Представьте, что у нас есть простой способ производить антивещество, мы могли бы использовать его для межзвездных путешествий, смертоносного оружия или чего-то еще; но я подумал: как мы могли бы использовать его для производства электричества?
Поскольку антиматерия аннигилирует с обычной антиматерией, производящей огромное количество энергии, я подумал, что мы могли бы использовать ее потенциал для производства энергии и, к счастью, заменить бензин, нефть и загрязняющие вещества, которые сейчас в основном используются для питания мира. Следовательно, как мы можем эффективно собирать антиматерию для производства энергии?
Когда антиматерия и нормальная материя аннигилируют, они производят большое количество гамма-лучей, которые поглощаются специальными материалами (какими?), преобразующими их в тепло (которое может легко производить электричество). Но поскольку при аннигиляции антиматерии образуется много гамма-лучей, мы не могли размещать поглощающие материалы рядом с источником аннигиляции антиматерии, потому что гамма-лучи были бы настолько интенсивными, что разрушали бы поглощающие материалы. Это означало бы, что мы должны размещать поглощающие материалы достаточно далеко, чтобы они могли поглощать гамма-лучи, не разрушаясь при этом. К сожалению, тогда мы получили бы только часть великого потенциала уничтожения. Какие структуры или решения могут позволить этому «проекту» работать?
Может быть, эта концепция совершенно абсурдна и неверна, у вас есть другая концепция? Я думал, что мы могли бы объединить разрушительную силу антивещества с ядерным делением и ядерным синтезом, чтобы облегчить деление (например) урана-238, которое могло бы начать синтез гранулы DT (дейтерий-тритий) и произвести тепло, которое преобразуется в электричество легко. Но как мы могли поддерживать слияние? На самом деле, эта концепция в основном состоит в том, чтобы использовать антиматерию, чтобы помочь начать ядерный синтез и, надеюсь, поддержать его.
Я просто не знаю, и я был бы очень рад, если бы вы ответили на большинство вопросов, которые я задал, насколько это возможно, изложив свои теории и концепции, даже если они не имеют ничего общего с теми, которые я сказал. Спасибо!
Насколько эффективно вы сможете преобразовать аннигиляцию материи-антиматерии в полезную энергию, зависит от конкретных задействованных частиц. Самым простым и эффективным является электрон-позитронная аннигиляция, которая производит гамма-лучи с энергией 0,511 МэВ. Взаимодействия протон-антипротон и нейтрон-антинейтрон более сложны и производят в основном частицы.
Гамма-лучи в диапазоне энергий от 0,1 до 10,0 МэВ поглощаются в основном комптоновским рассеянием. Ниже я включил ссылку, показывающую поглощение гамма-лучей с энергией 0,309 МэВ при распаде кобальта-60. Она показывает, что 1,12 см свинца поглощает половину гамма-лучей с энергией 0,309 МэВ. Получается, что поглощение на единицу массы примерно постоянно, поэтому для такого же поглощения потребуется слой вольфрама толщиной около 0,67 см, так как он на 70% плотнее свинца.
Итак, краткий ответ на ваш вопрос: вы используете электроны и антиэлектроны (позитроны) в качестве топлива и создаете тепловую машину, поглощая гамма-лучи в нескольких дюймах (~ 10 см) вольфрама. По сравнению со свинцом вольфрам имеет гораздо более высокую температуру плавления (3422°С), он тверже, прочнее и легче обрабатывается. Простейшей тепловой машиной для производства электроэнергии будет термобатарея (массив термопар). Это то, что используют современные РИТЭГи (радиоизотопные тепловые генераторы) (например, в миссиях Кассини (Сатурн) и Новые Горизонты (Плутон). Хотя они не очень эффективны, в них нет движущихся частей или жидкостей, поэтому, если у вас достаточно топлива, он должен работать столетие или два.Если вы хотите использовать реакции антиматерии для движения, используйте электрический генератор для питания ионного двигателя.
Хотя простой поиск в сети позволит найти много статей о поглощении гамма-излучения, большинство из них требуют математической подготовки; тот, что ниже, нет. «Просто ищите Dsub(1/2), который представляет собой расстояние/толщину, необходимую для поглощения половины гамма-лучей для конкретного материала. Удвоенная толщина поглотит три четверти, тройная толщина поглотит семь восьмых и т. д.
Поглощение гамма-лучей кобальтом 60: https://www.nikhef.nl/~h73/kn1c/praktikum/phywe/LEP/Experim/5_2_41.pdf
пользователь
AlexP
Л.Датч
Монти Уайлд
JBH
a4android