Domanda:
antimateria aiutoooooooooooo?
Tommy
2011-06-29 11:17:58 UTC
Se una parte di antimateria si annichilisce a contatto con della materia ordinaria, tutta la massa delle particelle ed antiparticelle annichilite viene convertita in energia. Questo processo permetterebbe di ottenere enormi quantità di energia da quantità molto piccole di materia ed antimateria, al contrario di quanto avviene invece per le reazioni nucleari e chimiche, dove a parità di massa di combustibili utilizzati viene prodotta una quantità di energia molto più piccola. La reazione di 1 kg di antimateria, con 1 kg di materia produce 1,8×1017 J di energia (in base all'equazione E=mc²). Per contro, bruciare 1 kg di petrolio fornisce 4,2×107 J, mentre dalla fusione nucleare di 1 kg di idrogeno si otterrebbero 2,6×1015 J. In altre parole, l'annichilazione della materia con l'antimateria produce circa 70 volte l'energia prodotta dalla fusione nucleare dell'idrogeno in elio e quattro miliardi di volte l'energia prodotta dalla combustione del petrolio.

Data la scarsità dell'antimateria in natura, l'antimateria non è una valida fonte di energia. Generare un singolo atomo di antimateria è immensamente difficile e dispendioso. Sono necessari acceleratori di particelle ed enormi quantitativi di energia, enormemente superiori a quella rilasciata dopo l'annichilazione con la materia ordinaria, rendendo di fatto l'impresa poco conveniente. A meno che non vengano scoperte fonti naturali di antimateria o non si trovi un processo efficiente di produzione della stessa e per la sua conservazione per tempi lunghi, evitando che si annichilisca con la materia che ne costituirebbe il serbatoio, il suo possibile sfruttamento rimarrà più che altro una mera curiosità scientifica.

A livello teorico, dato che l'energia prodotta dall'annichilimento materia/antimateria è nettamente superiore a quella prodotta da altri sistemi propulsivi, il rapporto tra peso del carburante e spinta prodotta sarebbe estremamente vantaggioso. L'energia ottenibile dalla reazione di pochi grammi di antimateria con altrettanti di materia sarebbe sufficiente a portare una piccola navicella spaziale sulla Luna.


cosa ne pensate ? ( mi riferisco soprattutto ai pilastri della categoria ) by adolescente_quantistico
Sei risposte:
antoniom20011
2011-06-29 14:34:04 UTC
A perte il fatto che questa domanda l'avrei proposta più nella sezione di fisica che non in quella di astronomia, a parte il fatto che ho letto con interesse la domanda, io vorrei esprimere il parere di un ingegnere meccanico.

Ci sono principalmente due cose che vorrei dire.

La prima te la hanno già detta e anzi se tu stesso che ne sei consapevole: il costo di produzione dell'antimateria in termini energetici probabilmente è maggiore di quello che poi l'antimateria reagendo ti potrà dare (comunque questo è da vedere bene perchè quando faccio la reazione non consumo solo l'antimateria, ma anche una corrispondente quantità di materia per cui potrebbe anche essere che alla fine la trasformazione sia economicamente sfruttabile). Insomma creo in laboratorio una massa M di antimateria consumando una energia E ma ne faccio reagire una pari a 2M ottenedo una energia che certamente sarà minore di 2E, c'è però da vedere se sarà minore o maggiore di E.

Ma, dove può essere sfruttata una reazione di annichilimento dell'antimateria? Non penso che si possa fare tranquillamente su una piccola navicella. Se le energie in gioco sono molto alte, addirittura più alte anche di quella della reazione di fusione nucleare, mi aspetto delle temperature decisamente alte, anzi tanto alte da non poter essere sopportate da nessun materiale. Lo stesso problema lo sia ha con la reazione di fusione dove si è pensato ad un confinamento magnetico e questo non credo che sia ancora stato realizzato nemmeno in un impianto prototipo, ma comunque se lo dovesse essere parliamo di un impianto fisso di certe dimensioni,non di una piccola navicella.

In sintesi i processi che danno quantità di energia enormemente concentrate in piccoli volumi pongono dei problemi di gestione del processo che non possono essere risolti su piccoli vicoli, ma richiedono impianti di certe dimensioni.
?
2011-06-29 19:01:12 UTC
L'annichilimento tra materia e antimateria e forse il modo più costoso e insicuro di produrre energia, per produrre antimateria serve una considerevole energia nell'ordine dei TeV, inoltre bisogna confinarla e anche questo consuma energia, per poi trasformare l'energia emessa dall'annichilimento nella forza propulsiva e anche per questo si consuma una parte di energia che finisce in calore.

A fronte di un un'energia enorme prodotta per una piccola quantità di materia avremo un costo ancora maggiore di energia. Il confinamento dell'antimateria è perdipiù rischioso se venisse meno la forza che contiene l'antimeteria annichilirebbe tutta insieme con la materia presente ovunque.

Il migliore compromesso costo beneficio resta la fusione nella quale abbiamo solo il costo del contenimento e della trasformazione e se la reazione per qualche motivo mancasse il contenimento non farebbe altro che spegnersi.



Certo la fusione converte una minor parte di materia in energia ma da qui a dire che è poca ce ne vuole soprattutto considerando in che cosa consistre il suo combustibile
Avantimieiprodi
2011-06-29 18:31:21 UTC
Aspettando i pilastri, provo a rispondere.

A me sembra corretto. Il discorso non fa una grinza.

Quando dici "pochi grammi" a quanto ti riferisci? Adesso io non ho fatto i calcoli, ma penso che per andare e tornare dalla Luna almeno un etto di antimateria ci voglia.... però non ho svolto i calcoli, la mia è una cifra "buttata lì". Comunque in linea di massima credo sia tutto corretto e ben esposto
victorsalisgrave
2011-06-30 05:53:13 UTC
1) l'annichilimento m/am nonè 'parziale'. E' totale. Pertanto, il solo modo per gestire un motore am sarebbe di disporre di numerosi compartimenti a sottovuoto totale con potenti campi magnetici di contenimento

2) una QUALUNQUE malfunzione di tale dispositivo, non importa quanto insignificante, comporterebbe il contatto fra materia ed antimateria, con distruzione totale del motore e dell'astronave. Tanto vale usare un motore a energia nucleare per spingere il mezzo.
Thor
2011-06-29 21:03:55 UTC
il tuo discorso teoricamente non fa una piega, salvo che nelle "quantità"... il problema potrebbe porsi SOLO SE trovassimo una fonte da cui estrarre antimateria in modo economico.

A questo punto, potremmo pensare alla tecnica di contenimento e susseguente sfruttamento.



Attualmente, per il contenimento siamo arrivati ai 16 minuti, ma la quantità contenuta è irrisoria: in pratica, non ci fai nulla!



Se manca la materia prima, perchè indagare su come sfruttarla in quantità notevoli? Non ha senso.
2011-06-29 18:25:42 UTC
oddio..


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