Würde eine Materie-Antimaterie-Explosion Fallout verursachen?

Ich weiß, dass die Vernichtung von Materie und Antimaterie eine Menge Gammastrahlen freisetzt, die als ionisierende Strahlung gelten, wenn ich mich nicht irre. Aber was wäre, wenn die Explosion auf der Erdoberfläche passiert wäre, würde das Material, das in den Feuerball aufgenommen wurde, anschließend einen Niederschlag verursachen?

Meine Frage in anderer Form, was verursacht Fallout? und ist ionisierende strahlung in der lage, materialien lange zu bestrahlen ?

Eigentlich sehe ich jetzt einen Zusammenhang zwischen diesen Fragen und meinen. Sie enthalten nicht den Strahlungsteil, den ich in dieser Frage wissen muss.

Antworten (2)

In einer Spaltbombe besteht der Fallout aus Spaltzerfallsfragmenten, bei denen es sich um Kerne handelt, die eine ausreichend lange Halbwertszeit haben können, um von Winden transportiert zu werden. Fusionsbomben sind im Grunde die gleiche Idee, weil sie Spaltauslöser verwenden.

und ist ionisierende strahlung in der lage, materialien lange zu bestrahlen ?

Theoretisch ja, zB kann die Einwirkung von Neutronen in Reaktoren dazu genutzt werden, gezielt radioaktive Isotope zu erzeugen. In der Praxis, obwohl Atombomben diese Art von künstlicher Umwandlung der umgebenden Materie hervorrufen müssen (zB emittieren sie Neutronen), gibt es meines Erachtens nicht genug von dieser Art von Prozess, um merklich zum Fallout beizutragen.

Die Materie-Antimaterie-Vernichtung durch eine hypothetische makroskopische Explosion würde in Beschleunigerexperimenten in mikroskopischen Mengen die gleichen Teilchen erzeugen wie die Proton-Antiproton-Vernichtung. Sie erhalten hochenergetische (~100 MeV) Gammas, mittlere Energie (z. B. 511 keV) Gammas, Pionen, Myonen und Neutrinos. Die Neutrinos fliegen harmlos und unbemerkt ins Weltall. Materie ist für die hochenergetischen Gammas nahezu transparent; die nach unten emittierten werden irgendwo unter der Erde absorbiert. Die Gammas mittlerer Energie werden in nahegelegener Materie absorbiert. Die Pionen und Myonen sind instabil und zerfallen schnell in stabile Teilchen wie Elektronen. Es entsteht nichts Langlebiges.

Da es also im Vernichtungsprozess keine Spaltzerfallsfragmente gibt, wird es keinen Fallout geben? Nehmen wir auf andere Weise an, eine hypothetische Antimateriebombe sei explodiert und es gab ein Gebäude, das die Explosion und die Hitze überlebt hat, aber viel Gammastrahlung ausgesetzt war. Ist es also sicher, sich etwa eine Woche nach der Explosion in der Nähe dieses Gebäudes aufzuhalten?
@AbanobEbrahim: Ja.
@BenCrowell Würden photonukleare Reaktionen keine induzierte Strahlung verursachen? Schwere Elemente (Wolfram und höher) würden bei 100 MeV viel Müll emittieren und einen radioaktiven Niederschlag verursachen.
@BarsMonster: Ich könnte mich irren - meine Intuition basiert auf Erfahrungen mit 1 MeV-Gammas, nicht 100 MeV - aber ich denke, der Querschnitt für Prozesse wie Gammas, die Protonen direkt ausschalten, wäre um Größenordnungen niedriger als der Querschnitt. Abschnitt für die dominierenden Wechselwirkungen mit Materie, wie z. B. e+e-Paar-Produktion.
Hochenergetisches Gamma kann auf verschiedene Weise Radioisotope erzeugen, aber wie Ben andeutet, sind diese Ereignisse nur ein sehr kleiner Bruchteil von Wechselwirkungen. Vielleicht könnten Sie die Wirkung messen, aber Sie sollten sich keine Gedanken über gesundheitliche Auswirkungen im Zusammenhang mit der Dosis machen müssen.

Die Antiprotonen-Protonen-Vernichtung ist eine starke Wechselwirkung. Sie dauert in der Größenordnung von 10^-23 Sekunden . Das würde einen Energiestoß erzeugen, aber diese atmosphärischen Prozesse dauern in der Größenordnung von Millisekunden. Selbst wenn sie in der Größenordnung von Mikrosekunden dauern, werden alle Zerfälle stattgefunden haben, bevor Material in die Explosion eintritt.

Auf jeden Fall ist es eine Frage der detaillierten Modellierung, wie viel Energie in der Explosion steckt und wie viel in der 2pi-Sphäre in den Weltraum abgestrahlt wird, die auf den Weltraum zeigt, bevor ein Großteil der Energie in der Atmosphäre verbleibt. Es könnte durchaus möglich sein, dass sich die Energie als 1/r^2 in den Boden auflöst, ohne dass es gelingt, die Atmosphäre ausreichend aufzuheizen, um eine Explosion zu erzeugen. Es könnte also nur eine sterilisierende Welle sein, die Lebewesen auf ihrem direkten Weg tötet; Note 1/r^2 ist stark dissipativ 1000 Meter entfernt nimmt die Wirkung um 10^6 ab. Dies gilt auch für jegliche Radioaktivität aus Folgeproduktwechselwirkungen mit dem Boden.

All dies ist eine Frage der detaillierten Modellierung, aber niemand wird es für Sie tun, da es ohnehin unmöglich ist, eine solche Situation zu schaffen. Sie sollten ein realistischeres Projekt aufgreifen.

Warum brauchen wir überhaupt Material, um in die Explosion einzudringen?! und wollen Sie sagen, dass die Vernichtung von Materie und Antimaterie NICHT so aussehen oder ähnliche Auswirkungen haben wird wie Atomwaffen?! Nun, Sie sind die erste Person, die das sagt. Aber denken Sie auch daran, dass die nukleare Kettenreaktion auch so schnell ist und trotzdem eine riesige Explosion verursacht.
Und was passiert bei der Kernspaltung oder Kernfusion, das so anders ist? Ich meine, in welcher Form wird die Energie freigesetzt? Es geht auch eine Teilung der Masse verloren, die genauso Energiequelle ist wie Antimaterie. Eine letzte Sache, wenn die Vernichtung Gammastrahlen freisetzt, wenn ich mich nicht irre, erhitzen Gammastrahlen, die in der Luft reisen, diese und erzeugen so den Feuerball. Ich könnte mich aber irren, also sag mir, was du denkst.
@AbanobEbrahim Ich habe in anderen Antworten erklärt, dass der Unterschied zwischen Spaltfusion und Vernichtung, wie Sie ihn visualisieren, in der Energie der Produkte liegt. Um eine Explosion zu bekommen, muss man die Luft schnell genug erhitzen, um Energie auf die einzelnen Atome zu übertragen, die dann das Gas sehr schnell erhitzen, die Hitze erzeugt schnelle atmosphärische Veränderungen und die Explosion passiert. Die Produkte der Vernichtung haben individuelle Energien der Pionen und Gammas, die hundertmal höher sind als die von Atom- oder Wasserstoffbomben.
Das bedeutet, dass sie in der Luft meistens den leeren Raum sehen werden, denn je höher die Energie, desto kleiner die Wellenlänge, und es ist ziemlich wahrscheinlich, dass sie ohne große Wechselwirkung zum Boden oder in den Weltraum durchdringen werden. Sie werden keine Möglichkeit haben, Energie auf die Luftmoleküle zu übertragen, um sie zu erhitzen.
Ich sage, dass die Modelle, die zum Abschätzen der Auswirkungen einer H-Bombe verwendet werden, für eine hypothetische Vernichtungsbombe nicht gut genug sind. Man müsste all dies im Modell berücksichtigen, um zu simulieren, was unter gegebenen Randbedingungen passieren wird, aber sicherlich sind die Studien für Spalt- und Fusionsexplosionen nicht angemessen.
"Die Produkte der Vernichtung haben individuelle Energien der Pionen und Gammas, die hundertmal höher sind als die von Atom- oder Wasserstoffbomben." Ich meine die Spaltfragmente. Sie haben höchstens MeV-Energien, während Vernichtungsfragmente bei etwa 300+ MeV liegen
Aber werden diese sehr energiereichen Gammastrahlen der Antimaterie-Vernichtung nicht die Luft aufheizen, während sie sich fortbewegt? Ich meine, wir müssen diese Gammastrahlen nicht vollständig stoppen, um etwas von ihrer Energie zu bekommen, oder? Was natürlich, wenn es richtig wäre, einen noch größeren Feuerball bedeuten würde.
Anna v, überprüfen Sie dies: physical.stackexchange.com/questions/35085/antimatter-bomb?rq=1 Ich denke, was Sie gerade gesagt haben, widerspricht Ihrer Antwort vor einem Jahr ...
Es gibt keinen Widerspruch. Die Energie wird explosiv sein und weniger als 10^-20 Sekunden dauern. Wenn es wie eine Bombe ist, die auf dem Boden aufschlägt, dann heizen die schnellen Gleise den Boden auf. Es ist für eine Explosion in der Luft, die ich sage, dass die von den Pionen getragene Energie ohne große Wahrscheinlichkeit einen Zielkern treffen und Energie in der Luft verteilen wird, um ihn aufzuheizen und eine Explosion zu erzeugen, um Gebäude zu zerstören. Es wird wie eine Todeswelle sein. Auf jeden Fall sage ich immer wieder, dass eine detaillierte mathematische Modellierung notwendig ist, um zu einer soliden Schlussfolgerung zu gelangen.
Sehr energiereiche Gammastrahlen, wenn sie zufällig auf einen Luftkern treffen, werden entweder ein Paar bilden oder Compton-Streuung bilden und werden aufgrund der Lichtgeschwindigkeit nicht in dem kleinen Volumen der Vernichtung konzentriert. Dann setzt die Dissipation aufgrund von 1/r^2 ein.
Kann so etwas wie ein Bombenkoffer einige dieser Probleme lösen? Wie etwas, das so viel Gammastrahlen und die Produkte der zerfallenen Pionen wie möglich absorbiert.
Würde eine Materie-Antimaterie-Explosion Fallout verursachen?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v