Конверсионный реактор

В футурологии и научной фантастике конверсионный реактор — это любое искусственное устройство или процесс, который может привести к более высокому или полному преобразованию материи в энергию или наоборот в некоторой пропорции E = mc. ².

Преобразование энергии в материю

Производство позитронов и электронов . Для фотонов высокой энергии ( в масштабе МэВ и выше) фотон-фотонные столкновения могут эффективно преобразовывать энергию фотонов в материю в форме позитрона и электрона: ^{[ 1 ]}

с
+
с
→
и ⁺
+
и ⁻

Производство протонов и антипротонов . Обычная материя состоит из протонов и электронов, причем электроны имеют незначительную массу по сравнению с протонами. Одной из традиционных моделей производства протонов из энергии является столкновение протонов космических лучей чрезвычайно высоких энергий с ядрами в межзвездной среде посредством реакции:
п
+ А →
п
+
п
+
п
+ A. (A представляет собой атом, pa протон и
п
антипротон.) Часть кинетической энергии исходного протона используется для создания двух дополнительных ядер: еще одного протона и антипротона.

Преобразование материи в энергию

Обычные ядерные реакции, такие как ядерное деление и ядерный синтез, лишь косвенно преобразуют относительно небольшие количества материи в полезную энергию, такую как электричество или тягу ракеты. Для производства электроэнергии высвобождаемая ядерная энергия в виде тепла обычно используется для кипячения воды для вращения турбогенератора.

Возможно, материя почти полностью преобразуется в энергию в ядрах нейтронных звезд и черных дыр в процессе коллапса ядер, что приводит к: протон → позитрон + 938 МэВ, что приводит к образованию позитронно-электронной струи >450 МэВ. Следовые ядра, попадающие в такой пучок, смогут достичь примерной энергии (масса ядра / масса электрона) × 450 МэВ, например, атом железа может достичь энергии около 45 ТэВ. Атом с энергией до 45 ТэВ, столкнувшийся с протоном в межзвездной среде, должен привести к описанному выше p + A-процессу.

Ионно -электронная или позитронно-электронная плазма с магнитным удержанием теоретически позволяет напрямую преобразовывать энергию частиц в электричество путем отделения положительных частиц от отрицательных частиц с помощью магнитного отклонения. Прямое преобразование энергии частиц в тягу теоретически проще, для этого требуется лишь магнитное направление нейтрального плазменного луча. Современное лабораторное производство релятивистских позитронно-электронных пучков с энергией 5 МэВ в небольших масштабах имитирует релятивистские струи из компактных звезд и позволяет в небольших масштабах изучать, как различные элементы взаимодействуют с позитронно-электронными пучками с энергией 5 МэВ, как энергия передается частицам, ударный эффект гамма -всплесков , а также возможной прямой тяги и генерации электричества из нейтральной плазмы. Лабораторная позитронно-электронная плазма может быть полезна для изучения компактных звездных струй и других явлений. Однако создание тяги или магнитное разделение нейтральных пучков для генерации электричества, вероятно, будет полезно только в том случае, если существует практический непрерывный процесс генерации нейтральной плазмы с помощью ядерных реакций. ^{[ 2 ]}

См. также

Ссылки

^ http://www.britannica.com/science/pair-production Британская энциклопедия
^ Лабораторное производство позитронно-электронных пучков с энергией 5 МэВ.

[1] ttp://www.britannica.com/science/pair-production Британская энциклопедия

[2] Лабораторное производство позитронно-электронных пучков с энергией 5 МэВ.

[ 1 ]

[ 2 ]