Wie kühlt man die venusianische Atmosphäre ab?

Kohlendioxid dominiert die Atmosphäre der Venus. Während ich denke, dass es möglich ist, die Wärmeenergie in der Atmosphäre zu nutzen, um Kohlendioxid in Kohlenstoff und Sauerstoff zu spalten, ist der Prozess möglicherweise zu langsam, um den Planeten abzukühlen. Außerdem muss die Wärmeenergie irgendwo hin.

Sauerstoff hat drei stabile Isotope und andere radioaktive und instabile. Nachdem der Sauerstoff aus der obigen Spaltungsreaktion zurückgewonnen wurde, wird Sauerstoff-16 das vorherrschende Isotop sein, wie es auf der Erde der Fall ist. Meine Frage ist, ob es möglich ist, eine nukleare Disproportionierungsreaktion durchzuführen? Zwei Sauerstoff-16-Atome saugen eine große Menge an Wärmeenergie auf, um zu einem Sauerstoff-18 und einem Sauerstoff-14 zu werden. Sauerstoff-14 zerfällt mit einer Halbwertszeit von über einer Minute zu stabilem Stickstoff-14. Stickstoff zu erzeugen ist das Hauptziel.

Wenn diese Übertragung von Neutronen möglich ist, übertragen Sie eine weitere von Sauerstoff-18 auf Sauerstoff-19. Hier kann Wasserstoff zu Deuterium werden. Sauerstoff-19 zerfällt mit einer Halbwertszeit von knapp einer Minute zu stabilem Fluor-19. Fluor selbst wird dann mit dem Kohlenstoff aus der ersten Reaktion umgesetzt, um Fluorkohlenstoffe zu erzeugen. Sie werden gelagert und von der Venus zum Mars für die globale Erwärmungsbemühungen des Mars transportiert.

Diese ganze Frage beschreibt eine hypothetische Situation, also denke ich, dass nur die Worldbuilding-Stackexchange-Site dies akzeptieren würde.

Währenddessen kühlt die atmosphärische Temperatur der Venus ab. Im Großen und Ganzen kann die riesige Menge an thermischer Energie in der Atmosphäre genutzt werden, aber wie ? Ein Weg – vielleicht töricht – besteht darin, die Energie zu nutzen, um bedürftige Atome, Stickstoff und Fluor, herzustellen.

Nach dem Lesen der Antworten und Kommentare ist es also zu diesem Zeitpunkt AD 2012 möglich, nur die thermische Energie in der Atmosphäre zu nutzen, um Kohlendioxid in Kohlenstoff und Sauerstoff zu spalten. Dann können Allotrope von Kohlenstoff hergestellt werden. Sauerstoff ist kein Treibhausgas und durch die Fixierung des Kohlenstoffs wird Kohlendioxid entfernt. So geht nach und nach die Wärmeenergie an den Weltraum verloren. Wie oben erwähnt, ist dieses CO2 -> C + O2 zu langsam, um die Venus jemals signifikant abzukühlen. Aber zumindest können synthetische Diamant- und Kohlenstoffnanoröhren möglich sein und dabei helfen, Basen auf anderen Himmelskörpern einschließlich Mond und Mars aufzubauen.

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Antworten (4)

Starkes Zusammenspiel

Im Bereich von 10 15 M (etwas mehr als der Radius eines Nukleons), die starke Kraft ist ungefähr 137-mal so stark wie der Elektromagnetismus ... die starke Kraft bindet diese Neutronen und Protonen, um Atomkerne zu erzeugen, wo sie Kernkraft genannt wird

Geben Sie an, dass der Elektron-Kern-Abstand in der Größenordnung von liegt 10 10 M und dass die elektromagnetische Kraft mit dem Quadrat der Entfernung abklingt, ist etwa die Kraft, die ein Elektron an den Kern bindet 137 ( 10 10 / 10 15 ) 2 = 137 10 10 schwächer als die Kernkraft, die ein Neutron in seinem Sauerstoffkern bindet.

Bei diesem Verhältnis reicht die Energie, um ein einzelnes Neutron aus dem Sauerstoff zu extrahieren, aus, um alle Elektronen aus dem Kohlenstoff und den beiden Sauerstoffatomen in einem Kohlendioxidmolekül zu entfernen, und Sie haben immer noch genug, um die 3 Kerne aus dem Sonnensystem zu blasen. und das mit einem erheblichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit.

Wenn Sie diese Energiemenge zur Verfügung haben:

  • einen Schatten zwischen Mars und Sonne bauen
  • verbrauchen die restliche Energie, um die Jalousie gegen den Druck der Sonneneinstrahlung in Position zu halten
Du meinst also, ich nutze die Wärmeenergie in der Venusatmosphäre besser anders als das, was verlangt wird?
@Kav Es gibt niemals thermische Energie, die Sie verwenden können. Ein Temperaturunterschied ist die einzige Möglichkeit, Wärmeenergie zu nutzen - Sie gewinnen Energie nur aus einem Wärmestrom . Wenn Sie sich in der Sonne befinden und keinen Temperaturunterschied erzeugen können, um die Wärme um Sie herum fließen zu lassen (und sich in diesen Wärmeaustausch einmischen, um die benötigte Energie zu extrahieren), wird es Ihnen nicht helfen, egal wie heiß die Sonne um dich herum. (siehe mein Kommentar zur Frage)

Die Standard-Nicht-SciFi-Antwort beinhaltet keine exotische Physik, sondern einen Sonnenschutz. Obwohl es sich technisch gesehen um eine Megastruktur handelt, ist es strukturell einfach: im Grunde eine dünne reflektierende Folie (und vermutlich etwas strukturelle Stützmasse und ein gutes Stück Reaktionsmasse für die Lagekontrolle, obwohl Sie letztere mit cleveren Designs erheblich verringern können, siehe Statites )

Das Entfernen der Sonneneinstrahlung würde den Planeten bis zu dem Punkt abkühlen, an dem die Atmosphäre auf dem Boden kondensieren und Eis auf der Oberfläche bilden würde. Händlerwahl von dort. Hypothetisch hindert Sie niemand daran, die Schatten zu verwenden, um Energie zu erzeugen, und die Energie zu nutzen, um alle Elemente, die Sie auf der Oberfläche benötigen, durch Fusionssynthese zu synthetisieren oder unerwünschtes zusätzliches Material aus dem Planeten zu transportieren.

Anstelle einer großen Struktur sollten Sie mehrere – sagen wir zig Millionen – kleine haben.

Ich bin mir nicht sicher, ob ich die Physik hier verstehe, entweder ist sie in der Frage verdeckt, oder Sie missverstehen die Prinzipien der Physik. Sie geben an:

Meine Frage ist, ob es möglich ist, eine nukleare Disproportionierungsreaktion durchzuführen? Zwei Sauerstoff-16-Atome saugen eine große Menge an Wärmeenergie auf, um zu einem Sauerstoff-18 und einem Sauerstoff-14 zu werden. Sauerstoff-14 zerfällt mit einer Halbwertszeit von über einer Minute zu stabilem Stickstoff-14. Stickstoff zu erzeugen ist das Hauptziel.

Um die Frage zu beantworten, müssen Sie zunächst die folgenden Fragen beantworten

1.) Was ist gemeint mit "Zwei Sauerstoff-16-Atome saugen eine riesige Menge an thermischer Energie auf, um ein Sauerstoff-18 und ein Sauerstoff-14 zu werden"?

Ich bin mir nicht sicher, was diese Aussage bedeutet. Kerne saugen keine Energie auf, um in weniger stabile Konfigurationen zu zerfallen. Kerne zerfallen, weil dies energetisch günstig und nach den Auswahlregeln erlaubt ist. Kernzerfälle sind entweder spontan (exotherm) und setzen Energie frei oder sind endotherm und erfordern eine Energiezufuhr zum Zerfall. In jedem Fall sind die instabilen Kerne unbeeinflusst von thermischen Anregungen, die um viele Größenordnungen geringer sind, um eine Veränderung im System herbeizuführen.

Um O16 dazu zu bringen, das Isotop zu ändern, wäre ein Neutronenbeschuss erforderlich, der nur aus einer geeigneten radioaktiven Quelle erfolgen kann. O16 zu einem Isotopenwechsel zu veranlassen, kann nicht durch thermischen Energieentzug aus der Umgebungsluft erfolgen.

2.) Sie sagen "Wenn dieser Neutronentransfer möglich ist, dann transferiere noch eins von Sauerstoff-18 zu Sauerstoff-19".

Neutronenbeschuss führt zu unterschiedlichen Einfangraten (und unmittelbar anschließenden Zerfällen), jedoch ist Neutronenbeschuss ein energetisch intensiver Prozess, der die richtige Anordnung radioaktiver Elemente erfordert. Auch dies trägt nicht zur Lösung des Problems der Energiegewinnung aus der Atmosphäre bei.

Energie, die aus der Atmosphäre bewegt wird, muss in etwas anderes bewegt werden. Die Temperatur der Atmosphäre wird durch die durchschnittliche kinetische Energie der Luftmoleküle charakterisiert. Quantenregeln und die Art der verbleibenden starken Wechselwirkung verbieten die Übertragung von Energie in dieser Größenordnung (Millimikroelektronenvolt) zum und vom Kern (Energieskala von Megaelektronenvolt).

@kav So wie es jetzt ist, ist deine Frage unsinnig. Sie können uns entweder glauben, dass es mit den Gesetzen der Physik und der aktuellen Technologie nicht möglich ist, oder Sie können Ihre Physik verbessern. Ich empfehle dringend das zweite.
@ AdrianColomitchi .... die Art und Weise, wie Sie den Satz ausdrücken, ließ mich denken, dass ich das keine Möglichkeit glauben würde. Trotzdem danke
@Kav Ok, bitte korrigiere mich. Sagen Sie mir, was ich denken soll, nachdem ich eine Menge hin und her über eine tote Idee gegoogelt habe? Was genau beabsichtigen Sie mit der Frage zu "Sauerstofftransmutation durch Anwendung von 800K-900K Hitze darauf"?
@AdrianColomitchi.... Die einzige Absicht war, die Atmosphäre abzukühlen. Zum jetzigen Zeitpunkt im Jahr 2021 n. Chr. ist nur die Spaltung von Kohlendioxid möglich ... zumindest so, wie ich es mit meiner Physik verstehe.
@kav "Die einzige Absicht war, die Atmosphäre abzukühlen." Wenn dies ausschließlich Ihre Absicht war, ist die "nukleare Disproportionierungsreaktion" eine Fehlleitung und Sie sollten sie aus der Frage streichen (aber dann laufen Sie Gefahr, eine zu allgemeine Frage für die WB-Site zu stellen). „Zu diesem Zeitpunkt im Jahr 2021 n. Chr. ist nur die Spaltung von Kohlendioxid möglich“, ist es ebenso möglich, die Venus zu beschatten. Beide Lösungen erfordern eine Menge Ressourcen und Energie von außerhalb der Venus. Vielleicht können Sie die beiden kombinieren und die Venus mit Sonnenkollektoren beschatten.

Abgesehen von den thermodynamischen Problemen mit der Idee, die atmosphärische Wärme zu nutzen, oder den praktischen, dem Sauerstoff Neutronen hinzuzufügen ... Die Venus hat bereits weit mehr Stickstoff als der Mars benötigt. Wenn dies nicht der Fall wäre, würde die Terraformung des Mars immer noch nicht mehr als einen winzigen Bruchteil des CO2 loswerden. Sie könnten den gleichen Prozess auch mit Sauerstoff aus Marsgestein durchführen, ohne eine Atmosphäre durch das Sonnensystem transportieren zu müssen.

Sie könnten jedoch im Prinzip etwas anderes tun, das tatsächlich sowohl einfacher als auch effektiver ist. Protonen und Neutronen „einfach“ von Sauerstoffkernen abspalten und die Neutronen zerfallen lassen. Das ist schwierig und energieintensiv, aber viel einfacher, als Neutronen in andere Kerne zu stecken, um stabile Produkte zu erzeugen. Jedes abgestreifte Proton schnappt sich ein Elektron, um ein Wasserstoffatom zu erzeugen, jedes Neutron, das zerfällt, erzeugt sowohl ein Proton als auch ein Elektron. Auf diese Weise wandeln Sie CO2 direkt in festen Kohlenstoff um und produzieren Wasserstoff, der mit mehr CO2 umgesetzt werden kann, um Kohlenstoff und dringend benötigtes Wasser zu produzieren.

Dies wird jedoch kein effizienter Prozess mit irgendeinem bekannten Mechanismus sein. Sie müssen etwa 480 Quintillionen Tonnen Atmosphäre verarbeiten. Ich bezweifle sehr, dass Sie dies in einer Größenordnung tun können, die wichtig ist, ohne die Venus tatsächlich mit Abwärme heißer zu machen.