Imagina que tuviéramos una manera fácil de producir antimateria, podríamos usarla para viajes interestelares, armas mortales o más; pero he pensado: ¿Cómo podríamos usarlo para producir electricidad?
Como la antimateria se aniquila a sí misma con la antimateria normal produciendo una gran cantidad de energía, pensé que podríamos aprovechar su potencial para generar energía y, afortunadamente, reemplazar la gasolina, el petróleo y las sustancias contaminantes que ahora se utilizan principalmente para alimentar el mundo. Por lo tanto, ¿cómo podríamos recolectar antimateria de manera eficiente para producir energía?
Cuando la antimateria y la materia normal se aniquilan, producen una gran cantidad de rayos gamma, que serían absorbidos por materiales especiales (¿cuáles?) que los convertirían en calor (que fácilmente puede generar electricidad). Pero como la aniquilación de antimateria produce muchos rayos gamma, no pudimos colocar los materiales absorbentes cerca de la fuente de aniquilación de antimateria, porque los rayos gamma serían tan intensos que destruirían los materiales absorbentes. Esto significaría que deberíamos colocar los materiales absorbentes lo suficientemente lejos para que absorban los rayos gamma sin destruirse. Desafortunadamente, solo cosecharíamos una fracción del gran potencial de aniquilación. ¿Cuáles son las estructuras o soluciones que podrían permitir que este "proyecto" funcione?
Tal vez este concepto sea completamente absurdo y erróneo, ¿tienes otro concepto? Pensé que podríamos combinar el poder destructor de la antimateria con la fisión nuclear y la fusión nuclear para facilitar la fisión de (por ejemplo) uranio 238 que iniciaría la fusión de una pastilla de DT (deuterio-tritio) y produciría calor que se convierte en electricidad fácilmente. Pero, ¿cómo podríamos sostener la fusión? En realidad, este concepto consiste principalmente en usar antimateria para ayudar al inicio de una fusión nuclear y, con suerte, sostenerla.
Simplemente no lo sé y me agradaría mucho que respondiera la mayor parte de las preguntas que le hice, dando sus teorías y conceptos, incluso si no tienen nada que ver con los que he dicho. ¡Gracias!
La eficiencia con la que puede convertir la aniquilación de materia y antimateria en energía útil depende de las partículas específicas involucradas. La más simple y eficiente es la aniquilación electrón-positrón que produce rayos gamma de 0,511 MeV. Las interacciones protón-antiprotón y neutrón-antineutrón son más complejas y producen principalmente partículas.
Los rayos gamma en el rango de energía de 0,1 a 10,0 MeV son absorbidos principalmente por dispersión Compton. He incluido un enlace a continuación que muestra la absorción de rayos gamma de 0,309 MeV de la descomposición del cobalto 60. Muestra que 1,12 cm de plomo absorberá la mitad de los rayos gamma de 0,309 MeV. Resulta que la absorción por unidad de masa es casi constante, por lo que se necesitaría una capa de tungsteno de unos 0,67 cm de espesor para la misma absorción, ya que es un 70 % más denso que el plomo.
Entonces, la respuesta corta a su pregunta es: usa electrones y antielectrones (positrones) como combustible, y hace un motor térmico al absorber los rayos gamma en unas pocas pulgadas (~ 10 cm) de tungsteno. En comparación con el plomo, el tungsteno tiene un punto de fusión mucho más alto (3422 C), es más duro, resistente y fácil de mecanizar. El motor térmico más simple para producir electricidad sería una termopila (una matriz de termopares). Esto es lo que usan los RTG (generadores térmicos de radioisótopos) actuales (como los de las misiones Cassini (Saturno) y New Horizons (Plutón). Aunque no son muy eficientes, no hay partes móviles ni fluidos, por lo que, suponiendo que tenga suficiente combustible, debería funcionar durante un siglo o dos.Si desea utilizar las reacciones de antimateria para la propulsión, utilice el generador eléctrico para impulsar un motor de iones.
Aunque una simple búsqueda en la red encontrará muchos artículos sobre la absorción de rayos gamma, la mayoría requiere conocimientos matemáticos; el de abajo no. 'Solo busque el Dsub (1/2) que es la distancia/grosor requerido para absorber la mitad de los rayos gamma para el material en particular. El doble de este espesor absorberá tres cuartos, el triple de espesor absorberá siete octavos, etc.
Absorción de rayos gamma de cobalto 60: https://www.nikhef.nl/~h73/kn1c/praktikum/phywe/LEP/Experim/5_2_41.pdf
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