Gesamtumwandlung (Energiequelle)
Konventionelle Kernreaktionen wie Kernspaltung und Kernfusion wandeln relativ kleine Mengen von Materie nur indirekt in Nutzenergie um, z. B. in Strom oder Raketenschub. Bei der Elektrizitätserzeugung wird die freigesetzte Kernenergie in der Regel in Form von Wärme genutzt, um Wasser zu kochen und einen Turbinengenerator anzutreiben.
Möglicherweise wird Materie in den Kernen von Neutronensternen und Schwarzen Löchern fast vollständig in Energie umgewandelt, indem Kerne kollabieren, was zu folgendem Ergebnis führt: Proton → Positron + 938 MeV, was zu einem >450 MeV-Positron-Elektron-Jet führt. Spurenkerne, die in einem solchen Strahl mitgerissen werden, würden eine ungefähre Energie von (Kernmasse/Elektronenmasse) × 450 MeV erreichen, zum Beispiel könnte ein Eisenatom etwa 45 TeV erreichen. Ein Atom mit bis zu 45 TeV, das im interstellaren Medium auf ein Proton trifft, sollte zu dem oben beschriebenen p + A-Prozess führen.
Ein Ionen-Elektronen- oder Positronen-Elektronen-Plasma mit magnetischem Einschluss ermöglicht theoretisch die direkte Umwandlung von Teilchenenergie in Elektrizität durch die Trennung der positiven Teilchen von den negativen Teilchen mit magnetischer Ablenkung. Die direkte Umwandlung von Teilchenenergie in Schubkraft ist theoretisch einfacher und erfordert lediglich die magnetische Lenkung eines neutralen Plasmastrahls. Die derzeitige Laborproduktion von relativistischen 5-Megavolt-Positron-Elektron-Strahlen ahmt in kleinem Maßstab die relativistischen Jets von kompakten Sternen nach und ermöglicht es, in kleinem Maßstab zu untersuchen, wie verschiedene Elemente mit 5-Megavolt-Positron-Elektron-Strahlen interagieren, wie Energie auf Teilchen übertragen wird, den Schockeffekt von Gammastrahlenausbrüchen und die mögliche direkte Schub- und Stromerzeugung aus neutralen Plasmen. Positron-Elektron-Plasmen im Labor könnten für die Untersuchung kompakter Sternjets und anderer Phänomene nützlich sein. Die Erzeugung von Schubkraft oder die magnetische Trennung neutraler Strahlen zur Stromerzeugung wird jedoch wahrscheinlich nur dann sinnvoll sein, wenn es einen praktischen kontinuierlichen Prozess zur Erzeugung von neutralem Plasma durch Kernreaktionen gibt.