PRTF - Perry Rhodan Technik Forum
Müonische Kaltfusion
(c) Holger Logemann, 25.01.98
Inhalt:
1. Quellenmaterial zur kalten Fusion /
müonische Kernfusion
1.1 kalte Fusion (Isaac Asimov)
1.2. H-K-Bombe des Westblocks, 1971 A.D.(Perry
Rhodan)
1.3. Elementarteilchen, die heute als gesichert
gelten (Auszug)
1.4. Kohlenstoff-Zyklus und D-D-Reaktion
1.5. Deuterium und Tritium
2. Kaltfusion in der Perry Rhodan
Technik
2.1. korrekte Bezeichnung für arkonidischen
Fusionsmeiler
2.2. Wiederspruch Deuterium-Kaltfusion und
Kohlenstoff-Zyklus
2.3. Massenvergleich Wasserstoff / Deuterium /
müonisches Deuterium
2.4. Dichtevergleich Wasserstoff / Deuterium /
müonisches Deuterium
2.5. Bestimmung Katalysgrad von müonischem
Deuterium
2.6. Bestimmung Energieausbeute
Kalte Kernfusion ist in der PR-Technik zweifach von Bedeutung.
- HHe-Meiler
- Transformbombe
1. Quellenmaterial zur kalten Fusion / müonische Kernfusion
1.1 kalte Fusion (Isaac Asimov)
Energie aus der Kernfusion (oder Verschmelzung) könnte zum
Segen für die Menschheit werden. Als Brennstoff benötigt
man dazu nicht, wie bei der Kernspaltung, das relativ seltene Uran
oder Thorium, sondern es genügt Deuterium ("schwerer
Wasserstoff"), von dem im Meer unzählige Tonnen vorhanden
sind. Die Kernspaltung kann uns noch Jahrtausende ausreichen, die
Fusion aber Jahrmilliarden.
Wichtiger ist aber, daß bei der Fusion viel weniger an
radioaktivem Abfall anfällt und, anders als bei der
Kernspaltung, keine große "kritische Masse" notwendig ist.
Mit einer großen kritischen Masse kann es zu einem
Niederschmelzen des Kerns kommen, das heißt, ein Kernreaktor
kann außer Kontrolle geraten und nach unten durchbrennen. Die
Fusion kann jeweils mit mikroskopisch kleinen Mengen an Deuterium
durchgeführt werden. Selbst wenn es einem entwischt, kommt es
nur zu einem verhältnismäßig leisen Knall, mehr
nicht.
Mit der Fusion hat man einen reicheren Vorrat an energie, und
vermutlich einen, der weitaus sicherer ist. Wenn es gelingt, die
Verschmelzung technisch in den Griff zu bekommen, sind unsere
energieprobleme gelöst - und zwar für immer!
Aber es gibt einen Haken (wann nicht?). Man sucht zwar schon seit
jahren nach einer Lösung, gefunden hat man sie aber noch
nicht. Das Problem besteht darin, daß man bei der
Kernverschmelzung einen Atomkern in einen anderen eindringen lassen
muß. Atomkerne sind aber alle positiv elektrisch geladen, und
positive Ladungen stoßen sich ab.
Wenn wir uns also bemühen, Wasserstoffkerne zusammenzupressen,
versuchen sie mit aller Kraft, sich aus dem Weg zu gehen. Wollen
wir nun unseren Willen durchsetzten und den ihren brechen,
müssen sie mit einem mächtigen Stoß
zusammengedrückt werden. um dies zu erreichen, muß man
den Wasserstoff so stark erhitzen, daß die Kerne sich sehr
schnell bewegen (je höher die Temperatur, desto schneller die
Bewegung) und ihnen keine Zeit mehr zum Ausweichen bleibt. Eine
milde Wärme tut es nicht; notwendig sind mehrere 10 Millionen
Grad.
Kernfusion findet im Zentrum der Sonne statt, wo die Temperatur 15
Millionen °C beträgt. Das Zentrum der Sonne ist dem
Gewichtsdruck der äußeren Sonnenschichten ausgesetzt,
was die Atome zusätzlich zusammenpreßt; die Temperatur
und der Druck ergänzen sich hier in ihrer Wirkung.
Es gibt keine Möglichkeit, hier auf der Erde einen Druck zu
erzeugen, wie er im Mittelpunkt der Sonne herscht, so müssen
wir zum Ausgleich wenigstens die Temperatur weiter erhöhen.
Man wird dabei vielleicht mehrere hundert Millionen Grad erreichen
müssen. Bereits seit 35 Jahren versucht man, die Temperatur
hoch genug zu treiben, aber bislang ist es noch nicht
gelungen.
Gibt es vielleicht doch eine Möglichkeit, Kernfusion bei
niedrigen Temperaturen durchzuführen? Ist eine wirklich kalte
Kernverschmelzung völlig ausgeschlossen? Nicht unbedingt. Bei
niedrigen Temperaturen wird der Kern jedes Wasserstoffatoms durch
ein Elekton im äußeren Ring abgeschirmt. Durch die
Elektronen können sich die Atomkerne nicht einmal nähern,
geschweige denn miteinander verschmelzen.
Hier ist aber von gewöhnlichen Elektronen die Rede. Es
existiert ein anderes Teilchen, ein sogenanntes Müon, das in
jeder meßbaren Weise dem Elektron, genauer gesagt 207mal so
schwer. Man weiß zwar nicht, wozu es da ist und warum es so
viel schwerer ist als ein Elektron, wenn es ihm sonst in allen
Punkten gleicht. Aber es existiert.
Ein Elektron gleicht ein Proton aus, den Kern eines
gewöhnllichen Wasserstoffatoms. Ein Müon auch kann es
also auch. Warum nich?
Es ist schließlich nur ein schweres Elektron. Dabei kommt ein
müonisches Atom zustande. Aber das Müon ist
207mal schwerer als ein Elektron und umkreist den Kern somit auch
207mal näher. Ein müonisches Atom ist kaum
größer als der winzige Kern selbst. Unter bestimmten
Bedingungen kreist ein Müon sogar um zwei Wasserstoffkerne und
bringt diese auch bei gewöhnlicher Zimmertemperatur sehr nahe
zusammen.
Das ist insbesondere dann von großem Nutzen, wenn einer der
beiden Wasserstoffkerne Deuterium ist und der andere Tritium (eine
noch schwerere Form von Wasserstoff). Deuterium und Tritium
verschmelzen sehr viel leichter miteinander als zwei
Deuteriumatome, und wenn sie von einem Müon zusammengehalten
werden, braucht man dazu nur gewöhnliche Raumtemperatur. Nach
der Verschmelzung vertabschidet sich das Müon und umkreist
anschließend ein anderes Paar von Atomkernen (Deuterium und
Tritium). Ein Müon könnte im Durchschnitt die
Verschmelzung von 150 Atomkernpaaren zuwege bringen.
Natürlich gibt es die üblichen Haken. Tritium ist
radioaktiv und kommt in der Natur nur in Spuren vor. Man
müßte es also künstlich herstellen, und das ist
keine leichte Aufgabe. Eine noch heiklere Angelegenheit sind aber
die Müonen. Künstlich erzeugtes Tritium zerfällt
nach durchschnittlich zwölf Jahren. Müonen halten dagegen
nur 2 Millionstel einer Sekunde; sie müßten laufend
produziert werden. Und schließlich: Selbst 50 Verschmelzungen
pro Müon reichen nicht aus; man wird Verfahren entwickeln
müssen, um eine höhere Stückzahl zu erreichen. Diser
Aufgabe widmet sich das Rutherford Laboratory im englichen
Oxford.
Selbst wenn es gelingen sollte, die Temperatur so hoch zu treiben,
daß sie eine konventionelle Fusion zuläßt: Ein
kühlerer Weg würde sich auszahlen - sofern er zu finden
ist. Auf lange Sicht wird er praktikalbler und viel billiger
sein."
Isaac Asimov, Grenzfälle der Naturwissenschaften - Neue Entdeckungen über den Menschen, seinen Planeten und das Universum. Knaur 4838, ISDN 3-426-04838-8, Originalausgabe (c) 1987, Seite 103
1.2. H-K-Bombe des Westblocks, 1971 A.D. (Perry Rhodan)
"Eine Hundert-Megatonnen-Fusionsbombe. Es ist vor drei Monaten erstmalig gelungen, das theoretisch ermittelte Prinzip der kalten Kernverschmelzung praktisch zu verwirklichen. Das bedeutet, daß wir bei der Zündung der neuartigen Bombe nicht mehr auf einen thermisch wirksamen Spaltstoff-Zünder angewiesen sind. Die Katalysbombe arbeitet mit mesonischen Atome. Es genügt ein rein chemischer Zünder mit einer Anregungstemperatur von nur 3865 Grad C, und die Kernreaktion beginnt."
K.H. Scheer. PR 3, 5.Auflage, Seite 25
1.3. Elementarteilchen, die heute
als gesichert gelten (Auszug)
Mesonen: (Teilchen mit intermediärer Masse), Pionen und Kaonen
| Teilchen | Symbol und Ladung | Masse | Halbwertszeit |
|---|---|---|---|
| Elektron | e- | 0.51 MeV | stabil |
| Müon | m - | 105.6 MeV | 1.54x10e-6 s |
Grosses Universal Lexikon, (c) 1982 Honus, Seite 506K.H.
Scheer war das Prinzip der müonischen Katalysierung offensichtlich bekannt, er hat sich aber mit der Bezeichnung vertan.
1.4. Kohlenstoff-Zyklus und D-D-Reaktion
"Beim Kohlenstoff-Zyklus verläuft die Reaktion folgendermaßen:"
C12 + p > N13 > C13 + Betastrahlung
C13 + p > N14
N14 + p > O13 > N15 + Betastrahlung
N15 + p > C12 + He4
"Versuche zur Energiegewinnung aus Kernfusion für
friedliche Zwecke zeigten gute Perspektiven. Von den mehr als 100
möglichen Reaktionen sind folgende Reaktionen am wichtigsten:"
(restlichen Fusionsprozesse nicht berücksichtigt, das sie mit
einem HHe-Meiler, d.h. H als Ausgangsbasis, und He als
Fusionsprodukt nicht in Einklang zu bringen sind)
D + D > He3 + n + 3.25 MeV
"Da Tritium (T) radioaktiv und seine Gewinnung schwierig ist, kommt
wahrscheinlich für den Fusionsprozeß nur die DD-Reaktion
zur Energieversorgung in Frage."
Perry Rhodan Lexikon, (c) 1971 Erich Pabel, Seite 131
1.5. Deuterium und Tritium
"Ein Wassermolekül, das Deuterium enthält, wird als
schweres Wasser bezeichnet. Da Deuterium die doppelte Masse
normalen Wasserstoffs aufweist, liegen bei schwerem Wasser sowohl
Gefrier-, als auch Siedepunkt höher als bei gewöhnlichem
Wasser. Während letzteres bei 0°C gefriert und bei
100°C siedet, siedet schweres Wasser bei 101.42°C und
gefriert bei 3.79°C. Das Deuterium selbst hat seinen Siedepunkt
bei 23.7°K, gewöhnlicher Wasserstoff hingegen bei
20.4°K. In der Natur kommt auf jeweils 6000 normale
Wasserstoffatome 1 Deuteriumatom."
"Der neue "superschwere" Wasserstoff wurde auf den Namen Tritium
getauft (von dem griechischen Wort für "drittes"); sein Kern
wird Triton genannt. Tritium siedet bei 25.0°K und gefriert bei
20.5°K. Reines Tritiumoxid (superschweres Wasser), von dem
bereits kleine Mengen im Labor erzeugt worden sind, hat einen
Gefrierpunkt bei 4.5°C. Tritium ist radioaktiv und
zerfällt verhältnismäßig schnell."
Isaac Asimov, Die exakten Geheimnisse unserer Welt - Kosmos, Erde, Materie, Technik - Knaur 77065, ISBN 3-426-77065-2, Originalausgabe (c) 1984, Seite 301
2. Kaltfusion in der Perry Rhodan Technik
2.1. korrekte Bezeichnung für arkonidischen Fusionsmeiler
"Rhodan fuhr die HHe-Meiler voll aus."
Kurt Mahr. PR 8, 5.Auflage, Seite 20. Arkoniden, 1971 A.D.,
STARDUST
2.2. Wiederspruch Deuterium-Kaltfusion und Kohlenstoff-Zyklus
"Er wußte nur, daß im "heißen" Teil des Arkoniden-Reaktors die Energien einer kleinen Sonne entfesselt wurden. Es mußte sich um einen unerhört komplizierten Fusionsprozeß nach dem Kohlenstoffzyklus handeln; ein großartig katalysierter "Kaltzünder-Vorgang", der von den irdischen Spatstoff-Reaktionen so weit entfernt war wie eine Steinaxt von einer Maschinenpistole."
K.H. Scheer. PR 3, 5.Auflage, Seite 25. Arkoniden, 1971 A.D.
"Ultrakatalysiertes Deuterium, dessen Fusionsprozeß im kalten Verschmelzungsvorgang schon bei knapp über dreitausend Grad Celsius erreichbar war; KATALY-D-ULTRA, das den einzigartigen Kohlenstoffzyklus der Sterne exact kopierte, versorgte die Hochernergiereaktoren der Kraftwerke, die Direkstrahlmeiler der Korpuskulartriebwerke und die Autarkversorger der Überlichtflugkonverter mit nur winzigen Mengen verschmelzungsfreudiger Einspritznebel."
K.H. Scheer. PR 450, 4.Auflage, Seite 17. Solares Imperium, 3437 A.D.
Fehler: Der Kohlenstoff-Zyklus finded bei etwa 5x10e+8 bis 10e+9
K statt, nicht bei ca 3000 °C. Deuterium ist bei dieser
Reaktion überhaupt nicht beteiligt.
Deuterium paßt aber zur müonischen Fusion.
2.3. Massenvergleich Wasserstoff / Deuterium / müonisches Deuterium
- die Masse eines H-Atoms beträgt 1.67x10e-24 g
- ein H-Atom besteht aus einem H-Kern + Elektron 938.2 MeV + 0.51
MeV = 938.71 MeV
- ein D-Atom besteht aus einem D-Kern + Elektron 1872.56 MeV + 0.51
MeV = 1873.07 MeV
- ein müonisches D-Atom aus einem D-Kern + Müon 1872.56
MeV + 105.6 MeV = 1978.36 MeV
2.4. Dichtevergleich Wasserstoff / Deuterium / müonisches Deuterium
H 0.089 9 kg/m3 bei 1.013 bar, Temperatur 0 °C
D 0.179 4 kg/m3 wie vor
D müon 1.681x10e+6 kg/m3 wie vor unter Berücksichtigung
einer 2073-Verdichtung
Vollständig müonisiertes Deuterium würde es auf gut
1680 Tonnen pro m3 bringen
2.5. Bestimmung Katalysgrad von müonischem Deuterium
"Für eine Leistungsausbeute ähnlich eines Kernreaktors (etwa 100 W/cm3) muß das Gas bei Zimmertemperatur 10-5 bis 10-4 at Druck besitzen, was bei 150 Millionen Grad Kelvin einem Druck von 10 bis 100 at entspricht."
Perry Rhodan Lexikon, (c) 1971 Erich Pabel, Seite 132
Will ich die Fusionstemperatur von 150 Millionen K auf 3500 K runterkühlen (ca Faktor 43 000) muß ich die Kompression auf anderem Wege erreichen. Setzt ich für die Verdichtung den selben Faktor an würden 99.998% der müonischen Masse in den Zwischenräumen der 0.002% normalen Restmasse "versickern"
Volumen 1 m3
Masse 0.179 4 kg + (0.189 5 kg mal 43 000) = 8 148 kg (bei einem
m3)
Ganz wohl ist mir bei dieser Berechnung nicht, eine andere krieg ich aber nicht zusammen. Für die Energieausbeute ist sie aber nicht weiter von Bedeutung.
2.6. Bestimmung Energieausbeute
179.4 g : 1.67x10e-24 g 1.074x10e+26 Teilchen
189.5 g x 43 000 : 1.764x10e-24 g 4.619x10e+30 Teilchen
4.619x10e+30 Teilchen entsprechen 2.310x10e+30 potentiellen
Fusionspartner a 3.25 MeV ergibt 7.507x10e+30 MeV (bei 8 148
kg)
1 kg Deuterium liefert demnach 9.213x10e+26 MeV oder 1.476x10e+14
Ws
1 MeV entspricht einer Masse von 1.782x10e-30 kg oder 1.602x10e-13
Ws
3. Zusammenfassung
| 0.01c | Lagertemperatur | 0 °C |
| 0.02c | Initialtemperatur Fusion | 3227 °C |
| 0.03c | Lagerdichte | 8 148 kg/m3 |
| 0.04c | "Brennwert" | 11 991 698 |
| 0.05c | 1.001 252 348 644 | 1.476x10e+14 Ws/kg |
ANTWORTEN
980125XX Ergänzungen
eMail von Andreas Stadelmann / Holger Logemann vom 29.01.98
980616hl Nachträge zur
myonischen Kaltfusion Lagerung Deuterium in myonisierter Form,
HHe-Meiler basierend auf Kreislaufsystem Leistungssteigerung des
Meilers durch sekundäre Fusionsprozesse
980617rc "KALTE FUSION" / myonische
Kaltfusion unkommentierte Artikel zum Thema (aktueller Stand
der Forschung)
980611gp Die myon-kataysierte kalte
Kernfusion Korrekturen / Berechnungen zur Kaltfusion, Hinweise
auf entsprechende Fachliteratur pseudostabiles MyonDeuterium,
Tritium-Deuterium-Fusion effektiver
