Kann Gammastrahlung zur Stromerzeugung auf der Erde genutzt werden?

Da Gammastrahlung aus Photonen besteht, genau wie sichtbares Licht, wenn auch auf einer anderen Frequenz, gibt es nicht eine plausible Möglichkeit, dass wir in, sagen wir, 200 Jahren in der Zukunft die Kraft der Gammastrahlung nutzen könnten? Wenn ja, was wären die hypothetischen Methoden, vorausgesetzt, die gleiche Menge und der gleiche Anteil an natürlichen Ressourcen, die auf der Erde vorhanden sind?

Wenn plausibel, verwenden Sie bitte die Wissenschaft, wo Sie können. Wenn dies physikalisch nicht möglich ist, sichern Sie dies bitte ebenfalls.

Direkt oder indirekt?
Bitte ziehen Sie den Realitätscheck in Betracht, wenn Sie sich vergewissern möchten, dass Sie bereit sind, ein gut dokumentiertes „Nein“ als Antwort zu akzeptieren.
Nach Joes Meinung können wir es heute genau in diesem Moment nutzen, indem wir die Gammastrahlung verwenden, um einen großen Bleiblock zu erhitzen, und diese thermische Energie verwenden, um Arbeit zu verrichten.
@molot Anscheinend hast du mir wieder einmal geholfen. Danke!
@cort Ammon Ist es schon fertig?
Kann gemacht werden. Es gibt derzeit keinen Grund, dies zu tun, da die verfügbare Energie in Form von Gammastrahlung im Vergleich zu anderen Quellen verschwindend gering ist, aber es gibt keine technologische Hürde, die dies verhindert. Vielleicht hättest du es sogar im Dampfzeitalter geschafft!
@CortAmmon Dieser Zug wird von einem blauen Stein angetrieben, der die Luft nach Eisen schmeckt und meine Zähne schmerzen lässt!
Wichtig, warum ? Es gibt viel mehr Photonen mit weniger Energie, und es ist viel einfacher, mit ihnen zu arbeiten. Das ist, als würde man wütende Flusspferde anspannen, um seine Felder zu pflügen, während man die so viel zahlreicheren und friedlicheren Wasserbüffel ignoriert.
@RonJohn. Wenn Sie (irgendwie) eine "billige" Quelle für "kalte" Positronen hätten, würden Sie wahrscheinlich einen Gammastrahlengenerator bauen - die Positron-Elektronen-Vernichtung bei niedrigen Energien setzt ein Paar Gammastrahlen frei. Dies passt jedoch nicht wirklich in die Reality-Check-Natur dieser Frage.
Das Problem ist, dass Gammastrahlung leicht durch Ihr "Gamma-Solarpanel" dringt, also nicht damit interagiert und keine Energie umwandelt: en.wikipedia.org/wiki/…
@FlorianCastellane Wie vernünftig wäre es mit einer Zeitspanne von 200 Jahren mehr technologischem Fortschritt, dass Photovoltaikzellen in der Lage sein werden, die Strahlung richtig zu absorbieren und so die zur Stromerzeugung erforderliche Wechselwirkung zu erreichen? (Zum Beispiel neue/andere Substanzen, die besser dafür gerüstet sind, Strahlung zu absorbieren und die Energie in Elektrizität umzuwandeln?)
@Hyfnae Sie brauchen im Grunde die dicksten (und damit schwersten) Photovoltaikzellen aller Zeiten, da Sie ein paar Fuß Blei (oder ein paar Meter Beton ...) benötigen, um Gammastrahlen zu absorbieren.

Antworten (2)

Ja, es wurde versucht.

Hashizume et al. versucht, Halbleiter zu verwenden (von denen Varianten auch in normalen Solarzellen verwendet werden), die Gammastrahlung eines radioaktiven Isotops von Kobalt ausgesetzt wurden. Sie erzeugten bis zu 0,2 Watt/m² – sicherlich nicht viel. Der Wirkungsgrad der Energieumwandlung? 1%. Außerdem waren die Zellen, wie die Autoren es ausdrückten, „instabil“. Dies bedeutet jedoch nicht, dass diese Methode nicht funktionieren wird – sie wird in naher Zukunft nur nicht sehr effektiv sein.

Zum Vergleich: Solarzellen können Energie mit einem Wirkungsgrad von etwa 25 % erzeugen , und die Sonneneinstrahlung ist um Größenordnungen höher als die, die von diesen Gammastrahlen-Halbleitern erzeugt wird (1361 Watt/Meter²). Diese Geräte werden in absehbarer Zeit nicht weit verbreitet sein.

Ich nehme an , Sie könnten versuchen, so etwas wie einen thermoelektrischen Radioisotopengenerator zu verwenden , der Wärme durch radioaktiven Zerfall erzeugt und diese Wärme dann in Energie umwandelt. Jedoch . . .

  • Diese Geräte vermeiden Gammastrahlung, weil sie zu energiereich ist.
  • Sie würden Materialien benötigen, die radioaktiver als normal sind, um die erforderlichen Gammastrahlen zu erzeugen.
  • Atomkraft ist nicht so populär wie sie ist. Sie müssten viele Leute davon überzeugen, dass das gesamte Setup sicher ist, um es in großem Umfang einzusetzen.

Jan Dvorak schlug vor , einen Reaktor im Wesentlichen mit stromerzeugenden Halbleiterzellen zu umgeben, die für Gammastrahlen empfindlich sind, die sowohl Strom erzeugen als auch möglicherweise eine gewisse Strahlungsabschirmung bieten würden. Es ist ein interessanter Gedanke und könnte sicherlich funktionieren. Ich frage mich, wie die Bestrahlung an verschiedenen Stellen innerhalb der Reaktorkammer sein würde.

Wenn Sie einen Gamma-Generator mit anständiger Effizienz bekommen, könnten Sie ihn um die Reaktoren in einer normalen Fusionsanlage wickeln. Ich bin mir nicht sicher, ob es mehr als nur ein Tropfen auf den heißen Stein wäre, aber wenn es als Strahlungsschild funktioniert, ist es immer noch ein Gewinn.

Ja

In modernen Spaltreaktoren ist ein kleiner Teil der freigesetzten Energie Gammastrahlung. Es wird von der Reaktorabschirmung aufgefangen und trägt zur Gesamterwärmung des Systems bei.

Wenn Sie eine hochaktive Gammaquelle hätten, könnte dasselbe getan werden, um ein großes Stück Abschirmung zu erhitzen. Diese Wärme wiederum könnte einen Rankine-Zyklus (wie moderne Reaktoren) oder einen Sterling-Motor antreiben . Für Wirkungsgrade viel besser als ein Panel. Zum Vergleich: Ein Rankine kann einen Wirkungsgrad von über 40 % und Sterling-Motoren von etwa 20 % haben, obwohl ich mich erinnere, irgendwo %50 gesehen zu haben.