Warum verwenden wir Positronen aus Beta-Plus-Strahlung nicht als Quelle von Anti-Elektronen für Energie?

Warum können wir die Positronen (die von Beta-Plus-Strahlung freigesetzt werden) nicht als Quelle für Antimaterie verwenden, so dass wir sie mit einem Elektron kollidieren können, um eine 100% effiziente Umwandlung von Masse in Energie zu erreichen?

Nun, wenn das Positron und das Elektron rekombinieren, erhalten Sie einige hochenergetische Photonen, die im Allgemeinen schwer in für den Menschen nutzbare Energieformen umzuwandeln sind.

Antworten (3)

Die wichtige Zahl ist nicht die Effizienz der Umwandlung von Masse in Energie. Stattdessen sollten Sie sich die Effizienz der Umwandlung der resultierenden Gammastrahlung in elektrischen Strom ansehen. Diese Umwandlung war noch nie besonders effizient, da zur Erzeugung eines nutzbaren elektrischen Stroms normalerweise einer großen Anzahl von Elektronen jeweils ein wenig Energie zugeführt wird , während Strahlung (insbesondere ionisierende Strahlung wie Gammastrahlen) dazu neigt, einer kleinen Anzahl von Elektronen jeweils viel zuzuführenvon Energie. Letzteres kann natürlich zu Ersterem führen, aber erst, wenn die wenigen energiereichen Elektronen mit vielen anderen Elektronen kollidieren. Dies kann bei richtiger Anordnung einen Strom erzeugen, aber auch Wärme, da die von den anfänglichen Elektronen absorbierte Energie in der zufälligen Bewegung der Elektronen um sie herum dissipiert wird. Die Erzeugung von Wärme bedeutet, dass der Umwandlungsprozess nicht perfekt effizient ist.

Beta-Plus-Zerfall ist einer der möglichen Zerfälle in radioaktiven Materialien. Um nur Positronen zu erhalten, müsste man Materialien herstellen, die in Positronen zerfallen, dh dafür Energie aufwenden.

Der Positronenzerfall wird durch verschiedene Isotope verursacht , die nicht in großen Reserven gefunden werden, um bei der Energieerzeugung durch die Gammastrahlen nützlich zu sein, die von der Vernichtung der Positronen auf Elektronen abgegeben werden.

Radioaktivität wurde in thermoelektrischen Radioisotopgeneratoren nutzbar gemacht :

Ein thermoelektrischer Radioisotopengenerator oder RTG nutzt die Tatsache, dass radioaktive Materialien (wie Plutonium) Wärme erzeugen, wenn sie in nicht radioaktive Materialien zerfallen. Die verwendete Wärme wird durch eine Reihe von Thermoelementen in Strom umgewandelt, die dann das Raumfahrzeug antreiben.

FWIW, die meisten Isotope in dieser Liste haben kurze Halbwertszeiten, sodass sie, wenn sie für PET verwendet werden, vor Ort hergestellt werden. Offensichtlich wäre das unpraktisch, wenn Sie sie zur Energiespeicherung verwenden möchten. ;) Al-26 hat eine relativ lange Halbwertszeit (717.000 Jahre), aber (wie üblich) ist die lange Halbwertszeit mit einer niedrigen Energie des emittierten Teilchens korreliert, sodass es eher durch Elektroneneinfang als durch Positronenemission zerfällt. und K-40 ist in dieser Hinsicht noch schlechter, mit seiner längeren Halbwertszeit und zusätzlichen Zerfallsmodi.

Wir tun es. Systeme, die dies tun, werden Betavoltaik genannt .

Betavoltaik verwendet Elektronen, sie verwendet keine Positronen, daher sind sie für diese Frage nicht relevant.
Danke für den Link. Ich erinnerte mich an das Plutonium, aber nicht an dieses.
Warum verwenden wir Positronen aus Beta-Plus-Strahlung nicht als Quelle von Anti-Elektronen für Energie?
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