에너지 1에 대한 직접적인 물질을 얻는 경우: 헬륨 폭탄 (2023)

Joseph Friedlander의 게스트 기사

제어된 방식의 열핵 발전이 너무 어려워서 실제로 물질을 직접 소멸시키고 대신 사용하는 것이 더 쉽다면 어떨까요?

어떤 의미에서 그것은 반물질이나 블랙홀을 작은 미터 크기로 자유롭고 편리하게 사용할 수 있다면 "오늘"(약 6-12년의 대규모 엔지니어링 노력 후) 발전소를 건설하여 저렴하게 사용할 수 있기 때문입니다. 아아, 그 경이로움은 그렇게 이용 가능하지 않으므로 우리는 할 수 없습니다. (기술적으로 말하면, 그것들 각각은 융합을 촉발할 수 있으므로, 그들의 부족은 멋진 미래 기술 사람들뿐만 아니라 융합 사람들에게도 고통을 줄 것입니다)

손쉬운 취급을 위한 고전적인 반물질은 반철이었습니다. (SF에서. 실생활에서 우리는 반수소 1을 얻게 되어 기쁩니다)
우리가 좋은(매우 좋고 매우 차가운) 진공에 매달린 철 56을 철 56에 스냅 변환할 수 있다면 오, 이런. 공중에 떠 있는 반철 분진은 많은 공상과학의 꿈과 악몽을 가능하게 만들 것입니다. 우리가 마법처럼 수소 1의 작은 흐름을 반수소 1로 측정할 수 있다면 우리는 기본적으로 지금 당장 반물질 원자로를 갖게 될 것입니다(감마선은 말할 것도 없고소형 발염 장치). 그러나 우리는 그렇지 않습니다.

A.A. 교수의 샘플 논문. 마이크로 블랙홀이 있는 경우 놀라운 양의 에너지를 생산할 수 있는 방법에 대한 Bolonkin
http://vixra.org/pdf/1309.0200v1.pdf

많은 사람들(그들 중 로버트 A. 하인라인)은 막을 수 없는 방사능 골칫거리가 있는 핵분열과 점화, 지속적인 제어 가능한 화상 및 중성자 문제가 있는 핵융합보다 더 나은 것이 있어야 한다고 확신했습니다. 그는 우리가 핵을 진정으로 이해하게 되면 편리한 패키지에 담긴 원자력을 갖게 될 것이라고 말했습니다.

처음에는 통제되지 않은 방식으로, 그 다음에는 통제된 방식으로 물질을 에너지로 직접 전환할 수 있는 능력을 얻게 된다면 어떨까요? 세상은 변하지만 그 변화가 얼마나 유용한지는 우리가 사용하는 하드웨어의 실용성에 달려 있습니다.
하드웨어가 실용적이라면 세상이 어떻게 변할지 봅시다.
다음은 작동하는 하드웨어가 나오지 않는 한 실제 물리학과 혼동하지 않는 순위 추측입니다.명확하게 표시된 판타지 물리학의 연습으로 생각하십시오.

물리학 법칙에 얇은 덮개가 덮여 있어 아직 아무도 발견하지 못한 숨겨진 구멍이 있다고 가정해 보겠습니다. 그게 무슨 뜻입니까?

U-235와 Pu-239가 알려져 있지만 연쇄 반응을 지속할 수 있는 핵분열 가능한 동위원소가 무엇인지 인식하지 못하는 세상을 상상해 보십시오. 물론 한때는 그랬다. 그런 세상에서 원자력을 개발하는 것이 얼마나 어려울지 상상해 보십시오.

이제 그것이 뒤늦게 발견되었고 광범위한 군사, 공학 및 정치적 결과가 발생했다고 상상해보십시오. 당시 알려진 물리학 법칙의 숨겨진 구석이 발견되기를 기다리고 있는 숨겨진 기술 보물을 숨겼기 때문입니다.

그래서 여기에 환상적인 부분이 있습니다. 특정 조건에서 내가 '스냅 변환'이라고 명명한 문제의 전환을 촉발하는 것이 가능합니다(어렵긴 하지만).

왜 그 이름입니까? 인구 역전과 비슷하지만 다른 어떤 변화의 파동이 변환될 질량('반응물')을 순식간에 관통하기 때문입니다. 전이의 전멸 및 기타 끔찍한 결과가 뒤따를 수 있는 것보다 더 빠릅니다. 마치 항상 그랬던 것처럼 한 조건에서 다른 조건으로 스냅됩니다. 그것은 물질로 시작하여 반물질에 스냅하고 그 시점부터 컨테이너의 일반적인 비 반응 물질을 소멸시킵니다.

이 기사에서 우리는 제어되지 않은 폭주 반응(폭탄)에서 일어날 일을 고려합니다. 나는 모든 물질을 소비할 수 있는(그리고 잠재적으로 지구를 소비할 수 있는) 제한 없는 반응에 대해 말하는 것이 아니라, 오히려 특수하고 제한된 반응 물질 풀에서 폭주하는 반응에 대해 말하는 것입니다.

미래의 기사에서 내가 그것에 도달하면 특정 Boron 11-보다 소멸 원자로에서 전류 흐름을 직접 유도하는 훨씬 더 복잡한 작업을 수행하는 DARE 원자로 – 직접 소멸 원자로 (전기)라고 부를 수있는 것을 고려합니다. 수소 1 원자로 설계.

샘플 견적:
http://www.ibiblio.org/lunar/school/InterStellar/Explorer_Class/Bussard_Fusion_systems.HTML
표준 원자로 설계에서는 p+11B(수소 및 붕소-11)를 연료로 사용하는 것을 논의했습니다. 이는 방사선이나 중성자로 에너지를 방출하지 않고 융합하기 때문입니다. 반응의 모든 에너지는 방출된 하전 입자의 운동 에너지에 포함됩니다. 핵융합 반응이 전압 구배 또는 고속 하전 입자의 운동 에너지를 직접 전기로 변환하는 다른 시스템으로 둘러싸인 경우. 거의 모든 에너지(약 98%)를 전기에 직접 사용합니다. 엄청나게 작고 단순한 전기 발전기 만들기.

(Friedlander가 다시 여기에 있습니다. 이러한 스냅 변환 원자로에 대한 중간 접근 방식은 열을 사용하여 물 또는 초임계 CO2를 끓이는 것입니다. 이 프로세스는 엄청난 전력 손실(종종 2 /3 ) 열을 낭비한 다음 설치 및 기계의 전체 열 변환 제품군을 상각해야 합니다. 따라서 전력은 직접보다 최대 5-10배 더 비쌉니다.) 그러나 일반적으로 폭탄은 원자로가 일정한 속도로 전력을 측정하려고 시도하는 동안 한 번에 빠르게.

제어되지 않은 방식으로 물질을 에너지로 직접 변환하는 능력은 폭발 장치 또는 폭탄에 해당합니다. 이것은 군용으로 사용될 수 있지만 일상적인 상업적 사용을 위해 값비싼 군용 규격 방식으로 설계될 필요는 없습니다.

• 안전 인터록, 충격 열 제어(깊은 지하 배치를 위해 매우 정교할 수 있음), EMP, 압력, 전기 및 기타 격리 구역(충돌 구역 포함)과 같은 강력하고 값비싼 일반적인 배치 특성을 갖는 외부 어셈블리가 있습니다. 다중 퓨즈, 항공 운송 탄약인 경우 링 세일 낙하산 등. 당신이 원하지만 실제 폭탄의 일부가 아닌 것은 단지 그것의 지원 인프라입니다.
• 외부 어셈블리에서 시작 신호를 받는 내부 어셈블리가 있습니다. 이것 역시 외부 부분(내부 듀어를 채우기 위한 외부 희생 듀어 및 기타 현장 유지보수 부품을 포함할 수 있음)과 현재 장치와 유사하게 '물리학 패키지'인 내부 부품을 가지고 있습니다. 이것은 충족되지 않으면 장치가 작동하지 않는 정확한 구성 요구 사항으로 인해 주요 시설, 창고 수준 이상에서만 유지 관리할 수 있는 부품입니다.
• 폭발 요구 사항이 시작되고 충족되면 제어되지 않은 반응의 가상 이벤트 시퀀스는 다음과 같습니다.
• 반응물은 (합리적으로) 순수한 동위원소입니다. 왜냐하면 저는 우리가 안전한 우주에 살고 있다고 믿기 때문입니다. 폭주 물질 소멸 반응이 촉발되기 쉽고 일반적이라면 우리는 여기에 있지 않을 것입니다.https://en.wikipedia.org/wiki/Anthropic_principle따라서 발견되지 않은 반응은 발생하기 복잡하고 흔하지 않지만 일반적인 공급원료 동위원소에 대한 작업을 희망합니다.
• 어떤 바보가 철물점에서 뒤에 못이 박힌 장치를 살 수 있다고 상상해 보세요. 일반 물질 더미에 망치를 쳐서 100만 분의 1의 비율로 반경 5미터 내에서 폭발할 수 있습니다. – 다시 말해서 자갈, 모래, 건초, 당신이 싫어하는 사람이 있는 건물 등 일상적인 물질 더미에서 나오는 평범한 TNT의 힘에 관한 것입니다. 반경 5m는 제한을 두기 위한 것일 뿐입니다. 폭주하는 통제되지 않은 폭발이 대륙을 집어삼킬 수 있다면 그게 그녀가 쓴 전부입니다. 그러나 내가 준 반경조차도 기본적으로 1달러와 망치를 가진 어떤 바보라도 이것을 할 수 있습니다.
• https://en.wikipedia.org/wiki/Operation_Sailor_Hat

각각의 "세일러 모자" 테스트는 테스트 대상 선박에 가까운 Kahoʻolawe 해안에서 폭발한 20 x 40피트 500톤(450t) TNT 고폭탄을 돔에 쌓은 것으로 구성되었습니다.저울의 오른쪽에 있는 남자를 주목하십시오.왼쪽의 배를 주목하십시오.이것이 W-54의 산출량입니다. 이제 그가 똑딱 거리면 스위치 블레이드처럼 그것을 꺼내는 흥분한 소년의 주머니에 그것을 상상해보십시오.

미친 개인이 보편적으로 사용할 수 있는 능력이 있다면 문명이 살아남을 수 있을지 매우 의심스럽습니다. (내 자신의 논문에 대한 반대 증거: 1900년에서 1930년 사이에 당신은 X선관과 다이너마이트, 산과 독을 친근한 모퉁이 철물점에서 공개적으로 구입할 수 있었습니다. .).

이제 그 가상의 철물점 기폭 장치가 백만 배 더 강력한 폭주 반응, 즉 연료 공급의 한계까지 물질의 폭주 분해 및 소멸, 즉 지구와 그 대기를 발화시키도록 합시다.명왕성살아남을 것이다. 태양 자체는 1초에 40억 kg의 물질만 소멸시키고 지구는 6조 kg 정도입니다. 1초 안에 발생한다면 태양의 출력은 1500조 배입니다.남성,똑똑하다!

반응이 효율적으로 진행된다면 반응은 연료가 제한됩니다. 바닥 상태의 원자만 변환되어 소멸되므로 이론적으로 폭발 후 나머지 92%도 언젠가 다시 포착되어 연소될 수 있습니다.

시간이 지남에 따라 태양계의 25%(현재 시스템에 있는 헬륨-4 질량 - 태양의 유효 수명이 끝날 무렵 크게 증가할 것임) - 연료로 태울 수 있는 모든 것, 수조 년의 연료를 수십억 년의 중수소 연료에 반대https://en.wikipedia.org/wiki/Deuterium태양계에 존재. 따라서 이 능력은 우리 종을 위협할 수 있지만 수명을 크게 연장할 수도 있습니다.

스냅 변환이 너무 느리면 반응물이 바닥 상태를 잃고 반응이 사라집니다.

반응물이 분산되고 반응이 듀어의 한계에 도달할 수 없습니다... 이것은 피즐 수율과 동등한 소멸입니다. 초유체 담금질이 발생하면 장치 작동이 중지될 수 있습니다. 많은 실패 모드가 있습니다.

1945년에는 20킬로톤의 원자폭탄이 큰 화제였습니다.

1955년에 쉽게 20메가톤의 수소 폭탄이 새로운 공상 과학의 꿈이 실현되었습니다. 거대한 허리케인이나 화산의 힘, 공중 이동형.. 결과적으로 빠른 중성자를 가진 U 238의 - 그런 이유로 일부 사람들은 수소 폭탄을 초폭탄 또는 U-폭탄이라고 부르기를 원했습니다.)

196X년까지 소멸 폭탄이 1톤의 물질을 완전히 소멸시켜 20기가톤의 생산량을 제공할 것이라는 일종의 공상 과학 소설의 기대가 있었습니다.

여기에서 가정된 헬륨 폭탄이 오랫동안 지연된 공상 과학 소설의 기대를 충족시킬 수 있을까요?

최소 8톤의 헬륨이 필요합니다. 헬륨 가격을 kg당 $60로 추정하면 $480,000입니다. 그것은 각각의 증발 후에 재활용되거나 교체되어야 합니다. 이것은 300,000리터 듀와르에 포장되어 있습니다. 이 작은 경우의 숫자를 실행하려면 큰 버스 몇 대 크기의 엄청난 듀어가 필요합니다. (헬륨이지만 그렇게 무겁지는 않지만 그것을 운반하려면 점보 제트기가 필요합니다. 또는 잠수함이 필요할 수도 있습니다.) 궤도를 돌 수는 있지만 위성 자체에 냉동 플랜트가 필요합니다.
그럼에도 불구하고 그러한 폭탄은 제작될 수 있지만 대형 수소 폭탄도 제작될 수 있으며 그 대형 폭탄은 제작된 적이 없습니다. 대부분의 사람들은 억제 가치를 얻기 위해 20기가톤 장치가 필요하지 않습니다. 그것이 900마일(1500km)까지 궤도를 돌거나 마그마 저수지를 통해 바다 밑바닥으로 운반된다면 단순히 발화 온도에 도달할 영역(아마도 900마일 원) 때문에 엄청난 위협이 될 것입니다. ) 또는 지구상에 새로운 화산 지역을 여는 알려지지 않은 지질학적 결과의 위협.http://news.sciencemag.org/earth/2015/04/two-huge-magma-chambers-spied-beneath-yellowstone-national-park나는 20기가톤이 상부 옐로스톤 마그마 챔버를 깨뜨리기에 충분한지 확신할 수 없지만 만약 그렇게 한다면 그 대상은 알 수 없는 압력의 마그마 10,000 입방 킬로미터입니다. 나는 위험을 감수하고 싶지 않습니다. 여전히 20기가톤 장치의 에너지는 대지진보다 훨씬 크지 않습니다.https://en.wikipedia.org/wiki/Megathrust_earthquake1755년 리스본 지진은 약 30기가톤이었다.http://nidm.gov.in/easindia2014/err/pdf/earthquake/earthquakes_measurement.pdf어쨌든 기록된 가장 큰 지진은 200기가톤 이하 범위에 있는 경향이 있습니다. 물론 이것은 1000명의 이 아기들과 싸운 전쟁의 끔찍한 생각을 고려하지 않고 단발에 대해 논의하고 있습니다. 우와. 방사선이 요인이 아니더라도 성층권 먼지와 질소 산화물과 같은 핵겨울은 오존층 파괴(결코 고갈되지 않고 엄청난 감소)를 촉발했으며 질소 산화물은 산성비를 촉발했습니다.
그래서 우리는 전쟁에 대한 몇 가지 가능성에 대해 다루었습니다. 이제 훌륭한 엔지니어링 작업에서 평화적으로 사용할 가능성은 무엇입니까?

공학적 목적을 위해 이 가상 시스템에 대한 한 가지 좋은 점이 있습니다. 핵분열 생성물이 없고 삼중수소 낙진이 없으며 활성화 낙진이 다소 적습니다.

하지만 우리의 새로운 놀이 친구

여전히 우리와 함께 있기 때문에 우리가 얼마나 빨리 사용할 수 있는지에 대한 제한이 있습니다. 반면에 세단이 1962년에 발사된 후 1주일 후에 셔츠 소매를 입고 "분화구 가장자리에 서 있어도" 안전하다고 합니다. 참고로 저는 "분화구 바닥에서 모래 레슬링 챔피언십 시합을 하라"고 말하지 않았습니다. 나는 감마 방사선만으로 활성 낙진 분석을 수행한 경험이 없습니다. 이 기사의 목적을 위해 나는 수명이 긴 제품이 없을 것이라고 가정하고 즉시 분화구에 들어가는 것은 건강에 좋지 않지만 일주일 후에 그곳에서 농사를 지을 수 있습니다. 독자가 다르게 계산하는 경우 아래에 의견을 말하십시오. 좋은 판타지 물리학 기사는 전제에 대한 판타지가 두 개가 아니라 하나입니다.

헬륨 폭탄의 민간 용도는 무엇입니까?
아이러니하게도 출력이 감마 범위에 있기 때문에 X선보다 낫습니다. 지하 폭발이 허용된다면 한 가지 용도는 D-D 융합을 트리거할 것입니다. 이는 헬륨 가격이 킬로그램당 $50(수율이 kg당 7백만톤)이고 D-D 융합 듀테륨이 킬로그램당 $500이고 킬로그램당 82.5킬로톤인 경우 헬륨이 여전히 약 100배 더 저렴하다는 것을 의미합니다. 그래서 값싼 물건이 어떻게 될지 누가 알겠습니까? 하지만 중성자 조사 문제가 다시 발생합니다. 그러니 무시합시다. 한편 이것은 다시 군측으로 피드백된다. 작은 힘으로 대형 D-D 폭탄을 작동시키는 헬륨 폭탄 기폭 장치를 만들 수 있습니까? 그것은 핵분열 물질도 번식시킬 수 있습니다. 또는 헬륨 폭탄이 작동하고 D-T 융합이 작동하는 경우 D-T 원자로용 삼중수소를 번식시키고 핵분열 원자로에서 삼중수소를 공급받는 것을 원하지 않습니다.

https://en.wikipedia.org/wiki/Project_PACER
http://www.ralphmoir.com/pacer/Project Pacer에 대한 훌륭한 PDF(핵폭탄은 D-D 융합을 유발하고 토륨과 리튬을 조사하여 U-233과 삼중수소에 1기가와트 이상의 에너지를 더합니다. 핵분열 원자로가 아닌 '버너'인 핵분열 원자로를 위한 실용적인 핵융합과 많은 동위원소가 설계되었습니다. 안전하고 콤팩트하지만 중성자 생산적이지는 않습니다.
http://www.ralphmoir.com/wp-content/uploads/2012/10/pracFus91.pdf
핵폭탄용 핵분열 물질이 1000달러 미만입니까? 아니면 전체 폭탄 자체를 위해서라도? 헬륨 폭탄이 그렇게 싸게 만들어지고 D-D 중성자 소스를 폭발시킬 수 있다면 작동하는 DARE 원자로(위) 없이도 기본적으로 영원히 청정 에너지를 가능하게 할 수 있습니다. D-D는 수십억 년 동안 사용할 수 있다는 의미에서

그로브스 장군의 견해로는

소련 정부는 한때 시베리아에서 담수를 버려 북극해에 버려지는 북쪽으로 흐르는 강을 우회하여 카스피해로 가져오는 것을 고려했습니다(더 큰 프로젝트는 아랄해를 다시 채웠을 수도 있습니다). 정부가 지리를 바로잡을 수 있다면 세계는 빠르게 낯선 곳이 될 것이지만 부작용이 있을 것입니다. 항상 있습니다. 그리고 그러한 힘을 가진 사람들도 직면하게 될 한계도 있습니다. 예를 들어, 히말라야 산맥을 가로지르는 것은 확실히 효과가 없을 것입니다. (깊은 퇴적층을 발견하면 생각이 날 수도 있음)

차르 폭탄이나 더 큰 완전 청정 폭탄을 사용하면 0.5km 아래에 있는 깊은 광석 퇴적물을 발견할 수 있습니다. 그 또는 훨씬 더 작은 폭탄으로 Wang Bullet 또는 Orion과 같은 다른 충동적인 우주 발사 시스템은 장치의 깨끗함을 고려할 때 다시 한 번 가능성이 있습니다.

물론 문제는 지진이다. 이란 정부는 테헤란에 항구와 남쪽 해안으로 가는 운하를 줄 수 있지만 그것은 이미 세계에서 가장 지진이 발생하기 쉬운 국가 중 하나인 테헤란에 대규모 지진을 의미할 것입니다.

헬륨 가용성 또는 공급 제한이 흥미로운 영향을 미칠까요? 헬륨의 세계 공급은 확실히 제한적입니다. 그러나 리터당 25달러라고 합니다. 킬로그램당 $200, 100킬로그램당 $2500, 수확량은 7메가톤입니다. 이 기사의 추론적 틀에 따르면 연료만 기가톤당 357,000달러라고 말할 수 있습니다. DD 연료 1기가톤은 킬로그램당 500달러 606만 달러(100% 연소, 연료 12톤 가정)