Использование урана 238 в межпланетных полётах

Автор Боцман, 10.07.2006 14:40:49

« назад - далее »

0 Пользователи и 1 гость просматривают эту тему.

Боцман

Использование урана 238 и сверхбыстрых нейтронов для межпланетных перелётов.

        Заявленная тема весьма интересна в плане создания мощного двигателя для межпланетных полётов.Топливо и рабочее тело-обеднённый уран 238.
Тяга двигателя зависит от скорости истечения рабочего тела и его плотности.
По плотности уран 238 в качестве рабочего тела вне конкуренции,
как самый массивный естественный элемент.Скорость истечения зависит от нагрева рабочего тела.Ядерная реакция доления урана 238 для нагрева весьма эффективна. Уран 238 в обеднённом варианте есть самая эффективная биологическая защита от жёстких излучений.
Запасов обеднённого урана 238,как побочного продукта, накоплено много/более 1000000 тонн/ в результате работ промышленности по обогащению урана 235,а использовать его в основном для оболочки артиллерийских снарядах не вполне рационально и экологично.
Межпланетные крейсеры будут монтироваться на орбите, как и орбитальные станции ,и
не предназначены для посадки на планеты.Для посадок и стартов с планет будут
использоваться разные челноки. Для реального освоения всей Солнечной системы скорость межпланетных крейсеров должна достигать 5000 км/сек.
Одна из возможных схем двигателя такого крейсера.
Генератор сверхбыстрых нейтронов на основе сильноточного ускорителя лёгких ядер с каскадным выходом высокоэнергичного/14 Мэв и более/ потока нейтронов большой плотности.
Легко реализовать ускоритель в космическом пространстве!
Лазерный испаритель-уплотнитель рабочего тела на основе мощного импульсного лазера.Электромагнитная камера сгорания урана 238 под действием потока нейтронов с системой отражения в составе электронных и оптических зеркал и электромагнитного сопла.Выход энергии-непрерывный или пульсирующий,и соответственно такой же режим работы двигателя.Естественно,что понадобится дополнительный источник энергии на корабле.Как вариант,можно рассмотреть реактор на 242mAm. Для справки – критическая масса этого изотопа составляет порядка 6 граммов.Сам двигатель собирается на орбите и там же отлаживается.Это хорошая альтернатива термоядерному двигателю. Покажем,что создание двигателя на уране 238 вполне целесообразно и возможно.

Согласно современной физике  238U действительно будет делиться быстрыми нейтронами с энергией больше 1,4 Мэв.
Вот данные из БНАБ-78 по энергиям 6,5-10,5 МэВ:
Сечение деления 238U = 0,9423 барна.
Сечение захвата 238U = 0,0056 барна.
Число нейтронов в акте деления = 3,499.
Следуя теории ядерных реакторов,
если бы нам удалось создать реактор, заполненный нейтронами с энергиями в пределах 6,5-10,5 МэВ, то бесконечный коэффициент размножения (без учёта утечки) составил бы в нём
Kinf = 3,499*0,9423/(0,9423+0,0056) = 3,48.
Как говорили в старину "оч.хор."
Но проблема среды из 238U заключается не в захватах нейтронов. На ядре 238U идёт неупругое рассеяние, характеризующееся огромной потерей энергии нейтронов (фактически, с одного акта нейтрон улетает ниже порога деления). Сечение неупругого рассеяния в рассматриваемой группе равно 2,000 барнам. Тогда можно переписать
Kinf = 3,499*0,9423/(0,9423+0,0056+2,000) = 1,12.
Полученный результат пока (!!!) выглядит приемлемым. Но теперь следует вспомнить о упругом рассеянии, чьё сечение в рассматриваемом диапазоне равно 3,5013 барн. Конечно, упругое рассение не приведёт к немедленному выходу нейтрона за порог деления, но зато оно почти наверняка переведёт нейтрон в следующую группу энергий (4,0-6,5 МэВ). А там показатели для 238U намного хуже:
•   Сечение деления 238U = 0,5733 барна.
•   Сечение захвата 238U = 0,0107 барна.
•   Число нейтронов в акте деления = 3,1036.
•   Сечение неупругого рассеяния 238U = 2,5972 барна.
В этой группе Kinf = 3,1036*0,5733/(0,5733+0,0107+2,5972) = 0,56.
В расчетах Kinf есть погрешность. Не учтено сечение (n,2n). Оно немного поднимет Kinf,
но не решает проблемы.
Так что Самоподдерживающейся Цепной Реакции/ СЦР/ на 238 U организовать не удастся!!!
А нужно ли это?Обратимся к недавнему прошлому.
.Энергия комбинированной термоядерной бомбы СЛОЙКА /СССР/ есть на 80%
результат деления урана 238 потоком сверхбыстрых нейтронов.
В бомбе во время взрыва взрыва нейтроны на выходе термоядерной реакции дейтерий+тритий имеют энергию порядка 14 Мэв ,и уран 238 присутствует в виде уплотнённой плазмы.
В бомбе СЛОЙКА делится сжатый уран 238 плотным потоком нейтронов с энергией 14 Мэв.Нет там СЦР!!!
У нас аналогичные условия!
Поэтому речь вообще не может идти о СЦР в бесконечной среде урана 238! А вообще речь идёт  о вынужденном делении порций урана 238 потоком сверхбыстрых нейтронов и выделяющейся при этом энергии.Имеет смысл определение среднего энерговыделения от одного нейтрона с энергией 14 Мэв в мишени из урана 238, и параметры среды,где происходит это энеговыделение.
Ответ на это даёт работа(1) http://www.keldysh.ru/papers/2004/prep30/prep2004_30.html
Из этой работы следует,что имеет смысл говорить о некотором продлении затухающей СЦР
в уране 238 за счёт создания взрывного сжатия, и соответствующего увеличении выделения энергии.  
Согласно приведённым оценкам реакций,их сечениям ,энергиям и порогам можно предположить,что давление излучения мощного лазера будет уплотнять уран 238 вместе с  возгонкой и истечением не хуже описанного в статье драйвера на тяжёлых ионах и микровзрыва плазмы дейтерия+трития.Получается пульсирующий процесс как и в работе  Орлова(1),причём процесс этот будет ограничен плотностью потока нейтронов , размерами оптимизации среды из урана 238 ,параметрами импульса лазера и утилизацией выделеннной энергии. Не реактор СЦР это ,а реактивный двигатель с вынужденной ядерной реакцией разогрева рабочего тела!
Возможно также создание двигателя по схеме в работе Орлова(1). Драйвер легко реализуем в космическом пространстве,необходимо организовать подачу пушеров в камеру сгорания.
банзай

нейромантик

Очередной вариант "Ориона". Только технически более сложный.
Моя наглая самореклама:

art-of-blacksmith.ru

Боцман

Последующие работы Орлова с соавторами по тематике реактора ИТС
Подтварждают возможность использования этого реактора в качестве
межпланетного двигателя.Однако с ураном 238 дешевле и проще,а главное -надёжней!
банзай

Боцман

Поясню для ленивых:
1)пушер-заряд дейтерия + трития.
2)мишень-свинцовый цилиндрик в котором находится пушер ,окружённый слоем урана 238.
3)Драйвер-ускоритель тяжёлых ионов,формирующий пучок ионов циллиндрической формы,создающий в свинцовой оболочке мишени быстрое кумулятивное сжатие .вызывающее термоядерную реакцию
дейтерия+трития и последующее деление сверхбыстрыми нейтронами урана 238.
То есть получается взрыв микро аналога бомбы СЛОЙКА.По сравнению с  лазерным синтезом процесс более предсказуем и выгоден по выходу энергии/значительно больше выделенной энергии на затраченную и больше
стабильности/,да и конструкция реактора проще.По этому проекту энергостанцию строить собираются на Земле.
Использование мишени с пушерами в урановой оболочке и драйвера заметно упрощает устройство двигателя .Проблемы-потребуется разработать точное позиционирование мишеней в камере сгорания перед поджигом,их хранение или изготовление и подача.
За двигателем в пространстве будет тянуться  радиоактивный след продуктов деления ядер урана 238. Этот след быстро исчезнет по причине высокой скорости истечения из двигателя.На первом этапе освоения Системы этот двигатель возможно будет оптимальным по
стоимости и эффективности.
банзай

Fakir

Такой реактор никто пока строить не собирается :)

Боцман

А нах его /реактор/ на Земле строить?Он будет более грязный,чем урановые реакторы на СЦР.В реакторах на СЦР осколки деления хоть в ТВЭЛах остаются,а в нашем варианте круто засрут активную зону.
Микровзрыв однако!Поэтому только в Пространстве ему работать,как маршевому двигателю!
банзай

Боцман

Тут некоторые лазерный двигатель предлагают от недостатка понимания!Так вот в нашем случае луч мощного лазера испаряет уран 238,сжимает уран 238 до значений,способствующих максимальному энерговыделению при облучении сверхбыстрыми нейтронами.В результате облучения происходит образование высокотемпературной плозмы из смеси урана 238 и осколков деления ядер урана 238.Эта плазма отражается от электронных зеркал  и создаёт тягу,истекая из сопла электромагнитной камеры сгорания.Ыбоны мат!Чего проще?
банзай

нейромантик

Ага, и КК летит оставляя за собой шлейф высокорадиоактивного газа...
Интересно, а как он себя поведёт в космосе? Возле Земли (или другого небесного тела с тяготением/магнитным полем) он на неё осядет, а вдали? Сдует его солнечным ветром, или нет?
 :?
Моя наглая самореклама:

art-of-blacksmith.ru

Боцман

Какие газы грамотей?Ыбоны мат!Поучиться пойди!А потом тут трынди!
БИЛЬЛЬЛЬЛЯТТ!!!
банзай

Liss

Пользователь Боцман забанен с 17:00 20 июля до 17:00 24 июля за мат на форуме.

Игорь Лисов,
модератор
Сказанное выше выражает личную точку зрения автора, основанную на открытых источниках информации

Боцман

Принцип реактивного движения вроде никто не отменял?И  формулу Циолковского тоже?И формулу тяги реактивного двигателя?Если с
помощью мощного лазера и генератора нейтронов сгорание урана 238
достигнет 10% а не 18%,как у Орлова в (1),этого вполне хватит для
образования массивной высокотемпературной плазмы,которая с высокой скоростью будет истекать из электромагнитного сопла и создавать значительную тягу.
Для освежения памяти и общего развития рекомендую сходить по ссылке
http://wmpt.narod.ru/theory/index.htm
материал на ссылке требует определённых знаний!Хе хе!
банзай

Боцман

Интересно само устройство камеры сгорания!Это может быть  сферичеческое или параболическое зеркало , в фокусе которого
находится мишень из урана 238 , сжимаемая лазерами,расположенными по краям зеркала,и  поджигаемая
пучком нейтронов ,летящих по центральной оси от генератора.
Или наоборот.В любом случе должно быть перед оптическим ,электронное или электромагнитное зеркало для отражения плазмы.Вместо электронного зеркала можно использовать камеру сгорания-электромагнитную бутылку с горлом-соплом для истечения плазмы.
Здесь большой простор для творчества физиков и инженеров.
В случае использования ионного драйвера вместо генератора нейтронов и пушеров с дейтерием+тритием,зеркала и камера сгорания также необходимы!
банзай

Боцман

:D
Предлагаемый двигатель эффективнее термоядерного.Почему?
Рассмотрим основные реакции:
1.  D + T -> He-4 + n + 17.588 MeV
2.  D + D -> He-3 + n + 3.268 MeV
3.  D + D -> T + p + 4.03 MeV
4.  He-3 + D -> He-4 + p + 18.34 MeV
5.  Li-6 + n -> T + He-4 + 4.78 MeV
6.  Li-7 + n -> T + He-4 + n - 2.47 MeV
Классическая реакция-1. Значительное выделение энергии.
Из этой энергии 14.1 MeV приходит ся на нейтрон.В энергетических реакторах эту энергию предполагается утилизировать в бланкете -оболочке для нагрева рабочего тела.
У реакции 4 примергно тожне самое,да ещё Не-3 нодо добыть или наработать.
В нашем случае энергия деления более 200 MeV причём 180 MeV
приходятся на кинетическую энергию осколков деления ядра,которые нагревают остальную массу урана 238 для извержения
через сопло.
банзай

Димитър

Интересно!
Получается уже три разных предложения о ЯРД с высоким УИ и тяги:

1. ГФЯРД с самоподдерживающейся Цепной Реакции/ СЦР/
2. ТЯРД - либо D + T, либо He-3 + D
3. ЯРД на топливо и рабочее тело-обеднённый уран 238.

Давайте сравнить!

Боцман

:D
Кстати импульсные источники нейтронов высокой плотности с энергией 14,1 Мэв давно существуют.
Это ИНИ от плутониевых ядерных бомб или промышленные физико-технические источники нейтронов ,называемые нейтронной трубкой. Она представляет собой малогабаритный электростатический ускоритель заряженных частиц - дейтонов (ядер атомов дейтерия 2НºD), которые разгоняются до энергии более 100 кэВ, и направляются на тонкие мишени из дейтерия или трития (3НºT), в которых индуцируются ядерные реакции:
d + D Þ 3He + n + 3.3 МэВ, d + T Þ 4He + n + 14.6 МэВ.
Большую часть выделяющейся энергии уносит нейтрон. Распределение энергии нейтронов достаточно узкое и практически моноэнергетическое по углам вылета. Выход нейтронов порядка 108 на 1 микрокулон дейтонов. Работают нейтронные трубки, как правило, в импульсном режиме, при этом мощность выхода может превышать 1012 n/с."
1012 n/с."

Современные термоядерные ИНИ могут быть самыми разнообразными. Во всех них происходит термоядерная реакция, создающая поток нейтронов, но слишком слабая для ощутимого выделения энергии и нагрева.

Теперь об импульсном нейтронном инициаторе (ИНИ), том самом "нейтронном запале", осуществляющем импульсный впрыск большого количества нейтронов в закритическое плутониевое ядро бомбы. Что это такое по сути? Обыкновенный линейный ускоритель в виде трубки, который ускоряет ядра дейтерия , то бишь ионы, до скорости всего 0.1 МЭВ. После чего эти разогнанные дейтроны направляются на тонкую пластинку из гидрида циркония, где в качестве водорода использован тритий. Дейтериевые ядра "стукают об ядрышко" трития, получаем классическую термоядерную реакцию с выделением в максимуме импульса ( устройство импульсное ) мощности нейтронов порядка 10 в двенадцатой степени нейтронов в секунду.
банзай

Боцман

Использование урана 238 и сверхбыстрых нейтронов для межпланетных перелётов.

   Экспансию человечества в Космос тормозит отсутствие планетарных кораблей -межпланетных крейсеров предназначенных для перемещения с высокой скоростью между планетами Солнечной системы людей и грузов. Межпланетные крейсеры будут строиться на орбите, как и орбитальные станции ,и не предназначены для посадки на планеты. Для посадок и стартов с планет будут использоваться разные челноки. Для реального освоения всей Солнечной системы скорость межпланетных крейсеров должна достигать 5000 км/сек.
Собственная масса таких кораблей может варьироваться от нескольких сотен до тысяч тонн.
Что разгонит такую махину до нужных скоростей ? Тяга двигателя зависит от скорости истечения рабочего тела и его плотности. Скорость истечения зависит от нагрева рабочего тела. Конечная скорость корабля – от продолжительности тяги. Положим, что топливо и рабочее тело – обеднённый изотопом 235 уран 238. По плотности уран 238 в качестве рабочего тела вне конкуренции, как самый массивный естественный элемент. Ядерная реакция деления ядер урана 238 сверхбыстрыми /14 Мэв/ нейтронами для нагрева весьма эффективна. Уран 238 в обеднённом варианте есть самая эффективная биологическая защита от жёстких излучений. Запасов обеднённого урана 238,как побочного продукта в результате работ промышленности по обогащению урана изотопом 235, накоплено много более 1000000 тонн. Одна из возможных схем двигателя такого крейсера:
1)Генератор сверхбыстрых нейтронов на основе сильноточного ускорителя лёгких ядер с каскадным выходом высокоэнергичного/14 Мэв и более/ потока нейтронов большой плотности. Легко реализовать ускоритель в космическом пространстве!
  2)Лазерный испаритель-уплотнитель рабочего тела на основе мощного непрерывного или импульсного лазера.
 3)Электромагнитная камера сгорания урана 238 под действием потока нейтронов с системой отражения в составе электронных и оптических зеркал и электромагнитного сопла.
 Выход энергии - непрерывный или пульсирующий ,и соответственно такой же режим работы двигателя. Естественно, что понадобится дополнительный источник энергии на корабле. Как вариант, можно рассмотреть реактор на 242mAm. Для справки – критическая масса этого изотопа составляет порядка 6 граммов. Сам двигатель собирается на орбите и там же отлаживается. Это хорошая альтернатива термоядерному двигателю. Покажем, что создание двигателя на уране 238 вполне целесообразно и возможно.






       

Согласно современной физике  238U действительно будет делиться быстрыми нейтронами с энергией больше 1,4 Мэв. Оценим длину цепи реакции деления U238 на быстрых нейтронах, основываясь на данных о спектре деления с учетом сдвига его в быструю область. От одного первичного нейтрона с энергией 14 МэВ получается в среднем 2,4 быстрых нейтрона с энергией около 7 МэВ. Каждый  из них порождает в среднем еще 1,5 быстрых нейтрона с энергией около 4,5 МэВ. В свою очередь, эти нейтроны дают еще 1,1 нейтронов с энергией в окрестности пика спектра деления, после чего (в четвертом поколении) количество вторичных нейтронов, способных вызвать деление U238, становится меньше 1 и цепная реакция затухает. С учетом уменьшения сечения деления вблизи порога получается приблизительно 3 поколения нейтронов деления с выделением энергии 170 МэВ(осколки ядра и гамма кванты) на деление. Следуя теории ядерных реакторов, если бы нам удалось создать реактор, заполненный нейтронами с энергиями в пределах 12-14,5 МэВ, то коэффициент размножения в бесконечной среде(без учёта утечки) составил бы в нём
Kinf = 4,515*1,0567/(1,0567+0,0014) = 4,51.
Но проблема среды из 238U заключается не в захватах нейтронов. На ядре 238U идёт неупругое рассеяние, характеризующееся огромной потерей энергии нейтронов (фактически, с одного акта нейтрон улетает ниже порога деления). Сечение неупругого рассеяния в рассматриваемой группе равно 0,6509 барнам. Тогда можно переписать Kinf = 4,515*1,0567/(1,0567+0,0014+0,6509) = 2,75.
С учётом реакции (n,2n) Kinf = 4,515*1,0567/(1,0567+0,0014+0,6509+1,1234) = 1,69.
Полученный результат пока (!!!) выглядит приемлемым. Следует вспомнить о упругом рассеянии, чьё сечение в рассматриваемом диапазоне равно 2,7656 барн. В этой группе энергий упругое рассеяние не приведёт к немедленному выходу нейтрона за порог деления ,а скорее закончится делением или реакцией (n,2n)/ в этой группе энергий сечение реакции (n,2n) равно 1,1234 барн/, которая .как и деление, переведёт нейтрон в следующую группу энергий (6,5-10,5 МэВ) с удвоением . Там показатели для 238U хуже:
Сечение деления 238U = 0,9423 барна.
Сечение захвата 238U = 0,0056 барна.
Число нейтронов в акте деления = 3,3499.
Сечение неупругого рассеяния 238U = 2,000 барна.
В этой группе Kinf = 3,499*0,9423/(0,9423+0,0056+2,000) = 1,12.
. Но теперь следует вспомнить о упругом рассеянии, чьё сечение в рассматриваемом диапазоне равно 3,5013 барн. Конечно, упругое рассеяние не приведёт к немедленному выходу нейтрона за порог деления, но зато оно почти наверняка переведёт нейтрон в следующую группу энергий (4,0-6,5 МэВ). А там показатели для 238U намного хуже:
Сечение деления 238U = 0,5733 барна.
Сечение захвата 238U = 0,0107 барна.
Число нейтронов в акте деления = 3,1036.
Сечение неупругого рассеяния 238U = 2,5972 барна.
В этой группе Kinf = 3,1036*0,5733/(0,5733+0,0107+2,5972) = 0,56.
В расчетах Kinf есть погрешность. Не учтено сечение (n,2n). Оно немного поднимет Kinf в начале, но не решает проблемы .СЦР нет! Цепная реакция деления затухает.                                                              
Так что Самоподдерживающейся Цепной Реакции/ СЦР/ в 238 U организовать не удастся!!!
А нужно ли это? Обратимся к недавнему прошлому. .Энергия комбинированной термоядерной бомбы СЛОЙКА /СССР/ есть на 80% результат деления ядер урана 238 потоком сверхбыстрых нейтронов 14,1 Мэв. В бомбе во время основного взрыва  нейтроны на выходе термоядерной реакции дейтерий +тритий имеют энергию порядка 14 ,1 Мэв ,и уран 238 присутствует в виде уплотнённой плазмы. В бомбе СЛОЙКА делятся ядра сжатого урана 238 плотным потоком нейтронов с энергией 14 Мэв . Нет там СЦР!!! У нас аналогичные условия! Поэтому речь вообще не может идти о СЦР в бесконечной среде урана 238! А вообще речь идёт  о вынужденном делении порций урана 238 потоком сверхбыстрых нейтронов и выделяющейся при этом энергии. Имеет смысл определение среднего выделения энергии от одного нейтрона с энергией 14 Мэв в мишени из урана 238, и параметры среды, где происходит это выделение ,а также определение средних затрат энергии на получение такого нейтрона и способов его получения.
Ответ на это даёт работа(1) http://www.keldysh.ru/papers/2004/prep30/prep2004_30.html
Из этой работы следует, что имеет смысл говорить о некотором продлении затухающей цепной реакции деления ядер в уране 238 за счёт создания взрывного кумулятивного  сжатия, и соответствующего увеличения выделения энергии.  Согласно приведённым оценкам реакций, их сечениям ,энергиям и порогам можно предположить, что давление излучения мощного лазера будет уплотнять уран 238 вместе с  возгонкой и истечением не хуже описанного в (1) драйвера/ускорителя/ тяжёлых ионов и микровзрыва плазмы дейтерия +трития ,описанных в работе(1). Получается пульсирующий процесс. как и в работе  Орлова(1),причём процесс этот будет ограничен плотностью потока нейтронов , размерами оптимизации среды из урана 238 ,параметрами импульса лазера и утилизацией выделенной энергии. Не реактор с СЦР это ,а реактивный двигатель с вынужденной ядерной реакцией деления - разогрева рабочего тела-топлива! Возможно также создание двигателя по схеме в работе Орлова(1). Драйвер/ускоритель/ тяжёлых ионов легко реализуем в космическом пространстве. Необходимо организовать подачу мишеней с пушерами в камеру сгорания и точное позиционирование их там. Это не простая проблема !Но в целом двигатель получается более простым по конструкции и  работающим только в пульсирующем режиме. Однако возрастают расходы на производство топливных мишеней с дейтериево –тритиевыми пушерами в оболочке из урана 238 ,и использование платины для создания потока тяжёлых ионов в драйвере.
Пояснения для не читавших статью (1):
1) пушер -заряд дейтерия + трития, окружённый слоем урана 238.
2)мишень -свинцовый цилиндрик в котором находится пушер.
3)Драйвер-ускоритель тяжёлых ионов, формирующий пучок ионов цилиндрической формы, создающий в свинцовой оболочке мишени быстрое кумулятивное сжатие .вызывающее термоядерную реакцию дейтерия + трития и последующее деление сверхбыстрыми нейтронами урана 238. То есть получается взрыв микроаналога бомбы СЛОЙКА.
Кратко опишем содержание концепции гибридной ядерной двигательной установки , следуя (1). Предполагается, что можно построить мощный тяжелоионный ускоритель, позволяющий ускорять однозарядные ионы тяжелых металлов до энергии ~500 МэВ/на нуклон (100 ГэВ/на ядро). Пучок ионов облучает кольцевой слой (абсорбер) с торца цилиндрической мишени, на оси которой находится термоядерное топливо (эквимолярная смесь DT), окруженное тонкой оболочкой из U-238, работающей одновременно как пушер. Мишени инжектируются в камеру, где происходит микровзрыв, с частотой 2 Гц. Мощность пучка профилируется по времени так, чтобы энерговложение в абсорбер обеспечило бы безударное сжатие топлива . После необходимого сжатия DT-топливо поджигается (например, в режиме быстрого поджига) и окружающий его слой урана начинает делиться под действием термоядерных нейтронов.
Численные эксперименты и аналитические оценки показали, что энергетический вклад от деления может превосходить энергию термоядерного синтеза DT-смеси. Под действием термоядерных нейтронов в уране возникает короткая (при достаточно сильном сжатии до трех поколений) цепочка реакций деления, существенно повышается давление и происходит дополнительное сжатие DT-смеси. Это приводит к более полному выгоранию термоядерного топлива, что, в свою очередь, увеличивает выход нейтронов для поддержки реакций деления в активном слое. В зависимости от масс слоев мишени и степени ее сжатия возможна утилизация от 2 % до 18 % урана. Таким образом, реакции синтеза и деления в гибридной мишени усиливают друг друга. Отметим, что, используя в качестве пушера другие делящиеся вещества, можно достигнуть состояния критичности, что позволит значительно усилить энерговыделение в мишени.

По сравнению с лазерным синтезом процесс более предсказуем и выгоден по выходу энергии/значительно больше выделенной энергии на затраченную и больше стабильности/,да и конструкция реактора проще.  По  этому проекту энергостанцию строить собираются на Земле. Использование мишени с пушерами в урановой оболочке и драйвера заметно упрощает устройство двигателя .Проблемы: потребуется разработать точное позиционирование мишеней в камере сгорания перед поджигом, их хранение или изготовление и подачу. За двигателем в пространстве будет тянуться радиоактивный след продуктов деления ядер урана 238. Этот след быстро исчезнет по причине высокой скорости истечения из двигателя. На первом этапе освоения Системы этот двигатель возможно будет оптимальным по стоимости и эффективности. Интересно само устройство камеры сгорания! Это может быть сферическое или параболическое зеркало , в фокусе которого находится мишень из урана 238 , сжимаемая лазерами, расположенными по краям зеркала, и поджигаемая пучком нейтронов ,летящих по центральной оси от генератора. Или наоборот. В любом случае перед оптическим должно быть электронное или электромагнитное зеркало для отражения плазмы. Вместо электронного зеркала можно использовать камеру сгорания- электромагнитную бутылку с горлом-соплом для истечения плазмы. В случае использования ионного драйвера вместо генератора нейтронов и пушеров с дейтерием + тритием, зеркала и камера сгорания также необходимы!
В работе (1) показано, что максимальное выгорание урана составляет 18%, что происходит при сжатии в примерно в 1000 раз по радиусу. При том, что выгорание
В урановой бомбе составляет чуть больше 5%. В схеме с использованием мощного лазера, учитывая уплотнение урана при возгонке и итечении паров от излучения лазера и давление лазерного луча  возможно выгорание до 3%,что тоже немало.
Дальнейшее развитие использование урана 238 получило в работе группы авторов
http://www.keldysh.ru/papers/2006/prep47/prep2006_48.html  (2)
В работе проводится анализ возможности создания энергетического ядерного реактора для эффективной утилизации U-238 с использованием инерциального термоядерного синтеза на тяжелых ионах. Рассчитываются энергетические параметры установки и предлагается схема очистки теплоносителя первого контура. В этой работе прдполагпется за счёт гибридной мишени повысить выгорание дейтериевтритиевой смеси в реакторе энергостанции.
банзай

Боцман

Вполне возможно использовать лазеры от ЛТС в нашем случае.
Задачи похожие.Ударное сжатие до сверхуплотнения.В нашем случае за счёт возгонки и истечения урана ,плотность оставшегося дополнительно повышается.А для реактивного двигателя
1-2-3% ядерного выгорания топлива очень даже хорошо.Не
энергетический реактор создаём.А плотный поток нейтронов 14,1 Мэв
в Пространстве разными способами получить можно-решаемая инженерная задача!
банзай

Студент

ЦитироватьИнтересно!
Получается уже три разных предложения о ЯРД с высоким УИ и тяги:

1. ГФЯРД с самоподдерживающейся Цепной Реакции/ СЦР/
2. ТЯРД - либо D + T, либо He-3 + D
3. ЯРД на топливо и рабочее тело-обеднённый уран 238.

Давайте сравнить!


А если пораскинуть думалкой и воображалкой можно вспомнить про АИРД в данном случае ИРД проточного типа. Рабочее тело - Водород, но уран (лучше полоний-210) требуется для нагрева  и ионизации камеры ВС куда поступает газ(Водород, т.к. у него самая наименьшая масса), Газ нагревается и вырывается наружу придавая довольно мощный импульс  РН. Для отрыва с орбиты надо примерно 2 недели- максимальная скорость - неограничена.
Как вариант дальних межпланетных полетов - самое то!

Боцман

Однако последний пост-чистый ламеризм!Без сиропа!
банзай

нейромантик

Боцман, зря смеётесь. Проекты таких двигателей рассматривались в 60-е годы, они считались одними из самых переспективных для заатмосферного полёта. Но потом о них забыли, и когда я поднял вопрос о них, ни Fackir, ни Старый ни кто либо ещё не вспомнили даже что это такое.
А один юморист заявил что всё - лабуда, т.к. "взлететь на нём с Земли невозможно". Хотя вроде русским языком я объяснял, что рабочее давление для эффективной ионизации по справочнику одна сотая атмосферы.
Моя наглая самореклама:

art-of-blacksmith.ru