¿Es posible producir radiación gamma utilizando un emisor de radio?

Como en el título, me pregunto si es posible.

Creo que es posible, porque tenemos radiotécnicas lo suficientemente poderosas y la radiación gamma son solo ondas EM, no partículas. Sin embargo creo que es inútil, porque cuesta demasiado.

¿Alguien puede decir algo más sobre esto?

  • ¿Cuánta energía consumiría dicho emisor?
  • ¿Sería útil en cualquier lugar?
  • ¿Qué frecuencias enormes de corriente usaría en la antena?
  • ¿Qué tan grande sería el dispositivo?
Si digo que la radiación gamma son solo partículas, no ondas EM, ¡ambos estaríamos equivocados y correctos al mismo tiempo!

Respuestas (5)

¿Es posible producir radiación gamma utilizando un emisor de radio?

Improbable. Un 'emisor de radio' consta, al menos, de algún tipo de antena y un transmisor para impulsar esa antena.

El tamaño de la antena está relacionado con la longitud de onda de la onda de radio transmitida, por ejemplo, dipolo de media onda , monopolo de cuarto de onda .

Pero la longitud de onda de los rayos gamma es menor que el diámetro de un átomo .

Entonces, tal antena sería más pequeña que el átomo, ¿concluyo de este artículo?
@user46147, las antenas de radio están hechas de átomos. ¿Puede algo ser más pequeño que aquello con lo que está hecho?
Por supuesto, tal antena sería solo un ser teórico. Sería técnicamente imposible, y ahora sé por qué. Gracias :)
@AlfredCentauri Realmente no estoy de acuerdo en que sea un problema de tamaño de antena. Técnicamente, puedes construir antenas en múltiples longitudes de onda. En este caso, querrá aumentar la escala de la antena, en lugar del caso común de reducir la escala de la antena.
@ user6972, no es solo el tamaño de la antena el problema, sino el tamaño del transmisor de 'radio' que, francamente, debería ser obvio . Del artículo de Wiki sobre radiación de terahercios: "Del mismo modo, en este rango de frecuencia [dentro de la brecha de terahercios] la generación y modulación de señales electromagnéticas coherentes deja de ser posible mediante los dispositivos electrónicos convencionales utilizados para generar ondas de radio y microondas, y requiere nuevos dispositivos y técnicas".
@AlfredCentauri Por supuesto. Pero el emisor (o antena) pueden ser átomos que tienen múltiples longitudes de onda. La antena no es realmente un problema.
@ user6972, no puedo imaginar que el hecho de que la longitud de onda de la radiación que uno desea producir sea más pequeña que los átomos que componen el aparato del 'emisor de radio', la antena y todo, "no es realmente un problema". Si tiene alguna evidencia de lo contrario, estaría muy interesado en verla.
@AlfredCentauri Es por eso que está produciendo radiación ionizante y no radiación no ionizante.
@ user6972, me parece poco probable que este hilo de comentarios sea rentable. Despidiéndose.
@AlfredCentauri Está pensando estrictamente en términos de frecuencias no ionizantes donde el tamaño de la estructura física es importante porque está resonando en toda la estructura. A medida que aumenta la frecuencia, estás excitando átomos y partículas directamente y ellos son los emisores de la energía, no la estructura física completa.
Desde un punto de vista técnico, el límite de corriente tge está en el rango de THz. Incluso alcanzar la luz visible podría no ser posible (o un gran logro si alguna vez se logra)

Las radios funcionan con una forma de radiación llamada radiación no ionizante . Esto significa que las ondas EM contienen suficiente energía para mover los átomos (cargas) pero no suficiente energía para liberar partículas. La radiación ionizante elimina partículas porque llevan mucha más energía y pueden romper enlaces atómicos. Estos viajan como rayos UV, rayos X o rayos gamma.

espectro

En esencia, "esta no es la radio que estabas buscando". Una máquina de rayos X es una forma de "radio", pero no es algo seguro de usar porque la alta energía daña los tejidos humanos y el ADN. La exposición repetida a escuchar esa estación de rayos X causaría mutaciones y daño celular mucho más allá de lastimar los tímpanos.

EDITAR:

Bromas aparte, la "radio" tendría que trabajar en una frecuencia muy alta para lograr radiación ionizante, no altos niveles de potencia. El gráfico anterior ilustra la ecuación de que la energía es proporcional a la frecuencia. mi = h v

Se puede agregar energía térmica (a través de RF/microondas) a una sustancia a través de radiación no ionizada en grandes cantidades y quizás el material objetivo produzca algo de radiación ionizante en un estallido (como la radiación de cuerpo negro), pero no liberaría mucha en comparación con cuánta energía térmica tendrías que generar para hacer esto. La radiación ionizante para dispositivos médicos utiliza la energía cinética de los aceleradores para mover partículas hasta niveles ionizantes y es mucho más eficiente.

Parece que no me estoy aclarando, así que lo intentaré una vez más.

"Antenas" para esta discusión es una estructura diseñada para irradiar ondas EM a una frecuencia específica. Y puedes construir antenas > λ a diferencia de las afirmaciones de Alfred. Las antenas funcionan en múltiplos de λ así como fracciones de λ . Los ingenieros tienden a evitar antenas más grandes ( > λ ) en bandas de radiofrecuencia para simplificar el patrón de radiación y tamaños más pequeños. Aquí hay un enlace que muestra múltiples λ diseños con diferentes patrones de radiación.

Cómo entiendo su pregunta es "¿Cómo puedo hacer ondas de radio a 1GHz ( 1 ∗ 10 9 Hz) funcionan como rayos gamma a 3 ∗ 10 19 Hz?" (Nota 1 THz es sólo 1 ∗ 10 12 )

No se puede producir radiación ionizada directamente a partir de niveles de energía no ionizados. La transición entre niveles no ionizantes e ionizantes hace que esto sea imposible de hacer sin introducir un tercer proceso para aumentar el nivel de energía de alguna sustancia objetivo que se va a ionizar y/o acelerar. El tamaño del radiador (o antena) no es realmente relevante. La energía es el problema y cómo responde la materia a niveles más altos de excitación energética.

Me malentendiste. No quiero escuchar la radio. Quiero saber si es posible generar radiación gamma usando casi la misma técnica que se usa para generar ondas de radio inofensivas. Es decir: ¿Es solo una cuestión de potencia del emisor o algo más? No quiero escucharlo. Simplemente cambie un conmutador y genere gamma, sin necesidad de almacenamiento de isótopos.
@ user46147 Me estaba divirtiendo un poco con tu pregunta. En el gráfico se puede ver que la energía y el momento de un fotón dependen únicamente de su frecuencia mi = h v Por lo tanto, no se trata de aumentar su transmisor de FM a 11. Tal vez podría verter suficiente energía térmica de RF en algo y hacer que emita algo de radiación ionizante, pero sería extremadamente ineficiente.
¿Estás seguro de que esto es tan fácil? ¿Y qué tan avanzado sería ese equipo? ¿Por qué nadie usa esto? ¿Es una pérdida de dinero? ¿Por qué?
@ user46147 Se usa. Pero el proceso generalmente implica agregar energía cinéticamente a las partículas en lugar de térmicamente. Los dispositivos médicos crean radiación ionizante usando aceleradores, por ejemplo.
No quería usar ONDAS de radio. Solo quería usar un aparato de ingeniería de radio sintonizado hasta 10^12 Hz. De todos modos, creo que ahora es imposible, porque sería difícil alcanzar una frecuencia de corriente tan grande en la antena.
@ user46147 ¿Está preguntando si un IC de silicio RF puede producir rayos gamma?
Ni siquiera creo que IC pueda producir rayos gamma. Pensé en un conjunto de amplificadores, fuentes de alimentación y un circuito generador sinusoidal capaz de generar 10^19Hz. Y antena por supuesto. @usuario6972
@ user46147, por supuesto, no pueden porque las ondas EM en estas frecuencias son ionizantes y no conducen a lo largo de los metales como lo hace la energía en frecuencias no ionizantes. Así que estoy más confundido que nunca de qué se trata tu pregunta.
Mi pregunta es sobre el uso de un conjunto de amplificadores, fuentes de alimentación, una antena adecuada y un circuito generador de seno capaz de generar 10^19 Hz para inducir la radiación gamma que fluye desde dicha antena. ¿Es posible tal solución?
@ user46147 No. Es completamente imposible porque la energía en esos niveles altos no se conduce a lo largo de caminos (o circuitos) metálicos. Ionizan la materia con la que interactúan. No está relacionado con el tamaño de la antena o la potencia. Los rayos gamma solo se pueden controlar, amplificar y modular con campos, no importa, a diferencia de la energía no ionizante como las ondas de radio.

El fotón de 0,51 MeV de la aniquilación de positrones y electrones se considera un rayo gamma y los tubos de rayos X industriales emiten fotones de más de 1 MeV. Así que hay cierta superposición en la terminología. Si su radio produce campos eléctricos de 500 KeV o más, hay ALGUNA forma de hacer que los rayos gamma provengan de algo llamado antena.

Por ejemplo, su antena podría ser un ciclotrón o un tubo Klystron modificado. Puede transmitir rayos X con un viejo tubo de vacío mal usado y una bobina de chispa de automóvil.

En el análisis típico de las antenas de RF, los electrones del metal se mueven de un lado a otro y crean ondas EM en el campo lejano. Si sacudes los electrones con más fuerza y ​​chocan contra las cosas, puedes obtener radiación de rayos X/rayos gamma. ¿Existe una brecha de energía entre la radio y los rayos X? Nunca he visto una antena que dispare luz amarilla. Sin embargo, han surgido varias técnicas novedosas en los últimos 20 años y dudo de cualquier prueba. Recuerdo una prueba de que el LÁSER de Rayos X era imposible, luego el Dr. Teller mostró un arreglo de varillas de tungsteno bombeadas por una explosión nuclear. Nunca sabes.

Estás combinando procesos. Por ejemplo, una antena que dispara luz amarilla es una que produce tanto calor térmico (debido a la potencia) que los átomos emiten radiación de cuerpo negro en la banda visible (amarillo brillante), esta es solo una forma de producir radiación ionizante usando no ionizante fuentes.
Tu respuesta contradice la de Alfred Centauri. Afirmó que necesitaría una antena más pequeña que un átomo. Su declaración está respaldada por wikipedia. No me importaría si comentaras sobre el tamaño de la antena.
@ user6972 ¿Entonces puedo llamar a una bombilla "antena"? Nunca lo pensé de esta manera. Parece lógico ahora.
@ user46147, uno puede generalizar el concepto de antena hasta el punto de que pierde casi todo el significado. De hecho, casi cualquier conductor real es una antena (típicamente no deseada), razón por la cual tenemos el estudio de la compatibilidad electromagnética. Sin embargo, su pregunta es mucho menos interesante si la antena incluye, por ejemplo, un núcleo en descomposición que irradia un fotón de rayos gamma. Según entiendo su pregunta, está preguntando por qué no podemos irradiar ondas EM de longitud de onda de rayos gamma usando radio o aparatos similares a la radio y ese es el contexto de mi respuesta. user6972 responde desde una perspectiva diferente.
De hecho, @AlfredCentauri me entendiste correctamente. El comentario sobre la bombilla fue solo una divagación. Su respuesta considerando el tamaño de la antena es, en mi opinión, la mejor.
@ user46147 Simplemente comprenda que la razón real se relaciona con los niveles de energía necesarios para alcanzar los rayos gamma que solo son posibles en sustancias ionizadas, por lo que la discusión sobre el tamaño de la antena no es relevante. Incluso en condiciones no ionizadas, puede construir antenas más grandes que las longitudes de onda emitidas como 10.25 λ y son equivalentes a 0.25 λ antenas
@user6972 Me estoy burlando un poco de la nomenclatura y las divisiones del espectro que provienen del extremo de la ingeniería. Y digamos que nunca vi una antena que emita luz verde. No obtendrás eso del calor (hay una razón por la que no hay estrellas verdes). Los electrones acelerados pueden emitir una gamma realmente fuerte, por lo que no estoy convencido de la parte de la radiación ionizante, a menos que quiera decir que un electrón en sí mismo es un ion.
@C.TowneSpringer Lo tengo. Afortunadamente, el espectro visible no es energía ionizante de todos modos. Solo estaba tratando de ilustrar cómo obtener diferentes formas de niveles de radiación. Entiendo que para obtener gammas del calor tendrías que acelerar los electrones a niveles más altos.
@ user6972 Los astrofísicos llamarían "calientes" a los electrones de alta energía y asignarían una temperatura enorme a un vacío cercano. Estoy pensando en los electrones arrastrados por los campos magnéticos de las estrellas de neutrones que giran como una turbina de gas (¿Puedes imaginar la energía que debe almacenarse como momento angular en esas cosas?). Luego duplicando eso en un acelerador. O un láser de electrones libres. ¿No obtienen luz coherente de cualquier frecuencia disparando electrones a través de un campo magnético ondulado? ¿Hay un límite superior para ese dispositivo?

Todavía no se conocen transistores u osciladores producidos que puedan manejar frecuencias de 10 ^ 19, todavía estamos experimentando en el rango de terahercios 10 ^ 12 o más o menos, por lo que la respuesta simple es no.

Es extremadamente emocionante cuando la gente describe el funcionamiento de un arma sin entenderlo. O su propósito. El problema actualmente es la falta de energía. Los descritos son acerca de lo que pueden hacer. No, ¿de qué se alimentará? En realidad, nadie le da al público un dispositivo tan devastador como un plano detallado. El que crea el primero... pone detrás de la línea a Einstein y Ede Teller.

¿Es posible producir radiación gamma utilizando un emisor de radio?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v