Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Искандер]

Вот на хрена России ядерный буксир? 
АМС (уже правило) не долетают и то раз в декаду, а туда же... ядеркой баловаться...
 Это мертвая тема, только "напоговорить".

[AlexV]

Но увы, у ртути высокий ионизационный потенциал 10,4 эВ.

Ниже, чем у самого популярного сейчас ксенона (12.1 эВ). И почти такой же как у йода, но в реальной жизни расходы энергии на ионизацию иода будут сильно выше, чем ртути, из-за того что иод двухатомный и там будут очень большие потери энергии в ионизаторе из-за диссоциативной рекомбинации I_2^+ + e = 2I.

Со свинцом на много сложнее, чем с ртутью обеспечить большой ресурс двигателя, так как ртуть летуча уже при комнатной температуре, а свинец будет оседать в виде  металлических пленок где не надо.

[Павел73]

Вот на хрена России ядерный буксир? 

Для будущего мирового разделения труда в космосе. Ядерные технологии - та область высоких технологий, в которой у России сильные позиции.

[Капитан Бутан]

Со свинцом на много сложнее, чем с ртутью обеспечить большой ресурс двигателя, так как ртуть летуча уже при комнатной температуре, а свинец будет оседать в виде  металлических пленок где не надо.

Так я и говорю, в этом плане у ртути большое преимущество. Но мне нужен КПД, хочу ещё +3% зафиксировать, не могу без этого))

[Капитан Бутан]

Ниже, чем у самого популярного сейчас ксенона (12.1 эВ). И почти такой же как у йода, но в реальной жизни расходы энергии на ионизацию иода будут сильно выше, чем ртути, из-за того что иод двухатомный и там будут очень большие потери энергии в ионизаторе из-за диссоциативной рекомбинации I_2^+ + e = 2I.

Так у йода энергия диссоциации смешные 1,5 электронвольта. Ну ок, прибавьте это к потенциалу ионизации, всё равно будет меньше чем у ксенона. Йод это ксенонозаменитель один к одному: все то же самое, но цена сильно меньше, а главное -  неисчерпаемый ресурс. Сколько захотел, столько и заказал. Вот зачем он нужен, только и всего

[AlexV]

Так у йода энергия диссоциации смешные 1,5 электронвольта.

Проблема не в энергии диссоциации, а в кинетике процессов в ионизаторе.

Там будет большой вклад процессов вроде

I2 + e = I2^+ 2e (ударная ионизации, но с образованием не атомарных, а молекулярных ионов)
I2^+ e = 2I (диссоциативная рекомбинация, которая, в отличии от трехчастичной и фоторекомбинации идет очень быстро даже в разреженной плазме).

В итоге 9.3 эВ сожрано (энергия ионизации молекулы иода), а на выходе вместо ионов два горячих нейтральных атома иода. КПД работы ионизатора (доля энергии пошедшей на ионизацию полученных ионов к затраченной) для двухатомного газа будет радикально ниже, чем для одноатомного из-за промежуточного образования быстро рекомбинирующих молекулярных ионов.

Аналог ксенона, но с меньшей энергией ионизации, в этом смысле скорее ртуть. В газовой фазе это,  так же как и ксенон, одноатомный газ.

[Капитан Бутан]

КПД работы ионизатора (доля энергии пошедшей на ионизацию полученных ионов к затраченной) для двухатомного газа будет радикально ниже, чем для одноатомного из-за промежуточного образования быстро рекомбинирующих молекулярных ионов.

Ок, принимаю. Но КПД двигателя в целом не "радикально ниже", он слегка ниже. Тем не менее можно и ртуть брать, но придётся делать систему наружного разогрева. Если спутник компактный, то он весь будет покрываться ртутью, без обогрева никак. А вот йоду этого не нужно

[telekast]

Но увы, у ртути высокий ионизационный потенциал 10,4 эВ.

Ниже, чем у самого популярного сейчас ксенона (12.1 эВ). И почти такой же как у йода, но в реальной жизни расходы энергии на ионизацию иода будут сильно выше, чем ртути, из-за того что иод двухатомный и там будут очень большие потери энергии в ионизаторе из-за диссоциативной рекомбинации I_2^+ + e = 2I.

Со свинцом на много сложнее, чем с ртутью обеспечить большой ресурс двигателя, так как ртуть летуча уже при комнатной температуре, а свинец будет оседать в виде  металлических пленок где не надо.

Ртуть, висмут и пр НЕгазы будут оседать по всякому. И на ртути и на висмутер эрд летали, няз, и проблема эта, загрязнение аппаратов(сб, радиаторов и тд) имела место быть

[Старый]

Ядерные технологии - та область высоких технологий, в которой у России сильные позиции.

А буксирные технологии? 

[AlexV]

Ртуть, висмут и пр НЕгазы будут оседать по всякому. И на ртути и на висмутер эрд летали, няз, и проблема эта, загрязнение аппаратов(сб, радиаторов и тд) имела место быть

Ну, ртуть тут из всех металлов уникальна. В вакууме она сохраняет заметную летучесть даже в окрестности тройной точки (при -38 градусах). Т.е. проблема образования металлических пленок с ней будут только в самых холодных частях системы, причем только в миссиях во внешнюю часть Солнечной системы. В околоземном пространстве таких низких температур не будет. Да и вообще в космосе куда проще что-то греть, чем охлаждать, особенно если речь о таких сильно невысоких температурах как -38 градусов.

Вот со всеми прочими металлами, кроме ртути, проблем куда больше в этом плане. При комнатной температуре, плюс-минус, они вообще практически не испаряются. А ртуть - вполне.

С ртутью только одна проблема. Ряд металлов образует с ней хрупкие амальгамы. Т.е. при выборе материалов деталей двигателя, контактирующих с ртутью или её парами это нужно учитывать. Но в реальности это вполне решаемая проблема. Т.е. есть материалы, которые этой проблемой не страдают, скажем титан, цирконий или молибден к ртути и её парам абсолютно устойчивы (ртуть в этих металлах почти нерастворима и они сами в ней почти не растворяются).

[SONY]

И на ртути и на висмутер эрд летали, няз, и проблема эта, загрязнение аппаратов(сб, радиаторов и тд) имела место быть

Именно на ртути - не припомню такой проблемы. SERT II летал буквально десятилетиями.
Она же в космический вакуум отлично испаряется...

Но, конечно, нужно смотреть материалы аппарата, чтобы ртуть с ними химически не связывалась, а только плёнкой оседала (и потом испарялась).

А вот висмут, свинец и т.п. - это да, это чисто для каких-нибудь движков сверхточной коррекции (когда нужно чтобы аппарат летел по траектории с точностью +/- метр), где очень малые расходы рабочего тела, и серьёзно загадить поверхность они не успеют.

НО ртуть в больших количествах на борту иметь тоже нельзя: при аварии ракеты-носителя будет неприемлемое заражение. Ртуть - это не гидразин какой-то, который при аварии сгорит скорее всего, а даже если не сгорит, всё равно он в естественной среде разлагается и через несколько лет его не останется. Лужи ртути - это на века...

[Sembler]

Французы пять лет назад выбрали для китайского кубсата йод и остались довольны результатами.

[Prokrust]

А почему натрий не подойдет? Жидким его сделать не проблема, чуть нагреть.