Прямоточный ядерный двигатель деления

Капитан Бутан · **Сегодня** в 01:35:23

Для полётов на дистанции уровня 1/10 св. года (гравитационный телескоп у Солнца или перелёт с Альфа Центавра С к Альфа Центавра AB) достаточно скорости истечения 1% от скорости света. Это уровень не термоядерных реакций, а ядерных реакций деления.
Предлагаю обсудить прямоточный двигатель деления. Не импульсный а непрерывного действия: конструкция, состав реакторной массы и способ удержания плазмы. Подойдут ли открытые ловушки например, с учётом того что плазма более низкотемпературная чем в реакторе синтеза?

torazurey · **Сегодня** в 02:14:24

Цитата: Капитан Бутан от Сегодня в 01:35:23Предлагаю обсудить

Цитата: Капитан Бутан от Сегодня в 01:35:23состав реакторной массы и способ удержания плазмы. Подойдут ли открытые ловушки например, с учётом того что плазма более низкотемпературная чем в реакторе синтеза?

про обсуждение охлаждения всего этого ни слова... а я бы это на 1е место поставил

SONY · **Сегодня** в 03:10:39

Удельный импульс в 1% от скорости света - это уровень двигателей на осколках деления.
Т.е. тут нужно не какую-то часть условного урана поделить чтобы нагреть за счёт этой энергии плазму, и далее её выбросить, а вот прямо сами осколки деления напрямую и выбрасывать, стараясь как можно меньше энергии у них по дороге забрать.

Если же мы греем урановую плазму до температуры, при которой её можно выбросить со скоростью в 1% от световой, то это соответствует температуре на два порядка выше, чем нужно для термоядерных реакций (по оптимистичной оценке - порядка 30 000 000 000 К), что совместно с на два порядка большей массой ионов делает задачу фантастически более трудной, нежели УТС, который мы и так пока не осилили.

Капитан Бутан · **Сегодня** в 08:33:40

Цитата: SONY от Сегодня в 03:10:39Удельный импульс в 1% от скорости света - это уровень двигателей на осколках деления.

Ну, насколько понимаю можно и разбавить протонами (водородом) в соотношении 1:1 или около того. Термализованная плазма из осколков и протонов тоже будет достаточно быстрой. Вопрос - как именно сделать такую магнитную конфигурацию чтобы осколки летели в нужном направлении и по пути эффективно обменивались импульсом с подаваемым водородом?

Бертикъ · **Сегодня** в 08:56:29

«Прямоточный» - это использовать водород из межзвездного пространства?

Капитан Бутан · **Сегодня** в 09:10:21

Цитата: torazurey от Сегодня в 02:14:24про обсуждение охлаждения всего этого ни слова... а я бы это на 1е место поставил

Так это будет обычная плазменная система любой более-менее "долгоиграющей" (не импульсной) конфикурации: -пинч, открытая ловушка, стелларатор, токамак, сферический токамак. FRC с большой длиной импульса (как у TAE) тоже можно. Структура потерь энергии и охлаждение в таких системах это понятный в общем-то вопрос.
Потери энергии будут транспортные (проникновение частиц из плазмы наружу) и потери излучением. Транспортные это не особо великая проблема, а вот излучение - да. У нас очень тяжёлые атомы, очень сильно излучают. Но поскольку нас не волнует ни критерий Лоусона ни тройное произведение, температуру плазмы можно понижать сколько влезет.Можно надеяться что при достаточно низкой температуре излучательная мощность снизится настолько что с такой плазмой можно будет работать

Андрюха · **Сегодня** в 09:16:40

Цитата: Бертикъ от Сегодня в 08:56:29«Прямоточный» - это использовать водород из межзвездного пространства?

Так это вроде ещё Бассард придумал в 60-е, а не Бутилен

Тут вроде другое. Просто ЯРД открытого цикла класс А, как я понял

Капитан Бутан · **Сегодня** в 09:17:59

Цитата: Бертикъ от Сегодня в 08:56:29«Прямоточный» - это использовать водород из межзвездного пространства?

Ну...имелось ввиду "прямого истечения реактивной массы из плазмы реактора". На осколках деления, то есть.
Поскольку я выше написал про разбавление протонами, то собирать водород из вакуума тоже кажется хорошей идеей: скорости у нас низкие и торможение магнитной воронкой будет невелико. Так что согласен, пусть будет немного "прямоточный" как у Бассарда

Капитан Бутан · **Сегодня** в 09:20:11

Цитата: Андрюха от Сегодня в 09:16:40Так это вроде ещё Бассард придумал в 60-е, а не Бутилен

У Бассарда термоядерный, и воронка - основная фишка. У меня как дополнение, выше объяснил

Бертикъ · **Сегодня** в 09:23:26

Цитата: Капитан Бутан от Сегодня в 09:17:59
Цитата: Бертикъ от Сегодня в 08:56:29«Прямоточный» - это использовать водород из межзвездного пространства?
Ну...имелось ввиду "прямого истечения реактивной массы из плазмы реактора". На осколках деления, то есть.
Поскольку я выше написал про разбавление протонами, то собирать водород из вакуума тоже кажется хорошей идеей: скорости у нас низкие и торможение магнитной воронкой будет невелико. Так что согласен, "прямоточный" как у Бассарда

Но там тогда главная проблема - сама воронка. Т.е. ее гигантские (не то слово!) размеры. И вне зависимости от того ТЯ или ЯР по-любому - фантастика )))

Андрюха · **Сегодня** в 09:33:54

https://epizodyspace.ru/bibl/znan/1978/6/panevin.html

https://projectrho.com/public_html/rocket/engineintro.php
А тут есть и на осколках деления, у меня просто дальше плохо грузится чтобы сослаться на конкретный двигатель.

Капитан Бутан · **Сегодня** в 09:35:42

Цитата: Бертикъ от Сегодня в 09:23:26Но там тогда главная проблема - сама воронка. Т.е. ее гигантские (не то слово!) размеры

Насколько я помню конкретные параметры магнитной системы (сила тока, длина проводников, напряжённость поля) были вполне приемлемые. Нерешаемая проблема там была одна: торможение воронкой об межзвёздную среду, при некоторой скорости торможение уравновешивает тягу. И эта скорость получалась достаточно низкой.
Вторая проблема (как вижу) это то что протоны - паршивенькое топливо. В D-3He они не нужны, а p-11B в основном (по массе) состоит из бора. Да, в самой плазме p-11B, в реакторе, будет в 3-4 раза больше атомов водорода чем атомов бора, соотношение H/B ≈3/1. Но массовый расход (на горение) по-прежнему будет в соотношении H/B=1/1. Поэтому то что ты там из межзвёздной среды нацедил бесплатно 1/11 топлива это не особо-то и прорыв. Тем более ты за эту 1/11 платишь большой долей тяги на торможение воронкой.
Ну а p-6Li тоже ну такое...во-первых попробуй зажги, нужна температура и высокие потери. Во-вторых много побочных реакций. Ну допустим энерговыделение у p-6Li высокое, но всё равно много минусов. p-7Li ещё хуже

Капитан Бутан · **Сегодня** в 09:54:40

Цитата: Андрюха от Сегодня в 09:33:54А тут есть и на осколках деления, у меня просто дальше плохо грузится чтобы сослаться на конкретный двигатель

Не нашёл, как называется? Pulsed Fission Fusion он с D-T, не то. n-Li6 Microfission и Z-pinch Microfission
на атомных бомбах, это импульсные орионы.
Dual-mode fission это обычный твердофазный ЯРД. Кстати интересное сравнение стержневого и с активной зоной из шариков

Андрюха · **Сегодня** в 10:15:01

Цитата: Капитан Бутан от Сегодня в 09:54:40Не нашёл, как называется?

Fission Fragment Type
Не оно?

Капитан Бутан · **Сегодня** в 10:22:46

Цитата: Андрюха от Сегодня в 09:33:54https://projectrho.com/public_html/rocket/engineintro.php
А тут есть и на осколках деления, у меня просто дальше плохо грузится

Нашёл! Двигатель-пылесос от Родни Кларка и Роберта Шелдона. Вот это уже разговор, вот это мне нравится. Хороший двигатель, мне нравится, и есть pdf
http://www.rbsp.info/rbs/PDF/aiaa05.pdf

Тяговооружённость уровня ядерных буксиров на ЭРД (да это по сути и есть буксир на ЭРД, но с прямым преобразованием реакторной энергии в движение струи). Это огорчает, но надо смотреть что у них с температурой активной зоны. Если допустим 2000К, а у нас 3300К, то у нас мощность излучения (охлаждения активной зоны) будет в в 7,5 раз выше и во столько же - грубо говоря на порядок - возрастёт тяговооружённость. Тут могут помочь наработки по высокотемпературным твердофазным ЯРД из темы "ЯРД на жидком топливе"