En el futuro, ¿podríamos convertir todas las masas de un átomo en energía?

Answer 1

Desafortunadamente, no es así como funciona el sistema. Es un poco más complicado e implica cierto conocimiento de cómo funciona la física nuclear.

Tal vez recuerdes que un átomo consiste en muchas partículas apretadas en el centro: el núcleo (por ahora no estamos considerando los electrones). Para ser precisos, el núcleo está formado por dos tipos de partículas: neutrones y protones. La cantidad de protones determina el elemento. Todos los átomos con 6 protones son carbono, y todos los átomos con 92 protones son uranio. Como regla general, la mayoría de los núcleos de átomos tienen un poco más de neutrones que de protones. El hierro, por ejemplo, suele tener 26 protones y 30 neutrones.

Entonces, ¿cómo se mantienen juntos estos núcleos? Se debe a algo llamado energía de enlace . Para que dos partículas se peguen, necesitas agregar algo de energía. Al fusionar los átomos y dividirlos, podemos liberar parte de esta energía de enlace en energía que podemos usar. Se aplican dos reglas generales:

1. Para todos los átomos más ligeros que el hierro, la fusión liberará energía.
2. Para todos los átomos más pesados ​​que el hierro, la división (un proceso llamado fisión) liberará energía

¿Mira qué pasa? Sea cual sea el átomo con el que empieces, puedes usar la física nuclear para obtener energía de ella hasta que se convierta en hierro, y luego te quedas atascado. Ni la fusión ni la fisión te ayudarán a obtener energía de los átomos de hierro.

Entonces, ¿cómo podríamos, hipotéticamente, usar esta masa para crear aún más energía?

Bueno, si realmente quieres convertir toda la masa de un átomo en energía, eso significa que quieres aniquilar tu átomo. La aniquilación es lo que sucede cuando una antipartícula se encuentra con una partícula “normal”: las dos se aniquilan para producir energía pura.

Ya podemos hacer diminutos trozos de antimateria. Por lo tanto, podríamos convertir potencialmente toda la masa de un átomo en energía, lanzándole nuestra antimateria.

Parece razonable, ¿verdad? Entonces, ¿cuál es la trampa?

El problema es que, según las leyes de la termodinámica (¡la entropía solo puede aumentar!), Hacer que la antimateria necesaria siempre cueste más energía y saldremos de nuestra reacción de aniquilación. Así que necesitaríamos una buena fuente de antimateria.

Adivina cuántos hemos encontrado hasta ahora?

Ninguna.

Así que todavía estamos muy lejos de usar toda la masa del átomo para producir energía. Posiblemente, nunca podríamos llegar allí. Pero es bueno mantener la esperanza.

Answer 2

No. En la naturaleza no hay 100% de eficiencia.

En la fisión de fusión, todos obtienen energía al cambiar el átomo de una forma a otra. No conocemos ningún proceso que convierta toda la masa en energía pura.