In der bekannten Filmreihe Zurück in die Zukunft gibt es ein Gerät namens Mister Fusion, mit dem Abfall in nutzbare Energie umgewandelt werden kann. Hat das irgendeinen Realitätsbezug oder ist das bloße Science-Fiction?
Die bekannte Formel \(E=mc^ 2\) von Albert Einstein aus dem Jahre 1905 beschreibt, wieviel Energie tatsächlich freigesetzt wird, wenn es gelingen sollte, Materie zu vernichten. Bitte berechnen Sie damit die beiden untenstehenden Aufgaben.
Für die Lichtgeschwindigkeit dürfen Sie dabei \(c\approx\mathrm{300.000\ km/s}\) annehmen.
Die Masse einer Bananenschale ist etwa \(m\approx\mathrm{0,040\ kg}\).
Der Endenergieverbrauch aller privaten Haushalte in Deutschland beträgt pro Jahr ungefähr \(\mathrm{2.400\ PJ}\) , dabei ist \(\mathrm{1\ PJ= 10^{15}\ J}\) .
Wieviel Energie steckt allein wegen ihrer Masse ungefähr in einer Bananenschale?
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\(\mathrm{1{,}8\ PJ}.\)
\(\mathrm{3{,}6\ PJ}.\)
\(\mathrm{7{,}2\ PJ}.\)
\(\mathrm{10{,}8\ PJ}.\)
\(\mathrm{21{,}6\ PJ}.\)
Die Energie ist ca. \(\mathrm{3{,}6\ PJ}.\)
Aufgabe 2 von 2
Wie viele Bananenschalen reichen demnach theoretisch aus, um den jährlichen Endenergieverbrauch aller privaten Haushalte in Deutschland zu decken?
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Etwa 10
Etwa 138
Etwa 670
Etwa 1235
Etwa 10000
Die Anzahl der Bananenschalen ist etwa 670. Dies sind weniger als zwei pro Tag!
So einfach geht es allerdings leider tatsächlich nicht. Die Hauptschwierigkeit dabei ist, dass Masse bzw. Materie sich nicht so leicht in Energie umwandeln lässt, sondern dafür geeignete Bedingungen vorliegen müssen, die es bei uns auf der Erde so normalerweise nicht gibt. Insbesondere werden extrem hohe Temperaturen benötigt. Für die Sonne ist das beispielsweise überhaupt kein Problem. Ihre ganze Energie produziert sie auf genau diese Weise und strahlt sie dann ins Weltall ab. Die Menschheit hat es bisher leider erst geschafft, eine militärische Nutzung dieser Umwandlung zu entwickeln, die sogenannte Wasserstoffbombe (H-Bombe). An der zivilen Nutzung, z.B. in Form eines sogenannten Fusionskraftwerks, wird schon seit Jahrzehnten in großen internationalen Projekten mit enormem Aufwand geforscht. Ein Beispiel hierfür ist das ITER-Projekt.
