Tenía que decirlo / Físico/a de partículas o nuclear, tenía que preguntarte una duda, puesto que la cuarentena me está haciendo leer mucho. ¿No se podría crear un combustible nuclear que aparte de producir energía por la fisión, estuviera formado por isótopos que se desintegran emitiendo electrones (beta negativa) y positrones (beta positiva) para que se aniquilen y emitir más energía gamma aún?
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Enviado por don_stracci el 9 may 2020, 20:36 / Varios

Físico/a de partículas o nuclear, tenía que preguntarte una duda, puesto que la cuarentena me está haciendo leer mucho. ¿No se podría crear un combustible nuclear que aparte de producir energía por la fisión, estuviera formado por isótopos que se desintegran emitiendo electrones (beta negativa) y positrones (beta positiva) para que se aniquilen y emitir más energía gamma aún? TQD

#1 por lila_
13 may 2020, 00:08

Javier SantaOlalla, te llaman.

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#2 por merula
13 may 2020, 00:11

Joder, entiendo una palabra de cada 3

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#3 por theyulius
13 may 2020, 00:18

El problema de este tipo de cosas es que cuesta muchísima energía, es mas costoso de lo que genera.
Además... Creo, solo creo, que lo que describes es una mezcla entre reactor de fusión y fisión, algo que no es posible.
Si me estoy equivocando por favor que se me corrija

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#4 por cachorrodemente
13 may 2020, 00:19

¿Y no será más fácil preguntarlo en un foro de gente entendida de ésto? Desde luego a mí no me mires, me dices que te lo has inventado y te creo. xD

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#5 por blackdracko
13 may 2020, 01:02

Soy químico, no físico pero te puedo dar mi punto de vista puesto que he estudiado bastante la estabilidad de los isótopos radiactivos. Lo veo difícil, en el sentido de que cuando bombardeascon neutrones a un material fisible lo natural es que los isótopos resultantes tiendan a un estado de minima energía, es decir isótopos estables o semiestables, mientras los neutrones sobrantes propagan la reacción. Parece mentira pero la física y la química con todo lo que tienen son ciencias muy jóvenes en lo que se trata de las manipulaciones que podemos hacer los humanos, por lo que dependemos mucho de que los procesos sean ya favorables de por si y nosotros solamente dar un empujoncito para que passen.

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#6 por rastafiuri
13 may 2020, 01:36

#5 #5 blackdracko dijo: Soy químico, no físico pero te puedo dar mi punto de vista puesto que he estudiado bastante la estabilidad de los isótopos radiactivos. Lo veo difícil, en el sentido de que cuando bombardeascon neutrones a un material fisible lo natural es que los isótopos resultantes tiendan a un estado de minima energía, es decir isótopos estables o semiestables, mientras los neutrones sobrantes propagan la reacción. Parece mentira pero la física y la química con todo lo que tienen son ciencias muy jóvenes en lo que se trata de las manipulaciones que podemos hacer los humanos, por lo que dependemos mucho de que los procesos sean ya favorables de por si y nosotros solamente dar un empujoncito para que passen.@blackdracko pareces mi hermano xD

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#7 por elchipprodigioso
13 may 2020, 06:30

Vamos por partes.
Primero, los isótopos que se pueden utilizar para la fisión nuclear son unos muy determinados. No vale cualquier nulceón tocho. Ten en cuenta que se requieren muchos parametros como que la energía de unión por nucleón sea lo suficientemente grande como para darnos energía, pero lo suficientemente pequeña como para poder romper los nucleones sin necesitar todo el LHC para ello, aparte de otros temas de logística. Esto ya te limita qué nucleones puedes usar. Entre ellos, el famoso uranio enriquecido, el 235U, o el 232Th, 239Pu, 90Sr, 210Po, entre otros. Obviamente, la cantidad de electrones que se genera está limitada por los nucleones usados.
Segundo, y más importante: la energía producida por cada fisión de un núcleo es aproximadamente de unos 200 MeV. Por comparación, la masa de un electrón (y por ende, de un positrón), es de 0.5 MeV. Incluso las energías alcanzadas por los electrones en los actuales aceleradores suele variar entre los 6 a 24 MeV. Como ves, es una mínima parte comparada con la energía de los nucleones.
Tercero, el diseño de las centrales nucleares debe estar mucho más atento a los neutrones que aparecen, para que ellos no se convierta en una bomba atómica. Si se intentara aprovechar la energía de la pareja e+e-, deberían producirse los elementos para provocar su choque y posterior aniquilación. Para ello, se necesitaría converger un haz de partículas primero, mediante intensos campos magnéticos, y hacerlos colisionar en las condiciones y proporciones adecuadas para recoger la energía. Básicamente, estarías construyendo un colisionador de partículas dentro de un reactor nuclear. Como puedes imaginar, logísticamente esto sería muy díficil y costoso logísticamente para aprovechar un cantidad relativamente despreciable de energía, como hemos visto en el punto dos. Dicho de otro modo, no vale la pena.

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#8 por xdurgax
13 may 2020, 06:49

Bueno tu quieres que estalle la tierra subnormal, tienes idea de lo peligroso que sería ir por ahí con un colisionador de partículas?

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#9 por silvernorth
13 may 2020, 08:19

Diria que un profesor mío dijo algo similar y alegó que sería bastante mala idea. Aunque apenas entendí la mitad. Ahora, escuché hace unos años que la solución es la energía toroidal, pero que no interesa...Aunque, no tengo ni p*** idea, solo digo lo que escuché hace un tiempo

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#10 por iamnotarobotdude
13 may 2020, 09:15

Parece que no habéis aprendido nada de Bruce Banner. Seguid, seguid jugando con los rayos Gamma

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#11 por wagnerin
13 may 2020, 09:31

Aunque no he estudiado física (por favor, que se me corrija si digo alguna barbaridad) sé que hay pruebas médicas en las que se inyectan isótopos emisores de positrones en el cuerpo humano para observar el metabolismo a través de la detección de los dos rayos gamma resultantes de la aniquilación. Teniendo en cuenta la enorme cantidad de átomos radiactivos que se le inyectan a cada paciente, si esa aniquilación positrón-electrón produjese una cantidad de energía suficiente como para usarse como combustible, se describirían los efectos secundarios que se producirían tras su inyección, aunque fuese un ligero aumento de temperatura, pero no hay nada descrito al respecto. Así que me parece que la cantidad de energía de esos fotones es despreciable con respecto a la que se produce en la reacción en cadena mediante la fisión de átomos bastante más pesados.

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#12 por don_stracci
13 may 2020, 11:03

#8 #8 xdurgax dijo: Bueno tu quieres que estalle la tierra subnormal, tienes idea de lo peligroso que sería ir por ahí con un colisionador de partículas?@xdurgax En Ginebra hay un Gran Colisionador y de momento el mundo existe.

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#13 por don_stracci
13 may 2020, 11:05

#5 #5 blackdracko dijo: Soy químico, no físico pero te puedo dar mi punto de vista puesto que he estudiado bastante la estabilidad de los isótopos radiactivos. Lo veo difícil, en el sentido de que cuando bombardeascon neutrones a un material fisible lo natural es que los isótopos resultantes tiendan a un estado de minima energía, es decir isótopos estables o semiestables, mientras los neutrones sobrantes propagan la reacción. Parece mentira pero la física y la química con todo lo que tienen son ciencias muy jóvenes en lo que se trata de las manipulaciones que podemos hacer los humanos, por lo que dependemos mucho de que los procesos sean ya favorables de por si y nosotros solamente dar un empujoncito para que passen.@blackdracko Y es lo que hacen los productos de fisión, desintegrarse por miles de años hasta alcanzar un isótopo estable. Pero por lo que sé para eso liberan neutrones, yo quiero saber lo de los electrones y positrones.

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#14 por don_stracci
13 may 2020, 11:16

#7 #7 elchipprodigioso dijo: Vamos por partes.
Primero, los isótopos que se pueden utilizar para la fisión nuclear son unos muy determinados. No vale cualquier nulceón tocho. Ten en cuenta que se requieren muchos parametros como que la energía de unión por nucleón sea lo suficientemente grande como para darnos energía, pero lo suficientemente pequeña como para poder romper los nucleones sin necesitar todo el LHC para ello, aparte de otros temas de logística. Esto ya te limita qué nucleones puedes usar. Entre ellos, el famoso uranio enriquecido, el 235U, o el 232Th, 239Pu, 90Sr, 210Po, entre otros. Obviamente, la cantidad de electrones que se genera está limitada por los nucleones usados.
Segundo, y más importante: la energía producida por cada fisión de un núcleo es aproximadamente de unos 200 MeV. Por comparación, la masa de un electrón (y por ende, de un positrón), es de 0.5 MeV. Incluso las energías alcanzadas por los electrones en los actuales aceleradores suele variar entre los 6 a 24 MeV. Como ves, es una mínima parte comparada con la energía de los nucleones.
Tercero, el diseño de las centrales nucleares debe estar mucho más atento a los neutrones que aparecen, para que ellos no se convierta en una bomba atómica. Si se intentara aprovechar la energía de la pareja e+e-, deberían producirse los elementos para provocar su choque y posterior aniquilación. Para ello, se necesitaría converger un haz de partículas primero, mediante intensos campos magnéticos, y hacerlos colisionar en las condiciones y proporciones adecuadas para recoger la energía. Básicamente, estarías construyendo un colisionador de partículas dentro de un reactor nuclear. Como puedes imaginar, logísticamente esto sería muy díficil y costoso logísticamente para aprovechar un cantidad relativamente despreciable de energía, como hemos visto en el punto dos. Dicho de otro modo, no vale la pena.
@elchipprodigioso Gracias!
Lo primero lo sabía, lo de la sección eficaz de captura de los nucleones.
Lo segundo, he de decir que me he decepcionado, pensaba que los dos tipos de rayos gamma que se obtenían en una aniquilación iban a proporcionar más energía.
Y lo de controlar las colisiones mediante campos magnéticos (como en el LHC), se me pasó por la cabeza, pero como lo veía difícil quería saber si había algo investigado sobre algún "tipo de moderador" que insertado en el núcleo del reactor dirija a ambas partículas hacia la colisión, tal y como hace un moderadores de neutrones ordinario al aumentar la sección eficaz de dispersión.

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#15 por don_stracci
13 may 2020, 11:20

#5 #5 blackdracko dijo: Soy químico, no físico pero te puedo dar mi punto de vista puesto que he estudiado bastante la estabilidad de los isótopos radiactivos. Lo veo difícil, en el sentido de que cuando bombardeascon neutrones a un material fisible lo natural es que los isótopos resultantes tiendan a un estado de minima energía, es decir isótopos estables o semiestables, mientras los neutrones sobrantes propagan la reacción. Parece mentira pero la física y la química con todo lo que tienen son ciencias muy jóvenes en lo que se trata de las manipulaciones que podemos hacer los humanos, por lo que dependemos mucho de que los procesos sean ya favorables de por si y nosotros solamente dar un empujoncito para que passen.@blackdracko De todas formas, los neutrones liberados al fin y al cabo terminan a la larga formando parte de unos isótopos u otros estables, no quedan sueltos, que yo sepa.
Si los electrones y positrones no se aniquilan, ¿dónde quedan?

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#16 por don_stracci
13 may 2020, 11:21

#8 #8 xdurgax dijo: Bueno tu quieres que estalle la tierra subnormal, tienes idea de lo peligroso que sería ir por ahí con un colisionador de partículas?@xdurgax De todas formas, hay varios usuarios diciendo que no lo saben o explicando por qué no es viable, de forma educada. Yo solo quería saber el por qué, imagino que no soy ni de lejos el primero al que se le ocurre esto.
El hecho de que me insultes, sin darme explicaciones muy profundas, hace ver lo que eres.

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#17 por don_stracci
13 may 2020, 11:25

#11 #11 wagnerin dijo: Aunque no he estudiado física (por favor, que se me corrija si digo alguna barbaridad) sé que hay pruebas médicas en las que se inyectan isótopos emisores de positrones en el cuerpo humano para observar el metabolismo a través de la detección de los dos rayos gamma resultantes de la aniquilación. Teniendo en cuenta la enorme cantidad de átomos radiactivos que se le inyectan a cada paciente, si esa aniquilación positrón-electrón produjese una cantidad de energía suficiente como para usarse como combustible, se describirían los efectos secundarios que se producirían tras su inyección, aunque fuese un ligero aumento de temperatura, pero no hay nada descrito al respecto. Así que me parece que la cantidad de energía de esos fotones es despreciable con respecto a la que se produce en la reacción en cadena mediante la fisión de átomos bastante más pesados. @wagnerin Curioso.
Más curioso aún que se produzcan aniquilaciones sin usar ningún campo magnético que diriga ambas partículas.

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#18 por wagnerin
13 may 2020, 11:40

#17 #17 don_stracci dijo: #11 @wagnerin Curioso.
Más curioso aún que se produzcan aniquilaciones sin usar ningún campo magnético que diriga ambas partículas.
@don_stracci No lo necesitas. En cuanto el positrón (antimateria) se tope con un electrón de la materia circundante (en este caso, el ser humano) tiene lugar la aniquilación, es decir, enseguida. Lo importante es dónde se acumula el isótopo, no hacia dónde se dirijan sus positrones (suelen hacerlo con un r=4π). Como ya se sabe que los rayos gamma se emiten en sentidos opuestos desde el lugar de la aniquilación (no es así del todo, ya que ondean), con un anillo detector de la energía y una ventana de tiempo puede detectarse de dónde viene esa aniquilación. Si te interesa el tema, se llama PET (tomografía por emisión de positrones).

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#19 por merula
13 may 2020, 13:28

Venga ya, estoy alucinando, ¿Cuanta gente de tqd entiende de física? Vaya...

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#20 por tamareses
13 may 2020, 14:37

No entiendo nada pero esto esta bueno

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