Per aspera ad astra

Магнитный монополь — это гипотетическая элементарная частица, обладающая ненулевым магнитным зарядом — точечный источник радиального магнитного поля. Магнитный заряд определяет напряжённость магнитного поля совершенно так же, как электрический заряд определяет напряжённость электрического поля. Магнитный монополь можно представлять как отдельно взятый полюс длинного и тонкого постоянного магнита. Однако у обычного магнита всегда два полюса, то есть он является диполем. Если разрезать магнит на две части, то у каждой его части по-прежнему будет два полюса. Все известные элементарные частицы, обладающие электромагнитным полем, являются магнитными диполями. У любого магнита есть два полюса — северный ( отрицательный ) и южный ( положительный ). Однако если разрезать магнит пополам, вы не получите отдельно южный и отдельно северный полюс — вы получите два магнита половинного размера, и у каждого снова окажется два полюса, ориентированные так же, как и у исходного магнита. И, сколько бы вы ни повторяли процесс такого деления магнитов, вы просто будете получать всё больше и больше двухполюсных магнитиков или, выражаясь научным языком, магнитных диполей. Как бы вы ни изощрялись, однополярного магнита — положительного или отрицательного магнитного заряда, или монополя, — вы не получите. Иными словами, в природе магнитных монополей не существует. Этот факт сразу же подчеркивает удивительную асимметрию между магнетизмом и электричеством, так согласно закону Био—Савара, магнитные поля возбуждаются при движении электрических зарядов, а первый из законов электромагнитной индукции Фарадея показывает, что движение магнитов возбуждает электрические токи. Однако носители электрических зарядов выделить можно — например, электроны несут отрицательный единичный заряд, а протоны — положительный ( с магнитами же, судя по всему, дело обстоит иначе ). В тоже время монополь при контакте с нуклонами катализирует их распад, с выделением энергии и порождением пионов и позитронов. Монополи стабильные частицы ( имея прямую связь с топологией космоса, в отличие от инстантонов ), которые также обладают значительной массой - наиболее тяжелые монополи сравнимы по массе с простейшими микроорганизмами, при этом монополи легко ускоряются сильными магнитными полями. Монополи по этой причине не вызывают распада в ферромагнитных материалах, что облегчает их транспортировку и дальнейшее использование. При этом монополи являются частицой нулевого измерения, точечным топологическим дефектом в пространстве-времени. В связи со своей природой большинство естественных монополей появилось во время зарождения нашей вселенной, но из-за её расширения и некоторым другим причинам естественные магнитные монополи крайне сложно обнаружить в окружающем нас мире. С созданием физики как науки, основанной на опыте, утвердилось мнение, что электрические и магнитные свойства тел существенно различаются. Это мнение было чётко выражено Уильямом Гильбертом в 1600 году. Установленное Шарлем Кулоном тождество законов притяжения и отталкивания для электрических зарядов и магнитных зарядов — полюсов магнитов, вновь подняло вопрос о сходстве электрических и магнитных сил, однако к концу XVIII века было выяснено, что в лабораторных условиях невозможно создать тело с ненулевым полным магнитным зарядом. Понятие о «магнитно заряженной субстанции» было надолго изгнано из физики после работы Ампера в 1820 году, в которой было доказано, что контур с электрическим током создаёт такое же магнитное поле, как магнитный диполь Вначале 1930-х годов Поль Дирак предложил теорию, в которой естесственным образом был введен магнитный монополь ( монополь Дирака ) из условия квантования электрического заряда. С этого времени начались, пока безуспешные, попытки экспериментального обнаружения монополя Дирака. В последнее время группа специалистов по твердому телу объявила о том, что они косвенным образом наблюдали магнитные монополи в спиновых стеклах. Дело в том, что при низких температурах при достаточно сильном внешнем поле магнитные диполи спиновых стекол поляризуются ( позитивный магнитный заряд находится на одной плоскости, а негативный – на второй, причем они соединены тонкими «дираковскими нитями» ), создавая таким образом т.н. твердотельный «магнитный конденсатор». Если пропускать через плоскости такого конденсатора пучек нейтронов ( они имеют не нулевой магнитный момент ), то последние определенным образом отклоняются. Таким образом, по полученной картине рассеяния нейтронов в спиновых стеклах делается предположение о наличии магнитных монополей. В действительности в спиновых стеклах мы имеем квазичастицы, которые имеют свойства магнитного диполя. На концах диполя находятся также магнитные квазизаряды ( позитивные и негативные ), соединенные тонкой дираковской нитью. Эксперименты на нейтронах подтверждают только «тонкость» дираковских нитей диполя в сравнении с размерами нейтронов. Ученые уже давно ведут теоретические дискуссии о том, существуют ли магнитные монополи, и пытаются обнаружить их экспериментально, однако до сих пор тщетно. Во многом эти усилия обусловлены критерием красоты теории. Для физиков-теоретиков Вселенная без магнитного монополя подобна прекрасной картине с зияющей дырой в холсте. В ранней Вселенной должно было сформироваться великое множество магнитных монополей, однако при последующем стремительном расширении они оказались размазанными очень тонким слоем по холсту мироздания. Возможно, во всей видимой части Вселенной существуют считанные единицы магнитных монополей, хотя, рискну предположить, что их все-таки несколько больше, и рано или поздно они объявятся. Если монополи будут открыты, придется пересмотреть формулировки некоторых законов, описывающих явления магнетизма, в частности теорему Гаусса для магнитного поля. Представьте себе изолированный в пространстве магнитный монополь, окруженный замкнутой поверхностью произвольной конфигурации. В каждой точке поверхности будет наблюдаться магнитное поле, производимое монополем. Согласно закону Гаусса, суммарный магнитный поток, проходящий через такую замкнутую поверхность, должен равняться нулю, а в случае присутствия внутри нее магнитного монополя он будет, очевидно, отличен от нуля. То есть закон Гаусса не допускает существования магнитных монополей. Закон Гаусса, собственно, и исходит из того, что магнитные поля производятся диполями, их силовые линии замыкаются и, как следствие, проходят сквозь окружающую поверхность дважды — в ту и другую сторону. Поэтому суммарное поле и обнуляется. В случае же монополя, каковым, в частности, является электрический заряд, силовые линии не замыкаются сами на себя, и закон Гаусса не выполняется. То есть если допустить существование магнитного монополя, суммарный поток магнитного поля через поверхность не будет равен нулю, а будет пропорционален магнитному заряду, и будут выполняться два закона Гаусса для электрического поля. Так проводя предполагаемые свойства монополя Дирака, выходит что при движении в среде ( например, в атмосфере или в жидкости ), содержащей частицы, обладающие магнитными моментами, монополь должен обрастать ими подобно тому, как обрастает полюс полосового магнита, если вы проведете им над рассыпанными булавками ( для более полной аналогии надо брать очень длинный магнит, т. е. почти отдельный магнитный заряд, и магнитные стрелки—диполи ). Монополь, обросший магнитными диполями, из-за резкого увеличения массы должен стать менее подвижным и будет медленно дрейфовать в среде ( это довольно похоже на «плывущую» в воздухе шаровой молнии ). Постоянные магниты и обыкновенное мягкое железо должны быть настоящими ловушками для монополей ( замечена способность шаровой молнии «прилипать» к железным предметам ). Движущийся монополь должен ионизовать атомы среды, через которую он движется ( ионизирует атомы и шаровые молнии ), причем ионизующая способность должна быть тем больше, чем больше значение магнитного заряда монополя. Сходство свойств этих явлений ещё ничего не доказывает, но всё же несколько обнадёживает. Попробуем взглянуть на вопрос иначе – а почему предсказанный Дираком магнитный монополь обязательно должен быть постоянным? В обычном магните противоположные полюса существуют одновременно ( в общей точке времени ), но разделены в пространстве определённым расстоянием. Почему не может быть наоборот — противоположные полюса разделены во времени определённым периодом ( северный полюс сменяется южным и наоборот ) и совмещены в одной пространственной точке? Такое состояния будет представлять собой переменный магнитный монополь – и оно, если вдуматься, ещё более сочетается с труднообъяснимыми свойствами шаровых молний. =================================== Монополь - это возмущение элементарной частицы/пространства-времени, которое имеет магнитный «заряд», генерируемый во всех точках положительную или отрицательную магнитную силовую линию. Это контрастирует с магнитами, которые являются магнитно-нейтральными, поскольку у них всегда есть северный и южный полюсы, а общий заряд равен нулю. Монополи также, как бездоменные частицы, обладают постоянным магнитным полем и проявляют свою силу чисто геометрическим способом, основанным исключительно на их собственной силе, а не в соответствии с обратным квадратом, что означает, что их поля сильнее и достигают большего, чем материя, о которой мы обычно думаем. Имея это в виду, монополи имеют ряд революционных применений, первое из которых - это "синтез" или полное конверсионное деление. По сути, особые магнитные силовые линии превращают нейтроны и протоны в простые мезоны и позитроны, которые затем встречаются с электронами, чтобы вызвать реакции антивещества, когда атом, вступающий в контакт с монополем, коллапсирует. Монополь, введенный в ядро ​​реакции термоядерной плазмы, создаёт ядро ​​антивещества, которое, в свою очередь, излучается, чтобы поддерживать термоядерную плазму при достаточно высоких температурах, чтобы сделать термоядерную реакцию самоподдерживающейся и почти полностью энергоэффективной, как и вся материя в термоядерной плазме, реакция в конечном итоге превращается либо в подачу тепла, либо в электрическую энергию, в отличие от традиционного синтеза, при котором образуются более тяжелые отходы. Второе применение монополей заключается в их мощных магнитных свойствах и их способности генерировать магнитные силовые линии только в одном направлении. Монополь может эффективно создавать непрерывную силу отталкивания или притяжения на любой объект, который можно притягивать или отталкивать магнитным путём. В космической индустрии это имеет два непосредственных применения: это делает возможным создание термоядерных ПВРД и магнитных совков, а также делает магнитные паруса не только возможными, но и миниатюрными. Точно так же способность монополей создавать постоянно сильные заряженные магнитные поля, даже в масштабе элементарных частиц, означает, что объединенные «ядерные ядра» могут быть созданы путём слияния большого количества протонов вместе под действием монопольных эффектов MLOF, создания и коллапса этих « суперпротонов », позволяющие начать манипуляции гравитацией посредством быстрого манипулирования массой в небольших пространствах и создания гравитационных волн. Третье использование монополей состоит в том, что при достаточно высоких плотностях они могут аннигилировать всю более высокую барионную материю вокруг себя, в результате чего возмущения могут создавать больше монополей, которые, в свою очередь, уничтожают больше материи, аналогично атомной бомбе, только уничтожая все материю выше шкалы простых цветных пар. Одним из последствий бета-инвертированного «кваркования» было то, что его плотность была такой, что он подавлял передачу силовых линий выше 3e-16m, включая эффекты Томсоновского рассеяния. Другими словами, можно было бы использовать бета-инвертированную материю, чтобы изолировать область от остальной Вселенной и создать идеально герметичный вакуум, в котором происходили только самые простые эффекты QEV, область пространства-времени, неотличимая от квантового вакуума до возникновения Вселенная. Судя по тому, что было известно о появлении естественных монополей, они возникли из-за возмущений нарушения симметрии, вызванных Большим взрывом, состояния, которое могло быть воспроизведено в вакууме за бета-инвертированной материей. nP = 10 ^ 2 ((TVe3 / 21.765Ug) s) / aV ( данная теорема является чистой спекуляцией. Точная энергия, необходимая для разрушения чистого вакуума, в значительной степени является предположением, но считается, что она, по крайней мере, превышает диапазон в 20 ТэВ. Человечество в 2016 году уже может генерировать энергетические состояния, превышающие 1,4 TVe2 за короткие промежутки времени, поэтому я не думаю, что мы сможем генерировать состояния >1TVe3 более чем через двести лет. После этого в основном возникает инженерная проблема удержания его достаточно долго, что, несомненно, потребует излучаемой или индуцированной энергии для обеспечения реакции, поскольку я сомневаюсь, что системы физической нагрузки справятся с этим. Я представляю себе систему из подземных спиральных ускорителей, наподобие сегодняшнего большого адронного коллайдера, два из которых должны были бы быть расположены параллельно или же друг над другом, вращаясь друг против друга, со сферой, содержащей чистый вакуум посередине. Оба конца спиральных ускорителей снабжаются индукционной энергией, передаваемой с орбиты или из термоядерных реакторов, расположенных глубже под землей. Нижняя спираль потенциально может иметь под собой пластину толщиной в несколько сантиметров, состоящую из железа и селена, которая будет обеспечивать передачу индукции от термоядерных реакторов, расположенных дальше под пластиной. Поверхность бета-инвертированной вакуумной сферы будет действовать как отбойный резистор, превращая энергию ускорителей в тепло внутри вакуума, что в конечном итоге достигая теплового эквивалента >1 тэв3, вызывая образование монополей прямо в вакууме ). К примеру, приведённая выше теорема может показать теоретические принципы, лежащие в основе получения монополей с использованием вакуума, подразумевая что количество монополей, образующихся в событии нарушения симметрии, пропорционально стам, значению 100 трил.вольт, умноженному на постоянную Планка, умноженную на базовое энтропийное состояние вакуума ( всегда ненулевое значение ) и деленное на площадь вакуума. В этот момент человечество, наконец, обрело принципы генерации монополей, и поэтому это быстро превратилось в число техническую проблему, поскольку для генерации монополей потребовалось всего три вещи, недоступные до этого. Последовательное генерирование такого огромного количества энергии, точное применение такой мощности в небольшом пространстве и создание идеально чистого вакуума. Тем не менее, одним из преимуществ создания монополя было то, что однажды созданный его можно было использовать для размножения большего количества монополей посредством контакта с барионной материей или перегрева, и, таким образом, монополь нужно было генерировать из вакуума только в любом состоянии один раз для чрезвычайно дорогое, монопольное производство после этого было бы тривиально дешевым. 1) CEMF - это явление, при котором электрическая система, в которой либо есть двигатель, либо чередуется, будет производить напряжение, которое будет противодействовать напряжению собственного источника, своего рода антиэлектричество. На самом деле он имеет некоторые применения в том смысле, что величина, обратная CEMF, пропорциональна вращению двигателя, генерирующего его, но во всех других обстоятельствах это мешает. Магнетизм индуцируется в материалах посредством манипулирования доменами или относительными направлениями спинов и положениями электронов в намагничиваемом материале. Мы достигаем этого, по сути, просто поражая металлы тоннами электричества, что очень неэффективно, только временно намагничивает материалы и устанавливает эффективный верхний предел того, насколько мощным и точным может быть магнит. 2) При энергиях около 100 миллиардов вольт силы электромагнетизма и слабого ядерного взаимодействия начинают объединяться, или, другими словами, магнетизм начинает оказывать прямое влияние на радиоактивный распад и образование элементов. Однако энергии на этом уровне, как правило, очень горячие и ограничены по размеру и возможностям. Таким образом, обещание возможности использовать магнитные поля для прямого изменения атомных ядер остается фантастикой. 3) Томсоновское рассеяние - это, по сути, самый низкий эффект рассеяния электромагнитной силы любой заряженной частицей, для прохождения которого требуется пространство размером не менее 2,61e-15 м. Фотонам, несмотря на то, что они являются настоящими частицами-посредниками, на самом деле нужно больше места, чем предел Томсона, не спрашивайте меня, как это сделать. По сути, это означает, что любой более плотный материал будет блокировать даже электромагнитную силу. Во-первых, строка Дирака его классического монополя связана с топологическими свойствами фермионов ( частиц со спином 1/2 ). В частности, фермион, связанный со своим фоном струнами, запутывается вращением на 360 градусов, но не запутывается вращением на 720 градусов ( в качестве примера из реальной жизни можно привести, повернув удерживаемый на руках стакан с водой на 720 градусов ( два раза полностью повернув вокруг своей горизонтальной оси ( верх ногами )) не проливая, исполнив таким образом знаменитый трюк с Филиппинским бокалом для вина ). Затем, как только были обнаружены бозон Хиггса и механизмы нарушения симметрии в классической космологии, монополи оказались 0-мерным, или точечным дефектом в скалярном поле Хиггса-так называемым "потенциалом ежа". Наконец, безмассовые монополи естественным образом возникают в неабелевых теориях струн и суперсимметричных теориях. Из-за их топологической природы монополи естественным образом образуются в большом количестве в начале Вселенной с помощью механизма дробления ( механизм дробления, по сути, является следствием причиности — топологическим дефектом который должен был бы формироваться на границах между причинно разобранными участками нашей вселенной в ранних космологических моделях. Поверхность последнего рассеяния которое породило космический микроволновый фон состоит примерно из 10¹⁵ причинно несвязанных областей ( например, каждый видимый градус ночного неба соответствует независимой области )). Из-за их уникальных свойств, как будет видно позже, скорость производства монополей должна быть значительно ограничена другими факторами, такими как инфляция Вселенной. Сами монополи легко ускоряются сильными магнитными полями. Возможны дионы ( электрически и магнитно заряженные монополи ), но "цветные" дионы ( цветной заряд от сильного ядерного взаимодействия ) - нет. Массивные монополи весят до 10E16 ГэВ ( если вас смущает что масса в данном случае обозначается энергетической единицей, то не забывайте знаменитую теорему Е = МС², первые из двух букв которой подразумевают что масса и энергия это одно и тоже ), что эквивалентно массе амебы. При сильных масштабах энергии ядерных сил ( например, при термоядерном синтезе ) монопольное ядро восстанавливает симметрию единой калибровочной группы, которая катализирует распад нуклонов, пропорциональный площади ядра. Это очень малое число, 10E-56 см2, и обычно оно было бы незначительным; однако s-волна ( угловое квантовое число l=0, например, сферическая орбиталь ) фермиона взаимодействует с монопольным ядром, вызывая "всасывание s-волны". Всасывание S-волны увеличивает размер орбиты основного состояния монополя, создавая сечение единицы: например, используя сегодняшние теории две приближенные реакции первого порядка являются: Монополь + нейтрон ---> Монополь + отрицательный пион + позитрон Монополь + протон ---> Монополь + нейтральный пион + позитрон Естественное явление и фазовые переходы в ранней Вселенной приводят к топологическим дефектам, соответствующим "ложным состояниям вакуума", которые отличаются от ожидаемого значения естественного вакуума вселенной. Как только уровни энергии опускаются до уровня ниже шкалы нарушения симметрии, эти дефекты "застывают" как постоянные характеристики. Частота дефектов коррелирует с горизонтом частиц; этот механизм дробления приводит к постоянному соотношению монополей к энтропии: n/s ~ 10^2(Т/м)^3, где n = число монополей, s = энтропия, T = температура фазового перехода, m-масса Планка, а горизонт частиц принимается равным t^-1, где t-время, когда вселенная находилась при температуре T. Для T=1014GeV, масса монополя = 1016GeV, н/с ~ 10-13. Это большое соотношение привело бы к созданию замкнутой вселенной ~ 10¹¹ более массивной или огромной, чем наблюдаемая в настоящее время, если бы не инфляция. Реликтовые монополи будут ускоряться галактическими и межгалактическими магнитными полями. Галактическое поле Млечного Пути, например, составляет 3E-6 Гауссов, с длиной когерентности около 300 парсеков, что ускорит реликтовый монополь до скорости: v~3E-3 c ( 10¹⁶ ГэВ/м )^(1/2), где c = скорость света, а m - масса монополя в ГэВ. Способность монополей катализировать высвобождение энергии ограничивает первичный монопольный поток, F. Например, для получения всей солнечной яркости 4³⁸ эрг/сек требуется всего 10²⁸ монополей в центре Солнца. Что любопытно так как первые монополи появились в ранней вселенной как топологические дефекты, в связи с проявлениями состояния "ложного вакуума", что отличается от естественного вакуума в нашей вселенной. Когда уровень энергии вселенной упал до более низкого уровня дефекты превратились в реликтовые монополи, а так называемые реликтовые монополи ускоряются мощными магнитными полями галактик и нейтронных звезд, зачастую разгоняя их до значительных долей скорости света. С подобными скоростями частицы могут свободно проходить сквозь плотную материю и игнорировать небольшие планеты и астероиды, но достаточно массивные планеты, такие как суперземли и газовые гиганты способны остановить умеренно массивные монополи и удержать их в своем металлическом ядре. Планеты, звезды и нейтронные звезды теоретически накапливают монополи следующим образом: так звезда главной последовательности с массой от 0,5 до 30 солнечных масс захватывает монополи с m < 10E18 ГэВ со скоростями < 10E-3c с хорошей эффективностью. В течение своей жизни звезда главной последовательности, наподобие Солнца, будет накапливать монополи 10⁴⁰ F. Нейтронные звезды собирают монополи наиболее эффективно; монополи с массой < 10E20 ГэВ и v < 10E-3c захватываются с единичной эффективностью; монополи 10E37*F за 10E10 лет. Планеты Юпитера останавливают монополи, менее массивные, чем 10E16GeV и v <10E-3. Планеты с каменистым ядром, такие как Земля, могут останавливать только свет или медленно движущиеся монополи; монополь с массой 10E16 ГэВ должен был бы двигаться при v < 3E-5 от скорости света. В зависимости от технологий поиск и добыча реликтовых монополей для любой достаточно развитой цивилизации может переходить от суперземель до юпитеров и заканчивая нейтронными звездами, которые будут способны удержать самые тяжелые и быстрые монополи. Однако если вы решите синтизировать монополи искусственным образом, опираясь на теоретическую работу, изданную Микко Мёттёненом и Вилл Питилэ, научным сотрудником и его студентом из университета Аальто ( Финляндия ), предполагая что особая последовательность изменений внешних магнитных полей может привести к возникновению искусственного магнитного монополя, к примеру, построив ускоритель частиц мирового размера, способного измерять энергии в режиме слабого нарушения симметрии (300 ГэВ+), мы можем начаться безмассовое производство монополей, которые можно было бы использовать на электростанциях для добычи энергии, однако поскольку безмассовые монополи по своей природе нестабильны ниже уровня энергии 300 ГэВ, их необходимо будет создавать и использовать на месте. Основной принцип работы катализируемого монополем барионным распада заключается в катализе или "форсирование" синтеза монополями в общих элементах, таких как водород и гелий ( хотя в принципе подойдет любой химический элемент который мог бы быть преобразован в плазму, что позволит монополям вступать в контакт с протонами ). Более совершенные конверсионные реакторы вероятно должны будут работать путём тщательного нанесения контролируемых количеств обычного вещества на небольшой слой антивещества, что приводит к мгновенному преобразованию обычного вещества в энергию. Во время процесса преобразования преобразованный нуклон сбрасывает свою энергию в окружающее ядро, дробя его на мелкие, быстрые кусочки. Эти частицы ( за исключением нейтронов ) быстро сбрасывают свою энергию в окружающую материю, нагревая её. Исключения возникают для очень легких элементов, где часть энергии может высвобождаться в виде пионов. Любой процесс преобразования также приведет к образованию позитрона, нейтрино или электрона. Позитроны аннигилируют с соседним электроном, образуя пару гамма-лучей. Нейтральные пионы почти сразу распадаются на гамма - лучи высокой энергии. Заряженные пионы пролетят значительную долю метра, прежде чем распадутся на мюоны и мюонные нейтрино, а мюоны пролетят многие десятки или сотни метров, прежде чем распадутся на электроны, позитроны, мюонные нейтрино и электронные нейтрино. Заряженные пионы, которые замедляются в результате столкновений с окружающими ядрами так, что они останавливаются в материале, будут захвачены близлежащими ядрами, и когда они распадутся, они фрагментируют это ядро, аналогично тому, как если бы нуклон этого ядра был преобразован ( хотя с несколько меньшим выделением энергии ). Позитроны от заряженного положительного распада пиона —> мюона —> позитрона ( игнорируя нейтрино ) также будут аннигилировать с близлежащими электронами, образуя пары гамма-лучей. Нестабильные ядерные фрагменты, полученные либо в результате захвата или преобразования пионов, в конечном итоге будут распадаться с помощью гамма, бета или альфа-излучения. Что любопытно за счёт описанного субядерного или псевдоанигиляционного распада мы как не трудно догадаться мы смогли бы вырабатывать электроэнергию, вдобавок в настолько колоссальных масштабах что это могло бы сравняться только с выделением энергии при аннигиляции вещества и антивещества, но, как уже было упомянуто выше, отличаясь большей надёжностью и меньшими рисками катастрофы в случае отказа удерживающей оболочки. Так в данном случае мы могли бы использовать электрический разряд или мощный микроволновый импульс для первоначального преобразования запаса гелия-3 ( используемого для минимизации образования нейтронов ) в плазму в магнитной оболочке реактора. Затем магнитные монополи вводятся в плазму, преобразуя ее часть в энергию с помощью протонного катализа. При преобразовании гелия образуется либо пара протонов высокой энергии, либо протон высокой энергии и нейтрон высокой энергии. Протоны нагревают гелий, поддерживая плазму и создавая горячую рабочую жидкость, которая приводит в действие магнитогидродинамический генератор для выработки электроэнергии. При этом радиационная защита ( предотвращающая износ окружающих компонентов двигателя или самого космического корабля или реактора из-за прохождения бесчисленных субатомных частиц ) обеспечивается 3-20 см ( в зависимости от конструкции системы и производительности ) поглощающего нейтроны материала, окружающего активную зону реактора. Хотя гелий-3 является предпочтительным топливом, когда требуется минимальное производство нейтронов, на практике практически любая форма барионной материи является потенциальным источником энергии. Реакторы могут включать небольшие компрессоры и резервуары для хранения для использования местной атмосферы, более надежные устройства для обработки жидкостей или даже системы, предназначенные для извлечения, поглощения и переработки местной грязи и горных пород в конвертируемое топливо.