velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Антитопливо и антивзрывчатка

Активное
внедрение антиматерии началось еще посреди XX века. Правда, исключительно в
фантастике






Писатели-фантасты
давным-давно предсказали галлактические корабли на антиматерии. Из суровых
профессионалов первым этой темы коснулся большой германский инженер-ракетчик Ойген
Сангер, один из изобретателей прямоточного воздушно-реактивного мотора. В
1953 году он опубликовал проект фотонной ракеты, получающей энергию от
аннигиляции электронов и позитронов. Позже было предложено использовать в
качестве горючего более мощные и, соответственно, более энергоемкие протоны и
антипротоны.

На 1-ый взор эта мысль кажется очень симпатичной. Аннигиляция протонов и антипротонов должна дать на три порядка больше энергии, ежели ядерное горючее, и на два порядка больше, чем термояд. Около половины этой энергии съедят одномоментно разлетающиеся и почему никчемные для астронавтики нейтрино. Оставшаяся энергия после серии промежных реакций с ролью пионов, мюонов, электронов и позитронов выделится в виде жесткого гамма-излучения, которое можно пустить на обогрев рабочего тела реактивного мотора (ровная реактивная лучевая тяга не получится, так как гамма-кванты изотропно разлетятся во всех направлениях). Более экзотичные проекты предлагают при помощи электрических полей стягивать родившиеся в итоге аннигиляции заряженные частички в направленные струи и отбрасывать их против движения ракеты.


Но теория теорией, а практика практикой. Для полета в границах Галлактики будет нужно как минимум несколько граммов антивещества. На данный момент антипротоны изготовляют в Фермилабе и в ЦЕРН, при этом не больше одного-двух нанограммов в год. КПД современных технологий производства антипротонов ничтожен - одна стомиллионная толика процента. Так что энергия, которую пришлось бы затратить на синтез нужной массы антипротонов, приблизительно на три порядка превосходит годичное создание электричества на Земле. К тому же антипротоны (в первозданном виде, в составе антиводорода либо в плазменном окружении) необходимо кое-где хранить, как это сделать - неясно. Пока никому не удалось удержать в ловушке больше миллиона антипротонов, а это всего только 10-18 г.


Правда, есть другой путь, еще более симпатичный. Антипротоны можно использовать в качестве катализатора всеохватывающей ядерной реакции, включающей процессы деления и синтеза. Одна из схожих схем смотрится так. Капсулу из урана-238 со консистенцией дейтерия и трития очень сжимают (к примеру, лазерными импульсами), а позже облучают пучком антипротонов. Антипротоны принудят уран делиться с образованием огромного количества нейтронов, которые разогреют начинку капсулы до миллионов градусов и запустят ядерный синтез гелия. Вычисления демонстрируют, что для полета к границам Галлактики хватит нескольких микрограммов (максимум 10-ов микрограммов) антипротонов. Если сделать новые технологии получения этих античастиц, повысив нынешний КПД в тыщу раз, а заодно решить делему их долгого хранения, то для 1-го полета хватит часовой, а то и минутной работы всех электрических станций планетки. Не исключено, что когда-нибудь население земли пойдет на такие издержки.


Как дела насчет взрывчатки? В 2004 году в южноамериканскую печать просочились сведения, что командование ВВС изучает возможность сотворения бомбы на антиматерии. Эта шумиха скоро заглохла, тем паче что Пентагон отказался ее комментировать. Все же совсем разумеется, что боевая антивзрывчатка, невзирая на всю свою мощь, не имеет смысла. Полная аннигиляция грамма антипротонов (а это неограниченное количество!) с граммом протонов выдаст на-гора около 43 кт - мощность не в особенности большой атомной бомбы. Про сравнительную цена того и другого метода можно даже и не гласить. Так что полную возможность самоуничтожения население земли имеет и без всякой антиматерии.


А вот где антиматерия вправду уже служит населению земли - так это в медицине. Античастицы в лице позитронов издавна работают в позитронных эмиссионных томографах. Источниками этих частиц служат некие короткоживущие изотопы, такие как углерод-11 и кислород-15. В последние годы излучатели позитронов употребляют и в материаловедении.





Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments