Лунный гелий-3 или Все пути ведут на Луну

[RDA]

Пока нужно не на гелий ориентироваться, а на металлы и кислород. Будут добывать гелий, не будут... для железа, титана, алюминия и кислорода в космосе применение всегда найдётся. Они там точно есть и для их добычи не нужно перелопачивать тысячи тонн реголита.

Где может найтись применение "для железа, титана, алюминия и кислорода", если летать "на химии"? :?:

[Eraser]

Где может найтись применение "для железа, титана, алюминия и кислорода", если летать "на химии"? :?:

Металлы - для построек на Луне, для корпусов космических аппаратов, в качестве топлива, кислород - для дыхания, как окислитель для химических двигателей (переправлять на заправки на НЗО), как рабочее тело для ядерных двигателей.
Над чем нужно работать - так это над способами получения кислорода и расплавов, и их последующей обработки. Нужна лёгкая, универсальная ГАПС, она вполне пригодится и на Земле. Лично я считаю, что настоящее освоение космоса начнётся с момента выхода из под прокатного стана первой двухтавровой балки из лунного железа или листа лунного алюминия.

[Chilik]

Вообще, насколько я понимаю,  к моменту подхода к Q>10 на D-He3, p-B11 процесс будет даже более развит чем D-He3 сейчас.
...
Вопрос - есть ли у D-He3 какие-либо преимущества перед p-B11 с точки зрения ТЯРД ?

На любой вопрос даём любой ответ.
Как видно из приведённой выше по ветке картинки, поток нейтронов из D-He3 реактора всего на порядок-другой меньше, чем из D-T. То есть при гигаваттной установленной мощности и 50-летнем сроке службы это остаётся крайне опасной, активированной ядерной установкой, требующей создания зон отчуждения и т.п. Тогда вопрос, за что боролись? Разве что за флаг для лунных суперпрожектов.
Что касается реакции p-B11, то с ней тоже есть интересные нюансы. Во-первых, очень большая температура.  Это ведёт к проблемам с излучением и отсюда к необходимости неравновесной функции распределения (иначе просто баланс энергий не сходится). Последнее условие читай как: требуется малое время жизни для электронов, т.е. в системе будет циркулировать огромная реактивная мощность, а выход наружу будет мал. Соответственно, экономика такой станции будет весьма сомнительной. Во-вторых, для проектов на реакции p-B11 есть одна засада, о которой эта публика вспоминать не любит. Из-за того, что в системе будет очень высокая температура и частицы мегавольтных энергий, то, кроме основной реакции, пойдут и некоторые другие, которые являются пороговыми либо эндотермическими. Например:
p + B11 -> C11 + n
He4 + B11 -> N14 + n
He4 + B11 -> C12 + t
... и много чего ещё. Короче, смотреть честно надо весь зоопарк, но нейтроны и тут появляются, правда, в относительно малых дозах.
Если говорить про альтернативные виды топлива, то была очень красивая идея с многокомпонентной плазмой, в которой идёт цепочка реакций
p + Li6 -> He3 + He4 + 4 МэВ
He3 + Li6 -> 2He4 + p + 16.9 МэВ,
а потом протон опять идёт в первую строчку. Все продукты - заряженные частицы МэВных энергий. Идея в том, чтобы быстрые продукты вступали в следующую по цепочке реакцию до термализации, тогда всё идёт на больших сечениях. Я за этой темой особо не слежу, но вроде бы и у них что-то с балансом не сходилось в итоге.

[f101]

То, что ясность с p-B11 появится совсем не скоро, понятно. Вопрос был по принципиальным преимуществам D-He3 применительно к реактивному движению. Можно разбить на три очевидные  составляющие - УИ, тяга, вес установки (удельный и минимальный).

[Иван Моисеев]

На любой вопрос даём любой ответ.

То, что ясность с p-B11 появится совсем не скоро, понятно. Вопрос был по принципиальным преимуществам D-He3 применительно к реактивному движению. Можно разбить на три очевидные  составляющие - УИ, тяга, вес установки (удельный и минимальный).

Вот, вот, весьма интересно.
Chilik, если не затруднит, найдите еще минутку и вкратце опишите схему и х-ки драйвера для такого ДУ.

[walt]

замечательно значит 3Не установка - не так уж и привлекательна в принципе??? :shock:

[f101]

В смысле активности ? Нет, это не полностью чистое производство. Зато прямое преобразовании энергии в электричество. Привлекательность гелиевой энергетики имеет место быть при отсутствии перспектив промышленного использования бора.

[0-Y-0]

Где может найтись применение "для железа, титана, алюминия и кислорода", если летать "на химии"? :?:

Металлы - для построек на Луне, для корпусов космических аппаратов, в качестве топлива, кислород - для дыхания, как окислитель для химических двигателей (переправлять на заправки на НЗО), как рабочее тело для ядерных двигателей.
Над чем нужно работать - так это над способами получения кислорода и расплавов, и их последующей обработки. Нужна лёгкая, универсальная ГАПС, она вполне пригодится и на Земле. Лично я считаю, что настоящее освоение космоса начнётся с момента выхода из под прокатного стана первой двухтавровой балки из лунного железа или листа лунного алюминия.

сначала постройте на Луне индустриальное госудаство а потом и металлы...

[Chilik]

... найдите еще минутку и вкратце опишите схему и х-ки драйвера для такого ДУ.

Я не очень понимаю, чего бы мог на эту тему написАть, поскольку всю затею с гелием-3 считаю изящной придумкой группы товарищей для получения финансирования. То есть когда-то была, на самом деле, у термоядерщиков такая идея. И Игорь Николаевич Головин много её пропагандировал в последние годы жизни, и некоторые другие известные люди. Но все мы разные, строем не ходим. Лично я пока не очень понимаю, какие реальные выгоды есть от использования такой реакции. А про лунные планы, соответственно, одно недоумение.

[avmich]

Непонятно, что именно непонятно. Вроде в этой теме достаточно подробно изложено... Преимущества гелиевой реакции перед дейтериевой и борной, в том числе. Разве что считать идею придумкой априори - но тогда никаких доказательств-опровержений не нужно, фанатиков идей тут хватает :) .

[sychbird]

Вот, вот, весьма интересно.
Chilik, если не затруднит, найдите еще минутку и вкратце опишите схему и х-ки драйвера для такого ДУ.

Единственный вариант термояда, пригодного для космического двигателя на сегодня это лазерно инерционный импульсник на дейтерий-тритие. Но в любом случае это тысячетонные массы, сотниметровые габариты, энергетический ядерный реактор и многолетние сборки в космосе.

[sychbird]

сначала постройте на Луне индустриальное госудаство а потом и металлы...

Саморазвивающаяся инфраструктура автоматов не подойдет? :shock:  
А мы так, на подхвате, солнечные батареи подлатать, если что. :lol:

[Eraser]

сначала постройте на Луне индустриальное госудаство а потом и металлы...

Государство то там зачем? Я всего лишь про две установки говорю, не слишком большой мощности.

[Иван Моисеев]

... найдите еще минутку и вкратце опишите схему и х-ки драйвера для такого ДУ.

Я не очень понимаю, чего бы мог на эту тему написАть, поскольку всю затею с гелием-3 считаю изящной придумкой группы товарищей для получения финансирования. То есть когда-то была, на самом деле, у термоядерщиков такая идея. И Игорь Николаевич Головин много её пропагандировал в последние годы жизни, и некоторые другие известные люди. Но все мы разные, строем не ходим. Лично я пока не очень понимаю, какие реальные выгоды есть от использования такой реакции. А про лунные планы, соответственно, одно недоумение.

Это я так острю...
Придется расшифровать:
f101 написал to "Chilik":
"То, что ясность с p-B11 появится совсем не скоро, понятно. Вопрос был по принципиальным преимуществам D-He3 применительно к реактивному движению. Можно разбить на три очевидные составляющие - УИ, тяга, вес установки (удельный и минимальный)."

Т.е. предложил to "Chilik" нарисовать проект ТЯРД. Я так подумал, что если "Chilik" это может, то ему как два пальца об асфальт и про драйвера сообразить.

Лунные планы, настолько, насколько далеко это я знаю, возникли у англичан в начале 70-х годов - проект "Дедал". Как они переломились в современном российском понимании - это можно посмотреть в СМИ.

Если учесть, что D-T реакция для РД не годится, остаются варианты
- D-3He, литевые комбинированые и бороводородный. (Или, то, что я не заметил).

Делаете ваши ставки, господа!

[walt]

:shock:   тоесть нейтронное излучение никак не "лечится" тоесть ничем не поглотить?

[Иван Моисеев]

:shock:   тоесть нейтронное излучение никак не "лечится" тоесть ничем не поглотить?

Мне в литературе не попадались  идеи по "лечению". А насчет поглотить - это можно. Но зачем? Делать энергию в виде нейтронов, что бы ее глотать?

[Chilik]

Если учесть, что D-T реакция для РД не годится, остаются варианты - D-3He, литевые комбинированые и бороводородный. (Или, то, что я не заметил).

Пожалуйста, мухов - отдельно, котлетов - отдельно!
Напомню, про что эта ветка начиналась.

1. Почему, собственно, гелий-3?
Гелий-3 позволит создать абсолютно безопасную энергетику, обеспеченную практически неограниченными запасами топлива.

Вот в конкретно этой задаче гелий-3 пока представляется негодным решением. И, соответственно, все попытки раскручивания этой программы значительным процентом профессионалов-плазмистов квалифицируются грубоватым термином "попил бюджета".

А без флага в виде большого щщястя для всего человечества никто денег в обозримое время на такую программу не даст. Потому что для любых других приложений, включая межзвёздные перелёты, уже сейчас накоплено этого изотопа более, чем достаточно. Как уже говорилось, есть разные пути его получения. Не обязательно на Луну лететь.

Например, классическая термоядерная реакция в чисто дейтериевой плазме идёт равновероятно по двум каналам:
D + D -> He3 + n
D + D -> T + p
И, кстати, потребные параметры плазмы для этой реакции гораздо слабее, чем для D-He3. Но даже про работу на чистом дейтерии, который дёшев по сравнению с гелием-3, т/я энергетика не перейдёт в ближайшие 50 -100 лет. Не нравится плазма, можно пучком 100-кэВных дейтериевых ионов по мишени из льда тяжёлой воды долбить. И т.п.

И, кстати, аллергии к работе с гелием-3 у специалистов нет. Когда надо, он применяется. Скажем, на крупнейшем токамаке JET в Англии проводились эксперименты с плазмой до 100% состоящей из гелия-3, или, к примеру, 50/50 с дейтерием. Целью работ было изучение поведения плазмы в зависимости от того, ионы какой массы и заряда удерживаются в установке. Нужно для проверки теории и численных кодов, описывающих поведение плазмы в установках реакторного масштаба.

Что касается ракетно-двигательных перспектив, то это совсем другая задача. Тут можно много чего обсуждать, но, заведомо, минимум несколько десятилетий это всё будет происходить не более, чем в виде трёпа на форумах и веб-страничек, создаваемых энтузиастами.

тоесть нейтронное излучение никак не "лечится" тоесть ничем не поглотить?

Да запросто поглотить, атомные станции ведь работают же. Там, правда, не только в нейтронах проблема будет. Если нейтрон поглощается в конструкционных материалах, то возникает сопутствующее гамма-излучение. Если грубо - то на один нейтрон из средней железяки вылетят 3-5 гамма-квантов с энергией до ~7 МэВ. Вот уже эти кванты остановить - проблема. Много свинца или чугуния помогают, но это для космонавтики не самый приятный вариант.

Единственный вариант термояда, пригодного для космического двигателя на сегодня это лазерно инерционный импульсник на дейтерий-тритие.

Непонятно, почему единственный, и совсем непонятно, почему хотя бы лучший среди прочих вариантов. Для приложений типа длительной стационарной работы все импульсные схемы плохи по определению. Потому что в конструкцию приходится закладывать производительность по среднему уровню мощности, а прочность - по пиковому. Приведу простой житейский пример. 1 мегаджоуль энергии (1/3.6 от киловатт-часа) может быть либо в виде 1 гранаты типа "лимонка", либо в виде чайника кипятка. Обычно разрушений от гранаты больше, чем от чайника. Забавы ради можно посмотреть по сети, что из себя представляет реакторная камера для лазера NIF в Ливерморе. Это бетонно-металлический шарик диаметром 10 м и весом тонн в 400 (только корпус, без обвязки и начинки). Служит это для того, чтобы нечасто внутри выделялось до 1000 МДЖ энергии (в киловатт-часы делить на 3.6, а в рубли по текущему тарифу электроэнергии самостоятельно ). Иначе материал стенок не держит. Видно, что даже такая мелкая для задач космического полёта машинка уже становится неразумно большой.

[Иван Моисеев]

Что касается ракетно-двигательных перспектив, то это совсем другая задача. Тут можно много чего обсуждать, но, заведомо, минимум несколько десятилетий это всё будет происходить не более, чем в виде трёпа на форумах и веб-страничек, создаваемых энтузиастами.

Надеюсь, вы меня не подозреваете в и том, что я скрываю от общественности свой кухонный тя-реактор?

Забавы ради можно посмотреть по сети, что из себя представляет реакторная камера для лазера NIF в Ливерморе. Это бетонно-металлический шарик диаметром 10 м и весом тонн в 400 (только корпус, без обвязки и начинки). Служит это для того, чтобы нечасто внутри выделялось до 1000 МДЖ энергии (в киловатт-часы делить на 3.6, а в рубли по текущему тарифу электроэнергии самостоятельно ). Иначе материал стенок не держит. Видно, что даже такая мелкая для задач космического полёта машинка уже
становится неразумно большой.

Про NIF написано здесь.
http://path-2.narod.ru/vp/m_art/dedal.pdf
критика приветствуется.

[f101]

High-Energy Space Propulsion Based on Magnetized Target Fusion

Thio, Y. C. F.; Freeze, B.; Kirkpatrick, R. C.; Landrum, B.; Gerrish, H.; Schmidt, G. R.

A conceptual study is made to explore the feasibility of applying magnetized target fusion (MTF) to space propulsion for omniplanetary travel. Plasma-jet driven MTF not only is highly amenable to space propulsion, but also has a number of very attractive features for this application 1) The pulsed fusion scheme provides in situ a very dense hydrogenous liner capable of moderating the neutrons, converting more than 97 of the neutron energy into charged particle energy of the fusion plasma available for propulsion. 2) The fusion yield per pulse can be maintained at an attractively low level ( less than 1 GJ) despite a respectable gain in excess of 70. A compact, low-weight engine is the result. An engine with a jet power of 25 GW, a thrust of 66 kN, and a specific impulse of 77,000 s, can be achieved with an overall engine mass of about 41 metric tons, with a specific power density of 605 kW kg, and a specific thrust density of 1.6 N kg. The engine is rep-rated at 40 Hz to provide this power and thrust level. At a practical rep-rate limit of 200 Hz, the engine can deliver 128 GW jet power and 340 kN of thrust, at specific power and thrust density of 1,141 kW kg and 3 N kg respectively. 3) It is possible to operate the magnetic nozzle as a magnetic flux compression generator in this scheme, while attaining a high nozzle efficiency of 80 in converting the spherically radial momentum of the fusion plasma to an axial impulse. 4) A small fraction of the electrical energy generated from the flux compression is used directly to recharge the capacitor bank and other energy storage equipment, without the use of a highvoltage DC power supply. A separate electrical generator is not necessary. 5) Due to the simplicity of the electrical circuit and the components, involving mainly inductors, capacitors, and plasma guns, which are connected directly to each other without any intermediate equipment, a high rep-rate (with a maximum of 200 Hz) appears practicable. 6) All fusion related components are within the current state of the art for pulsed power technology. Experimental facilities with the required pulsed power capabilities already exist. 7) The scheme does not require prefabricated fuel target and liner hardware in any esoteric form or state. All necessary fuel and liner material are introduced into the engine in the form of ordinary matter in gaseous state at room temperature, greatly simplifying their handling on board. They are delivered into the fusion reaction chamber in a completely standoff manner.

[KBOB]

High-Energy Space Propulsion Based on Magnetized Target Fusion

Thio, Y. C. F.; Freeze, B.; Kirkpatrick, R. C.; Landrum, B.; Gerrish, H.; Schmidt, G. R.

A conceptual study is made to explore the feasibility of applying magnetized target fusion (MTF) to space propulsion for omniplanetary travel. Plasma-jet driven MTF not only is highly amenable to space propulsion, but also has a number of very attractive features for this application 1) The pulsed fusion scheme provides in situ a very dense hydrogenous liner capable of moderating the neutrons, converting more than 97 of the neutron energy into charged particle energy of the fusion plasma available for propulsion. 2) The fusion yield per pulse can be maintained at an attractively low level ( less than 1 GJ) despite a respectable gain in excess of 70. A compact, low-weight engine is the result. An engine with a jet power of 25 GW, a thrust of 66 kN, and a specific impulse of 77,000 s, can be achieved with an overall engine mass of about 41 metric tons, with a specific power density of 605 kW kg, and a specific thrust density of 1.6 N kg. The engine is rep-rated at 40 Hz to provide this power and thrust level. At a practical rep-rate limit of 200 Hz, the engine can deliver 128 GW jet power and 340 kN of thrust, at specific power and thrust density of 1,141 kW kg and 3 N kg respectively. 3) It is possible to operate the magnetic nozzle as a magnetic flux compression generator in this scheme, while attaining a high nozzle efficiency of 80 in converting the spherically radial momentum of the fusion plasma to an axial impulse. 4) A small fraction of the electrical energy generated from the flux compression is used directly to recharge the capacitor bank and other energy storage equipment, without the use of a highvoltage DC power supply. A separate electrical generator is not necessary. 5) Due to the simplicity of the electrical circuit and the components, involving mainly inductors, capacitors, and plasma guns, which are connected directly to each other without any intermediate equipment, a high rep-rate (with a maximum of 200 Hz) appears practicable. 6) All fusion related components are within the current state of the art for pulsed power technology. Experimental facilities with the required pulsed power capabilities already exist. 7) The scheme does not require prefabricated fuel target and liner hardware in any esoteric form or state. All necessary fuel and liner material are introduced into the engine in the form of ordinary matter in gaseous state at room temperature, greatly simplifying their handling on board. They are delivered into the fusion reaction chamber in a completely standoff manner.

[/size]
ХДЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛ ФАЦИЛИТЕ ЭКЗИСТ?

А нашел!

http://wsx.lanl.gov/mtf.html
....................
Cost of driver     $10 Billion
...................................
Линейная имплозия плазмы магнитным полем. Военные еще на поняли что это в чистом виде термоядерная бомба малой мощности?
10 гигабакарей кто заплатит?