Ядерный двигатель

[ОАЯ]

Т.е. вопрос не совсем бредовый. Уже хорошо. Спасибо!

[Алексей Любопытный]

По моему мы не умеем пару частиц рядом пускать в одном направлении настолько регулярно, чтобы провести достоверный эксперимент и наблюдения.

[Salo]

http://kerc.msk.ru/новости/2017-2/январь-2017/

С 24 по 27 января в МГТУ им. Н.Э.Баумана проходили XLI Академические чтения по космонавтике, посвященные памяти академика С.П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства. Сотрудниками отделения перспективных космических двигателей ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша» были представлены следующие доклады:

[/li]
• «Математическое моделирование космической энергоустановки на основе замкнутого газотурбинного цикла Брайтона на переходных режимах работы», авторы — В.В. Чернаков и Х.С. Иксанов.
• «Расчетные исследования параметров замкнутых газотурбинных установок космического назначения на различных режимах работы», авторы  — А.В. Каревский и Д.Н. Терехов.
  

[vio]

ЯЭДУ "засветилась" в передаче "Вести недели" на России-1 видео на ютюбе смотреть с 1:43 мин.

[naunau]

Загадочная установка. Говорит об ЯРД.

[Татарин]

ОАЯ, то, что Вы описываете в #7558 называется "атомный лазер" - "излучатель" когерентных массовых частиц.
Я  могу ошибаться, но в каком-то из 2000-х за него дали Нобелевку (точнее, ее дали за комплекс теоретических и экспериментальных работ с атомными ловушками и ультрахолодными атомами).

А в более общем случае это БЭК - конденсат Бозе-Эйнштейна (например, сверхтекучий гелий - это вот оно).
В целом, это действительно очень интересная субстанция, в которой возможны всякие чудеса (отрицательная псевдомасса, например - совершенно не вопрос).

[Татарин]

По теме топика - мне все никак не дает покоя моя совершенно гениальная мысль скрестить ядерный реактор с  термоакустикой и МГД-преобразованием. 
Термоакустика идеальна для космического реактора потому что работает в широком диапазоне температур и не требует дополнительной массы: только сама труба с теплоносителем и теплообменники (которые есть при любом раскладе). И если мы это дело помещаем в магнитное поле, то прямо с газа в реакторе можем снимать пригодный электрический переменный ток - который сразу же, не отходя от кассы можем повышать внешней катушкой отбора до любого напряжения.

Уровень облучения в работающем ядерном реакторе заведомо достаточен, чтобы поддерживать сверхвысокую ионизацию в неравновесной (холодной) плазме. Внутри реактора не нужно иметь 3000С и цезий, при мегарадах в секунду все и так замечательно.

И что имеем, кроме, собссно, реактора из оборудования? 
Трубу. Магнит. Все.
И никаких движущихся частей. Надежность абсолютная.
И неплохой КПД: для термоакустического стирлинга с кольцевым резонатором достижимы 50-80% от Карно.
И...
...ну красота же сплошная!

[Дмитрий Инфан]

Татарин пишет:
...ну красота же сплошная!

Ресурс?

[vlad7308]

Татарин пишет:
с термоакустикой

а что это?

[Sergey Кoskin]

Татарин пишет:
По теме топика - мне все никак не дает покоя моя совершенно гениальная мысль скрестить ядерный реактор с термоакустикой и МГД-преобразованием.
Термоакустика идеальна для космического реактора потому что работает в широком диапазоне температур и не требует дополнительной массы: только сама труба с теплоносителем и теплообменники (которые есть при любом раскладе). И если мы это дело помещаем в магнитное поле, то прямо с газа в реакторе можем снимать пригодный электрический переменный ток - который сразу же, не отходя от кассы можем повышать внешней катушкой отбора до любого напряжения.

Уровень облучения в работающем ядерном реакторе заведомо достаточен, чтобы поддерживать сверхвысокую ионизацию в неравновесной (холодной) плазме. Внутри реактора не нужно иметь 3000С и цезий, при мегарадах в секунду все и так замечательно.

И что имеем, кроме, собссно, реактора из оборудования?
Трубу. Магнит. Все.
И никаких движущихся частей. Надежность абсолютная.
И неплохой КПД: для термоакустического стирлинга с кольцевым резонатором достижимы 50-80% от Карно.
И...
 ...ну красота же сплошная!

бумага монитор все вытерпит. Сюда осталось приплюсовать энергию вакуума и пьезоэффект от искривления пространственно временного континуума....

[Alex_II]

Sergey Кoskin пишет:
Сюда осталось приплюсовать энергию вакуума и пьезоэффект от искривления пространственно временного континуума..

В отличие от перечисленного вами - термоаккустические стирлинги работоспособны...

[Татарин]

Дмитрий Инфан пишет:

Татарин пишет:
...ну красота же сплошная!

Ресурс?

Что "ресурс"?
Ресурс магнита? Так он снаружи.

Ничего особо хитрого и дополнительного внутри реактора не предполагается. Понятно, что профиль энерговыделения в ТВЭЛах должен быть другой. Но зона получается менее энергонапряжённой, так что тут скорее выигрыш.

[Алексей Любопытный]

Дак вот, совсем недавно была статья на Хабре на тему этого двигателя. Только там предлагается снимать тепло с горячего газа турбиной.

Когда читал ту статью тоже подумал про ЯЭРДУ.

Татарин, интересная идея.

[Алексей Любопытный]

И ведь самое интересное, что можно создать такую миниатюрную ЯЭУ, без механики и надёжную. Если добавить внешний источник нейтронов, то можно вообще получить двигатель для, например, поезда лет на 10.

[Татарин]

vlad7308 пишет:

Татарин пишет:
с термоакустикой

а что это?

Погуглите "термоакустический стирлинг".

...
Традиционный недостаток таких машин - в сложности эффективного снятия энергии с движущегося туда-сюда газа с большой частотой и малой амплитудой. 

Активная зона реактора - уникальная (в изначальном смысле слова - единственная) среда, где при относительно невысоких температурах газ может обладать впечатляющей проводимостью, позволяя чрезвычайно эффективное прямое МГД-преобразование в реально достижимых полях (десятые-единицы Тл). 

Более того, если брать давление газа порядка единиц-десятков атмосфер и Т~2000С, то для ксенона в центре мегаваттного реактора ионизации достаточно для работы даже 100% реактивной (в смысле, без электродов вообще, с кольцевыми токами в плазме и снятием энергии со внешних обмоток) МГД-машины с более чем приемлимым КПД. Не то, чтобы это так уж нужно и интересно для космоса, но просто чтобы показать качество среды.

[Дмитрий Инфан]

Татарин пишет:
Что "ресурс"?
Ресурс магнита?

Трубы. При 2000 С она долго не протянет.

[Зловредный]

А что может быть плохого в таком решении? Почему его до сих пор не применили?

[Татарин]

Дмитрий Инфан пишет:

Татарин пишет:
Что "ресурс"?
Ресурс магнита?

Трубы. При 2000 С она долго не протянет.

А не пофиг ли? Это был пример. Пусть как в АЭМ - 1200С.

В общем-то, в том и суть идеи, что температура, в общем-то, неважна. 
Внутри ядерного реактора, можно получить вполне приемлимую для МГД-преобразования проводимость газа при почти любой температуре. Именно за счёт неравновесной ионизации. 

Нигде нельзя. 
Внутри ядерного реактора - можно.

[Татарин]

Уникальность термоакустической тепловой машины в том, что в ней можно снимать энергию прямо в "горячей"/горячей части машины, отбирая энергию прямо рядом с нагревателем (соотвественно, снижая максимальную температуру или - наоборот - качественнее используя температурный потенциал).

Скажем, прямое МГД-преобразование возможно и в реакторе с тепловым соплом прямо внутри зоны. Но тогда даже в инженерном идеале налицо явное недоиспользование ТД-потенциала нагревателя (на входе в сопло температура ТВЭЛов явно меньше максимально возможной). 
То же самое (только в ещё более жёстком виде) справедливо для любого машинного преобразования (включая цикл Брайтона): машина стоИт вне реактора, ей на входе подаётся нагретый до максимума газ, а дальше он только охлаждается при совершении работы. 
А на входе реактора, соотвественно, газ холодный, и нагрев идёт не при наивысшей для реактора температуре.


Термоакустический стирлинг - не "честный" стирлинг, ибо гармонические колебания отличаются от идеального прямоугольника Карно. Но всё-таки, это стирлинг - с рекуперацией, типа-около-изобарным нагревом и т.п.


Температурный потенциал реактора и холодильный потенциал холодильника - всё используется на полную катушку. А для космоса, кроме КПД, это ещё и значит, что мощность/масса максимально.

[Татарин]

Зловредный пишет:
А что может быть плохого в таком решении? Почему его до сих пор не применили?

Почему не применили? Ну так мало ли, чего ЕЩЁ не применили - термоакустические машины сами-то только вышли из универов (если вообще считать, что вышли).
А космические реакторы - вообще штука редкая. 
Сейчас и на всё обозримое будущее на Земле в разработке находится 1 реактор космического назначения. Прописью - одна штука.

Плохого (как я вижу): 
- высокие акустические нагрузки внутри реактора (где и без того всё инженерно непросто), 
- дополнительные требования к зоне и топливу (где нужна проводимость, где вредна - ещё и об этом теперь думать),
- наверняка будут инженерные сложности с "холодными" теплообменниками и паразитными теплопотоками к ним: у компактности есть и оборотная сторона.
- в случае синхронной машины прямого тока - масса постоянных магнитов, расход электроэнергии на обычные электромагниты или сложности с криогеникой сверхпроводящих;


Но на мой взгляд всё это решаемо. Скажем так: скорее всего, по итогам решение этих проблем может быть проще, чем разработка турбомашины. С куда более высокой итоговой надёжностью.