Как охладить атмосферу Венеры?

Углекислый газ преобладает в атмосфере Венеры. Хотя я думаю, что можно использовать тепловую энергию атмосферы для расщепления углекислого газа на углерод и кислород, этот процесс может быть слишком медленным, чтобы охладить планету. Кроме того, тепловую энергию нужно куда-то девать.

Кислород имеет три стабильных изотопа и другие радиоактивные и нестабильные. После того, как кислород будет восстановлен в результате описанной выше реакции расщепления, кислород-16 станет доминирующим изотопом, как и на Земле. У меня вопрос, можно ли провести ядерную реакцию диспропорционирования? Два атома кислорода-16 поглощают огромное количество тепловой энергии, чтобы стать одним кислородом-18 и одним кислородом-14. Кислород-14 распадается с периодом полураспада более одной минуты до стабильного азота-14. Создание азота является основной целью.

Если этот перенос нейтрона возможен, то перенесите еще один с кислорода-18 на кислород-19. Здесь водород может принять участие, чтобы стать дейтерием. Кислород-19 распадается с периодом полураспада чуть менее одной минуты до стабильного фтора-19. Затем сам фтор вступает в реакцию с углеродом из первой реакции с образованием фторуглеродов. Они хранятся и отправляются с Венеры на Марс для марсианских усилий по борьбе с глобальным потеплением.

Весь этот вопрос описывает гипотетическую ситуацию, поэтому я думаю, что это примет только сайт обмена стеками WorldBuilding.

Тем временем венерианская температура атмосферы падает. В целом огромное количество тепловой энергии в атмосфере можно использовать, но как ? Способ — может быть, глупый — состоит в том, чтобы использовать энергию для создания необходимых атомов, азота и фтора.

Итак, прочитав ответы и комментарии, в этот момент нашей эры 2012 года можно использовать только тепловую энергию в атмосфере для разделения углекислого газа на углерод и кислород. Затем можно получить аллотропы углерода. Кислород не является парниковым газом, и фиксация углерода удаляет углекислый газ. Так постепенно тепловая энергия уходит в космос. Как отмечалось выше, это CO2->C + O2 слишком медленно, чтобы когда-либо значительно охладить Венеру. Но, по крайней мере, синтетические алмазы и углеродные нанотрубки возможны и помогают создавать базы на других небесных телах, включая Луну и Марс.

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .

Ответы (4)

Сильное взаимодействие

В диапазоне 10 15 м (чуть больше радиуса нуклона), сильное взаимодействие примерно в 137 раз сильнее, чем электромагнетизм... сильное взаимодействие связывает эти нейтроны и протоны для создания атомных ядер, где оно называется ядерным взаимодействием.

Предположим, что расстояние между электронами и ядрами порядка 10 10 м и что электромагнитная сила затухает пропорционально квадрату расстояния, сила, которая связывает электрон с ядром, составляет около 137 ( 10 10 / 10 15 ) 2 "=" 137 10 10 слабее , чем ядерная сила, связывающая один нейтрон в его кислородном ядре.

При таком соотношении энергия, необходимая для извлечения одного нейтрона из кислорода, достаточна для того, чтобы лишить все электроны углерода и двух атомов кислорода в молекуле углекислого газа, и у вас еще будет достаточно энергии, чтобы выбить из Солнечной системы 3 ядра. и сделать это со значительной долей скорости света.

Если у вас есть такое количество доступной энергии:

  • построить тень между Марсом и Солнцем
  • тратить остальную энергию, чтобы удерживать тень на месте против давления солнечной радиации
То есть вы имеете в виду, что мне лучше использовать тепловую энергию в венерианской атмосфере как-то иначе, чем то, о чем просят?
@Kav Никогда не бывает тепловой энергии, которую можно использовать. Разница в температуре является единственным способом использования тепловой энергии - вы будете извлекать энергию только из потока тепла . Если вы находитесь внутри Солнца и не можете создать перепад температур, чтобы позволить теплу вокруг вас течь (и вмешаться в этот теплообмен, чтобы извлечь необходимую вам энергию), это вам не поможет. как жарко солнце вокруг тебя. (см. мой комментарий к вопросу)

Стандартный ненаучный ответ включает не экзотическую физику, а солнечный оттенок. Хотя технически это мегаструктура, структурно она проста: в основном тонкая отражающая фольга (и, предположительно, некоторая структурная опорная масса и изрядное количество реактивной массы для управления ориентацией, хотя вы можете значительно уменьшить последнюю с помощью умных конструкций, см. Статиты )

Удаление солнечного излучения охладит планету до такой степени, что атмосфера сконденсируется на земле и образует лед на поверхности. Выбор дилера оттуда. Гипотетически, никто не мешает вам использовать тени для получения энергии, а также использовать энергию для плавления-синтеза любых элементов, которые вам нужны на поверхности, или для отправки ненужного дополнительного материала за пределы планеты.

Вместо одной большой структуры создайте несколько — скажем, десятки миллионов — маленьких.

Я не уверен, понимаю ли я здесь физику, либо она неясна в вопросе, либо вы неправильно понимаете принципы физики. Вы заявляете:

У меня вопрос, можно ли провести ядерную реакцию диспропорционирования? Два атома кислорода-16 поглощают огромное количество тепловой энергии, чтобы стать одним кислородом-18 и одним кислородом-14. Кислород-14 распадается с периодом полураспада более одной минуты до стабильного азота-14. Создание азота является основной целью.

Чтобы ответить на вопрос, вы должны сначала ответить на следующие вопросы

1.) Что означает фраза «Два атома кислорода-16 поглощают огромное количество тепловой энергии, чтобы стать одним атомом кислорода-18 и одним атомом кислорода-14»?

Я не уверен, что означает это утверждение. Ядра не поглощают энергию, чтобы распадаться на менее стабильные конфигурации. Ядра распадаются, потому что это энергетически выгодно и разрешено правилами отбора. Ядерный распад либо спонтанный (экзотермический) и высвобождает энергию, либо эндотермический и требует ввода энергии для распада. В любом случае на нестабильные ядра не влияют тепловые возбуждения, которые на много порядков ниже, чем необходимо, чтобы вызвать изменение в системе.

Чтобы заставить O16 изменить изотоп, вам потребуется нейтронная бомбардировка, которая может произойти только из подходящего радиоактивного источника. Заставить O16 изменить изотопы невозможно путем термического извлечения энергии из окружающего воздуха.

2.) Вы утверждаете: «Если этот перенос нейтрона возможен, то перенесите еще один с кислорода-18 на кислород-19».

Нейтронная бомбардировка приведет к разным скоростям захвата (и немедленным последующим распадам), однако нейтронная бомбардировка - это энергоемкий процесс, который требует правильной настройки радиоактивных элементов. Опять же, это никак не решает проблему извлечения энергии из атмосферы.

Энергия, выведенная из атмосферы, должна быть перенесена во что-то другое. Температура атмосферы характеризуется средней кинетической энергией молекул воздуха. Квантовые законы и природа остаточного сильного взаимодействия запрещают передачу энергии в этом масштабе (миллимикроэлектронвольты) к ядру и от ядра (энергетический масштаб мегаэлектронвольт).

@kav На данный момент ваш вопрос бессмысленен. Вы можете либо поверить нам, что это невозможно с законами физики и современными технологиями, либо вы можете улучшить свою физику. Я настоятельно рекомендую второе.
@AdrianColomitchi .... то, как вы выражаете предложение, позволяет мне думать, что я бы не поверил в невозможность. В любом случае, спасибо
@Kav Хорошо, поправьте меня. Скажи мне, что я должен думать после изрядного количества метаний взад и вперед по мертвой идее? Каковы именно ваши намерения с вопросом о «трансмутации кислорода путем применения к нему тепла 800–900 К»?
@AdrianColomitchi .... Единственное намерение состояло в том, чтобы охладить атмосферу. На данный момент времени в 2021 году нашей эры возможно только расщепление углекислого газа... по крайней мере, как я это понимаю с моей физикой.
@kav «Единственное намерение состояло в том, чтобы охладить атмосферу». если это было исключительно вашим намерением, «реакция ядерной диспропорции» является неверным направлением, и вам следует исключить ее из вопроса (но тогда вы рискуете задать слишком общий вопрос для сайта ВБ). «На данный момент времени в 2021 году нашей эры возможно только расщепление углекислого газа», — это как раз возможное затенение Венеры. Оба решения потребуют довольно много ресурсов и энергии из- за пределов Венеры. Может быть, вы можете объединить их и затенить Венеру солнечными панелями.

Помимо термодинамических проблем с идеей использования атмосферного тепла или практических проблем добавления нейтронов к кислороду ... Венера уже имеет гораздо больше азота, чем нужно Марсу. Если бы это было не так, терраформирование Марса все равно позволило бы избавиться только от крошечной доли CO2. Кроме того, вы можете запустить тот же процесс с кислородом из марсианской породы, не переправляя атмосферу через Солнечную систему.

Однако в принципе вы могли бы сделать что-то еще, что на самом деле проще и эффективнее. «Просто» отделяют протоны и нейтроны от ядер кислорода, позволяя нейтронам распасться. Это сложно и энергозатратно, но гораздо проще, чем вставлять нейтроны в другие ядра для получения стабильных продуктов. Каждый оторвавшийся протон захватывает электрон, образуя атом водорода, каждый распадающийся нейтрон производит и протон, и электрон. Делая это, вы напрямую конвертируете CO2 в твердый углерод и производите водород, который может реагировать с большим количеством CO2 для производства углерода и столь необходимой воды.

Однако это не будет эффективным процессом с любым известным механизмом. У вас есть ~ 480 квинтиллионов тонн атмосферы для обработки. Я очень сомневаюсь, что вы сможете сделать это в важном масштабе, не нагревая Венеру отработанным теплом.