Die ultimative Energiequelle

[Kevinski]

So mal der zweite Versuch ein sinnvolles Thema zu starten:

Also ich hab mir heute mal wieder im Fernsehen die eine Folge von SGA angeschaut in der es um das Projekt Arcturus geht.

Dort versuchen sie ja aus dem eigenen Universum Energie zu beziehen und sprengen aufgrund der Bildung von unberechenbaren, exotischen Teilchen 3/4 des Sonnensystem

Wäre es nicht einfacher bzw. besser zu berechnen(sicherer) ein Gerät zu konstruieren, dass ungefähr wie in Spiderman II, eine kleine Sonne erzeugt.

Klar dort gab es auch Probleme aber mit Stargate Technologie und Rodney (vll. auch Carter) würde es doch bestimmt unter einem anderen Stern stehen.

Meine Idee war halt z. B. dass das Gerät einen Bereich mit massiven Schilden abschirmt und mithilfe eines zweitenen Gerätes in dieser Zone die physikalischen Gesetze ein wenig verändert(ich weiß klingt sehr unrealistisch aber eventuell so ne art modifizierter Phasenverschieber von Merlin) und dort dann relativ einfach eine Sonne mit hilfe nur weniger Atome erzeugt werden kann und aus dieser die Energie bezogen wird.

Im Prinzip halt en Fusionsreaktor nur auf ne andere Art und Weise.

Was haltet ihr davon? bzw. würdet ihr es im Stargate Universum für möglich halten?

[alanos]

3/4 des Sonnensystem

5/6

Wäre es nicht einfacher bzw. besser zu berechnen(sicherer) ein Gerät zu konstruieren, dass ungefähr wie in Spiderman II, eine kleine Sonne erzeugt.

Wozu? In den ZPMs und Naquadageneratoren hat man doch ausreichend Energielieferanten.

Meine Idee war halt z. B. dass das Gerät einen Bereich mit massiven Schilden abschirmt und mithilfe eines zweitenen Gerätes in dieser Zone die physikalischen Gesetze ein wenig verändert(ich weiß klingt sehr unrealistisch aber eventuell so ne art modifizierter Phasenverschieber von Merlin) und dort dann relativ einfach eine Sonne mit hilfe nur weniger Atome erzeugt werden kann und aus dieser die Energie bezogen wird.

Im Prinzip halt en Fusionsreaktor nur auf ne andere Art und Weise.

Was haltet ihr davon? bzw. würdet ihr es im Stargate Universum für möglich halten?

Möglich wäre es auf jeden Fall. Die Frage ist nur ob es auch wirklich von Nutzen wäre. Wie schon gesagt hat man in den Naquadageneratoren eine starke und anscheinend auch leicht zu bauende Energiequelle.
Es wäre interessant zu wissen wieviel Energieoutput ein Naquadagenerator Mk.1 bzw. Mk.2 hat, und man dies einem (theoretischen) Fusionsreaktor entgegenstellen könnte. Hat da jemand Daten?

[Kevinski]

5/6 Wozu? In den ZPMs und Naquadageneratoren hat man doch ausreichend Energielieferanten.

Jahh^^ hab ich mir auch gedacht, aber komisch wie SGA nunmal ist sind sie ja ständig auf der Suche nach ZPM´s und wenn Rodney, Carter oder *ganz weit aus dem Fenster lehn* Area 51 in der Lage wären solche Geräte zu bauen und eventuell an Atlantis anzuschließen oder auf ner Deadalus zu installieren wäre bestimmt genug Saft da.



Aber die Frage ist sehr gut. Hat jemand Daten??

[Mendred]

Der Fusionsreaktor ITER, der zur Zeit in Frankreich gebaut wird, soll eine Leistung von ca. 500 MegaWatt abgeben.

Da eine Sonne nichts anderes ist, als ein gigantischer Fusionsreaktor wäre die Miniatursonne bei dem Film Spiderman Leistungstechnich IMO gleich wie der ITER Reaktor.

Ich bezweifle, dass ein einziger Naquada Generator soviel Leistung liefern kann.
Aber, wenn ein Fusionsreaktor theoretisch die die Leistung aufbringt, die Atlantis beispielsweise brauch um ALLE Systeme hochzufahren und mit Energie zu beliefern, dann wäre die Serie doch nur halb so spannend

Atlantis wird entdeckt, Fusionsreaktor wird aufgebaut, alle Systeme inkl. Schutzschild laufen dauerhaft... Ende. Wo bleibt da der Spaß ^^

[McWire]

Atlantis wird entdeckt, Fusionsreaktor wird aufgebaut, alle Systeme inkl. Schutzschild laufen dauerhaft... Ende. Wo bleibt da der Spaß ^^

Bei einer Kernfusion wird aber nur 0,1% der Startmasse in Energie umgewandelt.
Da ist selbst eine Antimaterie-Materie-Annihiliation mit nahezu 100% Energieausbeute 1000 mal effizienter.

Ein ZPM hat keine Effizienseineschränkung, da es seine Energie aus einem anderen Subraumzeit-Kontinuum bezieht und somit im Prinzip im Verhältnis zu seiner Masse beliebig viel Energie freisetzen kann.

Nochmals zusammengefasst:

Kernfusion: E=m/1000 * c²
Antimaterie-Annihiliation: E=m*c²
ZPM: E=x*m*c² (wobei x einen beliebigen Wert größer 1 annehmen kann)


.
EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
McWire schrieb nach 2 Minuten und 34 Sekunden:

Nachtrag:

Bein Kernspaltung oder natürlicher Kernumwandlung wird maximal 1/100.000 der Startmasse in Energie umgewandelt.

Daher

Naquadah/Naquadriah-Reaktor: E=m/100.000*c²

Um es mal in greifbare Zahlenwerte umzuwandeln:

Aus 1 kg Starmasse ergibt sich:

Kernspaltung: 9*10^11 Joule
Kernfusion: 9*10^13 Joule
Antimaterieannihilation: 9*10^16 Joule
ZPM: >9*10^16 Joule (also z.b. 9*10^29 Joule)

[_Atlanter_]

Antimaterie? Was soll denn das sein? Ich hab noch nie von einem Antimateriekraftwerk gehört. Ich hab 0 Ahnung was du da für ein Zeug schreibst, gibts auch ne Erklärung für Nicht-Physiker? Das ist sowie mit O´Neill und Carter => O´Neill verteht nix

Fusionsreaktor wird aufgebaut, alle Systeme inkl. Schutzschild laufen dauerhaft... Ende. Wo bleibt da der Spaß ^^

Man könnte je auch 60( oder mehr) Naquadageneratoren aufstellen dann würde man auch die ganze Stadt versorgen.

[PoX]

Antimaterie? Was soll denn das sein? Ich hab noch nie von einem Antimateriekraftwerk gehört.

Gibt es auch nicht. Da Antimaterie (zumindest im uns bekannten Universum) nicht natuerlich vorkommt, muesste man diese Antimaterie zunaechst erzeugen.
Die Energie, die man danach da raus gewinnen kann, kann aber nicht groesser sein, als die, welche man zur Erzeugung aufgewendet hat.
Daher koennte man Antimaterie hoechstens als einen Energiespeicher nutzen.

ZPM: E=x*m*c² (wobei x einen beliebigen Wert größer 1 annehmen kann)

Wie kommst du darauf?

Bein Kernspaltung oder natürlicher Kernumwandlung wird maximal 1/100.000 der Startmasse in Energie umgewandelt.

Und darauf? Kann schon sein, dass es stimmt (habe nicht wirklich Ahnung davon). Aber heisst das jetzt, dass mehr theoretisch nicht moeglich ist oder praktisch, was sich aber mit besserer Technologie aendern koennte?

[Kevinski]

Bei einer Kernfusion wird aber nur 0,1% der Startmasse in Energie umgewandelt.
Da ist selbst eine Antimaterie-Materie-Annihiliation mit nahezu 100% Energieausbeute 1000 mal effizienter.

ja das stimmt schon, und ZPM´s sind, normalerweise, wie du schon gesagt hast nicht an diese "Regeln" gebunden.

Aber:

...physikalischen Gesetze ein wenig verändert(ich weiß klingt sehr unrealistisch aber eventuell so ne art modifizierter Phasenverschieber von Merlin)

Also ich persönlich gehe davon aus dass nicht die gängigen(unsere) Phys. Gesetze gelten sondern sie verzerrt sind.
Ist zumindest meine Theorie.
Wäre es vll. unter eben speziell geänderten Bedingungen nicht doch sehr effizient.

IMO geh ich davon aus dass dieses System auch die Energie direkt abzweigt und man nicht den Weg über ein Wärmetauschersystem geht.
Wäre da nicht die Effizienz wesentlich höher?

[Aurora90]

Der Fusionsreaktor ITER, der zur Zeit in Frankreich gebaut wird, soll eine Leistung von ca. 500 MegaWatt abgeben.

Das passt hier nicht so richtig rein aber kannst du da noch näheres angeben ?? Mich würde es nämlich intressieren ob es schon vielversprechende Test gab.

Man könnte je auch 60( oder mehr) Naquadageneratoren aufstellen dann würde man auch die ganze Stadt versorgen.

Da hast du nur das Problem mit dem Naquadah. So leicht zu bekomen ist Naquadah nun auch wieder nicht. Und es ist auch fragwürdig ob es überhaupt so viel bei uns gibt damit man die Atlantis länger betreiben kann.
Aber insgesamt hast du natürlich recht. Wir haben schon genug Alternativen. Zum Beispiel den Asgard Kern und Zpms.

[Mendred]

Das passt hier nicht so richtig rein aber kannst du da noch näheres angeben ?? Mich würde es nämlich intressieren ob es schon vielversprechende Test gab.

Nein kann ich nicht, denn... Der Baubeginn soll erst dieses Jahr sein und ca. 10 Jahre in Anspruch nehmen.
Es gibt recht interessante Probeläufe von Fusionsreaktoren, die aber nur wenige Sekunden vorhielten. Diese erzeugten aber weniger Energie, als sie für den "Start" aufgenommen haben.

Da hast du nur das Problem mit dem Naquadah. So leicht zu bekomen ist Naquadah nun auch wieder nicht. Und es ist auch fragwürdig ob es überhaupt so viel bei uns gibt damit man die Atlantis länger betreiben kann.
Aber insgesamt hast du natürlich recht. Wir haben schon genug Alternativen. Zum Beispiel den Asgard Kern und Zpms.

Der Asgard Kern ist keine Energiequelle, sondern ein großer Computer, der mit der Asgard Datenbank gekoppelt ist.

ZPMs sind rar und daher das i Tüpfelchen, wenn eines vorhanden ist. Ansonsten muss Atlantis mit alternativen Energiequellen auskommen.
Da die Leistung, die für den Schildgenerator benötigt wird, soweit unbekannt ist, kann man nicht genau errechnen wieviele Naquada Generatoren man benötigt.

In der Folge "Der Sturm" müssen eine Anzahl von x Blitzen in Atlantis einschlagen. Mir ist nur leider schleierhaft, wie die Energie der Blitze gespeichert wird. Entweder bestehen die Schildgeneratoren zum Teil aus Kondensatoren mit sehr hoher Kapazität oder die Autoren haben sich nichts weiteres dabei gedacht.

[J_T_Kirk2000]

Gibt es auch nicht. Da Antimaterie (zumindest im uns bekannten Universum) nicht natuerlich vorkommt, muesste man diese Antimaterie zunaechst erzeugen.
Die Energie, die man danach da raus gewinnen kann, kann aber nicht groesser sein, als die, welche man zur Erzeugung aufgewendet hat.
Daher koennte man Antimaterie hoechstens als einen Energiespeicher nutzen.

Das würde dahingehend stimmen, wenn nur die Hälfte der eingefügten Materie sich in Antimaterie umkehrt.
Wenn aber bestenfalls die gesamte auf annähernd Lichtgeschwindigkeit beschleunigte un kollidierende Materie sich zu Antimaterie umkehrt, würde man immernoch fast doppelt so viel Energie erzeugen, gegenüber dem was man benötigt.
Demnach hätte man dabei also einen Wirkungsgrad von maximal 50%, was aber auch nur theoretisch erreicht werden könnte.
Das praktische Maximum läge wohl irgendwo zwischen 49% und 50%, wovon wir in der Entwicklung aber noch sehr weit entfernt sind.

Wenn allerdings wie schon erwähnt, sich nur die Hälfte der Materie umkehrt, hätte sich dieser Wirkungsgrad von knapp 50% erledigt, und man hätte tatsächlich nur noch einen Energiespeicher, welcher aber wegen der notwendigen Eindämmung ebenfalls bis zum Verbrauch Energie verschlingt.
Demnach wäre es also unsinnig, dies in Betracht zu ziehen.
Entweder es lohnt sich Materie vollständig in Antimaterie umzuwandeln um sie direkt als "Energiequelle" zu nutzen, oder es lohnt sich gleich gar nicht, dieses Prinzip zu verwenden, da, wie erwähnt, schon die bloße Speicherung Energie benötigt.

[Aurora90]

Der Asgard Kern ist keine Energiequelle, sondern ein großer Computer, der mit der Asgard Datenbank gekoppelt ist.

Warum sagt Carter denn in unending dass der Kern und das Zpm fast ausgeschöpft sind ??

[Mendred]

Der Kern selber hat eine eigene Energiequelle, die unabhängig ist zu den Schiffssystemen.

Wie diese Energiequelle nun aussieht, kann ich nicht sagen.

[Kevinski]

Der Kern selber hat eine eigene Energiequelle, die unabhängig ist zu den Schiffssystemen.

Wie diese Energiequelle nun aussieht, kann ich nicht sagen.

dem kann ich nur beipflichten.

Aber bei Projekten wie ITER ist derzeit das Problem, dass das Plasma im Inneren der "Reaktionskammer" sofort den benötigten Zustand verliert wenn es abkühlt.

Und da es mit unserer heutigen Magnetfeldtechnologie, die dort zum Einsatz für die Abschirmung kommt, nicht möglich ist ausreichend starke Felder zu erzeugen, berührt das Plasma stets nach wenigen Sekunden die Ummantelung des Reaktor´s und wird wieder in den unbrauchbaren Zustand zurückversetzt.
(aso das ist zumindest eines der Probleme

[McWire]

Schön wenn von Leuten über Dinge diskutiert wird, von denen sie nach eigener Aussagen keine Ahnung haben

Also nochmal reale Physik für Dummys

Kernspaltung (darunter fällt wohl auch der fiktive Naquadah/Naquadriah-Reaktor):

Ein Atomkern (aus Protonen und Neutronen), welcher eine bestimmte Größe hat, wird mit Neutronen oder Protonen beschossen und so in eine instabile Form umgewandelt, welche dann in kleinere Atomkerne zerfällt.
Dabei wird soviel Energie frei, wie in der überschüssigen Bindungsenergie zwischen den Protonen und Neutronen steckt.

Dieser Vorgang funktioniert nur bei besonders schweren chemischen Elementen wie Thorium, Uran oder Plutonium besonders effienzient, da dort die Bindungsenergie höher ist.

Die freiwerdenden Bindungsenergie erreicht aber maximal 0,001 % der Energie, die der Masse des Ausgangsatoms (z.B. Uran) entspricht.
Daher kann man die dortige Energie mit E~m*c²*0,00001 berechnen, wobei m die Masse des Uran oder Plutonium oder eben Naquadah entspricht, welche man in den Reaktor eingesetzt hat.

Das ist aber nur das theoretische Maximum, welches in der Praxis wohl nicht erreicht wird.

Kernfusion:

Leichte chemische Elemente wie Wasserstoff, Deuterium (schwerer Wasserstoff) oder Helium können zu schwereren Elementen wie Kohlenstoff, Silizium oder Eisen zusammen"geklebt" spricht fusioniert werden.

Nun ist es so, dass die Masse eines Atoms des schwereren Elements insgesamt leichter ist, als die Summe der Ausgangsatome (z.B. Wasserstoff).
Aus diesem Grund, wird bei einer Kernfusion Energie frei.
Das funktioniert aber nur bis zum Element Eisen mit der Ordnungszahl 26.

Die dabei freiwerdende Bindungsenergie beträgt je nach Fusionsart (also je nach Ausgangsstoff) nur 0,1% der Masse des Ausgangsstoff.
Daher kann man die dortige Energie mit E~m*c²*0,001 berechnen, wobei m die Masse des Wasserstoff oder Deuterium entspricht, welchen man in den Reaktor eingesetzt hat.

Das ist aber nur das theoretische Maximum, welches in der Praxis wohl nicht erreicht wird.

Antimaterie:

Antimaterie ist quantenmechanisch gesehen das Gegenstück von Materie.
Einfach gesagt, sind bei Antimaterie die Quantenladungszahlen wie elektrische Ladung, Baryonenzahl, usw im Vorzeichen umgekehrt.

Wenn man Antimaterie mit Materie zusammen bringt, wird die gesamte Masse der Antimaterie und Materie in reine Energie umgewandelt.
Umgekehrt kann man Antimaterie erzeugen, indem man Photonen (Energiequanten) miteinander reagieren lässt, wobei paarweise Materie und Antimaterie entsteht.
Daher kann man die dortige Energie mit E=m*c² berechnen, wobei m die Summe der Masse der Materie und Antimaterie entspricht, welchen man in den Reaktor eingesetzt hat.

Da Antimaterie in nur vernachlässigbar kleinen Mengen frei im Universum vorkommt, muss diese aber erst künstliche hergestellt werden (was in den 1990er in diversen Teilchenbeschleunigern schon gelang). Antimaterie ist daher nur eine besonders effiziente Form der Energiespeicherung, aber keine natürliche Energiequelle.


ZPM:

Ein ZPM bezieht seine Energie nicht aus der Masse des ZPM, sondern aus einem Ort, welcher nicht im Raum-Zeit-Kontinuum liegt, sondern ein eigenes Subraum-Zeit-Kontinuum darstellt.
Daher gelten für ZPM die obigen Grenzen nicht.

Man kann der Einfachheit halber schreiben, dass ein ZPM E=x*m*c² an Energie liefern kann, wobei m die Masse des ZPM ist.

Ein ZPM kann also mehr Energie liefern, als in seiner eigenen Masse m steckt, da es seine eigene Masse nicht verbraucht, sondern diese Masse nur als Hülle für eine quantenphysikalische Reaktion dient.

Es ist in etwa vergleichbar mit einer Solarzelle, welche auch mehr Energie liefern kann, als in seiner Masse steckte, da die Solarzelle nur als Überträger dient und sich nicht selbst aufbraucht.

Ein ZPM ist also nur eine sehr sehr fortschrittliche Version einer Solarzelle, wobei es eben keine Energie aus dem Normalraum auffängt und weiterleitet, sondern Energie aus dem Subraum bezieht und diese in dne Normalraum weiterleitet.