

poipoi schrieb:Sollte das mal funktionieren, werden große Mengen Energie in das System Erde gebracht, die hier nie waren und auch nie von außen zugeführt wurden.

Verstehe ich dich richtig ... der Standort des Reaktors macht einen Unterschied?

Mir ist klar was du meinst, aber ich sehe da schon noch einen Unterschied zwischen der Verbrennung fossiler Energieträger und dem Verschmelzen von Atomkernen. Bei Ersterem werden klimaschädliche Stoffe freigesetzt, die zuvor lange Zeit in unkritischer Form gebunden waren. Bei der Fusion geschieht dies nicht.

Zudem kommt doch die Fusionsenergie eh bei uns an, und zwar in Größenordnungen, die weit über dem liegen, was wir hier mit Kraftwerken je erzeugen könnten. Das, was wir zu tun im Begriff sind, ist doch letztlich nur einen winzigen Teil der Energiequelle etwas näher zu uns zu bringen, um sie gezielter nutzen zu können, quasi frei von äußeren Einflüssen. Und die paar fucking Terrawattstunden pro Jahr jucken doch unseren Planeten nicht, insbesondere wenn dafür weniger CO₂ in die Luft geblasen wird. :D

Ich habs mal rausgesucht:

Als die größte Energiequelle liefert die Sonne pro Jahr eine Energiemenge von etwa 1,5 · 10¹⁸ kWh[8] auf die Erdoberfläche. Diese Energiemenge entspricht mehr als dem 10.000fachen des Weltenergiebedarfs der Menschheit im Jahre 2010 (1,4 × 10¹⁴ kWh/Jahr).

Wikipedia: Sonnenenergie#Potenzial der Sonnenenergie

DAS ist die Menge, die hier eh bei uns ankommt! Vergleicht man das mit dem, was Fusionskraftwerke hier auf der Erde liefern könnten, wenn es sie denn gäbe, dann muß man schon eine gute Brille aufsetzen, um das im Hintergrundrauschen noch erkennen zu können.

poipoi schrieb:"Verheizen" fundamentaler, seit dem Urknall in Elementen gebundener Kräfte, ist nochmal eine ganz andere Nummer. Sollte das mal funktionieren, werden große Mengen Energie in

Ähem was? Du meinst es wäre fatal Wasserstoff zu fusionieren? Oder andere Elemente?

poipoi schrieb:Mengen Energie in das System Erde gebracht, die hier nie waren und auch nie von außen zugeführt wurden

Auch nicht mehr als jetzt...

Tatsächlich wird die Fusionsenergie aber wohl erst dann relevant wenn das Energieproblem schon gelöst ist. Aber es wird uns viele andere Anwendungen ermöglichen. Zugang zum ganzen Sonnensystem.

poipoi schrieb am 15.12.2022:Das "Verheizen" fundamentaler, seit dem Urknall in Elementen gebundener Kräfte, ist nochmal eine ganz andere Nummer.

Bist du ein Anthro?