Conversión total (fuente de energía) - Total conversion (energy source)
En algunas historias de ciencia ficción , la conversión total puede significar una conversión mayor o completa de materia en energía, o viceversa en alguna proporción de E = mc 2 .
Conversión de energía a materia
Producción de positrones y electrones : para fotones de alta energía ( escala MeV y superior), las colisiones fotón-fotón pueden convertir eficientemente la energía del fotón en materia en forma de positrón y electrón:
Producción de protones y antiprotones : la materia convencional está formada por protones y electrones, y los electrones tienen una masa insignificante en comparación con los protones. Un modelo convencional para producir protones a partir de energía son los protones de rayos cósmicos de energía extremadamente alta que chocan con núcleos en el medio interestelar, a través de la reacción:
pag
+ A →
pag
+
pag
+
pag
+ A. (A representa un átomo, pa un protón y
pag
un antiprotón.) Una parte de la energía cinética del protón inicial se utiliza para crear dos núcleos adicionales: otro protón más un antiprotón.
Conversión de materia a energía
Las reacciones nucleares convencionales, como la fisión nuclear y la fusión nuclear, convierten cantidades relativamente pequeñas de materia solo indirectamente en energía útil, como la electricidad o el empuje de un cohete. Para la producción de electricidad, la energía nuclear liberada en forma de calor se usa típicamente para hervir agua para hacer girar una turbina-generador.
Posiblemente, la materia se convierte casi por completo en energía en los núcleos de las estrellas de neutrones y los agujeros negros mediante un proceso de colapso de los núcleos que da como resultado: protón → positrón + 938 MeV, lo que da como resultado un chorro de positrones-electrones> 450 MeV. Los núcleos traza arrastrados por un haz de este tipo alcanzarían una energía aproximada de (masa del núcleo / masa del electrón) × 450 MeV, por ejemplo, un átomo de hierro podría alcanzar unos 45 TeV. Un átomo de hasta 45 TeV impactando un protón en el medio interestelar debería resultar en el proceso p + A descrito anteriormente.
El plasma de iones -electrones o positrones-electrones con confinamiento magnético teóricamente permite la conversión directa de la energía de las partículas en electricidad mediante la separación de las partículas positivas de las negativas con deflexión magnética. La conversión directa de energía de partículas en empuje es teóricamente más simple, simplemente requiere dirigir magnéticamente un haz de plasma neutro. Presentar la producción de laboratorio de haces relativistas de positrones-electrones de 5 MeV imitan a pequeña escala los chorros relativistas de estrellas compactas y permiten estudios a pequeña escala cómo los diferentes elementos interactúan con haces de positrones-electrones de 5 MeV, cómo se transfiere la energía a las partículas, el efecto de choque de estallidos de rayos gamma , y posible empuje directo y generación de electricidad a partir de plasmas neutros. Los plasmas de laboratorio de positrones-electrones podrían ser útiles para estudiar chorros estelares compactos y otros fenómenos. Sin embargo, la generación de empuje o la separación magnética de haces neutrales para la generación eléctrica probablemente solo serán útiles si existe un proceso continuo práctico para generar plasma neutro mediante reacciones nucleares.
Referencias
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