Wieso wird bei DT-Fusion mehr E frei als bei TT-Fusion?

kisüFreak · Anmeldungsdatum: 24.06.2008 Beiträge: 14

D= deuterium; T= Tritium

http://de.wikipedia.org/wiki/Kernfusionsreaktor#Deuterium-Deuterium

DT Fusion 17,5 MeV; TT Fusion nur 11,3 MeV

Ich habe und kenne keine Formel zur berechnung solcher sachen, wäre nett wenn mir wer nen link geben könnte dazu.

Mal kurz überlegt komme ich zu folgendem:
DT Fusion: Die freiwerdende Energie trägt das Neutron, dass herausgeschleudert wird. Vor der fusion war es an Tritium gebunden, doch diese Bindung wurde aufgelöst; davon kommen diese 17,5 MeV.

...und wie ich das schreibe habe ich einen einfall wieso das so so sein könnte wie es ist; nämlich aus dem grund, dass die Starke Wechselwirkung zwischen den Quarks eines Atoms mit der Anzahl der Nukleonen/Nukleon abnimmt. Also da die neutronen nicht exakt während der Fusion herausgeschleudert werden sondern ganz ganz kurz nachdem fusioniert wurde, haben diese weniger Bindungsenergie als bei dem He kern der bei DT fusion entsteht.
..aber da müsste dann doch sowas wie

oder

angegeben sein bei He isotopen (nur eben mit verdammt kurzer zerfallszeit) doch das ist nicht der fall, also liegt ich wohl lichtjahreweit daneben....

Wie auch immer vielen dank an alle die sich die mühe machen das zu lesen und vielleicht noch die mühe machen werden mir zu antworten smile

mfg
kisüFreak

EDIT: oh cool.. es gibt sie doch:

bis

...

Zepto · Anmeldungsdatum: 03.10.2007 Beiträge: 323

Also bei einer Kernfusion kommt die Energie aus der Bindungsenergie der Kernteilchen.
Wenn du dir mal die Summe der Massen aller teilchen vor und nach der Reaktion anguckst, siehst du, dass die nicht gleich sind, sondern, dass nach der Reaktion insgesamt weniger Masse vorliegt, weil sich der kern sozusagen mit seiner eigenen Masse bindet. Die Differenz wurde nach der berühmten Formel

in (kinetische) Energie der Teilchen umgewandelt. Die Bindungsenergie ist also eigentlich "fehlende" Energie.
Guck dir zum beispiel mal hier die Bindungsenergie-Grafik (abbildung 1) an.
Du siehst, dass man aus der Kernfusion bis Eisen Energie gewinnnen könnte, danach aber Energie reinstecken müsste um zu den schweren Elementen zu gelangen. (Durch kernspaltung kann man dann aus ihnen Energie gewinnnen)

Hilft das weiter, oder ist das gerade zu wirr? Big Laugh

Gruß
Zepto

kisüFreak · Anmeldungsdatum: 24.06.2008 Beiträge: 14

Danke, es hilft weiter^^. Vielen Dank für den Link! Sowas hab ich gesucht smile

EDIT: Nachdem ich mir diesen link angeschaut habe komme meine ich folgendes:
also: die teilchen rasen auf einander zu und verbinden sich; die starke wechselwirkung greift: Betrachtet man die gesammtenergie der fusionierten Teilchen so besteht die aus masse+bindungsenergie. Die Bindungsenergie müssen die nukleonen selber aufbringen, welche sie mit der eigenen masse bezahlen- Massedefekt. Wieso verlieren sie denn nicht genau so viel masse, wie viel sie für die starke wechselwirkung brauchen, sondern mehr sodass energie frei wird?
das verrsteh ich noch nicht ganz, aber ich habe den ansatz, dass es damit zusammenhängen könnte, dass wenn man die verbundenen nukleone von einander entfernen wollen würde, würde je weiter man sie auseinander zieht die starke wechselwirkungskraft mit immer mehr energie eben dieses verhindern. Und wie bei der Fusion die gluonen anfangen zu greifen tun sie dass mit sehr viel energie, und je näher sich dann die nukleonen kommen desto weniger stark greift die wechselwirkung, und eben diese differenz (zw. energieaufwand der wechselwirkung zu beginn der fusion und am ende) wird frei. grübelnd

Ich hoffe ich bin jetzt schon wenigstens teils auf dem richtigen weg^^
nochmals vielen dank für den link!
mfg

pfnuesel · Anmeldungsdatum: 04.11.2004 Beiträge: 248 Wohnort: Zürich

Der Massendefekt lässt sich eigentlich ohne genauerer Betrachtung der starken Wechselwirkung verstehen.

Stell dir vor, du hast ein freies Proton und ein freies Neutron (dass dieses nicht stabil ist ignorieren wir hier). Beide haben eine Masse, nämlich

bzw.

. Nun bringen wir diese beiden Teilchen zusammen und formen einen Deuterium-Kern, welcher eine geringere Masse hat als die einzelnen Konstituenten zusammengenommen (Massendefekt!). Es gilt die Energieerhaltung, also:

.

steht hier für die Bindungsenergie und genaue diese wird frei und kann genutzt werden.

kisüFreak · Anmeldungsdatum: 24.06.2008 Beiträge: 14

soweit so gut, bis da bin ich auch gekommen doch,
ich frage eigendlich nach dem warum
und
1. ist auf meinen letzten post ist keiner eingegangen unglücklich

keiner hat mir gesagt ob das richtig ist was ich da geschrieben habe oder nicht
2. die teilchen müssen nicht für die bindungsenergie (starke ww) aufkommen sondern die kommt... woher? (dunkle energie wieder einmal?) und da die bindungsenergie + die teilchenmasse gleich der teilchenmasse vor der reaktion sein muss verlieren die teilchen energie!?!?

Ohne verständnis der starken wechselwirkung lässt es sich natürlich verstehn,
das selbe gilt auch für wenn ich einen apfel loslasse fällt dieser zu boden ohne gravitation usw.
aber irgendwie ist das mir eine stufe zuu oberflächlich^^ ganz intus kann ich das sicherlich erst nach dem physik studium haben aber ich glaube an eine zwischenstufe zwischen kindergarten(eigendlich hochschul-)physik und profi.

Und zu allerletzt: Dass die Bindungsenergie(-energie) frei wirdgilt sowohl für DT als auch für TT fusion, wieso ist dann da so ein unterschied? ((ich kann zwar an der tabelle von zepto ablesen, dass die freiwerdende energie mit der masse der teilchen abnimmt, doch schließe ich dieses aus der anzahl an protonen, oder?))

mit freundlichen Grüßen
(der noch wanabe) Physik Freak

pfnuesel · Anmeldungsdatum: 04.11.2004 Beiträge: 248 Wohnort: Zürich

Okay, ich gehe nochmals auf deinen obigen Beitrag ein:

kisüFreak · Anmeldungsdatum: 24.06.2008 Beiträge: 14

ok
danke für deine bemühungen Tanzen

eine frage hätt ich noch
alle angaben über protonen/neutronen bezüglich deren Ruhemasse: ist da deren masse im gebundenen oder ungebundenen zustand angegeben?
mfg

EDIT: grübel* ich nehme an, wenn ich das endlich richtig verstanden habe, die angaben sind für ungebundene protonen/neutronen weil deren masseverlust davon abhägt in was für einem atom sie sitzen/von der anzahl ihrer "nachbarn" im atomkern *grübel

Zepto · Anmeldungsdatum: 03.10.2007 Beiträge: 323

Du hast recht: ungebundener Zustand.
Da es sonst ja nicht die Ruhemasse von den Nukleonen wäre, sondern die Masse von den Nukleonen in einem Verband.
Das ist ja etwas anderes und unterscheidet sich, wie du selbst schon bemerkt hast.

Gruß
Zepto