Ядерный двигатель

[Alex_II]

Татарин пишет:
Есть другая штука, вполне даже интересная при высоких температурах для ядерного реактора - теромофотопреобразование.

Грубо: реактор греется, светится. Свет в электричество обычными СБ. Покрытиями можно добиться узкого спектра излучения нагретого тела, подобрав под него запрещённую зону СБ (и обратно - спектр подогнав под СБ), можно добиться до 40% КПД (это реальные цифры в лабораториях).

При каких температурах будет работать такой реактор? Тысячи 2-3 градусов?

Татарин пишет:
Что прикольно - никакой машинерии и никакого теплоносителя вообще, в принципе. Чистая АЗ + зеркала + ФЭП. (Зеркала нужны, чтоб не убить чувствительную фотовольтаику нейтронами и/или прочим облучением)

А сами зеркала из чего делать, чтоб их то же самое не убило?

[Татарин]

Есть вакуумные преобразователи с таким КПД ,но только опытные и низкотемпературные.

Термоэмиссионники это. И это не генератор, а наоборот - тепловой насос (из электричества - разность температур)

45% - это не КПД. Это проценты от обратного Карно (о чём там сказано явно). 
И скорее всего, это гонево.

[Татарин]

Alex_II пишет:
 При каких температурах будет работать такой реактор? Тысячи 2-3 градусов?

Да, 2000К желательно. И дальше - чем выше, тем лучше. Потому что с температурой резко растёт удельная мощность (и несколько, незначительно КПД).

А сами зеркала из чего делать, чтоб их то же самое не убило?

Зеркала так просто не убьёшь, тем более, что честной оптической системы не нужно - нет нужды в качественной поверхности зеркала.
Достаточно отразить свет, с этим справится даже матовая поверхность, так что даже деградация зеркала мало что изменит.

[vlad7308]

Alex_II пишет:
А сами зеркала из чего делать, чтоб их то же самое не убило?

подогнать температуру так, чтобы шел постоянный отжиг дефектов

[Alex_II]

Татарин пишет:
Да, 2000К желательно. И дальше - чем выше, тем лучше.

Я правильно понимаю, что лучший реактор для такой системы - это газофазник с максимально возможной температурой активной зоны?

[Татарин]

Alex_II пишет:

Татарин пишет:
Да, 2000К желательно. И дальше - чем выше, тем лучше.

Я правильно понимаю, что лучший реактор для такой системы - это газофазник с максимально возможной температурой активной зоны?

Не факт. Газ нужно чем-то удерживать.

Жидкофазное, тогда уж. С дешёвым вакуумом и при небольших ускорениях - реально. Но зачем такая экзотика? 2000К - это не так уж и много.

[Настрел]

Татарин пишет:
Грубо: реактор греется, светится. Свет в электричество обычными СБ. Покрытиями можно добиться узкого спектра излучения нагретого тела, подобрав под него запрещённую зону СБ (и обратно - спектр подогнав под СБ), можно добиться до 40% КПД (это реальные цифры в лабораториях).

А если охлаждение СБ утилизировать через турбоагрегат, то общий КПД легко за 70% перевалит? Дайте две, как говорится.

[Alex_II]

Татарин пишет:
Не факт. Газ нужно чем-то удерживать.

А чем собирались удерживать в советском варианте газофазника? ЕМНИП электромагнитное удержание планировалось...

[vlad7308]

Электромагнитное плюс механическое 

Алекс, с ГфЯР не нужны никакие турбины, термоэлементы и прочие ФЭП
С такими температурами - МГД.
Так что как только изобретете ГфЯР, сразу звоните мне

Мы немедленно зохватим мир и солнечную систему заодно. Можно будет грабить корованы и все такое

[Алексей Любопытный]

vlad7308 пишет:

Кстати, как Вы думаете, какая температура в КС водородного ЖРД?

А какова начальная температура компонентов смешивающихся в КС водородного ЖРД вас не интересует?

vlad7308 пишет:

И еще - как Вы думаете, какая доля диссоциата в водяном паре с температурой.. ну скажем 2300К?

Значение имеет температурный баланс реакции, а не процентное содержание трех элементов.

[Алексей Любопытный]

Alex_II пишет:
550 КВт - это только машинное преобразование...

Да кто его знает...

[Татарин]

Sellin пишет:

Татарин пишет:
Грубо: реактор греется, светится. Свет в электричество обычными СБ. Покрытиями можно добиться узкого спектра излучения нагретого тела, подобрав под него запрещённую зону СБ (и обратно - спектр подогнав под СБ), можно добиться до 40% КПД (это реальные цифры в лабораториях).

А если охлаждение СБ утилизировать через турбоагрегат, то общий КПД легко за 70% перевалит? Дайте две, как говорится.

Нет, вот уж чего не выйдет, того не выйдет.
СБ должны работать при как можно более низкой температуре, от этого зависит их КПД.

[mihalchuk]

Zveruga пишет:
Умники, которые желают получить температуру от соединения очень горячего водорода (>1500 С) с кислородом ничего не добьются. Выделения тепла, а соответственно дополнительной кинетической энергии частиц реактивной струи не будет.

Ну-ну.

[Татарин]

Alex_II пишет:

Татарин пишет:
Не факт. Газ нужно чем-то удерживать.

А чем собирались удерживать в советском варианте газофазника? ЕМНИП электромагнитное удержание планировалось...

Нет. 
Плотность очень большая, свободный пробег частицы маленький. 
Для МГД-преобразования (или двигателя) это неважно, а вот для удержания - принципиально.
Проще говоря, траектории частиц очень уж далеки от замкнутых, чистого хаоса много.

Нужно или повышать значения магнитного поля до недостижимых величин (чтобы траектория каждой частицы замыкалась бы не сильно пересекая другие) или снижать плотность. Первое - ну, недостижимо, а второе - увы, это ж ядерный реактор, плотность и компактность АЗ принципиальна для работы.

[pkl]

Alex_II пишет:

pkl пишет:
Уверен, практика подскажет направление движения.

Если опять всё не бросим...

Само собой. А что Вы так брюзжать начали? Его же не закрыли пока что.

[pkl]

Татарин пишет:
Есть другая штука, вполне даже интересная при высоких температурах для ядерного реактора - теромофотопреобразование.

Грубо: реактор греется, светится. Свет в электричество обычными СБ. Покрытиями можно добиться узкого спектра излучения нагретого тела, подобрав под него запрещённую зону СБ (и обратно - спектр подогнав под СБ), можно добиться до 40% КПД (это реальные цифры в лабораториях).

Парадоксально, но это одна из предлагавшихся схем для мощных солнечных станций - фокусированый солнечный свет греет некое рабочее тело, рабочее тело с селективным покрытием уже засвечивает оптимизированую СБ. Выигрыш - а) на том, что дорогой эффективной СБ по площади нужно мало, б) СБ работает при большой интенсивности света (СБ это при должном охлаждении в плюс), в) подгонка спектров даёт серьёзный прирост КПД.
Для СЭС оказалось дешевле всё-таки ставить простые ФЭП на всю площадь или использовать "термодинамическое" паротурбинное преобразование.
Для топливной энергетики оно (почти) непригодно: при достижимых температурах горения система становится неэффективной.
А вот реактор в принципе может дать очень высокую температуру.

Что прикольно - никакой машинерии и никакого теплоносителя вообще, в принципе. Чистая АЗ + зеркала + ФЭП. (Зеркала нужны, чтоб не убить чувствительную фотовольтаику нейтронами и/или прочим облучением)

Ух ты! Интересно! А какие-то опыты с реакторами были?

Хотя, боюсь, создатели космических ЯЭУ ничего об этом не знают.

[pkl]

Alex_II пишет:

Татарин пишет:
Да, 2000К желательно. И дальше - чем выше, тем лучше.

Я правильно понимаю, что лучший реактор для такой системы - это газофазник с максимально возможной температурой активной зоны?

Если у нас есть гфЯРД, то зачем нам этот геморрой с преобразованием?

[pkl]

Татарин пишет:
Нет.
Плотность очень большая, свободный пробег частицы маленький.
Для МГД-преобразования (или двигателя) это неважно, а вот для удержания - принципиально.
Проще говоря, траектории частиц очень уж далеки от замкнутых, чистого хаоса много.

Нужно или повышать значения магнитного поля до недостижимых величин (чтобы траектория каждой частицы замыкалась бы не сильно пересекая другие)...

это уже какой-то ТЯРД получается!

[октоген]

Alex_II пишет:

Татарин пишет:
Да, 2000К желательно. И дальше - чем выше, тем лучше.

Я правильно понимаю, что лучший реактор для такой системы - это газофазник с максимально возможной температурой активной зоны?

ЭЭЭЭ как бы для критической массы важен квадрат плотности вещества. По этому показателю газофазники в ауте и требуют циклопических размеров. НННШ. Пока на земле нет ни одного реактора с делящимся веществом в газовой фазе.

[Алексей Любопытный]

pkl пишет:
Насколько я понимаю, термоэлементами никто не занимается так основательно, как фотоэлементами.

В Сколково сейчас ведётся сразу несколько проектов связанные с термоэлектричеством. Из них один связан не с эффектом Зеебека, а с новым, открытым в 2000 году, термовольтаическим эффектом. Эффект был открыт в институте Иоффе. Учёные, которые его открыли основали компанию ООО «СмС тензотерм Рус». Эта компания получила статус участника Сколково.

В чём особенность их термовольтаического эффекта. Обычные термоэлектрики на эффекте Зеебека работают на разности температур клемм, а термовольтаический эффект подобно термоэмиссии работает при равномерном нагреве и не требует холодной стороны. В отличии от термоэмиссии электроны двигаются в проводнике. Т. е. эффект аналогичен преобразованию света в электричество, но преобразует тепло в электричество.

Эффект обнаружен в редкоземельном материале, Самарии. Если быть более точным, то в сульфиде Самария. Одна из сторон термовольтаического элемента должна быть легирована либо бОльшим содержанием чистого Самария либо другого редкоземельного элемента близкого по атомному радиусу, например Европием. При нагреве элемента выше 400-500 градусов Кельвина электрический ток увеличивается на порядок. Этот аномальный эффект и зарегистрировали в 2000 году в институте Иоффе. Там же где впервые на практике придумали применение эффекту Зеебека во время великой отечественной войны.

Вроде бы эффект термовольтаики открыт уже относительно давно, но термоэлементов на его основе до сих пор нет. На основе сульфида Самария фирма СмС тензотерм разработала и производит тензорезисторы, а также разработала и готова производить датчики кислорода. Но с термоэлементами вышла следующая проблема - теория термовольтаики до сих пор отсутствует. У учёных нет формулы, которая бы точно описывала причину движения электронов в нагретых элементах из-за чего они не могут сконструировать элемент с заданными параметрами и на данный момент работают методом проб и ошибок. Осенью 2014 года они получили патент на технологию производства термоэлемента полученного опытным путём.

Если теория термовольтаики будет открыта и описана, то учёный за эту теорию однозначно будет удостоит нобелевской премии, так как КПД термоэлементов на основе сульфида Самария по предварительным оценкам должно достигать 40%!