¿Sería factible un arma manual con acelerador de partículas?

Vi esto en un reddit interesante y me preguntaba si podrías reemplazar todas las armas bláster de onda manual en la ciencia ficción con rifles o pistolas aceleradoras de partículas y qué tecnología se necesitaría para hacerlo posible y qué ventajas le daría a los militares. https://www.reddit.com/r/scifi/comments/43wtl7/particle_beams_the_ultimate_hard_scifi_weapon/

Me gustaría buenas respuestas de ciencia ficción semi difíciles con una buena investigación detrás de ellas. Por favor, no me diga que no es posible, sino más bien dígame qué tecnologías se necesitarían para hacerlo posible, estas pueden. EDITAR: para una posible fuente de energía, tal vez una especie de batería de diamante (usando diamantes sintéticos, los reales son demasiado caros) o incluso varias capas de supercondensadores de grafeno delgados como el papel, o incluso las nuevas baterías de iones de litio con ánodos de grafito fabricados por el universidad de arizona

¿Qué pasa si te digo que es posible pero haría armas terriblemente ineficientes? ¿Como golpear a la gente con fideos húmedos?
¡Oye! ¿Alguna vez te han abofeteado con un fideo de piscina? ¡ Esas cosas duelen ! Bromas aparte, eche un vistazo a cosas como las pistolas de bobina, que aceleran las partículas en el sentido de "grupos de materia".
Y como corolario del comentario de Jakob Lovern: casi todas las armas que no sean palos, espadas y picas involucran algún tipo de "acelerador de partículas".
"Por favor, no me diga que no es posible": si realmente desea investigar las respuestas, debe eliminar este requisito. Solo hay 3 opciones: no funciona, ignora la ciencia, el tirador muere primero.
Sí, gracias por el aporte a mi pregunta, lo tendré en cuenta.

Respuestas (2)

No, por varias razones.

  • gran ineficiencia.
  • las partículas cargadas son fácilmente desviadas por los campos magnéticos
  • las partículas cargadas no viajan muy lejos en el aire

Por supuesto, si estamos hablando de partículas lo suficientemente grandes , digamos, del tamaño de una bala... pero eso es hacer trampa.

Es posible que tenga un arma que use "aceleración de partículas" si las partículas aceleradas no son el componente de suministro de energía (como se dijo anteriormente y en la excelente respuesta de @ sdfgeoff, si lo son, se requiere demasiado impacto por poco dinero).

Puede acelerar partículas en una aspiradora portátil práctica y protegida, y hacer que frenen con fuerza contra una variedad de objetivos . Obtiene todo tipo de radiación y partículas no aceleradas (pero a menudo lo suficientemente rápidas) de varios tipos.

Entonces puede obtener rayos X, varios tipos de brehmsstrahlung , incluso neutrones . La activación de neutrones y el isótopo adecuado da acceso a un amplio menú de rayos gamma.

No obtienes un arma, pero un arma de asesinato de mano elegante es algo posible.

Ejemplo

Con aisladores y fuente de alimentación lo suficientemente fuertes, puede reducir aún más este dispositivo para que no sea más grande que dos puños.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Al mismo tiempo, puede producir un flujo de neutrones importante; si lo coloca en un recipiente sellado lleno de deuterio, producirá un notable flujo de neutrones. Colóquelo en algún lugar donde la víctima pueda estar expuesta (la radiación penetra fácilmente en una pared) y el pobre hombre se inicia en el camino hacia varios tipos desagradables de cáncer.

Ejemplo

Olvídese de los neutrones, acelere los electrones con voltajes muy altos para que choquen contra un objetivo adecuado en un ángulo. Se genera un cono de forma predecible de radiación ionizante.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Con suficiente corriente, que requiere una tecnología más avanzada para fabricar el dispositivo, puede hacer que la víctima se enferme en unos minutos y muera en unos días de enfermedad por radiación aguda.

Gracias, ¿cómo sería teóricamente esta arma de asesinato o cómo estimas que funcionaría?

¿Qué tecnología sería necesaria? Muy buenas fuentes de energía.

La energía inicial de una pistola de 0,45 es de unos 560 julios por disparo. Una pila AA contiene 12.000 julios . O energía suficiente para unos 20 disparos en situaciones ideales. Sin embargo, con cada arma basada en masa, al menos el 50% de la energía se recupera, y tan pronto como introduces el circuito de una pistola de bobina típica, estás aún más bajo. Este tipo midió una eficiencia efectiva del 2-3% del proyectil almacenado, por lo que ni siquiera la carga. Ahora, si se usan 12,000 julios de una sola vez con una eficiencia del 2%, bajamos de una ronda de .45 a una ronda de .22. ¡Eh, tal vez use una celda de litio en lugar de una alcalina!

Incluso esto es un poco ideal porque una batería AA tiene menos capacidad con corrientes más altas, por lo que si desea una buena tasa de recarga, necesitará más baterías para la misma energía de salida. Pero a esta escala, es al menos factible. Una pistola de haz de partículas podría ser un arma viable. (Nota: en realidad es difícil hacer esta conversión de energía. Las pistolas de bobina generalmente no funcionan con una sola batería AA, incluso si solo emiten energía en la región de 1-2 Kj)

Espera, pregunté sobre los aceleradores de partículas y estás hablando de pistolas y pistolas de
bobina. Las pistolas de bobina podrían verse como una forma más simple y un poco más ideal de acelerador de partículas. Pones toda tu energía en acelerar el proyectil. En un acelerador de partículas, primero hay que ionizarlo. Los proyectiles viajan más rápido, pero la energía infligida en el impacto determina el daño causado.


Ahora hablemos de explosivos. 1 kg de tnt equivale a 4 millones de julios de energía. La ojiva de un misil sidewinder aim-9 pesa 9 kg , y estoy dispuesto a serlo, tiene más de tnt dentro. Pero supongamos que nuestro misil aim-9 puede generar unos 40Mj de destrucción. Teniendo en cuenta nuestra eficiencia del 2% de antes, necesitamos una fuente eléctrica que proporcione 20Tj de energía para causar la misma cantidad de daño. El motor de un avión 777 genera 83.164 kW , por lo que para disparar nuestra arma tenemos que hacer funcionar el motor del avión durante unas 67 horas. Un avión de pasajeros quema toneladas de combustible por hora. No hace falta decir que la energía adicional necesaria para maniobrar esas toneladas de combustible frente a transportar 10 kg de alto explosivo.

Entonces, ¿qué hay de los reactores nucleares entonces? Es muy difícil estimar qué tan pesado es un reactor (y en el espacio, todo se trata de cuánto pesa). Los RTG volados en naves espaciales existentes se miden en 100 de vatios, por lo que estará cargando sus armas durante años. Sin embargo, si tenemos un par de reactores nucleares de Nimitz (550Mw), podemos sacar un tiro cada veinte segundos. Aún así, dos reactores A4w no son livianos, y un disparo cada 20 segundos es bastante lamentable. En resumen: puede almacenar muchos misiles para la misma masa.


Entonces, si puede agitar con la mano una buena fuente de energía que no sea más destructiva por sí misma, entonces puede tener sus pistolas de partículas. (¿Es un acelerador de partículas impulsado por un reactor de fusión más destructivo que una ojiva de fusión? ¿Qué tal un reactor de antimateria frente a una ojiva de antimateria?)

Entonces, ¿dónde podría usarse un acelerador de partículas incluso a gran escala? Una estación espacial grande tendrá varios reactores grandes que alimentan sus sistemas internos (por ejemplo, calefacción). En un período de combate, el soporte vital se puede apagar (todos se ponen sus trajes espaciales) y encienden algunos aceleradores de partículas.

"Al menos el 50% de la energía entra en retroceso": no. La conservación de la cantidad de movimiento significa que la cantidad de movimiento del proyectil es igual a la cantidad de movimiento opuesta del arma. Si el proyectil es 100 veces más ligero que el arma, se deduce que su energía cinética es 100 veces mayor que la del arma, porque mientras el momento es proporcional a la velocidad, la energía es proporcional al cuadrado de la velocidad.
Para las batallas espaciales, tomaría un láser de velocidad de la luz cualquier día. Por un lado, la mayoría de las partículas están cargadas (positivas o negativas). Después de algunos disparos, tu objetivo gana una carga y no repele más disparos.
¿Qué pasa con las partículas que interactúan con el aire justo fuera de la boca?..