Лунный гелий-3 или Все пути ведут на Луну

[Дем]

Раз внешняя температура ниже точки замерзания и того, и другого - то всё равно что сливать

Фигушки! Т.е., теоретичиски конечно, всё равно. Но практически... Из К-27 полгода свинец-висмут ломами вышибали. :cry:

Ну дык - конструировать правильно надо
А из замёрзших радиаторов лед не выбивают - выкидывают всё вместе...

Так что или искать жидкость, остающуюся жидкостью во всём диапазоне рабочих температур - или исходить из того, что по свойствам лучше. Притом для обоих контуров. Может и во втором контуре ЖМТ лучше будет.

Ого! Может, всё-таки газ для второго контура? Поясню: ежели начнём замерзать или перегреваться, второй контур должон быть очень "резвым", а ЖМТ резвость гарантированно не обеспечивает - слишком теплоёмкий и оччччень тяжёлый. Потом, разогреть-охладить газ сильно проще.

Газ - он, конечно, "резвый" - но надо ли нам это?
Но действительно, насчёт второго контура думать надо - жидкий, газ или "кипятильник"
И ещё - куда и как потом тепло сбрасывать. Потому как это только излучением - значит радиатор должен быть горячим, несколько сот градусов...

[mrvyrsky]

Ну дык - конструировать правильно надо
А из замёрзших радиаторов лед не выбивают - выкидывают всё вместе...


Не, это я просто не уточнил. Там началось затвердение сплава, с этим боролись, боролись, потом подвели магистраль, решили от внешнего источника регенерировать сплав, труба лопнула, и вся эта лепота вылилась в отсек. Ломами работали в отсеке, а не в трубе. Просчитать такую ситуацию, смоделировать, просто не смогли. В т.ч. и потому, что то, как будет себя вести сплав в течение нескольких лет эксплуатации ооооооооччччччччень трудно. Водой же, как теплоносителем, пользуются сотни лет.

Газ - он, конечно, "резвый" - но надо ли нам это?
Но действительно, насчёт второго контура думать надо - жидкий, газ или "кипятильник"


Точно, причём, не только подумать, но и "покатать" несколько разных схем в условиях, приближенных к боевым. Отработать не только надёжные системы глушения реактора, но и сократить до минимума ситуации, когда реактор гибнет необратимо. Вообще, сдаётся мне, что чем проще будет реактор, тем лучше. Да, ещё одна проблема ЖМТ - регенерация теплоносителя. Прислать чё-нть про проблемы ЖМТ на флоте?

И ещё - куда и как потом тепло сбрасывать. Потому как это только излучением - значит радиатор должен быть горячим, несколько сот градусов...

Имхо, ссно. Думаю, тепло должно идти в перерабатываемый реголит. При снижении добычи - снижать мощность реактора. Выбрасывать тепло только аварийно, для этого можно сделать систему аварийного расхолаживания реактора, снятие остаточного тепловыделения можно сделать на отдельной машине - техпомощи. Схема аварийного расхолаживания может быть, имхо, такая. Сверху над реактом ставим куб воды, и после заглушения проливаем по аварийной проводке, тем временем, выбрасываем разворачиваемые сверхлёгкие радиаторы из фольги. Всё, реактор надолго остановлен и расхоложен. Остаётся вопрос - как его потом пускать?

[mrvyrsky]

Что касается теплообменников - вроде висконсинский народ предлагает использовать тепловые трубы.

Труба в трубе? Не очень ремонтопригодная схема, но если сделать надёжно, то получается офигенно компактно. Ща для реакторов 4-го поколения для АПЛ подобные схемы проработаны. И на Вирджинии, вроде как, такую трубу ставят.

[X]

А как насчет газообразного теплоносителя - СО2 или даже гелий? Преимушества - на лице. А какие недостатки?

[foogoo]

Читаю про NERVA Engine http://dayton.hq.nasa.gov/IMAGES/SMALL/GPN-2002-000144.jpg
И подумалось мне: раз реголит имеет низкую теплопроводность, значит его можно обдувать/продувать горячим водородом прошедшим через активную зону реактора. :idea:  :?:

http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2002-000144.html

[mrvyrsky]

Читаю про NERVA Engine http://dayton.hq.nasa.gov/IMAGES/SMALL/GPN-2002-000144.jpg
И подумалось мне: раз реголит имеет низкую теплопроводность, значит его можно обдувать/продувать горячим водородом прошедшим через активную зону реактора. :idea:  :?:

http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2002-000144.html

Предлагаешь одноконтурный газовый реактор? Я тоже об этом думал, но, блин, а как разделять водород и получаемые вещества, причём в приличных объёмах при низком содержании Не в реакторном водороде?
Мембраны не предлагать, как и холодильники.

[X]

Читаю про NERVA Engine http://dayton.hq.nasa.gov/IMAGES/SMALL/GPN-2002-000144.jpg
И подумалось мне: раз реголит имеет низкую теплопроводность, значит его можно обдувать/продувать горячим водородом прошедшим через активную зону реактора. :idea:  :?:

http://grin.hq.nasa.gov/ABSTRACTS/GPN-2002-000144.html

Предлагаешь одноконтурный газовый реактор? Я тоже об этом думал, но, блин, а как разделять водород и получаемые вещества, причём в приличных объёмах при низком содержании Не в реакторном водороде?
Мембраны не предлагать, как и холодильники.

Если в качестве теплоносителя использовать не водород, а гелий, то все побочные газы отделяются от гелия химически. А сам гелий, по мере накопления просто собирать в баллоны.

[foogoo]

Э то я был.

[serb]

Если в качестве теплоносителя использовать не водород, а гелий, то все побочные газы отделяются от гелия химически. А сам гелий, по мере накопления просто собирать в баллоны.

Гелий - отвретительный теплоноситель из-за своей одноатомности. Всего 3 тепловые степени свободы (у молекулы водорода масса вдвоее меньше, а степеней - аж 5)

[X]

Ничего себе "отвратительная теплопроводоность" - 0,152 W(m*K). Всего лишь на 17% меньше, чем у водорода (0,182). Уж по крайней мере в 7-10 раз лучше, чем остальные газы.

[serb]

Для теплоносителя важна не теплопроводность, а теплоемкость. У (идеальных) газов она определяется количеством тепловых степеней свободы. Грубо говоря, в каком типе движения молекулы "запасают" энергию.

Для одноатомных газов таких степеней 3 - движение по X, Y и Z.
Для линейной молекулы, например, молекулы водорода, добавляются езе 2 степени свободы - вращение вокруг осей, перпендикулярных оси молекулы. Вращение вокруг оси молекулы "выпадает".

И, наконец, для нелинейных молекул, типа молекулы водяного пара (атомы водорода находятся под углом ЕМНИП около 160 град относительно атома кислорода) имеем 6 степеней свободы.

В общем, у гелия - 3/2 чего-то-там (забыл уже блин :-( ) , у водородв - 5/2 . Т.е. как теплоноситель водород получается грубо в 5/3 раза лучше (поправился)

[X]

Ок, принято. Увы, теплотехник из меня никакой - перепутал теплопроводность с теплоемкостью. Ок, гелий в 1,7 раза хуже гелия по этому параметру. А вот еще есть реакторы с СО2 в качестве теплоносителя - у него с этим как?
Есть такое понятие - наводораживание металлов. Как с этим дело обстоит в ЯР на водороде? Это мона лечить какими-то покрытиями? Или не так страшен черт, как его малюют? Охлаждают же мощные элктрогенераторы водородом - и ничего. Там, правда, совсем другие тем-ры/давления...

[Fakir]

Греть прокачкой газа - оно бы хорошо, но опасаюсь, что потери газа будут неприемлимо велики. Как вы обеспечите его полную откачку из рабочего объема перед тем, как выкинуть в вакуум отработанный реголит?

[X]

перепутал теплопроводность с теплоемкостью. Ок, гелий в 1,7 раза хуже гелия по этому параметру

А зачем нам хорошая теплоемкость - ее мона расходом компенсировать. А вот хорошая теплопроводность - всегда есть гуд.

[X]

Греть прокачкой газа - оно бы хорошо, но опасаюсь, что потери газа будут неприемлимо велики. Как вы обеспечите его полную откачку из рабочего объема перед тем, как выкинуть в вакуум отработанный реголит?

А как вообще эффективно собирать газ из реголита?

[mrvyrsky]

Аnonymous
Если в качестве теплоносителя использовать не водород, а гелий, то все побочные газы отделяются от гелия химически. А сам гелий, по мере накопления просто собирать в баллоны.


Т.е. у нас получается ОДНОРАЗОВЫЙ теплоноситель? Причём, довольно редкий.
Даже если периодически возить балоны с гелием на выделение необходимого нам изотопа, обычного гелия нужно будет, для одного реактора, сотни тонн!
Имхо, подогревать реголит лучше всего в трубе, предложенной страниц на 15 раньше. Сам реголит там движется, т.е. перемешиванием от разогретых стенок трубы мы обеспечиваем теплообмен в самом в-ве. Трубу разогревает второй контур теплоносителя, скорее всего, газ. С его помощью же обеспечивается рекуперация. А подогретый примерно до 450С реголит попадает в герметическую камеру, где происходит окончательный доразогрев и выделение необходимых нам газов. Мы их откачиваем, и двигаем пустой реголит дальше, теперь уже отбирая у него тепло. Вот так, имхо, это и происходит.

[zyxman]

уффф.. тяжелая это работа весь топик перечитать. Может пора какой-нить ЧАВО сделать?

Греть прокачкой газа - оно бы хорошо, но опасаюсь, что потери газа будут неприемлимо велики. Как вы обеспечите его полную откачку из рабочего объема перед тем, как выкинуть в вакуум отработанный реголит?

Теплопередача в газе уступает только теплопередаче в жидкости.
А вообще есть идея давить разогретый реголит прессом, что и выдавит из него все лишнее, побочно можем получить например "кирпичи" для строительства.

Еще пару слов про передачу электроэнергии без проводов:

Деревня на острове реюньон станет первой в мире, использующей микроволновую
 технологию энергоснабжения
http://www.inauka.ru/news/28-04-03/article31438

rectenna - это уже французами проводится конференция по теме:
http://www.sunsat.org/Ver.2/News1_2_2001.htm
http://www.spacefuture.com/power/equatorialtimes/3.shtml

А это японский проект SPS2000 - вкратце на землю в районе экватора предполагается подать
 с геостационара 5 Мегаватт в диапазоне 2.4ГГц для проверки концепции; стоимость проекта
 оценивается в 10миллиардов (1/10 стоимости МКС).
http://www.spacefuture.com/power/sps2000.shtml

Работы по проекту SPS насколько я понял начали в японии в 1997 году.

[zyxman]

вообще я не спец, но глубоко интересовался

Так вот по-моему, чтобы вытащить из пыли весь газ нужно резкий перепад температуры и давления (или хотя-бы чего-то одного), для чего вообще идеально ЖМТ лить прямо на холодный риголит, ну и плюс добавить ультразвук для надежности.
А после такой "мокрой процедуры" отжать прессом и аккуратно сложить

Кстати, может кто в курсе - я точно знаю, что гелий-4 радиацию не накапливает вообще (медленные нейтроны точно не поглощает), а как насчет гелия-3?

[Иван Моисеев]

Кстати, может кто в курсе - я точно знаю, что гелий-4 радиацию не накапливает вообще (медленные нейтроны точно не поглощает), а как насчет гелия-3?

Поглощает. Так что, кто там поближе к ядерной физике - посчитайте - как бы He3 не превратился в He4 уже в тракторе...

[X]

Трубу разогревает второй контур теплоносителя, скорее всего, газ

А что мешает сделать одноконтурный реактор с газовым теплоносителем (гелий или СО2)? Разогретый в реакторе газ идет в газовую турбину или МГД-генератор и вырабатывает электроэнергию. После этого прогревает трубу с холодным реголитом, т.о. охлаждается и подается насосом обратно в реактор. Выработанная ЭЭ идет на микроволновую или инфракрасную печку, гда реголит и прогревается до окончательной кондиции.