Dies ist eine theoretische Frage, da wir natürlich nicht genug Antimaterie hergestellt haben, um es in der Realität zu versuchen. Aber ich frage hier nach dem physikalischen Teil.
Außerdem meine ich mit "nützlicher Energie" die Energie, die wir entweder als Heizquelle für so etwas wie einen Kernreaktor oder als Energie für eine Explosion wie nukleare Explosionen verwenden können.
Wenn ich mich nicht irre, liegt ein großer Teil der Energie, die wir aus der Vernichtung erhalten, in Form von Neutrinos vor, die wir aus irgendeinem Grund nicht als nützliche Energie betrachten können. Wenn wir also die Energie der Neutrinos abziehen, ist es sicher, den Rest als nützliche Energie zu betrachten, wie ich erklärt habe?
Bitte versuchen Sie, so einfach wie möglich zu sein, da ich nicht sehr gut Englisch spreche.
Ich habe ein interessantes Papier über die Verwendung von Antimaterie für Raketenantriebe von der NASA gefunden, das sich mit diesem Thema befasst. Ihre Frage hat eine ziemlich komplizierte Antwort.
Ich denke, Sie werden mehr Bildung finden, als Sie wollten, wenn Sie diesen Artikel lesen. In dem Bericht heißt es über eine Elektron-Positron-Kollision:
Seine Ergebnisse zeigen, dass die Neutrinos ~22% der verfügbaren Pionenenergie (~1248 MeV) abtransportieren, während die Myonen ~78% behalten. Das instabile Myon mit einer durchschnittlichen Energie von etwa 300 MeV zerfällt ebenfalls (in etwa 6,2 μs) in ein Elektron oder Positron und zwei Neutrinos, wie in Tabelle 2 gezeigt. Die Energie scheint etwa gleichmäßig auf die drei Teilchen verteilt zu sein die Neutrinos tragen ~ 2/3 der verfügbaren Energie ab. Letztendlich können die Elektronen und Positronen auch vernichten, was zusätzliche Energie in Form von zwei 0,511-MeV-Gammastrahlen liefert. Die Neutrinos gelten als masselos und bewegen sich im Wesentlichen mit Lichtgeschwindigkeit. Sie sind extrem durchdringend und interagieren selten mit Materie.
Wie ich in meiner Antwort sagte : Kann Antimaterie als Brennstoff für Kernreaktoren verwendet werden? zu deiner anderen frage das leben ist nicht so einfach.
Die Abschätzung mit Neutrinos erfolgt für die freie Vernichtung. Wenn man daraus einen Reaktor machen möchte, gibt es Möglichkeiten, alle geladenen Teilchen einzufangen, bevor sie zerfallen und ihre kinetische Energie in einem Medium abführen, und das Gleiche gilt für alle Gammas von pi0 mit natürlich einem anderen Medium.
Bei durchschnittlich 5 Pionen pro Vernichtung können also 2/3 * 5 * 105 MeV = 350 Mev nicht zurückgewonnen werden, die Energie geht in Myonen verloren usw. zerfällt von geladenen Pionen, wenn sie zur Ruhe kommen (ein bisschen kann auch von der Myonenspur gewonnen werden ). Die Anzahl der verlorenen Energie wird also viel weniger als 50% betragen, wenn die geladenen Pionen eingefangen und die Energie der pi0-Photonen in Wärme umgewandelt werden können.
Das Problem ist, dass man mit der derzeitigen Technologie sehr starke Magnetfelder benötigen würde, um die geladenen Pionen zu kräuseln. Die Kalorimetrie in der Hochenergiephysik funktioniert, indem sie die gesamte Energie von Gammas einfängt, aber dies sind große Einrichtungen, die nicht für die Energieextraktion als Wärme ausgelegt sind.
Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Kosten für die Technologie, die benötigt wird, um die Antiprotonen zu produzieren und die Magnetfelder zu erzeugen, um die geladenen Produkte einzuschließen und die Wärme von den Gammas einzufangen, viel höher sein werden als der Gewinn aus der Vernichtungsenergie, unabhängig von der Fraktion. Meiner Meinung nach kann der Reaktor nicht kostendeckend sein, dh mehr Energie abgeben, als er bei seiner Produktion verbraucht, schon gar nicht mit der jetzigen Technologie.
Soviel zum Thema Reaktoren. Für Explosionen gilt der Energieverlust in Neutrinos, weil die Zerfälle im Flug passieren und ihnen die Energie entzogen wird. Das technologische Problem wird auf die Eindämmung von Antimaterie reduziert, und es ist alles andere als trivial, und ich vermute, dass Kosten/Nutzen ebenso negativ sind wie bei einem Reaktor.
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen
Benutzer4552