Kernfusion

Kernfusion bezeichnet den Prozess, bei dem zwei leichte Atomkerne unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen zu einem schwereren Kern verschmelzen und dabei Energie freisetzen. Im Inneren von Sternen ist die Kernfusion die primäre Energiequelle, die Strahlung und Wärme erzeugt und den Stern über Milliarden von Jahren leuchten lässt.

Der wichtigste Fusionsprozess in sonnenähnlichen Sternen ist die Proton-Proton-Kette: Vier Wasserstoffkerne (Protonen) verschmelzen schrittweise zu einem Heliumkern. Dabei wird ein kleiner Teil der Masse in Energie umgewandelt, gemäß der Beziehung E = mc². Bei der Sonne entspricht das täglich einer umgewandelten Masse von rund 600 Millionen Tonnen Wasserstoff. Die dabei freigesetzte Energie verlässt den Kern als Strahlung und heizt die Sonne von innen.

In massereicheren Sternen läuft zusätzlich der CNO-Zyklus ab, bei dem Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff als Katalysatoren wirken. Wenn der Wasserstoffvorrat erschöpft ist, können in hinreichend massereichen Sternen schwerere Elemente bis hin zu Eisen fusionieren. Die Kernfusion ist somit auch der Ursprung fast aller chemischen Elemente im Universum.