Wie könnten wir dank Antimaterie Strom produzieren?

Stellen Sie sich vor, wir hätten eine einfache Möglichkeit, Antimaterie herzustellen, wir könnten sie für interstellare Reisen, tödliche Waffen oder mehr verwenden; aber ich habe mir überlegt: Wie könnten wir damit Strom produzieren?

Da Antimaterie sich selbst mit normaler Antimaterie vernichtet und eine riesige Menge an Energie produziert, dachte ich, wir könnten ihr Potenzial nutzen, um Energie zu erzeugen und glücklicherweise Benzin, Öl und umweltschädliche Substanzen zu ersetzen, die heute hauptsächlich verwendet werden, um die Welt mit Strom zu versorgen. Wie könnten wir also Antimaterie effizient ernten, um Energie zu erzeugen?

Wenn sich Antimaterie und normale Materie selbst vernichten, erzeugen sie eine große Menge an Gammastrahlen, die von speziellen Materialien (welche?) absorbiert würden, die sie in Wärme umwandeln würden (die leicht Strom erzeugen kann). Aber da die Antimaterie-Vernichtung viele Gammastrahlen erzeugt, konnten wir die absorbierenden Materialien nicht in der Nähe der Antimaterie-Vernichtungsquelle platzieren, weil die Gammastrahlen so intensiv wären, dass sie die absorbierenden Materialien zerstören würden. Das würde bedeuten, dass wir die absorbierenden Materialien weit genug platzieren sollten, damit sie Gammastrahlen absorbieren können, ohne selbst zerstört zu werden. Leider würden wir dann nur einen Bruchteil des großen Vernichtungspotentials ernten. Was sind die Strukturen oder Lösungen, die dieses „Projekt“ ermöglichen könnten?

Vielleicht ist dieses Konzept völlig absurd und falsch, hast du ein anderes Konzept? Ich dachte, wir könnten die Zerstörungskraft von Antimaterie mit Kernspaltung und Kernfusion kombinieren, um die Spaltung von (zum Beispiel) Uran 238 zu erleichtern, das die Fusion eines DT-Pellets (Deuterium-Tritium) starten und Wärme erzeugen würde, die umgewandelt wird leicht in Strom umwandeln. Aber wie könnten wir die Fusion aufrechterhalten? Tatsächlich besteht dieses Konzept hauptsächlich darin, Antimaterie zu verwenden, um den Start einer Kernfusion zu unterstützen und sie hoffentlich aufrechtzuerhalten.

Ich weiß es einfach nicht und würde mich sehr freuen, wenn Sie möglichst viele meiner Fragen beantworten und Ihre Theorien und Konzepte angeben, auch wenn sie nichts mit den von mir gesagten zu tun haben. Danke schön!

Zuletzt sah ich, dass die Vernichtung von Materie-Antimaterie zu großen Mengen an Strahlung führt; Ich denke, es war hauptsächlich Gammastrahlung, die schwer zu blockieren ist. Also ist es vielleicht nicht so sauber...
Soweit wir wissen, gibt es keine Möglichkeit, eine Menge Antimaterie herzustellen, die weniger Energie verbraucht als die Energie, die durch die Vernichtung derselben Menge Antimaterie freigesetzt wird. Was die Behauptung betrifft, dass "wir die absorbierenden Materialien nicht in der Nähe der Antimaterie-Vernichtungsquelle platzieren konnten" , würde dies von der Menge an Antimaterie und der Freisetzungsrate von Energie abhängen , nicht wahr? Man könnte sich immer vorstellen, dass die Reaktion kontrolliert wird (z. B. durch Kontrolle der Menge an Antimaterie, die in der Reaktionskammer freigesetzt wird), sodass die erzeugte Energie innerhalb der Auslegungsgrenzen des Systems bleibt.
@L.Dutch, kein Duplikat.
@L.Dutch, ich stimme nicht zu, dass diese Frage ein Duplikat ist. Dieses Q hat rein-gegen-raus gefragt, während dieses Q fragt, wie man das „raus“ bekommt. Es ist jedoch möglicherweise noch zu weit gefasst, wie Sie einmal in einer von mir gestellten Frage zu Recht darauf hingewiesen haben: "Und wenn ich eine detailliertere Beschreibung für das oben Genannte hätte, würde ich sie bei einem Patentamt einreichen, nicht bei WorldBuilding ..." ( Ref ) Mathis, Sie sitzen im selben Boot. Jeder, der Ihnen Details geben könnte, sollte es wirklich zum Patentamt bringen.
@JBH Eine hier gegebene Antwort könnte als Vorveröffentlichung gelten. Keine Chance auf ein Patent.

Antworten (1)

Wie effizient Sie die Materie-Antimaterie-Vernichtung in nutzbare Energie umwandeln können, hängt von den beteiligten Teilchen ab. Die einfachste und effizienteste ist die Elektron-Positron-Vernichtung, die 0,511 MeV Gammastrahlen erzeugt. Proton-Antiproton- und Neutron-Antineutron-Wechselwirkungen sind komplexer und erzeugen hauptsächlich Teilchen.

Gammastrahlen im Energiebereich von 0,1 bis 10,0 MeV werden hauptsächlich durch Compton-Streuung absorbiert. Ich habe unten einen Link eingefügt, der die Absorption von 0,309 MeV Gammastrahlen aus dem Zerfall von Kobalt 60 zeigt. Er zeigt, dass 1,12 cm Blei die Hälfte der 0,309 MeV Gammastrahlen absorbieren. Es stellt sich heraus, dass die Absorption pro Masseneinheit etwa konstant ist, also würde man für die gleiche Absorption eine etwa 0,67 cm dicke Wolframschicht benötigen, da es 70 % dichter als Blei ist.

Die kurze Antwort auf Ihre Frage lautet also: Sie verwenden Elektronen und Antielektronen (Positronen) als Brennstoff und stellen eine Wärmekraftmaschine her, indem Sie die Gammastrahlen in einigen Zoll (~ 10 cm) Wolfram absorbieren. Im Vergleich zu Blei hat Wolfram einen viel höheren Schmelzpunkt (3422 C), ist härter, fester und leichter zu bearbeiten. Die einfachste Wärmekraftmaschine zur Stromerzeugung wäre eine Thermosäule (eine Anordnung von Thermoelementen). Dies ist, was die aktuellen RTGs (Radioisotope Thermal Generators) verwenden (wie die auf den Missionen Cassini (Saturn) und New Horizons (Pluto). Obwohl sie nicht sehr effizient sind, gibt es keine beweglichen Teile oder Flüssigkeiten, also vorausgesetzt, Sie haben genug Treibstoff, Es sollte ein oder zwei Jahrhunderte lang funktionieren. Wenn Sie die Antimateriereaktionen für den Antrieb nutzen möchten, verwenden Sie den elektrischen Generator, um einen Ionenmotor anzutreiben.

Obwohl eine einfache Netzsuche viele Artikel über Gammastrahlenabsorption finden wird, erfordern die meisten mathematische Würdigkeit; die untere nicht. „Suchen Sie einfach nach Dsub(1/2), das ist die Entfernung/Dicke, die erforderlich ist, um die Hälfte der Gammastrahlen für das jeweilige Material zu absorbieren. Die doppelte Dicke absorbiert drei Viertel, die dreifache Dicke absorbiert sieben Achtel usw.

Absorption von Gammastrahlen von Cobalt 60: https://www.nikhef.nl/~h73/kn1c/praktikum/phywe/LEP/Experim/5_2_41.pdf