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 

Атомный двигатель
На страницу Пред.  1, 2, 3  След.
 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Техника
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
ups
Ветеран


Зарегистрирован: 28.06.2012
Сообщения: 2472

СообщениеДобавлено: 27 Июл 2013 [19:33]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Скажем так, то что не будет использовано на реактивное движение, пойдет на нужды корабля. Приборам, системам жизнеобеспечения тоже нужна электроэнергия. Кроме того есть мало проработанная тема с тепловым излучением.
----тоже частично излучится ввиде теплового излучения .... вот, в Вояджерах было замечено необъяснимое изменение скорости , в котором было виновато именно тепловое излучение. Теоретически возможно " тепловой " парус окажется эффективнее "фотонного".
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 28 Июл 2013 [20:24]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Это считается так.

Сокорость в конце периода полураспада.

Полоний

Код:
(* 0.5 23E6 (log (/ 210 (+ (* 0.75 210) (* 0.25 (- 210 4))))))
54892.87


Неодим

Код:
(* 0.5 9.4E6 (log (/ 144 (+ (* 0.75 144) (* 0.25 (- 144 4))))))
32752.973


Множитель 0.5 введён для учёта изотропности излучения по углу. Учёт того, сколько атомов дало вклад в ускорение ведётся через коэффициенты 0.72 и 0.25, в сумме они должны давать 1.

210 и 144 молярная масса изотопа (повторяется трижды), 23E6 и 9.4E6 скорость частицы в метрах в секунду.

Заметьте, сколько в секунду чего распадается это ерунда. Это вам неинтересно должно быть.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ups
Ветеран


Зарегистрирован: 28.06.2012
Сообщения: 2472

СообщениеДобавлено: 28 Июл 2013 [22:46]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Непризнанный Гений писал(а):
Это считается так......
Заметьте, сколько в секунду чего распадается это ерунда. Это вам неинтересно должно быть.

Хм почему не интересно. В случае с полонием мы имеем по массе отношение где то 1/10 - гелий/свинец. Импульс дает именно гелий4 который радостно улетает в виде альфа-частиц, а вот свинец нахрен нам не нужная масса на корабле.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 29 Июл 2013 [06:11]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Полоний имеет массу 210 грамм на моль. Гелий 4 грамма на моль. При полном распаде моля у нас останется вещество с массой 206 грамм на моль. Всё, соотношение масс начальное и конечное готово -- и его можно подставлять в формулу Циолковского. Сразу видно, что мы можем получить и за какой срок. Все вычисления с количеством распадов в секунду -- тупик, в который вас послал модератор. Именно здесь работает формула Циолковского, а не там где её пытаются применить.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 29 Июл 2013 [11:09]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Цитата:
Все вычисления с количеством распадов в секунду -- тупик, в который вас послал модератор

Меня интересует не конечная скорость, а тяга, развиваемая двигателем на распаде. Это ваши вычисления народ в тупик заведут, и дадут только конечный прирост скорости, достигаемый за полный период распада делящегося вещества )) Кому это надо?

Хотя очень правильно показана до смешного низкая эффективность такого подхода к использованию делящегося вещества, за что спасибо.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ups
Ветеран


Зарегистрирован: 28.06.2012
Сообщения: 2472

СообщениеДобавлено: 29 Июл 2013 [13:29]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Да это бессмысленный тип двигателя. Что бы что то полетело нужно: мягкий альфа-распад, большая скорость истечения вещества, малый период полураспада ( больше тяга), реакция распада должна быть такая, что бы вылетало большинство вещества а не как в случае с полонием только небольшая часть а остальное в виде балласта- свинца остается на борту. Банальное решение проблемы вкл/выкл. Ведь движок будет работать еще на стадии сборки). Вот найдите такой изотоп где : 1) Скорость истечения около 25-30 тыс км/сек или 0,1-0,2 с, 2) с мягким альфа-распадом, 3) что бы вылетало большинство продуктов распада,4) что бы не было жестких типа гамма-квантов излучений. И еще вопрос цены. к примеру изотоп осмия может стоить до 200 000 вечнозеленых за грамм. Масса корабля 100 тонн- 50 тонн топливо осмий, вопрос -- цена топлива для корабля?)) .
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Kuasar
Администратор


Зарегистрирован: 15.02.2005
Сообщения: 1072
Откуда: Минск

СообщениеДобавлено: 29 Июл 2013 [14:11]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

А еще вопрос - что произойдет с земной экологией, если все это богатство рванет на старте и рассеется в атмосфере.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение Посетить сайт автора
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1998

СообщениеДобавлено: 29 Июл 2013 [22:55]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Всетаки радиоизотопный парус имеет смысл. Не забываем, что энергия 50% альфа частиц перейдет в тепло подложки, которое потом будет излучаться в виде теплового фотонного двигателя. Ведь практически 20 % энергии при распаде уйдет в виде альфа частиц и около 50% в виде теплового излучения. КПД порядка 70% не так уж и плохо. Это наверняка будет лучше, чем мы будем преобразовывать тепло реактора в электричество, потом ускорять рабочее вещество ионником, там бесполезные потери энергии будут гораздо больше. И так как площади такого паруса будут не маленькими, то как солнечный парус он тоже будет работать неплохо. А сам положительно заряженный парус превратится в своеобразный ионный двигатель с очень большим соплом, роль выбрасываемого рабочего вещества в таком ионнике будут играть те же альфа частицы и частично испаряемый от разогрева свинец, или что там останется от изотопа. Для межпланетных полетов такой парус вполне сгодится. И запускать его с Земли не так уж сложно. Запускаем парус в сложеном виде в контейнере, затем в космосе расправляем его, потом там же в космосе напыляем на парус радиоизотопный материал. И айда на дальние планеты, а может и ближайшие звезды. Когда уменьшится давление солнечного света, парус всеравно будет ускоряться, пока не распадется большая часть изотопа.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 30 Июл 2013 [05:23]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Смысл-то имеет. Ибо у ионников существующих характеристическая скорость около 20 км/с, а тут больше. Другое дело, что после того, как пройдёт период полураспада, парус на изотопах уже никогда не сможет затормозить, что ограничивает применение разгоном зондов, пролетающих мимо планет. Для звёзд максималки мало. А для буксиров, к примеру, не подходит такой парус.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ups
Ветеран


Зарегистрирован: 28.06.2012
Сообщения: 2472

СообщениеДобавлено: 30 Июл 2013 [12:40]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Хм , а зачем именно парус ? Если к примеру, за 10 дней в результате полураспада распадется 5 кг изотопа, то хоть парус хоть в тубочке но они распадутся. А тепловое излучение.... видели наверно старые рисунки фотонной ракеты, там обычно в корме корабля рисуют неепическое зеркало). Вроде такого зеркала с напыленным изотопом хватит. Кроме + большой скорости реактивного выброса ( 0,1-0,2С) больше ничего хорошего в нем нет. Цена, невозможность управления, в принципе невозможность хранить топливо ( вырабатываеться все и сразу) , низкий кпд, на примере того же полония видно что на создание реактивной тяги идет не более 10% от массы всего вещества. Это как ракета где с 1 тонны топлива выгорает только 100 кг. Остальное просто балласт. Возможно и есть изотоп с большим кпд, где все в альфа-частицы перерабатывается я не знаю, но пока вот так. Единственный вариант использования я вижу только в виде бустера. Межзвездный зонд с ядерным реактором + ионник и вместо разгонного блока такая хрень в корме которая потом сбрасывается. Может что то и получиться.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ruata matsu
Ветеран


Зарегистрирован: 17.02.2005
Сообщения: 830
Откуда: Uk

СообщениеДобавлено: 30 Июл 2013 [15:24]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Есть у мну подозрение, что альфа частицы не сильно то тягу будут создавать. Они же прошивают молекулы насквозь, ионизируя и раскидывая осколки по сторонам. Все уйдет в рентгеновское излучение и ионизацию "зеркала".
Нужно размещать изотоп в магнитном или электрополе. Как то.

Кроме того, такой неипический распад огромного количества изотопа как бы нарушит электронейтральность зеркала и аппарата.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1998

СообщениеДобавлено: 30 Июл 2013 [17:28]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

ups писал(а):
Хм , а зачем именно парус ? Если к примеру, за 10 дней в результате полураспада распадется 5 кг изотопа, то хоть парус хоть в тубочке но они распадутся.

Парус будет гораздо легче, чем любое жесткое зеркало. И потом его всегда не жалко выкинуть. А в тонком слое изотопа больше вероятность того, что альфа частица вылетит, а не поглотится верхним слоем изотопа. У теплового фотонного двигателя слишком маленькая тяга на единицу площади излучения, там чем больше поверхность излучения и чем легче двигатель, тем лучше- и опять это парус.
С собой конечно нужно брать ядерный реактор (можно и изотопный), где будут нарабатываться изотопы для торможения и возвращения назад. Технология напыления слоя изотопа на парус остается.
А парус наоборот желательно положительно заряжать, чтоб альфа частицы еще больше толкали парус вперед. Избыток электронов будем выбрасывать вслед улетающим альфа частицам, для компенсации заряда та-ам вдали от паруса.
Нам полюбому прийдется, что-то отбрасывать, чтоб двигаться, так почему бы не отбрасывать альфа частицы, испаряемые продукты распада и фотоны тепла.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
ups
Ветеран


Зарегистрирован: 28.06.2012
Сообщения: 2472

СообщениеДобавлено: 31 Июл 2013 [03:53]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

--Есть у мну подозрение, что альфа частицы не сильно то тягу будут создавать. Они же прошивают молекулы насквозь, ионизируя и раскидывая осколки по сторонам.-- Все зависит от толщины.
--что-то отбрасывать, чтоб двигаться, так почему бы не отбрасывать альфа частицы, испаряемые продукты распада и фотоны тепла.-- вопрос не в том , что отбрасывать , а как отбрасывать. Рассчитать световое давление это одно , а вот тепловое я хз , как то не думал про это. С другой стороны, парус уже в процессе напыления изотопа будет работать уже. А еще все почему то не хотят отвечать ( или не знают как ) на вопрос подбора изотопа. В примере с полонием на гелий4 ( что непосредственно и создает тягу), приходиться не более 10%. Остальное свинец. Так есть или нет изотопы где был бы100% или близко к этому распад только на альфа частицы ? Вот тритий вроде НО мала энергия раз ( значит и мала скорость)и кроме того имеем в довесок электрон и антинейтрино ,которые нам ну совсем нафиг не нужны.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 31 Июл 2013 [08:52]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Это надо литий протонами облучать. С запирающим напряжением как а фузоре, примерно в 100 кв. Когда литий распадется, альфа частицы продут через потенциальный барьер и дадут тягу. А пока не распадется йоны водорода и лития должны совершать колебания в электростатической ловушке, как в фузоре, от одной стенки до другой.

Так вполне можно центавриан поработить.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 31 Июл 2013 [10:53]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Да что вы тут херню-то городите?! Кто считал тягу альфа-частиц с квадратного метра пусть тупо монолитной плиты в 1 см толщиной (и метр на метр) из альфа-активного материала?!
Для космических полётов нужна такая тяга, чтобы эта плита на Земле в воздух подпрыгивала!!!

Такая плита из того же кюрия-244 будет весить 135 кг, энерговыделение - 2.83*135 000 = 382,05 кВт.
Думайте, думайте ещё раз!!
Или опять 50 лет полёта к Нептуну?!!

vasanov!! У Вас были 50 Вт/кг для подвеса в гравитационном поле Земли? А как насчёт 7640 кг с такой энергией при таких ваттах - не хотите?!

vasanov и другие приверженцы паруса - запомните: парус - это неуправляемая ЖОПА!!
Twisted Evil
Артур Кларк (с), описанный нашими словами.


Последний раз редактировалось: Boo (31 Июл 2013 [13:34]), всего редактировалось 3 раз(а)
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 31 Июл 2013 [11:25]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Мимо темы:
http://sohowww.nascom.nasa.gov/
Здесь показания скорости и плотности солнечного ветра. Каждый день прописан. Кто ещё раз упомянет его применение - порву на запчасти!!
Twisted Evil
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Непризнанный Гений
Ветеран


Зарегистрирован: 27.02.2005
Сообщения: 606

СообщениеДобавлено: 31 Июл 2013 [13:59]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Кюрий вообще-то ковкий металл, а, значит, его можно плющить в тонкие листы. Фольга толщиной 6 микрометров из кюрия будет весить всего 81 грамм, а такую фольгу делают из алюминия. Если ковкость кюрия лучше, чем у алюминия, его можно расплющить в лист толщиной, к примеру, 500 нм (для самого ковкого металла золота предел толщины примерно 100 нм). 500 нм прозрачны для альфа-частиц.

Про кюрий неохота константы смотреть, но, к примеру, тяга с одного квадратного метра поверхности полония, будет примерно 0.04 ньютона (считаем, влияние верхних 1200 слоёв атомов толщиной 470 нанометров)

Код:
(* 23E6 0.5 4 1200 (/ (pow (/ 1.0 (pow (/ 210 9.32 6.022E23) 0.33) 0.01) 2.0) 3600 24 140 6.022E23))
0.04


Вполне нормальная тяга для какого-нибудь зонда по изучению пояса Оорта.

В формуле следующие параметры

23E6 скорость истечения.
0.5 коэффициент, на всякий случай, сложно сказать что там должно быть.
4 масса моля гелия в граммах
1200 количество слоёв, которые дают тягу
210 молярная масса полония в граммах
9.32 плотность полония грамм на см кубический
140 период полураспада в днях

Соответственно, для своего любимого изотопа каждый может подставить сам.

И какую плиту брать -- толщиной сантиметр или 500 нм -- это на усмотрение уже конструктора космического корабля.

Естественно, тяга будет быстро убывать с исчерпанием числа атомов топлива.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 31 Июл 2013 [14:05]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

400 ньютонов с гектара?! С ~50 кг активного вещества?!!! Из 6 мегаватт энергии!?!! Курям на смех.

Непризнанный Гений
Спасибо за расчёт, я потому и не считал - уж до смешного доходит.
Надеюсь, идеологи такого "паруса" уверуют в то, что есть и расчёты ))
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
vasanov
Ветеран


Зарегистрирован: 05.05.2009
Сообщения: 1998

СообщениеДобавлено: 31 Июл 2013 [17:31]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

Boo писал(а):
400 ньютонов с гектара?! С ~50 кг активного вещества?!!! Из 6 мегаватт энергии!?!! Курям на смех.

Это же только тяга альфа частиц, еще будет испаряемый свинец и рассеиваемое в одну сторону тепло от 6 мегаватт, плюс ускорение альфа частиц и ионизированных атомов свинца от положительно заряженного паруса- это даст тягу гораздо больше чем от альфа и тепла, еще и ускоренные электроны будем отбрасывать.
И какая ковкость, я же говорю об вакуумном напылении изотопа на пленку паруса, а там слой хоть толщиной в атом делайте.
Конечно это все не для старта с Земли, а только для межпланета.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Boo
Модератор


Зарегистрирован: 06.10.2006
Сообщения: 2160
Откуда: Донецк

СообщениеДобавлено: 31 Июл 2013 [17:47]    Заголовок сообщения: Ответить с цитатой

vasanov
Ни технологически, ни рационально - Не_Рабочая Схема. Чем ещё доказать, если всё сказано выше?!
Посчитайте тягу вашего паруса или перестаньте здесь отсебятину городить!! Сколько можно повторять?! Тема об атомном ДВИГАТЕЛЕ, открывайте тему об атомном ПАРУСЕ, и там извращайтесь!!

Хватит оффтопить!
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов Форум космопорта -> Техника 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