Description: Kernfusion ist der Obergriff für alle Reaktionen, bei denen leichtere Atomkerne zusammenstoßen und miteinander verschmelzen, um einen oder mehrere schwerere Atomkerne zu bilden. In der Astronomie ist Wasserstoffbrennen eine Art von Kernfusion, bei der Wasserstoffkerne (die jeweils nur aus einem einzigen Proton bestehen) in Helium-4-Kerne (die jeweils aus zwei Protonen und zwei Neutronen bestehen) umgewandelt werden. Die Masse des Helium-4-Kerns ist kleiner als die Masse der einzelnen Protonen und Neutronen, aus denen er besteht. Gemäß Einsteins berühmter Formel E=mc² entspricht dieser Massenunterschied einem Energieunterschied. Wenn Protonen und Neutronen zu Helium-4 fusionieren, wird Energie freigesetzt, die genau diesem Energieunterschied entspricht. Das Wasserstoffbrennen ist deshalb die Energiequelle für sogenannte Hauptreihensterne wie unsere Sonne. Solche Hauptreihensterne, in deren Innerem Wasserstoffbrennen stattfindet, befinden sich zumindest eine Zeit lang in einer Art Gleichgewicht: Die durch das Wasserstoffbrennen in ihrem Inneren freigesetzte Energiemenge entspricht der Energie, die solche hell leuchtenden Sterne in Form von Licht und anderen Arten von elektromagnetischer Strahlung sowie Teilchen aussenden.

Das Wasserstoffbrennen läuft über mehrere Zwischenschritte ab. Bei Sternen mit der Masse unserer Sonne oder weniger geschieht dies hauptsächlich über die sogenannte Proton-Proton-Kette (pp-Kette). In der einfachsten Version dieser Reaktionskette verschmelzen zwei Wasserstoffkerne (Protonen) zu Deuteriumkernen (je ein Proton, ein Neutron). Diese Deuteriumkerne verschmelzen dann mit einem weiteren Wasserstoffkern zu Helium-3 (zwei Protonen, ein Neutron). Zwei solcher Helium-3-Kerne fusionieren zu Helium-4 und zwei verbleibenden Wasserstoffkernen. In Sternen mit einer Masse, die mehr als das 1,3-fache der Masse unserer Sonne beträgt, wird ein anderer Prozess zur vorherrschenden Methode für die Fusion von Wasserstoff zu Helium: der so genannte CNO-Zyklus. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der Erde haben Maschinen gebaut, um Fusionsreaktionen zu erzeugen. Die Hoffnung ist, dass die Kernfusion in der Zukunft dazu verwendet werden könnte, um Energie zu gewinnen.

Das Wasserstoffbrennen, d.h. die Fusion von Wasserstoff, tritt nicht nur in Sternen auf, sondern fand auch in der frühen Urknallphase unseres Universums statt.

Zugehörige Glossarbegriffe:

• Wasserstoff
• Kernfusion

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