Я увидел это на интересном Reddit и задался вопросом, можно ли заменить все бластерное оружие в научной фантастике винтовками или пистолетами с ускорителями частиц, и какие технологии потребуются, чтобы сделать это возможным, и какие преимущества это даст военным. https://www.reddit.com/r/scifi/comments/43wtl7/particle_beams_the_ultimate_hard_scifi_weapon/
Я хотел бы получить хорошие полусложные научно-фантастические ответы с несколькими хорошими исследованиями за ними. Пожалуйста, не говорите мне, что это невозможно, а лучше скажите, какие технологии потребуются, чтобы это стало возможным. РЕДАКТИРОВАТЬ: В качестве возможного источника питания может быть своего рода алмазная батарея (с использованием синтетических алмазов, настоящие слишком дороги), или даже несколько слоев тонких, как бумага, графеновых суперконденсаторов, или даже новые литий-ионные батареи с графитовыми анодами, изготовленные Университет Аризоны.
Нет, по ряду причин.
Конечно, если мы говорим о достаточно крупных частицах, скажем, размером с пулю... но это жульничество.
У вас может быть оружие, использующее «ускорение частиц», если ускоренные частицы не являются компонентом доставки энергии (как сказано выше и в отличном ответе @sdfgeoff, если они есть, у вас останется слишком много ударов, необходимых для недостаточного количества денег).
Вы можете ускорять частицы в удобном экранированном портативном пылесосе и заставлять их сильно тормозить против различных целей . Вы получаете всевозможные излучения и неускоренные (но часто достаточно быстрые) частицы нескольких типов.
Таким образом, вы можете получить рентгеновские лучи, несколько видов тормозного излучения и даже нейтроны . Нейтронная активация и соответствующий изотоп дают доступ к широкому спектру гамма-лучей.
У вас нет пистолета, но причудливое ручное оружие для убийства вполне возможно.
С достаточно прочными изоляторами и блоком питания можно еще уменьшить этот гаджет, чтобы он был не больше двух кулаков.
В то же время он может создавать значительный поток нейтронов; если вы поместите его в герметичный контейнер, наполненный дейтерием, он создаст значительный поток нейтронов. Поместите его туда, где жертва может подвергнуться облучению — радиация легко проникает через стену — и бедняга начинает путь к нескольким неприятным видам рака.
Забудьте о нейтронах, ускоряйте электроны очень высокими напряжениями, чтобы они врезались в подходящую мишень под углом. Генерируется конус ионизирующего излучения предсказуемой формы.
При достаточном токе, который требует более продвинутой технологии для производства устройства, жертва может заболеть в течение нескольких минут и умереть в течение нескольких дней от острой лучевой болезни.
Какая техника будет нужна? Очень хорошие источники питания.
Дульная энергия пистолета калибра 0,45 составляет около 560 Дж за выстрел. Батарейка типа АА содержит 12000 джоулей . Или достаточно энергии примерно для 20 выстрелов в идеальных условиях. Однако в любом массовом оружии не менее 50% энергии уходит на отдачу, а как только вы введете схему типичного койлгана, вы станете еще меньше. Этот парень измерил эффективную эффективность 2-3% от хранимого->снаряда, так что даже не зарядка. Теперь, если все 12 000 джоулей используются в одном выстреле при эффективности 2%, мы снизились с 0,45 до 0,22. Эх, может использовать литиевый элемент вместо щелочного!
Даже это немного идеально, потому что батарея AA имеет меньшую емкость при более высоких токах, поэтому, если вам нужна хорошая скорость перезарядки, вам понадобится больше батарей для той же выходной энергии. Но в этом масштабе это, по крайней мере, осуществимо. Лучевой пистолет может быть жизнеспособным оружием. (Примечание: на самом деле это преобразование энергии осуществить сложно. Катушки обычно не работают от одной батарейки АА, даже если они выдают энергию только в районе 1-2 кДж)
Подождите, я спросил об ускорителях частиц, а вы говорите о катушках и пистолетах
. Катушки можно рассматривать как более простую и немного более идеальную форму ускорителя частиц. Вы вкладываете всю свою энергию в ускорение снаряда. В ускорителе частиц сначала нужно его ионизировать. Снаряды летят быстрее, но энергия, нанесенная при ударе, определяет наносимый урон.
Теперь поговорим о взрывчатых веществах. 1 кг тротила эквивалентен 4 миллионам джоулей энергии. Боеголовка ракеты "аим-9 сайдвиндер" весит 9 кг , и я готов поверить, что в ней больше тротила. Но давайте просто предположим, что наша ракета аим-9 может дать около 40 МДж мощности поражения. С учетом нашего 2%-го КПД по сравнению с предыдущим, нам нужен электрический источник, обеспечивающий 20Tj энергии, чтобы нанести такое же количество урона. Двигатель авиалайнера Боинг-777 имеет мощность 83 164 кВт , поэтому, чтобы выстрелить из нашего оружия, мы должны проработать двигатель этого авиалайнера около 67 часов. Авиалайнер сжигает тонны топлива в час. Излишне говорить, что дополнительная энергия, необходимая для маневрирования этими тоннами топлива, по сравнению с 10 кг взрывчатого вещества?
Так что же тогда с ядерными реакторами? Очень сложно оценить, насколько тяжел реактор (а в космосе все зависит от того, сколько он весит). Мощность РИТЭГов на существующих космических кораблях измеряется сотнями ватт, так что вы будете заряжать свои пушки годами. Впрочем, если у нас есть пара ядерных реакторов Нимица (550Мвт), то мы можем выжимать выстрел каждые двадцать секунд. Тем не менее, два реактора A4w не являются легкими, и один выстрел каждые 20 секунд - это довольно жалко. Вкратце: на одну и ту же массу можно запасти много ракет.
Так что, если вы можете размахивать хорошим источником энергии, который сам по себе не является более разрушительным, тогда вы можете получить свои пушки частиц. (Является ли ускоритель частиц, работающий на термоядерном реакторе, более разрушительным, чем термоядерная боеголовка? Как насчет реактора на антивеществе и боеголовки на антиматерии?)
Так где же можно использовать ускоритель частиц даже в больших масштабах? Большая космическая станция будет иметь несколько больших реакторов, питающих ее внутренние системы (например, отопление). В период боя можно отключить систему жизнеобеспечения (все в скафандрах), включить некоторые ускорители частиц.
АСАС
Джейкоб Ловерн
sdfgeoff
Молот
Эфиальтес