Ядерный двигатель

Gref Corps · 19.04.2016 16:43:54

А хомо сапиенс - это что ли царство грибов? Если разбирать человеческую деятельность в деталях то вся сводится к удовлетворению животных инстинктов. Есть целая наука которая занимается этим вопросом - этология. Могу даже посоветовать литературу. А удовлетворение любопытства не происходит за чужой счет. Бюджет науки всего 1.7 процентов ВВП. То есть из 100 рублей моих вычтенных налогов всего 1 р. 70 коп. идет на науку. Вы хотите сказать что процент населения которому не безразлично строение вселенной меньше 1.7 процентов? Я должен платить примерно 8 рублей на здравоохранение которым я не пользуюсь. Я должен платить рубль за спорт который не смотрю. Причем от науки есть польза, а какая польза от футбола?

pkl · 19.04.2016 16:26:30

ИТЭР и БАК - это ещё и нехилый технологический прорыв в области материаловедения. Сейчас весь прогресс в области сверхпроводников движется за счёт них и других подобных проектов в области фундаментальной науки.

pkl · 19.04.2016 16:33:10

Похоже, китайцы нас обогнали:

ЦитироватьНа площадке АЭС «Шидаовань» в китайской провинции Шаньдун завершена установка на штатное место одного из двух корпусов высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (HTR-PM). В стране готовятся к строительству второй АЭС с реакторами ВГТР.

http://atomicexpert.com/content/era-vgtr-vse-blizhe

Chilik · 19.04.2016 15:31:16

Цитироватьpkl пишет:
ИТЭР и БАК - это ещё и нехилый технологический прорыв в области материаловедения. Сейчас весь прогресс в области сверхпроводников движется за счёт них и других подобных проектов в области фундаментальной науки.

В последнее время у меня стали возникать ни на чём не основанные подозрения о том, что в последние годы реальный прогресс в области сверхпроводимости движется за счёт ЯМР-томографии. ИТЭР с точки зрения совершенства ниобий-оловянного кабелестроения - это инженерный шедевр. Когда вдумчиво почитаешь, как именно устроен сверхпроводящий кабель для ИТЭР в исполнении ВНИИНМ+ЧМЗ и как именно из этого кабеля делается изделие, то дрожь пробирает. Но есть ощущение, что это финальная точка эволюции, а дальше будут расти системы типа ВТСП-2. Как и в микроэлектронике, где военный и научный хай-тек был драйвером только до того момента, как персоналки не распробовали кухарки и секретарши. После этого развитие идёт за деньги гражданского сектора. А у сверхпроводников сейчас появляются деньги гражданской медицины. Какой тут нафиг ИТЭР вместе с БАК - это копейки.

Chilik · 19.04.2016 15:37:13

Цитироватьpkl пишет: Похоже, китайцы нас обогнали:
ЦитироватьНа площадке АЭС «Шидаовань» в китайской провинции Шаньдун завершена установка на штатное место одного из двух корпусов высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (HTR-PM). В стране готовятся к строительству второй АЭС с реакторами ВГТР.
http://atomicexpert.com/content/era-vgtr-vse-blizhe

Небось по этому учебнику 1981 года обгоняли:

Татарин · 19.04.2016 21:14:15

Цитироватьpkl пишет:
ИТЭР и БАК - это ещё и нехилый технологический прорыв в области материаловедения. Сейчас весь прогресс в области сверхпроводников движется за счёт них и других подобных проектов в области фундаментальной науки.

Как раз-таки и ИТЭР и БАК именно в смысле сверхпроводников - технически отсталые машины.

По объективным причинам: уж больно большие, сложные и дорогие. За время проектирования и строительства многое поменялось - ВТСП подняли Тк на десятки К, критполе в разы, стали технологичнее и снизили стоимость одновременно. Налажен более-менее массовый выпуск кабелей и изделий...
Вообще у СП открыты не то что новые составы, а даже новые классы (диборид магния тот же)...

А ИТЭР - он консервативно опирается на ниобиевые НТСП, когда в мире уже построено, обновлено и даже успело устареть ещё раз несколько более мелких термоядерных установок с ВТСП-магнитами.

Для ИТЭРа много чего интересного и нового делается, но вот сверхпроводники, пожалуй-таки - ...нет.

Татарин · 19.04.2016 21:23:07

Цитироватьpkl пишет:
Похоже, китайцы нас обогнали:

Если это была гонка

, то нас (равно как и американцев, французов, канадцев, японцев и т.д.) обогнали немцы, а потом и Африка(!) (не шучу, ЮАР) ещё 20 лет назад.

Кстати, у африканцев китайцы этот проект и... гм... во многом творчески позаимствовали. Немцев, конечно, тоже привлекали. Ну, можно только порадоваться, что знания и технологии не пропадут для человечества.
Но непонятно, зачем это русским.

Главная причина, по которой тот же ГТ-МГР так и не начал строиться: он не вписывается в русскую систему, в общую идеологию. Всё-таки тепловой реактор, с ограниченными возможностями переработки топлива при общем курсе на ЗЯТЦ.

blik · 20.04.2016 00:29:25

ЦитироватьТатарин пишет:
Главная причина, по которой тот же ГТ-МГР так и не начал строиться: он не вписывается в русскую систему, в общую идеологию. Всё-таки тепловой реактор, с ограниченными возможностями переработки топлива при общем курсе на ЗЯТЦ.

А быстрым его сделать не позволит скорость газового теплосъема? правильно понимаю?

Татарин · 20.04.2016 01:19:57

Цитироватьblik пишет:
ЦитироватьТатарин пишет:
Главная причина, по которой тот же ГТ-МГР так и не начал строиться: он не вписывается в русскую систему, в общую идеологию. Всё-таки тепловой реактор, с ограниченными возможностями переработки топлива при общем курсе на ЗЯТЦ.
А быстрым его сделать не позволит скорость газового теплосъема? правильно понимаю?

Косвенно. Непосредственно теплосъём влияет не сильно (хотя гелий и хороший замедлитель)... там фишка в топливе: это урановая керамика в оболочке из графита/карбида кремния. Именно из-за этого он высокотемпературный. И эта же жаростойкость + теплоёмкость позволяет реализовать пассивный теплоотвод остаточного тепла через корпус при потере давления. Там предельные температуры, которые должно нормально выдерживать топливо - за полторы тысячи С (с плавлением сердцевины, но тем не менее).

И окружает всё это графит (примерно из тех же соображений).
Размер ТВЭЛа - отношением энерговыделения в объёме к площади (вот тут начинает влиять теплосъём). Отсюда очень большим ТВЭЛ сделать нельзя, если хотим получить приемлимую удельную мощность, а толщина оболочки ТВЭЛа определяется задачей удержать внутри ГПД.
Отсюда некое минимальное соотношение уран/углерод.

В зоне очень много углерода, кислорода и кремния, и охлаждается всё это гелием. Наверное, быстрый спектр тоже можно изобразить, но это будет уже напряжно, и как быстрый реактор он будет так себе (даже от натрия к свинцу пытаются уйти, а тут - битком набито углеродом).
Второе - дальнее следствие: на быстрых нейтронах даже если и реально достичь критичности, то компактной зоны точно не выйдет (даже на оружейных обогащениях, что сломает экономику и несколько обесценит саму идею с размножителем). А увеличивать зону в таком реакторе тоже проблемно: он же корпусной. Гелий. Высокое давление.

В общем, на тепловом спектре получается всё ну очень красиво, почти идеально пуззл складывается, а на быстром получаются сплошные противоречия и компромиссы, которые обесценивают идею.

Алексей Любопытный · 19.04.2016 22:04:38

Т. е. на отходах ядерного топлива создать экономически выгодный ГТ-МГР не получается, только на уране?

Татарин · 20.04.2016 13:15:51

ЦитироватьZveruga пишет:
Т. е. на отходах ядерного топлива создать экономически выгодный ГТ-МГР не получается, только на уране?

На "отходах топлива" вообще никакого реактора создать не получится.

Оригинальный ГТ-МГР предполагалось запускать на плутонии (излишки военного по СОУП). Потом переиграли, и в СОУП вошёл БН-800 как более перспективный для дальнейшего развития отрасли.
Но и изначально АЗ считалась под плутоний, "гражданский" плутоний из ВВЭР ГТ-МГР съел бы запросто.
Его беда была в том, что он очень уж особняком, Россия сейчас не потянет ещё одну ветку реакторных технологий просто на всякий случай, "чтоб было", как китайцы.

blik · 20.04.2016 13:51:18

ЦитироватьТатарин

В общем, на тепловом спектре получается всё ну очень красиво, почти идеально пуззл складывается, а на быстром получаются сплошные противоречия и компромиссы, которые обесценивают идею.

Спасибо

Inti · 21.04.2016 09:03:16

Простите простого программиста за возможно дурацкий вопрос... или идею... короче кто бы мог обьяснить почему нельзя постоить ядерный фотонный двигатель по простейшей схеме: ядерное топливо в оболочке из вольфрама или из чего-то тугоплавкого разогревает эту оболочку до белого каления и испускаемый свет создаёт реактивный импульс. Ну конечно нужно параболическое зеркало - оно заодно и от радиации защищало бы - хотя лучшей защитой очевидно могло бы быть расстояние - т.е. реактор должен быть на очень длинной штанге.

Наверное импульс был бы слабеньким - но зато постоянным. И вес реактора мог бы быть ГОРАЗДО ниже за счёт простоты конструкции.

Спасибо если обсудите.

Кубик · 21.04.2016 02:34:42

ЦитироватьInti пишет:
Простите простого программиста за возможно дурацкий вопрос... или идею... короче кто бы мог обьяснить почему нельзя постоить ядерный фотонный двигатель по простейшей схеме: .Спасибо если обсудите.

А какая разница, до какой температуры нагрев? Сколько конструкция выдержит :?: до выгорания топлива, столько и надо

Ещё и нейтроны отражать.. и прочие излучения по возможности

..Вот беда только - какой реактор будет стабильно работать при таком накале, и как будет идти излучение с поверхности..А так что - вон дальние АМС и своими передатчиками влияют на полёт, считайте свой вариант, флаг в руки..

Inti · 21.04.2016 09:58:13

вот тут я нашёл кой-какие расчёты по этой идее
https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_photonic_rocket
но честно говоря не особо верится что они 100% корректные.

Надеюсь что кто-то попробует аффтара этой Вики-статьи подправить.

Кстати вот тут нашёл неплохую ссылку на целый список возможных ядерных двигателей:
http://www.projectrho.com/public_html/rocket/enginelist.php

Алексей Любопытный · 21.04.2016 01:19:53

ЦитироватьТатарин пишет:
Россия сейчас не потянет ещё одну ветку реакторных технологий просто на всякий случай, "чтоб было", как китайцы.

До недавних пор мы разрабатывали её за счёт американцев. А ТЭМ как раз представляет собой тот самый ГТ-МГР, т. е. всё же этот проект реализуется, хоть и не в тех масштабах, что у китайцев.

Алексей Любопытный · 21.04.2016 01:25:01

Inti, удельный импульс фотонных двигателей самый лучший из-за скорости распространения света, но тяга самая худшая из-за мизерной энергии фотона. Чтобы создать фотонный двигатель с более менее реальной тягой необходима прорва энергии, которую может предоставить только антиматерия. По этому для космических путешествий все фотонные двигатели бесперспективны.

Можно только в целях пиара или попила запускать паруса.

mihalchuk · 21.04.2016 08:42:40

ЦитироватьInti пишет:
вот тут я нашёл кой-какие расчёты по этой идее
https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_photonic_rocket
но честно говоря не особо верится что они 100% корректные.

Расчёты правильные, но нереальные. 80% аппарата составляет топливо, и оно выжигается на 100%. Это технически трудно представить.

naunau · 21.04.2016 04:45:52

ЦитироватьInti пишет:
Простите простого программиста за возможно дурацкий вопрос... или идею... короче кто бы мог обьяснить почему нельзя постоить ядерный фотонный двигатель по простейшей схеме: ядерное топливо в оболочке из вольфрама или из чего-то тугоплавкого разогревает эту оболочку до белого каления и испускаемый свет создаёт реактивный импульс. Ну конечно нужно параболическое зеркало - оно заодно и от радиации защищало бы - хотя лучшей защитой очевидно могло бы быть расстояние - т.е. реактор должен быть на очень длинной штанге.

Наверное импульс был бы слабеньким - но зато постоянным. И вес реактора мог бы быть ГОРАЗДО ниже за счёт простоты конструкции.

Спасибо если обсудите.

Если исходить из ТТХ планируемого ЯЭДУ: 4МВт и 20тонн, то если заставить все радиаторы излучать строго в одну сторону (4МВт), то за 1 год ЯЭДУ разгонится почти на 21 м/с. Не густо. Что бы за год разогнаться хотя бы на 21км/с требуется излучать 4ГВт и те же 20 тонн.
Естественно турбина и ЭРД нафиг не нужны, главное излучать радиаторами тепло которое вырабатывается яд.реактором - это и есть фотонный двигатель, и что характерно, со 100% КПД

Татарин · 21.04.2016 14:08:10

ЦитироватьZveruga пишет:
ЦитироватьТатарин пишет:
Россия сейчас не потянет ещё одну ветку реакторных технологий просто на всякий случай, "чтоб было", как китайцы.
До недавних пор мы разрабатывали её за счёт американцев. А ТЭМ как раз представляет собой тот самый ГТ-МГР, т. е. всё же этот проект реализуется, хоть и не в тех масштабах, что у китайцев.

Нет. Ничего похожего даже близко. По реактору - совершенно иные, никак не связанные технологии.

Быстрый спектр против теплового, интерметаллидное топливо против гетерогенного микрокерна с керамикой, ксенон против гелия, разное обогащение, принципиально разное управление, мощность отличается в 100 раз, 1 зона на всю жизнь против постоянной перезагрузки.

Даже турбинное оборудование было бы совсем разным (если бы для ГТ-МГР сделали бы или хотя бы основательно спроектировали турбину). В совершенно разных классах по мощности, ксенон, разные температуры холодильника, другая тепловая схема, без промежуточных теплообменников между ступенями турбины и нагнетателем...

Проще сказать, что похоже: температуры в реакторе и там, и там относительно высокие.
Но даже и тут разница качественная - 1500С на выходе против 850С.