ЯРД на жидком топливе

[blik]

Если это действительно тупик, то верхняя граница температуры у нас будет определяться температурой плавления самого тугоплавкого оксида - оксида тория. Он будет излучать, а не уран.

Оксид тория тоже не пройдет. У него сечение поглощения быстрых нейтронов всего в 6 раз меньше, чем у У235. И через 22 минуты переходит в палладий, оксид палладия разлагается меньше чем при 900С. В итоге с небольшим запаздыванием оболочка активной зоны, ядерно сгорает вместе с ураном. Повторное использование невозможно. Далеко не полетим. Тормозить будет нечем. 

[Капитан Бутан]

Оксид тория тоже не пройдет. У него сечение поглощения быстрых нейтронов всего в 6 раз меньше, чем у У235. И через 22 минуты переходит в палладий, оксид палладия разлагается меньше чем при 900С

Да не в палладий, а в протактиний))
Pa это не Pd. А то что торий поглощает нейтроны - так это во-первых вопрос к нейтронному спектру. Во-вторых, даже в реакторе на ториевом цикле, наработка новых элементов из 232Th процесс не быстрый. А ресурс ЯРД как раз-таки "быстрый", несколько часов. Не, я бы не считал что с ThO₂ возникнут проблемы

[blik]

Да не в палладий, а в протактиний))
Pa это не Pd.

Согласен. Автоматизм
Переход в уран 233 через месяц, тормозить будет нечем
Впрочем и само деление Ториябыстрыми нейтронами, хоть сечение и меньше в 10 раз, чем у урана, разрушит оболочку.
ТФРД выглядит проще и по сумме, с учетом возможности торможения, выйдет эффективнее.

[Капитан Бутан]

Переход в уран 233 через месяц, тормозить будет нечем

А какой процент тория перейдёт, уже пробовали считать?

[Капитан Бутан]

Вообще соглашусь с тем что облучение ThО₂ плохо повлияет на двигатель. Не потому что он весь превратится в уран и "тормозить будет нечем" (превращение там ограничится долями процента). Но потому что нам критически важна прозрачность.

Она не снизится от накопления дефектов кристаллической решётки как считал Dulevo

Облучение вызывает почернение (radiation-induced absorption)

Но она снизится потому, что даже 0,1% урана дадут 0,1% оксида урана - скорее всего диоксида. А диоксид почти абсолютно чёрный, особенно для волн короче 600нм. Пик излучения при 4500К будет около 700нм, но на <600нм будет приходиться процентов 30 коротковолнового "хвоста" кривой излучения.
В итоге жидкая начинка перегреется и начнёт разлагаться, покрытие стенок из 232ThO₂ тоже перегреется и стенки расплавятся

[Bell]

Жидкое топливо - карбид урана UC₂

Огромная молекулярная масса = очень низкий удельный импульс. Тогда уж сразу свинец, он хотя бы легко плавится. Да и температура кипения не так уж высока.

Я же написал в первом же посте: это твердофазный ЯРД но с жидким топливом!!! Топливный стержень твёрдый, потому что у него твёрдая оболочка. Начинка - жидкая, да. Но снаружи этого не видно. Короче это обычный твердофазный ЯРД. Из сопла вылетает что? Из сопла вылетает водород = удельный импульс очень высокий

Убогий любезный, вы не поняли суть вопроса.
Это не про твердую/жидкую/газообразную фазу.
Это про молекулярную массу "продуктов сгорания", которые вылетают из сопла.
Чем тяжелее, тем хуже. Лучше всего водород (самый легкий). А молекула карбида урана чудовищно тяжелая и все будет очень плохо для удельного (УДЕЛЬНОГО!) импульса.

[Капитан Бутан]

Убогий любезный, вы не поняли суть вопроса.
Это не про твердую/жидкую/газообразную фазу.
Это про молекулярную массу "продуктов сгорания", которые вылетают из сопла.
Чем тяжелее, тем хуже. Лучше всего водород (самый легкий). А молекула карбида урана чудовищно тяжелая и все будет очень плохо для удельного (УДЕЛЬНОГО!) импульса.

Дружище, тест на IQ давно проходили? Низковат, видно что низковат. Третий раз я объяснять не буду

[Bell]

Дружище, тест на IQ давно проходили?

Там прямая зависимость от возраста, если что. С какого-то момента - обратная.
По поставленным вопросам будут ответы или как?

[blik]

торий плохо повлияет на двигатель. Не потому что он весь превратится в уран и "тормозить будет нечем" (превращение там ограничится долями процента).

зачернение произойдет гораздо раньше, чем торий превратится в уран

Для того чтобы диоксид тория радикально потемнел (стал густо-бурым или темно-серым), достаточно выгорания всего в 0,001%

Сечение Выгорание/деление тория на быстрых нейтронах примерно в 10 раз меньше, чем урана 235. Для РД 0410 предельная степень выгорания 1,8%. Торий выгорит на 0,18%. Это в 180 раз больше порога зачернения. То есть ресурс будет сокращен в 180 раз. Аминь.

[Капитан Бутан]

По поставленным вопросам будут ответы или как?

Я же сказал, не буду больше объяснять. Или понять даже такую простую фразу не удалось?
Ну ладно, согласен даже задать вопрос: чем отличается рабочее тело твердофазного ЯРД от ядерного топлива твердофазного ЯРД? Простой вопрос, по силам даже вам

[Капитан Бутан]

Сечение Выгорание/деление тория на быстрых нейтронах примерно в 10 раз меньше, чем урана 235. Для РД 0410 предельная степень выгорания 1,8%. Торий выгорит на 0,18%.

Хорошая оценка!

Для того чтобы диоксид тория радикально потемнел (стал густо-бурым или темно-серым), достаточно выгорания всего в 0,001%

А вот это откуда взялось? Не понимаю

[Капитан Бутан]

Ладно, раз уж идея провалилась...а какой максимум температуры в обычных твердофазных ЯРД (с твёрдым карбидным топливом)? У РД-0410 был смешанный карбид урана-вольфрама как понимаю. Нет данных по температуре плавления или механизмам разрушения этого материала при высокой температуре?

[Капитан Бутан]

Всё ещё есть один вариант как добраться хотя бы до 4000К в сопле. Но это потребует 3300-3400К в реакторе, отсюда и вопрос

[Bell]

Я же сказал, не буду больше объяснять.

Ну и ладушки. Пойду посплю.

[Капитан Бутан]

Просматривается вариант поднять до 3400К. Это смешанный карбид урана-циркония UC-ZrC с молярной долей карбида циркония около 90% (соответствует массовой доле 80%). При таком составе, запас до точки плавления будет 200°. Проблемой может быть обезуглероживание, при снижении соотношения C/Zr до 0,8 температура плавления падает на эти же 200°

[vlad7308]

Ладно, раз уж идея провалилась...а какой максимум температуры в обычных твердофазных ЯРД (с твёрдым карбидным топливом)? У РД-0410 был смешанный карбид урана-вольфрама как понимаю. Нет данных по температуре плавления или механизмам разрушения этого материала при высокой температуре?

у Nerva было НЯП около 2800К (с общим ресурсом 10 часов и десятки включений, но не на полной мощности).
У рд0410 - больше 3000К. Типа 3200, что ли.

Но это температура не рабочего тела, а поверхности каналов активной зоны. Т-ра рабочего тела на выходе должна быть на пару сотен градусов ниже.

[Капитан Бутан]

У рд0410 - больше 3000К. Типа 3200, что ли.

У карбида вольфрама температура плавления 3150К, а там был с примесью более легоплавкого карбида урана. 3100К видел, писали. Но это источники уровня Википедии. КБХА указывает 3000К для водорода на выходе. Может 3100 на поверхности стержней, но едва ли больше

[vlad7308]

Был еще проект американский более поздний, времен СОИ.
Забыл как он назывался. Там был ярд типа pebble-bed, с какими-то очень тугоплавкими шариками, и заявленным УИ типа 1000-1100с. Еще и TWR в десятки.
Но он кажется остался в основном на бумаге, и чуть-чуть ранних экспериментов.
Project Timberwind - вот.

[Капитан Бутан]

Еще и TWR в десятки.

Может потому что у шариков больше удельная площадь м²/кг урана чем у призм. Но уж точно не в десятки раз больше

[Капитан Бутан]

Можно ксати попробовать сделать двухслойный шарик: карбид циркония снаружи, карбид урана внутри. Тогда начинка может расплавиться, а оболочка ещё будет твёрдой. Карбид циркония (оболочка) плавится при 3750К. Но так можно дойти и до карбида тантала или до графита