Hallo,
so, wie ich das verstehe, investierst du 511 KeV, um ein Positron zu erzeugen,
das funktioniert nicht! Unterhalb von 1022 keV Photonenenergie gibt es keine Paarbildung.
Das Problem dabei:
Wiki schrieb:
die Paarbildung kann durch Wechselwirkung eines Photons mit dem elektrischen Feld eines Atomkerns oder eines Hüllenelektrons stattfinden.
Die Photonen bei einem Blitz werden dadurch erzeugt, daß (genügend schnelle) Elektronen oder Protonen ihre kinetische Energie zur Anregung von Atomen übertragen und diese Anregungsenergie wiederum wird als Photon abgestrahlt. Ist das Photon energiereich genug, kommt es in Anwesenheit von Materie auch zur Paarbildung. Und das ist genau das Problem, welches die Lebensdauer eines Positrons massiv begrenzt, die anwesende Materie eben.
Abgesehen davon, sind diese ganzen Prozesse das genaue Gegenteil von energieeffizient, erst recht nicht, wenn sie durch eine Gasentladung (z.B. Atmosphärenblitz) stattfinden. Darum macht das auch keiner. Die technische Erzeugung solcher energiereicher Photonen geschieht z.B. in Linearbeschleunigern.
Die Beschleunigungsstrecke, auf der die Elektronen (oder bei Protonen und Ionenbeschleunigern auch positiv geladenen Ionen) (durch eine Hochfrequenzwelle) auf Geschwindigkeit gebracht werden, ist ein Hochvakuum, damit diese Partikel eben möglichst ungestört die gesamte Spannungsstrecke durchlaufen können. In der Atmosphäre haben sie diese 'freie Bahn' nicht und die allermeisten davon verlieren bereits nach kürzester Zeit im Spannungsfeld ihre gerade angesammelte kinetische Energie wieder durch Stöße mit noch neutralen oder auch ionisierten Luftmolekülen.
Wenn man nun aus ihrer so aufgenommenen kinetischen Energie Photonen (meinetwegen für den Paarbildungprozess) erzeugen will, dann müssen sie auf ein Target treffen, dessen Atome eine möglichst hohe Ordnungszahl haben (bei Linearbeschleunigern wird meistens Gold genommen, unter anderem, weil es auch eine sehr gute Temperaturleitfähigkeit hat)
Also, beim natürlichen Prozess geht der absolute Löwenanteil der eingesetzten Energie (Erwärumung der Luft durch Sonneneinstrahlung) zunächst mal in die Transportarbeit der aufsteigenden Luft und den Aufbau des elektrischen Feldes (durch Ladungstrennung). Beim anschließenden Blitz wiederum geht die Energie des elektrischen Feldes in die Beschleunigung und Ionisation der beteiligten Luftmoleküle, bzw. ihrer Atome und weil sie eben das Meiste davon durch Stoß in Licht und Wärme umsetzen, bleibt nur ein extrem kleiner Energieanteil übrig, der es bis zur Paarbildung schafft.
Und beim technischen Prozess zur Erzeugung und vorallem zum Sammeln und speichern von Positronen ist die Energiebilanz, besonders verschärft durch den Aufwand nach der Erzeugung, (sammeln und speichern) auch nicht wirklich besser, außer das es so überhaupt möglich ist an einige wenige, immerhin zum Experimentieren brauchbare, Positronen zu kommen.
Die Vorstellung, daß man Positronen on demand zur Energienutzung verwendet, ist aber auch ohne die Kenntnis all dieser Prozesse sofort erkannbar uneffektiv, so lange wie man sie erst noch erzeugen muß. Egal ob natürlich oder technisch. Warum sollte man mit direkt nutzbarer Energie (Sonnenlicht auf der natürlichen Seite oder Strom auf der technischen Seite) über eine Kette von Prozessesen, alle mit extrem schlechtem Wirkungsgrad, Positronen erzeugen (lassen), um die dann direkt wieder als Energielieferant zu verwenden?
Das könnte man vergleichen mit dem Gedanken einen Wald abzubrennen, um mitten in diesem Feuer ein Stück glühende Holzkohle zum anzünden seiner Zigarette zu bekommen.
Herzliche Grüße
MAC
