Концентрация нейтронов/неравномерность поля в реакторе, Какая достижима? Опции

[Татарин]

Вот темой про ЯРД навеяло...
Понятно, что энерговыделение в критмассе неравномерно - в центре больше.
А если поставить себе целью максимальную неравномерность, то какая достижима? И какими средствами/насколько сложно?

Полая сфера с отражателем и крупинкой делящегося материала в центре - интуитивно понятное решение. Опять же, интуитивно, все-таки основная энергия выделится в сфере. Так ли это? Можно ли что-то придумать лучше?

[alex_bykov]

А если скомбинировать? Ну, например, прокачка через почти критичный реактор плазмы/газа, содержащего делящееся вещество. При такой прокачке может происходить выход в критику...

[VBVB]

А если скомбинировать? Ну, например, прокачка через почти критичный реактор плазмы/газа, содержащего делящееся вещество. При такой прокачке может происходить выход в критику...

Ранее уже предлагались газофазные ЯРД на гексафторидах и пентахлоридах урана и плутония. Но схемы предлагаемые обычно оперировали скорее промежуточным нейтронным спектром, чем тепловым или быстрым.

Можно сделать цилиндрическое сопло с провилированием по длине обогащения карбида урана-235, а в зоне выхода сопла иметь большой массы заметно меньшего сечения вставку из графита. Теплоносителем/рабочим телом может являться гексафторид урана-235 или плутония. Они до распада выдерживают нагрев свыше 1000С.

Проходя через профилированную по обогащению карбида урана-235 трубчатую и подходя к зоне с графитовым замедлителем/отражателем можно получить критичность почти на выходе из сопла. Тогда перегретый гегксафорид урана выходит частично в состояния плазмы, частично в виде продуктов деления, частично в виде плазмы из тетрафторида углерода (за счет взаимодействия атомарного фтора с графитом. По сути абляция графита в виде тетрафторида углерода и унос его в космос сможет позволит осуществлять теплозащиту концевой части сопла, но за счет его разгара. Тягу и мощность ЯРД можно регулировать через скорость подачи гексафторида урана/плутония. В качестве компонента топлива, увеличивающего тягу, можно использовать гексафторид углерода C2F6. Управление внешней активной зоной из карбида урана/плутония можно осуществлять посредством передвижного отражателя из вольфрама/рения/тантала, регулируя долю нейтронов утечки.

Такой ЯРД неприемлем в атмосфере Земли, но вполне пригоден для старта с низких оклоземных орбит.
Расход делящегося гексафторида урана/плутония в таком двигателе может достигать в 5-10 граммов в час, что эквивалентно тепловой мощности ЯРД на уровне 70-140 МВт. Практический же расход гексафторида урана/плутония будет на порядок больше, поскольку выгорать будет только малаяая часть газообразного ядерного топлива.
Вопрос оценки ресурса такого типа ЯРД сложен, но одного-пары часов тяги в нем добится можно.

Сообщение отредактировал VBVB - 9.10.2016, 22:44