Транспортные Ядерные Энергоустановки, (ядерные реакторы для флота, космоса и др.) Опции

[eninav]

Биозащита в космосе вообще не проблема, т.к. самая лучшая защита это расстояние! Делаем длинный фал, заодно выполняющий роль кабеля, и на конце его висит реактор. Что бы кабель была натянут, можно слегка раскрутить систему спутник-реактор.

[pappadeux]

Реактор для полетов по солнечной системе и в ближний космос, до 1/10 ск.света.

Кусочки топлива в аэрогеле, и продукты распада создают тягу. Сопло формируется соленоид с полем 20Т.

Да, и лучше всего это летает на америции 242

В общем, суровое ядерное порно

https://www.nextbigfuture.com/2023/11/neart...capability.html

[pappadeux]

А вот еще проект

берем 30 кило тория-228 и намазываем 10тимикронным слоем на поглотитель,
который цепляем к торцу космокорабля

обещают 150км/с dV и скорости более 100км/с

а к поглотителю прицепляем термоэлектические преобразователи чтоб слушать музыку во время полета

https://www.nasa.gov/general/thin-film-isot...-engine-rocket/

[generalissimus19...]

А вот еще проект

берем 30 кило тория-228 и намазываем 10тимикронным слоем на поглотитель,
который цепляем к торцу космокорабля

обещают 150км/с dV и скорости более 100км/с

По формуле Циолковскго не получается. Ведь из 228 атомных единиц только 4 улетают, а 224 остаются с нами. Даже если поглотитель ничего не весит, и сам корабль тоже, число Циолковского 228/224=1,018 (меньше 2 процентов массы улетает), а логарифм этого числа 0,018. То есть, набрать удастся не более 1,8% скорости альфа-частиц. А ведь ещё половина импульса теряется без толку - те альфа-частицы, что застревают в поглотители, ничего не дают. Ну и надо поделить на пи оставшееся - на косинус угла относительно направления разгона. У меня получалось 40 км/с

Сообщение отредактировал generalissimus1966 - 28.1.2024, 9:30

[Татарин]

По формуле Циолковскго не получается. Ведь из 228 атомных единиц только 4 улетают, а 224 остаются с нами.

Ты считаешь один распад. А нужно считать всю цепочку из почти десятка дочерних (имеющих меньшее время полураспада).

[eninav]

А вот еще проект

берем 30 кило тория-228 и намазываем 10тимикронным слоем на поглотитель,
который цепляем к торцу космокорабля

обещают 150км/с dV и скорости более 100км/с

а к поглотителю прицепляем термоэлектические преобразователи чтоб слушать музыку во время полета

https://www.nasa.gov/general/thin-film-isot...-engine-rocket/

Вопрос, откуда взять 30 кг тория-228. Он конечно есть в природном тории, но уж очень мало, 1 на 10 млрд. 30 кг наверное во всей земной коре не наберется. И методов изотопного разделения тория насколько я знаю не существует, фторид тория в отличии от урана не летуч. Да и греться со своим периодом полурспада 2 года он будет пипец как. Не проще взять старый добрый проверенный временем Pu-238? Двигатель и одновременно ритэг. Разгоняться правда лет сто будет. Или уран-232 (родительский для Th-228) - его хотя бы теоретически можно накопить в больших количествах.

Кстати, сомнительно, что ритэг хороший получится. 30 кг слоем 10 мкм это несколько сотен тысяч м2. При такой площади он будет хорошо охлаждаться тепловым излучением, и сильно не нагреется. А для ритэга нужен хороший перепад температур.

И еще появился вопрос - как эту штуку изготовить? Понятно, что в развернутом виде выводить в космос это нельзя, а если свернуть в рулон, то как бы все не расплавилось от нагрева. А если авария на старте - десятки кг высокоактивного альфа-излучателя загадят все надолго. Напылять в космосе? Это при том в цепочке распада есть 208 таллий с очень жесткой гаммой 2,8 Мэв, от которой сложно защититься, особенно в космосе, где каждый килограмм на счету.

Сообщение отредактировал eninav - 31.1.2024, 15:51

[pappadeux]

По формуле Циолковскго не получается. Ведь из 228 атомных единиц только 4 улетают, а 224 остаются с нами. Даже если поглотитель ничего не весит, и сам корабль тоже, число Циолковского 228/224=1,018 (меньше 2 процентов массы улетает), а логарифм этого числа 0,018. То есть, набрать удастся не более 1,8% скорости альфа-частиц. А ведь ещё половина импульса теряется без толку - те альфа-частицы, что застревают в поглотители, ничего не дают. Ну и надо поделить на пи оставшееся - на косинус угла относительно направления разгона. У меня получалось 40 км/с

там потом радий (гамма) -> радон-220 (тоже альфа, даст тягу) ->полоний 216 (еще альфа, даст тягу) -> ...

думаю там ок с данными

Сообщение отредактировал pappadeux - 1.2.2024, 17:42

[armadillo]

нет, надо чтото подобное на месте производить.

[Татарин]

нет, надо чтото подобное на месте производить.

Огромные плёночные "крылья" (вот как тут), только не с альфа-активным изотопом, а делящимся материалом с большим сечением деления. Тем же Ам242м2.
И их "обсвечивает" из центра медленными нейтронами термоядерный источник нейтронов через замедлитель.

Что поделилось - то разлетается на осколки, либо унося импульс, либо впечатывая импульс осколка в плёнку. Топливоиспользование выше, удельный импульс выше. В неактивном состоянии не так опасно... наверное.

И управлять можно. И тягой, и вектором.

...тут самое главное - стоять подальше от всего этого, когда оно запустится.

[generalissimus19...]

там потом радий (гамма) -> радон-220 (тоже альфа, даст тягу) ->полоний 216 (еще альфа, даст тягу) -> ...

думаю там ок с данными

На радоне цепочка оборвётся - он улетит из этого слоя, не успев распасться.

[Татарин]

На радоне цепочка оборвётся - он улетит из этого слоя, не успев распасться.

Характерное время диффузной миграции радона может быть сравнимо с полураспадом.
Радон-220 живёт 55 секунд.

[pappadeux]

На радоне цепочка оборвётся - он улетит из этого слоя, не успев распасться.

возможно, улетит, возможно и нет

это делали Draper Laboratories, частная исследовательская лаба, работающая на Пентагон, НАСА, депт энергетики и пр, отчета не будет (имеется ввиду в открытом доступе)

вообще хорошая задача студенту на проект - какое-нибудь простое Монте Карло, проследить все цепочки, посмотреть на другие изотопы типа Пу-238, ...

[generalissimus19...]

Характерное время диффузной миграции радона может быть сравнимо с полураспадом.
Радон-220 живёт 55 секунд.

Это горячего-то радона из 50-микронной плёнки? мы же хотим, чтобы для альфа-частиц она была вообще прозрачна, если энергия улетающей альфа-частицы 4 МэВ, энергия ядра, как ни учитывай взаммодействие с решёткой, не может быть меньше 1 кэВ. Радон-222 умудряется из радия-226 выделяться вполне количественно, из миллиметровых кристаллов хлорида радия. Конечно, у него период полураспада несравнимо больше, не минута, а неделя, но и миллиметр - это не 50 микрон.

[eninav]

Кстати, интересно, а альфа-частицы не будут выбивать и уносить в космос атомы этого покрытия? Какая вообще энергия связи атомов в веществе? По логике она должна быть порядка теплоты испарения. Для урана 417 кДж/моль, делим на постоянную Авогадро и на заряд электрона, получаем ~4 эв. Т.е. при удачном раскладе альфа-частица унесет миллион атомов.

[generalissimus19...]

Кстати, интересно, а альфа-частицы не будут выбивать и уносить в космос атомы этого покрытия? Какая вообще энергия связи атомов в веществе? По логике она должна быть порядка теплоты испарения. Для урана 417 кДж/моль, делим на постоянную Авогадро и на заряд электрона, получаем ~4 эв. Т.е. при удачном раскладе альфа-частица унесет миллион атомов.

Да, Бекман в своём известном учебнике пишет, что плутоний-239 летуч, именно, из-за выбивания с поверхности атомов альфа-частицами.

Сообщение отредактировал generalissimus1966 - 5.2.2024, 10:56

[eninav]

Да, Бекман в своём известном учебнике пишет, что плутоний-239 летуч, именно, из-за выбивания с поверхности атомов альфа-частицами.

Значит, на низкой орбите такое собирать нельзя - загадим все околоземное пространство.

[armadillo]

а другие варианты цепочек без летучих элементов? либо посчитать тягу от летучего

[eninav]

а другие варианты цепочек без летучих элементов? либо посчитать тягу от летучего

В ряду нептуния нет радона. Но там все элементы или очень долгоживущие (самый короткоживущий - торий 229 - 7 тыс лет), или наоборот, очень короткоживущие (2 недели и меньше), так что не подходит.
Может быть подойдет актиний-227 с периодом 22 года, там радон есть, но очень короткоживущий (4с) - не успеет просочиться. Но вопрос, откуда брать актиний-227 в килограммовых количествах. Единственный способ - облучение нейтронами радия-226, но есть ли столько радия, что бы хоть кг актиния получить - большой вопрос.