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Die Nuklearsynthese ist ein technisches Verfahren, bei dem mittels 
Kernfusionsreaktionen aus leichteren chemischen Elementen andere Elemente mit höherer Ordnungszahl hergestellt werden können. Hierbei werden natürlich vorkommende Vorgänge der Nukleosynthese imitiert.
- Anmerkung: In PR 1309, Kap. 5 wird von einem »Zeitalter der Nukleosynthese« gesprochen. Damit ist mutmaßlich die Nuklearsynthese gemeint, da die Nukleosynthese für den astrophysikalischen Prozess steht.
Allgemeines
Als Rohstoffe dienen primär Protonen und Neutronen, doch auch jede andere Materie ist verwendbar. Die Nukleonen können entweder aus Energie (z. B. Photonen) in Teilchenbeschleunigern hergestellt werden oder im All in Staubwolken geerntet. Dazu dienen zum Beispiel die Terasammler.
Protonen sind freie, solitäre Wasserstoffkerne. Freie Neutronen haben allerdings eine Halbwertszeit von nur 800 Sekunden und müssen daher durch die schwache Wechselwirkung aus Protonen hergestellt werden.
Protonen und Neutronen können nach und nach zu größeren Atomkernen fusionieren. Bis Eisen-56 geschieht dies exotherm, das heißt, es wird mehr Energie freigesetzt als verbraucht. Die entstehende Energie kann anderweitig genutzt werden.
Bei Atomkernen schwerer als Eisen-56 ist es umgekehrt: Hier erzeugt die Kernspaltung mehr Energie als die Kernfusion. Somit müssen zur Erzeugung schwererer Elemente erhebliche Energiemengen aufgewendet werden, um die Coulomb-Kraft der Atomkerne zu überwinden und diese miteinander zu verschmelzen. Außerdem muss das Protonen-Neutronen-Verhältnis im Atomkern exakt stimmen, sonst ist er instabil (sprich: radioaktiv; siehe Radionuklid) und es kommt beispielsweise zu Alpha- oder Beta-Zerfall. Schwerere Atomkerne können sogar direkt in zwei oder mehrere kleinere Atomkerne zerfallen.
Die Anlagen zur Nuklearsynthese der schweren Elemente sind erheblich komplizierter als einfache Fusionsreaktoren. In ihnen werden Druck/Temperatur-Bedingungen erzeugt, die Raumtemperaturen bis zu einer Milliarde Grad entsprechen. Gleichzeitig müssen aber die entstandenen Atomkerne kontrolliert abgefangen, sortiert und gekühlt werden können. Dies erfordert allgemein einen ungleich höheren Aufwand als die Gewinnung der Reinstoffe durch konventionelle Verarbeitung natürlicher Vorkommen. Deshalb ist das Verfahren nur ausnahmsweise ein Ersatz für den Abbau von Bodenschätzen.
Die Bedeutung der Nuklearsynthese schwerer Elemente nimmt jedoch sprunghaft zu, wenn die Erzlagerstätten durch Krieg oder andere Gründe nicht mehr zugänglich sind.
- Anmerkung: In PR 1313 – Computer wird die Nuklearsynthese zum einen mit Hyperenergie, zum anderen mit der starken Kernkraft verknüpft. Einzelheiten werden nicht genannt.
- Siehe auch: Materieumwandler (Gerät).
Geschichte
Die Pterus beherrschten die Technologie der Nuklearsynthese bereits vor vielen zehntausend Jahren. Irgendwann zwischen dem Beginn des 50. und dem Beginn des 46. Jahrtausends v. Chr. arbeitete Kor – vor seiner Berufung zum Ewigen Krieger – auf dem Planeten Tiffoon an einem Großprojekt, bei dem aus Wasserstoff alle Elemente bis hin zu Eisen (Ordnungszahl 26) hergestellt wurden. (PR 1339)
- Anmerkung: Wann genau dieses Projekt stattfand, lässt sich nicht mit Sicherheit bestimmen. Siehe dazu auch Die Berufung der Ewigen Krieger.
Im 12. Jahrhundert NGZ waren auf dem Planeten Sphinx Nuklearsyntheseanlagen installiert. Hier wurde hauptsächlich Eisen hergestellt. Da die Steuerung der Prozesse auf syntronischer Basis erfolgte, wirkten sich Störungen im fünfdimensionalen Bereich hierauf aus, was durch den Einbau positronischer Bauteile vermieden werden konnte. Der Synthesevorgang selbst war vollständig im Einstein-Kontinuum integriert.
Bei der Rohstoffversorgung umfangreicher Langzeit-Unternehmungen, wie der Coma-Expedition zur Großen Leere, konnten die Verantwortlichen ihre gewaltige Aufgabe mit Hilfe der Nuklearsynthese möglicherweise leichter erfüllen. Die erforderliche Technik war jedoch dermaßen komplex und die Anlagen so umfangreich, dass sie keinen Platz in konventionellen Raumschiffen finden konnten. In Fernraumschiffen wie der BASIS allerdings verfügte man über nuklearsynthetische Kapazitäten. Bei den Kernfusionsreaktionen zur Energieerzeugung fielen auch leichte Elemente an, doch problemlos nur bis zum Eisen. Der Zugriff auf höhere Elemente musste auf andere Weise erfolgen.
Zur Produktion von Nährstoffen eigneten sich Elemente aus der nuklearsynthetischen Technik, wenn sie biochemisch weiterverarbeitet werden konnten, obwohl die Besatzungen Mahlzeiten aus Nahrungskonzentraten vermutlich bevorzugten.
Im Chaotender ZENTAPHER wurden Anlagen gefunden, die reine Energie in Materie umwandeln konnten. Myles Kantor erläuterte in diesem Zusammenhang, dass die terranische Technik im 13. Jahrhundert NGZ dazu auch in der Lage war, aus Kostengründen jedoch immer noch natürliche Rohstoffe verwendete oder mittels Nuklearsynthese aus Wasserstoff schwere Elemente hergestellt wurden. (PR 2079, S. 39)