Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[SONY]

Дык это и плохо. А так обогащаем уран 238 плутонием где то 95% к 5% и в графитовый куб. Сердито и легче по массе

Нет, не легче. Реактор на быстрых нейтронах и высокообогащённом уране - это самое лёгкое.

[ratcustorb]

Однако одно из основных достоинств ядерных реакторов - способность менять мощность, подстраиваясь под текущие нужды!

Так может это в полной мере для буксира и не нужно?
Определить два режима для реактора - полной мощности и например 1/10, и поставить два типа преобразователей, оптимизированных под каждый режим, а при избытке мощности - просто сбрасывать излучением.

[SONY]

Так может это в полной мере для буксира и не нужно?
Определить два режима для реактора - полной мощности и например 1/10

В ТЗ прямо прописано шесть режимов работы от 42+/-10 кВт до 480+/-20 кВт.
Впрочем, это не имеет особого значения ибо

поставить два типа преобразователей

невозможно: если у вас вокруг ТВЭЛов есть определённые преобразователи, то они там только одни, никаких других не будет.

[ratcustorb]

Впрочем, это не имеет особого значения ибо

поставить два типа преобразователей

невозможно: если у вас вокруг ТВЭЛов есть определённые преобразователи, то они там только одни, никаких других не будет.

Столько вопросов сразу возникло...
1. А почему преобразователи должны быть только вокруг ТВЭЛов?
2. Сколько смогут проработать преобразователи, расположенные непосредственно у ТВЭЛов, в таком мощном потоке нейтронов?
3. Почему нельзя преобразователям работать от теплоносителя первого контура, не размещаясь непосредственно у ТВЭЛов?

[SONY]

1. А почему преобразователи должны быть только вокруг ТВЭЛов?
2. Сколько смогут проработать преобразователи, расположенные непосредственно у ТВЭЛов, в таком мощном потоке нейтронов?
3. Почему нельзя преобразователям работать от теплоносителя первого контура, не размещаясь непосредственно у ТВЭЛов?

Нам нужна температура в тысячи градусов. Ведь у нас по сути солнечные батареи, просто оптимизированные под ближний ИК-диапазон, и они преобразуют тепловое излучение, интенсивность которого - четвёртая степень температуры.
Как вы себе представляете контур с теплоносителем, который будет переносить 2000-2500 К от ТВЭЛов куда-то ещё?..

Ну а что до нейтронов, то это ещё одна причина, по которой для реакторов такая схема на практике не подходит. Для РИТЭГов - пожалуйста, а вот в реакторах нужно что-то другое.

[opinion]

А до какого предела можно поднять температуру в реакторе?
Высокая температура решает проблемы сброса тепла и преобразования в электричество.

Не решает. Даже если у этих преобразователей будет КПД 40%, то остальные 60% нужно будет сбросить. При какой максимальной температуре они могут работать? Это и будет температура радиаторов.

[ratcustorb]

Как вы себе представляете контур с теплоносителем, который будет переносить 2000-2500 К от ТВЭЛов куда-то ещё?..

Такой же, какой предполагается сейчас - газоохлажлаемый гелий-ксеноновой смесью.

Ну а что до нейтронов, то это ещё одна причина, по которой для реакторов такая схема на практике не подходит. Для РИТЭГов - пожалуйста, а вот в реакторах нужно что-то другое.

Об этом оказывается уже задумывались. И на счёт двух режимов - тоже.

З.ы. пишут, что рабочие температуры тепловых трубок на индии - 2000-3000°С

[ratcustorb]

А до какого предела можно поднять температуру в реакторе?
Высокая температура решает проблемы сброса тепла и преобразования в электричество.

Не решает. Даже если у этих преобразователей будет КПД 40%, то остальные 60% нужно будет сбросить. При какой максимальной температуре они могут работать? Это и будет температура радиаторов.

Т.е. Вы предлагаете работать без второго контура? 

[telekast]

А до какого предела можно поднять температуру в реакторе?
Высокая температура решает проблемы сброса тепла и преобразования в электричество.

Не решает. Даже если у этих преобразователей будет КПД 40%, то остальные 60% нужно будет сбросить. При какой максимальной температуре они могут работать? Это и будет температура радиаторов.

Т.е. Вы предлагаете работать без второго контура? 

Почему бы и нет. Минус контур, минус масса. В данном сллучае это критично. Нет? 

[ratcustorb]

А до какого предела можно поднять температуру в реакторе?
Высокая температура решает проблемы сброса тепла и преобразования в электричество.

Не решает. Даже если у этих преобразователей будет КПД 40%, то остальные 60% нужно будет сбросить. При какой максимальной температуре они могут работать? Это и будет температура радиаторов.

Т.е. Вы предлагаете работать без второго контура? 

Почему бы и нет. Минус контур, минус масса. В данном сллучае это критично. Нет?

Гонять фонящий газ по панелям-излучателям?
ИМХО не самая лучшая идея... 

[SONY]

Такой же, какой предполагается сейчас - газоохлажлаемый гелий-ксеноновой смесью.

Оно сейчас рассчитано на температуры не более 1500 К.

Об этом оказывается уже задумывались. И на счёт двух режимов - тоже.

З.ы. пишут, что рабочие температуры тепловых трубок на индии - 2000-3000°С

Тут про термоэмиссионные преобразователи и куда как более низкие температуры: "при высокой температуре (1500 °С)" и даже "с верхней температурой термодинамического цикла порядка 1200 К".
Чисел "2000-3000°С" я в прикреплённых публикациях не нашёл. Нашёл только:

К недостаткам использования тепловых труб можно отнести: проблемы с запуском [3], необходимость очень медленного нагрева, проблемы аварийного расхолаживания вследствие небольшого количества теплоносителя, ограниченный ресурс фитиля под облучением, накопление неконденсирующегося газа (гелия из-за облучения лития), снижающего теплопередачу в зоне конденсации тепловых труб, ненадежность теплоизоляции.

[opinion]

А до какого предела можно поднять температуру в реакторе?
Высокая температура решает проблемы сброса тепла и преобразования в электричество.

Не решает. Даже если у этих преобразователей будет КПД 40%, то остальные 60% нужно будет сбросить. При какой максимальной температуре они могут работать? Это и будет температура радиаторов.

Т.е. Вы предлагаете работать без второго контура? 

А это не важно, есть второй контур или нет. Температура радиаторов не может получиться больше максимальной рабочей температуры преобразователей.

[jnet]

Дык это и плохо. А так обогащаем уран 238 плутонием где то 95% к 5% и в графитовый куб. Сердито и легче по массе

Нет, не легче. Реактор на быстрых нейтронах и высокообогащённом уране - это самое лёгкое.

А чем вам не нравиться реактор на Плутонии?

[SONY]

А чем вам не нравиться реактор на Плутонии?

1. прямой запрет ООН на их использование в космосе;
2. на порядки большая радиотоксичность, а значит и риски при выведении на орбиту;
3. многократно меньшая доля запаздывающих нейтронов, а значит многократно более жёсткие требования к точности и быстродействию систем управления. Повышенный риск разгона на мгновенных нейтронах с соответствующими последствиями (см. рис. 1);
4. отсутствие какого-либо выигрыша в массе топлива, т.к. в таких реакторах она снизу ограничена в первую очередь необходимостью обеспечить хоть какой-то ресурс, а не минимальной достижимой критической массой.

Вы не можете просматривать это вложение.
Рис. 1 - ядерный реактор работает на мгновенных нейтронах

[ядерная лапка]

Может уже было .Еще один вариант охлаждения.

The Rotating bubble membrane radiator is a clever hybrid design with the advantages of both heat pipes and liquid droplet radiators, and amazingly the disadvantages of neither. It has the high surface heat fluxes and operating temperatures of heat pipes, along with the low mass associated with droplet radiators. It operates quite well in freefall. And it can be made resistant to meteorite strikes.

The hot working fluid enters the radiator through the feed section of the feed/return pipe. The hot fluid is ejected from the central spray nozzle in all directions as a combination of droplets and vapor. The hot droplets and gas condense on the spherical radiating surface, transferring the heat to the surface by both convection and radiation. The radiating surface rejects the heat as infrared waves into the depths of space. The external surface can be coated in anti-meteorite armor which is transparent to infrared (probably thermally transparent ceramic fabric).
The spherical surface is rotating on the rotating platform. This give the sphere spin gravity. Ordinarily the cool working fluid on the sphere interior would float around aimlessly in free fall. The spin gravity drags the fluid down into the return pump collection trough at the spin equator. As the fluid travels to the trough it gives up even more heat to the sphere by convection.

The pumps suck up the cool working fluid from the trough through the return piping, and send it back to the reactor through the return section of the feed/return pipe.

Вы не можете просматривать это вложение.
http://www.projectrho.com/public_html/rocket/realdesigns2.php

[opinion]

Еще один вариант охлаждения

Это конкурс на самый сложный способ передать тепло от жидкого теплоносителя радиатору?

[Sembler]

3. многократно меньшая доля запаздывающих нейтронов, а значит многократно более жёсткие требования к точности и быстродействию систем управления. Повышенный риск разгона на мгновенных нейтронах с соответствующими последствиями (см. рис. 1);

Что это за случай? Что там произошло?

[SONY]

Что это за случай? Что там произошло?

Если вы про фото, то это намеренный взрыв ЯРД путём целенаправленного вывода его в режим разгона на мгновенных нейтронах с целью изучения последствий.

[ядерная лапка]

А есть способ рассчитать массу ЯЭРДУ в зависимости от мощности реактора?
Наткнулся на одну статью (правда старую) в общем там такой график:
Вы не можете просматривать это вложение.
В общем интересно насколько соответствует действительности.
сама статья https://cyberleninka.ru/article/n/problemy-sozdaniya-yadernoy-elektroraketnoy-dvigatelnoy-ustanovki/viewer

[Inti]

Чтобы не открывать отдельную тему... очень интересная новость...