Список форумов Форум космопорта Форум космопорта
Космос и все, что с ним связано...
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Ртутно-золотой маршевый реактор
На страницу Пред.  1, 2, 3  След.
 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Обсуждение идей
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1997

СообщениеДобавлено: 08 Сен 2012 [18:54]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Помоему накопление 10 кг золота за 27 часов это слишком оптимистично. Во первых не все нейтроны в реакторе будут обладать нужной энергией. Во вторых даже при 100% КПД производства понадобится 10 мегаватный ядерный реактор и это только энергия нейтронов, еще нет таких реакторов. В третьих пока нарабатываем золото часть его постоянно успевает распадаться, такой процесс постоянного набирания нужных 10 кг затянется надолго. Только мифический сверхмощный реактор спасет ситуацию, но куда деть его тепловую мощность- спалим мегатонны урана и закипятим океаны и только ради 10 кг золота 198. Это сильно убыточно. Дешевле будет по старинке на керосине летать.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1072
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 08 Сен 2012 [23:33]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Непризнанный Гений писал(а):
Здесь же, даже если в центр Москвы упадет, то ничего страшного не случится -- достаточно будет эвакуации жителей из зараженных районоу на неделю, через неделю все само очистится, так что такой источник не страшнее гептила.

Период полураспада на то и назван периодом ПОЛУраспада, что за это время распадается примерно половина от изначального количества активного вещества.
Проблема в том, что за второй отрезок времени распадается не все оставшееся активное вещество, а половина от оставшегося или четверть от первоначального количества.
Т.е. при распаде радиоактивных веществ график остатка вещества имеет вид экспоненты, стремящейся в бесконечность. Теоретически, на распад всех атомов из 1 кг активного вещества может потребоваться очень много времени даже для самых короткоживущих изотопов.
С вашим золотом через неделю мы получим снижение радиоактивного заражения в 8 раз. Что-то мне подсказывает, что жить вам в такой Москве все-таки не захочется.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Кулибин
Старожил


Зарегистрирован: 09.12.2006
Сообщения: 217
Откуда: Сургут.

СообщениеДобавлено: 09 Сен 2012 [18:41]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

В любом случае опасности намного меньше, чем от урановой грязной бомбы. Кстати хорошая принципиальная возможность использования альфа изотопов ртути в качестве оружия, грязной бомбы с быстро проходящим заражением. После атаки объекта гамма лучи выжигают на территории все живое, а через несколько месяцев его можно занимать не опасаясь радиации.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 10 Сен 2012 [09:05]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Кулибин
Хороший у вас оффтоп. Добрый, жизнеутверждающий такой ))

Смотрю, тут рождаются светлые идеи скатать активное вещество в шар.
Во-первых, такая форма неэффективна для теплообмена.
Во-вторых, классический вопрос на уроке физики: а не ... взорвётся?
Crazy
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 11 Сен 2012 [06:41]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Ну сами смотрите. Пусть есть шар из жидкого золота с энерговыделением 10 мегаватт и радиусом 4см. Площадь поверхности примерно 192 квадратных сантиметра. Эта сфера окружена металлической сферой из вольфрама, площадь которой 3888 квадратных сантиметров. Для простоты будем рассматривать обе сферы как единое целое и будем считать их абсолютно черными Smile

Черное тело, нагретое до температуры T, оказывает давление 4*сигма*T^4/(3*c).

Мы знаем, что мощность фотонного двигателя равна тяге, помноженной на скорость света, то есть, с квадратного метра черного тела будет излучаться 4*сигма*T^4/3 ватт.

Или 7.4E-8*T^4. С квадратного сантиметра выделится 7.4E-12*T^4 вт

То есть, температура на поверхности вольфрамового шара, будь он черным телом будет равна корню четвертой степени из 10000000/(7.4E-12)/3888, или корню четвертой степени из 347 триллионов, то есть, без охлаждения температура будет всего 4317 кельвинов.

А если это все охлаждать рабочим телом, то температура будет меньше, но ничего невозможного в том, чтобы охладить жидким водородом с 4килокельвинов до 3 я не вижу.

Это, кстати, к вопросу о необходимости больших излучателей в космосе.... Если бы мы более долгоживущий радиоактивный изотоп растворили бы в вольфраме и чуть увеличили бы размер, то температура шара никогда бы не превысила температуры плавления металла.....
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 11 Сен 2012 [07:21]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Например, вольфрамовый шар с растворенным долгоживущим изотопом, излучающий 10 мегаватт и имеющий радиус 30 см будет иметь температуру поверхности всего 3340 градусов Кельвина, что меньше температуры плавления вольврама.

Такой шар, подвешенный на стометровой мачте на Луне даст возможность использовать солнечные батареи круглосуточно, плотность энергии на стометровом удалении будет киловатт на метр, как на Земле в солнечный день Smile

От Солнца такой шар не нагреется, так как копейки получит по сравнению с внутренним теплом Smile


В области высоких температур все вещество долдно излучать как черное тело, потому что энергии слишком велики, чтобы их не излучать, так что приближение вполне закономерное.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 11 Сен 2012 [20:44]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

С другой же стороны, если есть вольфрамовый сосуд, излучающий энергию, то для того, чтобы температура не превысила температуры плавления, площадь поверхности должна быть около квадратного метра метра. В принципе, такую площадь можно набрать ребрами, приваренными к исходному вольфрамовому шару. Либо сократить толщину защиты и размазать золото по поверхности тонким слоем (раз интенсивность источника на единицу площади меньше, то можно и толщину защиты сократить). Но это непринципиально уже. Шар для простоты был взят. Можно прямоугольный поднос использовать...

Главное чтобы площадь поверхности была метр квадратный. Полная площадь -- сумма площадей сверху, снизу, с боков. То есть полквадратного метра. Тогда температура будет ограничена сверху.

А дальше уже, когда температуру стабилизировали излучением, можем жидкий водород пропускать через это хозяйство и получать тягу ровно тогда, когда это нужно.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 12 Сен 2012 [05:06]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Пусть мы посчитали вес защиты от гамма-излучения для корабля с источником энергии, основанном на шаре жидкого золота без учета тепловыделения. Увеличим теперь площадь поверхности, чтобы уменьшить максимальную температуру реактора. Для этого шар превратим в сферу, заполнив внутренности условно пустотой (понятно, что для этого понадобится добавить внутреннюю стенку из того же вольфрама. Тогда выделение гамма-лучей с одной единицы поверхности шара уменьшится пропорционально квадрату увеличения радиуса выделяющей лучи сферы, а это значит, что мы можем сократить толщину защиты пропорционально квадрату. То есть, вес защиты не изменится!

Таким образом, вес энергетической установки не зависит от заказанной нами максимальной температуры ее работы, мы можем эти параметры настраивать независимо.

Еще забавный момент есть. Если мы в нашей горячей сфере проделаем дырочку, то, согласно википедии, статье "Фотон", формуле "давление фотонного газа", мы получим чудовищную тягу http://ru.wikipedia.org/wiki/%D4%EE%F2%EE%ED

Но, думаю, они просто забыли на скорость света поделить при расчете давления. По размерностям видно Smile

Так что не всему написанному можно верить.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 12 Сен 2012 [06:15]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Таким образом, сферический радиоактивный источник можно рассматривать как точечный радиоактивный источник эквивалентной мощности, значит слой жидкого золота мы можем приплюсовать к защите, за счет чего вес установки снижается до 90 кг, а вес полезного груза в варианте челнока-истребителя увеличивается до 130 кг.

То есть, 115 и 105 кг. Ну, думаю, идея с охлаждением понятна. Нам повезло, что эффективность сброса тепла посредством излучения растет пропорционально четвертой степени температуры. И, поскольку это термический РД, холодильник не требуется.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 12 Сен 2012 [08:02]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Упущены моменты - нельзя отключить такой двигатель!
Что делать с радиоактивным шаром температурой over 9000 при отказе системы охлаждения?

Не страшно играться с неуправляемой ядерной реакцией?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 13 Сен 2012 [04:52]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Для шара радиусом 4 см будет, выделяющего 10 мегаватт, действительно, будет 9000 К максимума при охлаждении излучением.

Если такой максимум является опасным, то можно сделать полую сферу. Для этого изготавливается более большая, но с более тонкими стенками вольфрамовая сфера с каналом для подвода ртути, а в нее на специальных держателях вставляется сфера меньшего радиуса. Перед стартом золото накапливается между двумя тугоплавкими сферами отгонкой ртути и заполняет все пространство межлу ними.

Толщину защиты мы можем сократить, так как и поток излучения на единицу площади уменьшится и нет нужды сохранять ту же толщину стенок, что была для случая сплошного шара.

Поэтому, масса не изменится (что важно!)

Если радиус сферической полости для расплавленного изотопа сделать 50 см, то площадь поверхности будет 30000 квадратных сантиметров, а максимальная температура для 10 мегаватт мощности будет всего 2590 градусов кельвина.

Вокруг полости можно пустить змеевик с жидким водородом, который и даст тягу.

Управление здесь не требуется, потому что процесс стабилен.

А для больших кораблей, после выхода на орбиту и сброса изотопа в космос, в такой сфере можно жить!

Такие тепловыделяющие сферы можно изготавливать на больших АЭС, утилизируя часть нейтронов и доставлять на космодром вертолетами, укрепляя сразу автоматически на специальной мачте космического корабля, который может иметь форму легкой гиперболоидной башни или, к примеру, тетраэдра.

Для гигаватной мощности радиус сферы при максимуме 2590К будет равным трем метрам.

А ведь это достаточная мощность для 50тонного аппарата.

Внутренний объем сферы составит 108 кубометров, куда поместятся, к примеру 54 тонны лития, пары которого могут дать неплохую тягу.

Казалось бы, при температуре 2590 к удельный импульс будет всего 850 секунд, но есть нюансы. Дело в том, что интенсивность излучения падает пропорционально квадрату расстояния. но так как центр сферы равноудален от поверхности, площадь которой растет пропорционально квадрату расстояния тоже, то в центре шара концентрируется ровно половина всей тепловой мощности.

Значит, поместив в центр приемник излучения из очень жаропрочного материала, можно получить удельный импульс и в 1200 секунд.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 13 Сен 2012 [10:24]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Boo писал(а):
Упущены моменты - нельзя отключить такой двигатель!
Что делать с радиоактивным шаром температурой over 9000 при отказе системы охлаждения?

Не страшно играться с неуправляемой ядерной реакцией?

Непризнанный Гений
Вы мои вопросы из принципа игнорируете или они несущественны?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 13 Сен 2012 [19:11]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Я уже ответил в следующем посте за вашим. Я в будни с самсунг галакси пишу, у меня тут нету компа, только в выходные к компу добираюсь. И вообще цитаты не люблю.

Следующим же постом все расписано, что максимум температуры на поверхности нагревателя может быть любым, сколь угодно малым.

Неуправлемой реакцией играться нестрашно. Ибо это стабильная неуправляемость. На чем страшней ездить -- на трамвае или автомобиле? А ведь управляемость у автомобиля выше.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 15 Сен 2012 [15:09]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Нарисовал схему в масштабе



Форма с хвостом неэффективная и странная, знаю, зато обеспечивает безкосмодромную посадку на планету, например, для сбора дани и наложниц с туземцев Smile.

Выше было возражение, что не получится большой реактор таскать с собой. Это не совсем так. Если корабль-матка большой, то и реактор на нём большой тоже будет, а это значит, что можно будет заряжать тепловыделяющие сферы свежим изотопом.

Потолки в обитаемом отсеке сделал высотой 3 метра, бак с жидким водородом неожиданно мелким получился, но больше нельзя, ибо тяга при высоком удельном импульсе ограничена мощностью.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1072
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 15 Сен 2012 [17:17]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Залив радиоактивную сферу оболочкой, вы будете препятствовать выводу тепла из ядра. Ядро расплавится, закипит и взорвет оболочку. Или проплавит ее. Вольфрам вам не поможет.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 15 Сен 2012 [17:53]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Ну почему я буду препятствовать? Тепло излучается атомами ядра, которые ничего не знают об оболочке. И поглощается оболочкой, которые ничего не знают об атомах ядра.

Обе части, ядро и оболочка, должы находиться в состоянии термодинамического равновесия дру с другом и со своим излучением. В оболочке рождается поток энергии и он последовательно проходит через всё пространство, сначала возбуждая атомы, а потом излучаясь от них, а, так как эффективность поглощения энергии равна эффективности излучения, то не вижу особых препятствий для охлаждения золота.

Выделим две сферы разного радиуса через которые идет тепловая мощность P, тогда температуры этих сфер будут обратно пропорциональны квадратному корню из отношения их радиуса

T1=pow(P*1E8/(88.8*R1^2),0.25)

T2=pow(P*1E8/(88.8*R2^2),0.25)

T1/T2 = pow(P*1E8/(88.8*R1^2),0.25)/pow(P*1E8/(88.8*R2^2),0.25)

T1/T2 = pow(R2/R1,0.5)



Я тут картинку набросал. Заметьте, что центральный применик излучения из графита нагревается сильнее, чем сам слой золота.

Что дает возможность получить весьма приличный удельный импульс.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 17 Сен 2012 [10:42]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Непризнанный Гений
Почему именно сфера? Цилиндр возьмите, если хочется простоты, он у вас и нарисован уже.
Источник сделайте многослойным, с управлением потока нейтронов, станет интереснее!
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Кулибин
Старожил


Зарегистрирован: 09.12.2006
Сообщения: 217
Откуда: Сургут.

СообщениеДобавлено: 18 Сен 2012 [09:41]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Чтобы избежать угрозы взрыва или расплавления двигателя при отказе подачи рабочего тела в термический ядерно реактивный двигатель, можно сделать двигатель двухрежимным. Чтобы автоматически переходил из режима ядерного термического ракетного двигателя, в режим генератора.
От реактора сделать теплоотвод на термоэмиссионные элементы (Преобразуют тепло в электричество и одновременно охлаждаются излучением, обычный компонент ядерных генераторов), передача тепла или при помощи металл с большой теплопроводностью, или через теплоноситель, в зависимости от конструкции и мощности.
Подачу рабочего тела для ЯРД, сделать через ядро реактора, чтобы была выше температура и быстрее теплообмен. При прекращении подачи рабочего тела, тепловой поток автоматически переходит на термоэмиссионные элементы и реактор переходит в режим электрогенератора.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1997

СообщениеДобавлено: 18 Сен 2012 [11:20]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

То, что реактор помимо двигателя должен работать как генератор это да. Вот только куда девать эти огромные мощности, да и электрогенератор на 1 мегаватт весит около 5-8 тонн. Хотя, теперь я понимаю почему светятся и мигают лампочками НЛО Very Happy Тратят лишние мощности.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ups
Ветеран


Зарегистрирован: 28.06.2012
Сообщения: 2470

СообщениеДобавлено: 20 Сен 2012 [16:21]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

vasanov писал(а):
Хотя, теперь я понимаю почему светятся и мигают лампочками НЛО Very Happy Тратят лишние мощности.
Неправда они светодиодные) правда китайские но ничего у меня такие как на НЛО есть в магазине купил и работает)).
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Обсуждение идей Часовой пояс: GMT + 2
На страницу Пред.  1, 2, 3  След.
Страница 2 из 3

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах