Lösung A-0056

a) Die Reaktionsgleichung lautet:
2D -> He

b) Denkbar wären auch folgende Reaktionen:
D + T -> He + n
T + T -> He + 2n
H + T -> He
D + H -> He-3 (radioaktiv)

c) Der Massendefekt ist:
Δm = 2 m_D - m_He = 0,0266935u = 4,43256 E-27 kg
Dies entspricht einer Energie von ΔW = Δm c² = 3,99 E-12 J

a) Mit der Gleichung für die Coulombkraft gilt:
F_C = 57,52 N

b) Die dafür benötigte Energie ist:
W_el = 1,1504 E-13 J

c) Die in b) berechnete Energie muss in Form kinetischer Energie aufgebracht werden. Es gilt:
1/2 m v² = W_el
=> v = Wurzel(2 W_el / m) = 8,3E6 m/s

Diese Bewegung entspricht einer Temperatur von:
W_kin = 3/2 kT
=> T = 2/3 W_kin / k = 5.557.500 K
Zur Kernfusion ist also eine Temperatur von über 5 Millionen Kelvin nötig.