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150 KAPITEL 5. LASER FÜR DIE KERNENERGIE
Anzahl-Dichten der Fusionspartner im Plasma seien n1 und n2. Daraus folgt
�
�
� k = 〈σv〉 (5.6)
〈R12〉 = n1n2
mit der Rate k. Letztere heißt auch Reaktionsparameter und ergibt sich aus dem Wirkungsquerschnitt
der Reaktion σ(v) und der relativen Geschwindigkeit der Stoßpartner v. Unter der
Annahme einer Maxwell Verteilung der Ionen (Masse m) läßt sich der Reaktionsparameter
abschätzen zu
〈σv〉 = 4
� �3
/2 m
√
π 2kBT
∞ �
σ v v 2 � � 2 mv
exp dv (5.7)
2kBT
Diese Funktion hängt allein von der Temperatur ab. Bei ‘niedrigen’ Temperaturen von 10-
100 keV tragen hauptsächlich hochenergietische Ionen im Ausläufer der Verteilung bei (schraffierter
Bereich der Verteilung T1 in Abb. 5.3). Der Wirkungsquerschnitt und folglich auch die
Reaktionsparameter sind stark von der Energie (Geschwindigkeit) der Ionen abhängig, wie in
Abb. 5.4 gezeigt ist. Deutlich erkennbar ist der um zwei Größenordnungen höhere Wirkungsquerschnitt
für die D-T Fusion bei Temperaturen unterhalb 100 keV gegenüber allen anderen
aufgeführten Möglichkeiten (links). Entsprechend ist auch der Reaktionsparameter für die
D-T Reaktion günstiger (rechte Abbildung) Erst bei noch höheren Temperaturen erreichen
andere Fusionskanäle ähnlich hohe Reaktionsraten.
Welche Leistungsdichte ist in einem solchen Plasma erreichbar? Analog zur Beschreibung eines
Abbildung 5.3: Maxwell Verteilung der Teilchengeschwindigkeiten in einem Plasma
für zwei Temperaturen T1 < T2
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