Plasma und kalte Fusion

[DH[ger]]

Hallo, ich habe mal 2 Fragen:
I: Der zustand des Plasmas kann ja als 5.Aggregatzustand zu dem des Supraleiters hinzugezogen werden. Wenn man nun z.B. von Helium oder so Plasma bildet, dann werden ja alle einzelnen Teilchen (Protonen, Neutronen und elektronen) getrennt, sodass diese Atombauteile einfach umher fliegen.
Wieso bekommt man denn wieder, wenn man das Plasma abkühlt, den Ausgangsstoff zurück? Eigentlich könnten sich doch die Nukleonen und elektronen neu anordnen und ein anderes Element bilden. Rein theoretisch könnte sich doch dann auch ein Schinkenbrot oder sowas bilden. es müsste doch dann möglich sein, dass man durch bestimmte Mischungen oder so aus Blei Gold machen kann. Oder liege ich da völlig flasch? Und wenn man z.B. Wasserstoff (Deuterium und Tritium) fusioniert entsteht doch Helium, warum?? Eigentlich wird doch dabei das Plasma gezündet, wie genau läuft das ab? Wieverschmelzen denn noch die Kerne, wenn doch im Plasma eh schon alle Teilchen frei umherfliegen? Das macht doch eigentlich gar keinen Sinn!


II: Was hat es mit der kalten Fusion auf sich? Das kann doch eigentlich garnicht gehen, da sich ja Plasma erst bei 100000den von Grad zündet. Man redet aber immer davon. Ich weiß, dass es noch nicht geschafft wurde, aber wie stellt man sich vor, soll das funktionieren?

[Gast]

zu II imo wird deshalb auch eine art magnetfeld benutzt um die stoffe "in der luft" zu halten, damit sie so keinen weiteren stoff berühren und diese hohe temperatur erreichen können

[SKYNET]

']Hallo, ich habe mal 2 Fragen:
I: Der zustand des Plasmas kann ja als 5.Aggregatzustand zu dem des Supraleiters hinzugezogen werden. Wenn man nun z.B. von Helium oder so Plasma bildet, dann werden ja alle einzelnen Teilchen (Protonen, Neutronen und elektronen) getrennt, sodass diese Atombauteile einfach umher fliegen.
Wieso bekommt man denn wieder, wenn man das Plasma abkühlt, den Ausgangsstoff zurück? Eigentlich könnten sich doch die Nukleonen und elektronen neu anordnen und ein anderes Element bilden. Rein theoretisch könnte sich doch dann auch ein Schinkenbrot oder sowas bilden. es müsste doch dann möglich sein, dass man durch bestimmte Mischungen oder so aus Blei Gold machen kann. Oder liege ich da völlig flasch? Und wenn man z.B. Wasserstoff (Deuterium und Tritium) fusioniert entsteht doch Helium, warum?? Eigentlich wird doch dabei das Plasma gezündet, wie genau läuft das ab? Wieverschmelzen denn noch die Kerne, wenn doch im Plasma eh schon alle Teilchen frei umherfliegen? Das macht doch eigentlich gar keinen Sinn!


II: Was hat es mit der kalten Fusion auf sich? Das kann doch eigentlich garnicht gehen, da sich ja Plasma erst bei 100000den von Grad zündet. Man redet aber immer davon. Ich weiß, dass es noch nicht geschafft wurde, aber wie stellt man sich vor, soll das funktionieren?


wenn mich nicht alles irrt, wird die entzündungstemparatur unter hohem druck deutlich geringer.

[Senior Sanchez]

zu II imo wird deshalb auch eine art magnetfeld benutzt um die stoffe "in der luft" zu halten, damit sie so keinen weiteren stoff berühren und diese hohe temperatur erreichen können

Er hat von einer _kalten_ Fusion gesprochen, die soll angeblich auch ohne Magnetfeld laufen, aber wie gesagt wurde das laut weitverbreiteten Berichten noch net bewiesen.


mfg Senior Sanchez

[Plutos]

']Hallo, ich habe mal 2 Fragen:
I: Der zustand des Plasmas kann ja als 5.Aggregatzustand zu dem des Supraleiters hinzugezogen werden. Wenn man nun z.B. von Helium oder so Plasma bildet, dann werden ja alle einzelnen Teilchen (Protonen, Neutronen und elektronen) getrennt, sodass diese Atombauteile einfach umher fliegen.
Wieso bekommt man denn wieder, wenn man das Plasma abkühlt, den Ausgangsstoff zurück? Eigentlich könnten sich doch die Nukleonen und elektronen neu anordnen und ein anderes Element bilden. Rein theoretisch könnte sich doch dann auch ein Schinkenbrot oder sowas bilden. es müsste doch dann möglich sein, dass man durch bestimmte Mischungen oder so aus Blei Gold machen kann. Oder liege ich da völlig flasch? Und wenn man z.B. Wasserstoff (Deuterium und Tritium) fusioniert entsteht doch Helium, warum?? Eigentlich wird doch dabei das Plasma gezündet, wie genau läuft das ab? Wieverschmelzen denn noch die Kerne, wenn doch im Plasma eh schon alle Teilchen frei umherfliegen? Das macht doch eigentlich gar keinen Sinn!



Das ist völlig falsch.

In einem Plasma bleiben die Atomkerne vollständig, nur die Anzahl der Elektronen verändert sich. Ionisierte/r/s *beliebiges chemisches Element einsetzen* ist immer noch dasselbe chemische Element.
Wenn das Plasma abkühlt, kommt es zur Rekombination der Atomkerne mit den Elektronen, so dass wieder neutrale Teilchen entstehen. Es ist in einem herkömmlichen Plasma völlig unmöglich, dass sich Nukleonen aufgrund der von dir beschriebenen - so nicht vorkommenden - Effekte anders anordnen.

2 Wasserstoffatome können zu Helium fusionieren, das ist richtig. Wenn ionisierter Wasserstoff (oder ein entsprechendes Isotop) ausreichend hoher Temperatur und Druck ausgesetzt sind, können 2 Kerne zu einem Helium-Kern fusionieren (wie dieser Fusionsvorgang genau aussieht, dazu fehlt mir das nötige Fachwissen in diesem Bereich).

Edit: hab selber gegoogelt. Hier (http://www.pppl.gov/fusion_basics/pages/fusion_reactions.html) wird einfach dargestellt, wie die Fusion im Tokamak abläuft.
Zitat: "Since nuclei carry positive charges, they normally repel one another. The higher the temperature, the faster the atoms or nuclei move. When they collide at these high speeds, they overcome the force of repulsion of the positive charges, and the nuclei fuse."

[Momo]

wenn man etwas zu plasma erhitzt, trennen sich kern und hülle; der kern bleibt aber ganz.

zu spät :usad:

[mrdigital]

Um die Elektronenhülle loszuwerden genügen sehr viel niedrigere Temperaturen als für eine Kernfusion.
Die Kerne (wenn es sich dabei um Wasserstoff handelt) sind ja nur nackte Protonen, bzw ein Proton und ein oder zwei Neutronen.
Kernfusion tritt erst ab Temperaturen von ~100*10^9 (100 Milliarden) Grad auf, wenn man vom Tunneleffekt absieht (der sorgt ja in der Sonne für den Fusionsprozess, denn in der Sonne herrschen "gerade mal" 15*10^9 Grad).
Wenn dann Kerne fusionieren, dann können die auch nicht beliebig kombiniert werden, die Fusionsprozesse folgen genauen Regeln, allgemein kann man sagen, je schwerer das "Zielelement" ist, umso mehr Energie (=Temperatur) ist nötig.

[Plutos]

Um die Elektronenhülle loszuwerden genügen sehr viel niedrigere Temperaturen als für eine Kernfusion.
Die Kerne (wenn es sich dabei um Wasserstoff handelt) sind ja nur nackte Protonen, bzw ein Proton und ein oder zwei Neutronen.
Kernfusion tritt erst ab Temperaturen von ~100*10^9 (100 Milliarden) Grad auf, wenn man vom Tunneleffekt absieht (der sorgt ja in der Sonne für den Fusionsprozess, denn in der Sonne herrschen "gerade mal" 15*10^9 Grad).
Wenn dann Kerne fusionieren, dann können die auch nicht beliebig kombiniert werden, die Fusionsprozesse folgen genauen Regeln, allgemein kann man sagen, je schwerer das "Zielelement" ist, umso mehr Energie (=Temperatur) ist nötig.


Laut dem Princeton Plasma Physics Lab (http://www.pppl.gov/projects/pages/tftr.html) reichen für "commercial fusion" von Deuterium und Tritium bereits 100*10^6 Grad. Hast du irgendwelche näheren Infos zum Tunneleffekt bei Fusionsprozessen?

[Vedek Bareil]

']Hallo, ich habe mal 2 Fragen:
I: Der zustand des Plasmas kann ja als 5.Aggregatzustand zu dem des Supraleiters hinzugezogen werden. daß der Supraleiter ein Aggregatzustand sein soll, ist mir neu. Das Plasma kann man aber als 4. Aggregatzustand ansehen, wenn man den Aggregatzustand nach dem Verhalten der Atome festlegt.

']Wenn man nun z.B. von Helium oder so Plasma bildet, dann werden ja alle einzelnen Teilchen (Protonen, Neutronen und elektronen) getrennt, sodass diese Atombauteile einfach umher fliegen.naja, erstmal werden nur die Elektronen von den Atomkernen abgelöst. Die Atomkerne selbst bleiben erstmal noch ganz. Die werden erst bei wesentlich höheren Temperaturen auseinandergerissen, so bei einigen Billionen Grad.

']Wieso bekommt man denn wieder, wenn man das Plasma abkühlt, den Ausgangsstoff zurück? Eigentlich könnten sich doch die Nukleonen und elektronen neu anordnen und ein anderes Element bilden. die Atomkerne waren ja noch intakt. Beim Wiederabkühlen fängt dann jeder von denen wieder so viele Elektronen ein, daß ein elektrisch neutrales Atom entsteht.
War das Plasma aber tatsächlich so heiß, daß die Atomkerne auseinandergerissen wurden, dann hast du recht, dann werden sich die Nukleonen beim Wiederabkühlen wahrscheinlich völlig neu formieren.

']Rein theoretisch könnte sich doch dann auch ein Schinkenbrot oder sowas bilden. es müsste doch dann möglich sein, dass man durch bestimmte Mischungen oder so aus Blei Gold machen kann. richtig. Wie gesagt müßten die Temperaturen aber schon wirklich sehr hoch sein (~10^12 K), und selbst dann würden hauptsächlich leichte Atomkerne (wie Helium oder Lithium) entstehen. Die Ausbeute an Goldkernen dürfte äußerst mager sein.

']Oder liege ich da völlig flasch? Und wenn man z.B. Wasserstoff (Deuterium und Tritium) fusioniert entsteht doch Helium, warum?? Eigentlich wird doch dabei das Plasma gezündet, wie genau läuft das ab? das "zünden" des Plasmas ist nicht das Zünden eines chemischen Verbrennungsprozesses, sondern einer Kernfusionsreaktion. Bei der kollidieren z.B. ein Deuterium- und ein Triium-Kern und bleiben aneinander haften. Die hohe Temperatur ist notwendig, damit thermische Energie der Kerne ausreicht, um die elektrostatische Abstoßung zu überwinden. Zugleich darf die Temperatur aber auch nicht zu hoch sein, da der sich bildende Helium-Kern gleich wieder auseinandergerissen würde.

']Wieverschmelzen denn noch die Kerne, wenn doch im Plasma eh schon alle Teilchen frei umherfliegen?wie gesagt, wenn die Temperatur des Plasmas so hoch ist, daß selbst die Atomkerne nicht mehr zusammenhalten, dann tritt auch keine Kernverschmelzung mehr auf.

[Demokrit]

Bei der Supraleitung hast du einen Phasenübergang an der SPrungtemperatur. Das ist aber ein Phasenübergang 2. Ordnung. Da ändert sich bei den Aggregatszuständen nix. Da gibt es z.B. auch den Übergang vom normalen Helium zum superfluidem Helium.
Wenn du etwas schmilzt oder verdampfst, dann ist das ein Phasenübergang 1. Ordnung und bei dem ändern sich die Aggregatszustände.

Letztlich würde ich sagen, daß der Begriff Aggregatszustand eh ein wenig willkürlich/historisch ist. Ein Titancluster aus ein paar tausend Atomen verhält sich auch ganz anders als ein Titankügelchen. Kolloide und Gele sind auch nicht so richtig einzuordnen.

Das Sandwich. Grundsätzlich könnte aus einem Haufen Atome, die in einem Sandwich enthalten sind, ein Sandwich entstehen. Das ist jedoch mehr als extrem unwahrscheinlich. Noch viel unwahrscheinlicher als ein Leben lang jede Woche zweimal 6 Richtige im Lotto.

[Vedek Bareil]

Bei der Supraleitung hast du einen Phasenübergang an der SPrungtemperatur. Das ist aber ein Phasenübergang 2. Ordnung. Da ändert sich bei den Aggregatszuständen nix. Da gibt es z.B. auch den Übergang vom normalen Helium zum superfluidem Helium.
Wenn du etwas schmilzt oder verdampfst, dann ist das ein Phasenübergang 1. Ordnung und bei dem ändern sich die Aggregatszustände. du meinst

Phasenübergang 1. Ordnung = Änderung des Aggregatzustandes?

Damit wäre ich vorsichtig. Man muß dabei auch berücksichtigen, was die genaue Definition von Phasenübergängen 1. und 2. Ordnung ist. Im Anfängerpraktikum wurde uns irgendwas erzählt von PÜ 1. Ordnung: bei konstantem Druck, PÜ 2. Ordnung: bei konstantem Volumen. Diese Definition ist aber viel zu speziell.

Die richtige Definition ist: beim PÜ 1. Ordnung ändert sich der Ordnungsparameter sprunghaft (z.B. das Volumen beim Übergang flüssig <-> gasförmig), beim PÜ 2. Ordnung ist der OP als Funktion der Temperatur stetig, seine 1. Ableitung dagegen ist sprunghaft. Ein Beispiel für einen PÜ 1. Ordnung, bei dem es offensichtlich nicht sinnvoll ist, vom Wechsel des Aggregatzustandes zu sprechen, ist der eines verdünnten Antiferromagneten von der antiferromagnetischen zur paramagnetischen Phase.

[DH[ger]]

Dann aht mir mein Physiklehrer echt Müll erzählt. Der meinte, dass 1. Supraleiter (sowie suprafluides Helium) und Plasma eigentlich als ein neuer Aggregatzustand angesehen werden können. Ich kenne zwar die genauen Definitionen nicht genau, aber für mich Klingt das eigentlich recht vernünftig, weil man Plasam und Supraleiter ja eigentlich nicht zu den anderen Aggregatzuständen zuordnen kann wegen ihrer fast abnormalen Eigenschaften.
Und er meinte auch, dass sich beim Plasma selbst die Kerne trennen. Das fand ich allerdings auch unwahrscheinlich. Naja, jetzt bin ich ja aufgeklärt, DANKE!!
Ich muss ihn wohl mal darauf ansprechen! :rolleyes:

Aber ich habe da noch eine Frage:
Ich habe letztens einen Bericht in der PM gelesen, dass man im Labor Flugzeuge fliegen lässt, die am Heck ein Aluplättchen oder so was haben, das mit einem hochleistungslaser beschossen wird und das Flugzeug so durch das entstehene Plasma angetriegen wird. Wie soll das funktionieren? Erwämt dann das Plasma die Umgebungsluft und erzeugt dann so einen überdruck hinter dem Flugzeug? Rentiert sich das, was die Energieausbeute betrifft? Was sind das für Laser? Wenn das da klappt, müsste das doch auch rein theoretisch im richtigen Strahltriebwerk funktionieren, indem man die Luft einfach erhitzt, indem man sie an Plasma vorbeileitet oder die Brennkammer erhitzt.

[Der_Schaechter]

Also wir hatten vor etwa einen Vortrag anner schule von einem Physikdoktor. Der hat den Fusionsreaktor so beschrieben:
Plasma fliegt nur senkrecht oder parallel zu magnetischen feldlinien. das heisst, dass plasma wird in dem reaktor durch magnetfeldlienien dazu gezwungen nur im kreis zu fliegen --> darum auch kein kontakt mit aeusseren materialien. In diesem behälter ist auch ein unterdruck --> vakuum. den temperatur ist nicht gleich wärme. was wir mit der haut wahrnehemen ist waerme. Temperatur beschriebt nur die teilchenbewegung in sich und waerme auch noch die summe der teilchen die schwingen. es ist ein unterschied ob ich mit voller kraft einen tennisball gegen die wand werfe oder oder nur ganz langsam gegenrolle. es ist auch ein unterschied ob ich einen oder 10 gegenwerfe. die wand fällt halt nur bei einem bestimmten betrag an energie um und auf atomarer ebene nennt man diese waerme. temperatur ist die geschwindigkeit des balles. somit kann man höhere temperaturen erzeugen ohne die waerme zu steigern und diesen effekt nutzt man im reaktor.
den effekt der verschmelzung zweier kerne kann man damit auch erklaeren. wenn ich 2 tennisbaelle mit ganz viel kraft gegeneinander haue kommt da auch irgendwann ein verformter ball raus. das dabei plasma entsteht ist nur ein nebeneffekt. aber das die kerne ganz schnell sind und sich gegenseitig beruehren und dabei verschmelzen liegt an der hohen temperatur.
hoffe geholfen zu haben