КВС в космосе

[Проходящий Кот]

Энергию для очистки мы будем получать медленно от центральной звезды. Да ив опрос здесь совершенно не энергетический......

[elind]

alex_semenov, я тут поймал пару "жуков" в вашей гравицапе.
Первое - электрический заряд со стальной пыли очень быстро "стечёт" на внешний корпус. Вы сами считали, что заряженный "газ пыли" ведёт себя подобно пылевому облаку с "отрицательной гравитационной массой" - каждая пылинка стремиться "упасть" наружу, и, как только она касается оболочки, весь заряд перетекает на внешнюю поверхность замкнутой сферы. Таким образом, в зависимости от давления, за период от минут до часов, пылевое облако полностью разрядиться.
Второе - теплоноситель будет греться очень неравномерно. Большая часть не прогреется вообще, затенённая ближайшими к бомбе слоями, а эти ближайшие слои превратятся в плазму. Смотрите - максимум излучения бомбы приходиться на тепловой рентген с энергией 20 кэВ, слой половинного ослабления в железе для которого - 6*10^-5 м. Делать радиус пылинок больше смысла не имеет - только перерасход материала будет. Сечение такой пылинки около 10^-8 м², масса 6.4*10^-9 кг, итого, массовое сечение составит 1.6 м²/кг. Минимальная масса теплоносителя, для дельта Т 100 К, 5*10¹⁵ кг, тогда плотность пылевого облака составит 0.5 кг/м³, и всё излучение бомбы поглотиться на первых метрах облака, которые превратятся в плазму, а остальная сотня километров так и останется холодной.

[alex_semenov]

alex_semenov, я тут поймал пару "жуков" в вашей гравицапе.
Первое - электрический заряд со стальной пыли очень быстро "стечёт" на внешний корпус. Вы сами считали, что заряженный "газ пыли" ведёт себя подобно пылевому облаку с "отрицательной гравитационной массой" - каждая пылинка стремиться "упасть" наружу, и, как только она касается оболочки, весь заряд перетекает на внешнюю поверхность замкнутой сферы. Таким образом, в зависимости от давления, за период от минут до часов, пылевое облако полностью разрядиться.

Изначально предполагалось, что стены камеры так же заряжены тем же потенциалом что и облако.

Второе - теплоноситель будет греться очень неравномерно. Большая часть не прогреется вообще, затенённая ближайшими к бомбе слоями, а эти ближайшие слои превратятся в плазму. Смотрите - максимум излучения бомбы приходиться на тепловой рентген с энергией 20 кэВ, слой половинного ослабления в железе для которого - 6*10^-5 м. Делать радиус пылинок больше смысла не имеет - только перерасход материала будет. Сечение такой пылинки около 10^-8 м², масса 6.4*10^-9 кг, итого, массовое сечение составит 1.6 м²/кг. Минимальная масса теплоносителя, для дельта Т 100 К, 5*10¹⁵ кг, тогда плотность пылевого облака составит 0.5 кг/м³, и всё излучение бомбы поглотиться на первых метрах облака, которые превратятся в плазму, а остальная сотня километров так и останется холодной.

Гм… А вот тут вот надо действительно считать. Вернее поднимать старые мои прикидки. Да, я предполагал, что облако в центре будет испарятся (при этом пытался понять что с этим паром будет происходить дальше, нельзя ли как-то организовать цикл конденсации опять в подобные пылинки?). Но почему вы решили, что все излучение бомбы (разумеется мягкий рентген) поглатится в первых метрах облака? Я полагал, что эпицентр первичного поглощения будет порядка километра (да же что-то насчитал кажется... помню что там все было обнадеживающе). Потом будет переизлучение пылинак на пылинки и за секунды температура в облаке  быстро выровняется, станет равномерной.
Хотя конечно, у меня не было точной модели. Но что-то было... Сейчас подниму старые расчеты и сравню свои цифры с вашими.
Спасибо что зацепились за эту идею и поняли ее суть.

[alex_semenov]

Получается радиус 30+30 км, то есть шар диаметром порядка 120 кмИ мощность получается примерно 1.35*10+19 КВТ

И мощность теплового потока на стенку такого реактора 2.7*10¹¹ Вт/м², тогда как интенсивное испарение тугоплавких материалов начинается при 10⁷-10⁸ Вт/м².

Кот не совсем понял суть идеи пылевого облака. Я это заметил сразу но тогда не поддержал разговор. Но коль скоро нашелся человек, который таки ПОНЯЛ суть идеи (и начал даже ее сам пересчитывать), то, как говорил Карлсон,  продолжаем разговор.

[elind]

Изначально предполагалось, что стены камеры так же заряжены тем же потенциалом что и облако.

Потенциал внутри проводящей сферы равен потенциалу самой сферы, следовательно, заряды, находящиеся внутри проводника, стремятся переместиться на его поверхность. Значит, с пылинок, прикоснувшихся к стенке, заряд будет стекать на корпус (даже если они из слюды или алмаза - при 1500 К всё обладает достаточной проводимостью)

Гм… А вот тут вот надо действительно считать. Вернее поднимать старые мои прикидки. Да, я предполагал, что облако в центре будет испарятся (при этом пытался понять что с этим паром будет происходить дальше, нельзя ли как-то организовать цикл конденсации опять в подобные пылинки?). Но почему вы решили, что все излучение бомбы (разумеется мягкий рентген) поглатится в первых метрах облака?

Я не решил, а посчитал

Смотрите - максимум излучения бомбы приходиться на тепловой рентген с энергией 20 кэВ, слой половинного ослабления в железе для которого - 6*10^-5 м.(Кикоин И.К. Таблицы физических величин.1976) Делать радиус пылинок больше смысла не имеет - только перерасход материала будет.(будет идти нагрев только части поверхности) Сечение такой пылинки около 10^-8 м², масса 6.4*10^-9 кг, итого, массовое сечение составит 1.6 м²/кг. Минимальная масса теплоносителя, для дельта Т 100 К, 5*10¹⁵ кг, тогда плотность пылевого облака составит 0.5 кг/м³,(для вашей камеры в 10¹⁶ м³ объёмом) и всё излучение бомбы поглотиться на первых метрах облака, (1.6м²/кг*0.5кг/м³ = 0.8 м^-1, значит, толщина слоя половинного ослабления 1.25 метра) которые превратятся в плазму, а остальная сотня километров так и останется холодной.

Возможно, вы просто взяли бОльший радиус пылинки - тогда массовое сечение, соответственно, упадёт, рентген будет пробиваться дальше, но прогреваться будет только малая часть каждой пылинки (которая и испариться), в итоге превратиться в плазму примерно столько же металла.
Вообще же, при таких параметрах, вполне возможно заполнить внутреннюю полость водородом, при 1500 К и дельта Т 100 К давление будет 3 атмосферы, а скачок давления в момент взрыва - 0.2 атмосферы - если прогревается значительная доля объёма газа, ярко выраженной ударной волны не будет, а будет медленно релаксирующий всплеск давления.
Для именно пылевого облака железо - не самый лучший материал: теплоёмкость средненькая, поглотительная способность рентгена - высокая (слой половинного ослабления одна шестнадцатая миллиметра). Бор - гораздо лучше: теплоёмкость в 2.2 раза выше, слой половинного ослабления пол-сантиметра, тугоплавкий. Углерод тоже неплох. Главное, они способны кратковременно выдерживать перегрев до 3-4 тысяч кельвин - т. е. именно прогрев части (из-за хорошей прозрачности, не слишком малой части) до более высоких температур, а потом перераспределение полученой энергии на всё облако.

[alex_semenov]

Я не решил, а посчитал

Да, я уже разобрался еще вчера. Все верно у вас.
Облако получается очень непрозрачным. Сейчас смутно вспоминаю что неверно изначально оценивал прозрачность облака "на глаз". Действительно и двух метров не будет при вашей оценке.
А у меня плотность облака была выше чем в вашей оценке аж 10 кг/м3. Правда и  диаметр радиус пылинки был больше 0.1мм. Я его взял от балды. Но это мало что меняет. Свободный пробег луча все равно и двух метров не будет.
Кстати масса облака была порядка 10^17 кг (в 100 раз больше чем у вас) и я ее рассчитывал из двух параметров. Q - поглощаемой энергии взрыва и желательной температуры T облака как излучателя по Стефану Больцману (нагреватель для тепловой машины).

Потенциал внутри проводящей сферы равен потенциалу самой сферы, следовательно, заряды, находящиеся внутри проводника, стремятся переместиться на его поверхность. Значит, с пылинок, прикоснувшихся к стенке, заряд будет стекать на корпус (даже если они из слюды или алмаза - при 1500 К всё обладает достаточной проводимостью)

Гм… То есть так удержать облако не получится? Да, это плохо… Очень плохо. Как же удерживать облако на расстоянии от стенки? И вообще удержать заряд в облаке. 
Стоп. А зачем потенциалу сферы быть обязательно равным заряду облака?
А если сделать потенциал стенки выше?
Скажем зарядить облако отрицательно а стенку тоже отрицательно, но несколько сильней. Тогда заряд из облака просто "не захочет" перетекать на стенку.
Нет?

[alex_semenov]

Возможно, вы просто взяли бОльший радиус пылинки - тогда массовое сечение, соответственно, упадёт, рентген будет пробиваться дальше, но прогреваться будет только малая часть каждой пылинки (которая и испариться), в итоге превратиться в плазму примерно столько же металла.

Да, если взять слишком большой радиус "пылинки" (скажем 1 см), то во-первых прозрачность не сильно увеличится (все равно более 10 метров не будет) во-вторых нагреваться будет только поверхность.  Теплоемкость акуумулятора резко упадет.
Но самое главное.
А нам нужно что бы прозрачность облака (свободный пробег луча света) была в сотни метров? Может как раз и хорошо что облако практически непрозрачно?
Значит взрыв испарит очень небольшую часть вокруг себя (и не просто испарит а превратит в плазму).
Ну и хорошо!
Надо прикинуть сколько пыли съест плазменный шар. Если он невелик (не более десятков метров) то и прекрасно. За 500 лет работы реактора 10^17 или даже ваши 10^15 кг пыли возможно почти и не поубавится. Хотя надо эту убыль посчитать…
 

Вообще же, при таких параметрах, вполне возможно заполнить внутреннюю полость водородом, при 1500 К и дельта Т 100 К давление будет 3 атмосферы, а скачок давления в момент взрыва - 0.2 атмосферы - если прогревается значительная доля объёма газа, ярко выраженной ударной волны не будет, а будет медленно релаксирующий всплеск давления.

Гм… А что, возможно… Тут надо рассматривать любые решения. Да, но как энергия взрыва, которая выделяется мгновенно, всплеском, потом будет поступать на стенки-теплообменники постепенно в течении получаса (до следующего взрыва)?
Идея облака как раз в том что оно аккумулирует энергию и постепенно растягивает ее выдачу на турбины, которые непрерывно работают.
А тут как?

Для именно пылевого облака железо - не самый лучший материал: теплоёмкость средненькая, поглотительная способность рентгена - высокая (слой половинного ослабления одна шестнадцатая миллиметра). Бор - гораздо лучше: теплоёмкость в 2.2 раза выше, слой половинного ослабления пол-сантиметра, тугоплавкий.

Может быть. Но поймите. Мы ведь занимаемя тут терроформированием по-сути. 10^17 кг материала. Это должно быть нечто очень БРОСОВОЕ. Железо - првое что пришло в голову. Но наверное можно и просто оливин использовать (какой-нибудь), силикаты.

Углерод тоже неплох. Главное, они способны кратковременно выдерживать перегрев до 3-4 тысяч кельвин - т. е. именно прогрев части (из-за хорошей прозрачности, не слишком малой части) до более высоких температур, а потом перераспределение полученой энергии на всё облако.

Вообще говоря, если энергия дифундирует из центра облака наружу медленно (а как оценить?) то это не так уж и плохо (я полагал что энергия взрыва в итоге распределяется по всему облаку почти мгновенно, секунды). В центре облака время от времени вспыхивает заряд, но его энергия (в основном свет) растягивающимися волнами доходит до поверхности…
Кстати, у меня это облако "дышало" от взрыва к взрыву.
Я ведь пытался добиться стабильного "свечения" потока мощности на стенки. Чтобы турбины получали одну и ту же тепловую мощность W. Но облако остывало (на 100 градусов, кажется). Значит нужно было чуть увеличивать поверхность излучателя что бы компенсировать потерю мощности.
Кажется у меня облако дышало аж на 900 метров.

Поэтому заряд облака нужен был не только для того что бы пылинки не слипались, но и для того что бы размер облака можно было регулировать. Но это картина чисто идейная, качественная. Количественно я до проверки этой идеи не дошел.

В гравицапе вообще возникала масса замечательных физических задач. Но мы так до них и не дошли. Застряли тут на каких-то частностях. А потом общий интерес пропал. В общем ушла идея на дно. А идея красивая. Интересная. Машина ведь фантастическая получалась. И для задачи фантастической. Предельной.
В общем, зря мы забросили гравицапой заниматься.

Зы. Да, забыл совсем. Еще вчера хотел... Плюс вам. Очень большой (поставил бы два, да форум не велит). За прозрачность облака и вообще за поднятие темы. С прозрачностью я явно лоханулся...  Спасибо огромное!

[elind]

Гм… А что, возможно… Тут надо рассматривать любые решения. Да, но как энергия взрыва, которая выделяется мгновенно, всплеском, потом будет поступать на стенки-теплообменники постепенно в течении получаса (до следующего взрыва)?Идея облака как раз в том что оно аккумулирует энергию и постепенно растягивает ее выдачу на турбины, которые непрерывно работают.А тут как?

И тут так же. Высветилась бомба, нагрела в среднем на сто градусов водород (у краёв меньше, в центре - больше, но, поскольку падение температуры плавное, то градиент достаточно быстро выравнивается, но без ударной волны), которого в камере 5*10¹⁴ кг, и который аккумулирует всю энергию взрыва. Каждый кубометр запасает 2*10⁴ Дж, тогда можно прокачивать водород через теплообменник (или, даже, использовать его как рабочее тело первого контура), потребуется поток 5*10¹² м3/с. При скорости прокачки 100 м/с (а для разряжённого горячего водорода это ещё небольшая скорость), газозаборниками следует покрыть только четверть поверхности сферы. Или, вообще, усеять поверхность рёбрами (или остриями) теплообменников, и гнать газ вдоль поверхности шара.

Стоп. А зачем потенциалу сферы быть обязательно равным заряду облака?А если сделать потенциал стенки выше?Скажем зарядить облако отрицательно а стенку тоже отрицательно, но несколько сильней. Тогда заряд из облака просто "не захочет" перетекать на стенку.Нет?

Хорошо иллюстрирует подобную ситуацию принцип работы генератора Ван де Граафа - больший ли, меньший заряд, всё равно утекает на наружную поверхность. Кстати, заряд на внешней замкнутой проводящей поверхности не создаёт поля внутри этой поверхности, и пыль не будет отталкиваться от заряженного корпуса. Полная аналогия - внутри замкнутой сферически-симметричной массивной оболочки притяжение к этой оболочке отсутствует.
 

Может быть. Но поймите. Мы ведь занимаемя тут терроформированием по-сути. 10^17 кг материала. Это должно быть нечто очень БРОСОВОЕ. Железо - првое что пришло в голову. Но наверное можно и просто оливин использовать (какой-нибудь), силикаты.

Кварц или корунд, конечно, тоже неплох (лучше железа, во всяком случае), но и по температуре плавления (вдвое), и по длине половинного ослабления (в четыре раза) хуже углерода.
 

Кстати масса облака была порядка 10^17 кг (в 100 раз больше чем у вас) и я ее рассчитывал из двух параметров. Q - поглощаемой энергии взрыва и желательной температуры T облака как излучателя по Стефану Больцману (нагреватель для тепловой машины).

А зачем так много? Теплоёмкость железа 450  Дж/(K·кг), перепад температур 100 градусов, килограмм запасает 4.5*10⁴ Дж, энергия взрыва
2*10²⁰, итого, нужно чуть меньше 5*10¹⁵ кг.

[elind]

Вообще говоря, если энергия дифундирует из центра облака наружу медленно (а как оценить?) то это не так уж и плохо (я полагал что энергия взрыва в итоге распределяется по всему облаку почти мгновенно, секунды). В центре облака время от времени вспыхивает заряд, но его энергия (в основном свет) растягивающимися волнами доходит до поверхности…

Теорема о случайных блужданиях. От стенки до центра 125 км, длина "свободного пробега" (длина шага) фотонов - 1.25 метров, 10⁵ "шагов" нужно преодолеть. При случайном блуждании, чтобы удалиться от центра на n шагов, в среднем нужно совершить n², тогда, в нашем случае необходимо совершить 10¹⁰ шагов, пройти путь в 1.25*10¹⁰ м, за 40 секунд - это минимум, не учитывающий время задержки при переизлучении - пока поверхность облучаемой пылинки прогреется и сама начнёт излучать, что может поднять "время диффузии" даже на несколько порядков, но как это корректно учесть...

[elind]

40 секунд - это минимум, не учитывающий время задержки при переизлучении - пока поверхность облучаемой пылинки прогреется и сама начнёт излучать, что может поднять "время диффузии" даже на несколько порядков, но как это корректно учесть...

Вообще же можно прикинуть. Время "шага" зависит от времени "выхода на режим" пылинки - насколько быстро её поверхность прогреется до нужной температуры. Это можно оценить, как момент, когда потери на теплопроводность сравняются с избытком поступающей мощности.
Потери на теплопроводность составляют
Избыток поступающей мощности составляет , тогда получим толщину слоя теплопроводности
такой слой прогреется за время , что для железной пыли длительность одного шага составит секунд...  Внезапно!
Ошибка в том, что мы приняли l малым по сравнению с размером пылинки, а она получается около 10 см. Тогда возьмём радиус пылинки, получим секунд, а время распространения тепла до стенок 3.2*10⁷ секунд - год 
Да-а "один, два порядка" - а шесть не хотите .

[alex_semenov]

Elind, все очень интересно. Огромное вам спасибо! Я прям не знаю за что хвататься в первую очередь! И я обязательно по всему отвечу.
Но, сейчас - самый непонятный мне вопрос. Самый (как мне кажется) животрепещущий.

Стоп. А зачем потенциалу сферы быть обязательно равным заряду облака?А если сделать потенциал стенки выше?Скажем зарядить облако отрицательно а стенку тоже отрицательно, но несколько сильней. Тогда заряд из облака просто "не захочет" перетекать на стенку.Нет?

Хорошо иллюстрирует подобную ситуацию принцип работы генератора Ван де Граафа - больший ли, меньший заряд, всё равно утекает на наружную поверхность. Кстати, заряд на внешней замкнутой проводящей поверхности не создаёт поля внутри этой поверхности, и пыль не будет отталкиваться от заряженного корпуса. Полная аналогия - внутри замкнутой сферически-симметричной массивной оболочки притяжение к этой оболочке отсутствует.

Я почти согласился с этим вашим аргументом.
Электростатическое удержание облака не получится…
Самое обидное - ФОРМИРОВАНИЕ его как псевдогаза - тоже!!!
 
И возникла последняя надежда. А вдруг заряд будет не так быстро перетекать от облака на сферу? С какой скоростью он может стекать? Можо это оценить?
Я попытался представить, что является носителем заряда… и тут то я усомнился в том, что вы правы.
Смотрите.
Чтобы все было так как вы пишите нам нужен шар из ПРОВОДНИКА.
Но что представляет из себя наше облако металлической пыли?
Да, каждая пылинка - проводник.
Каждая пылинка заряжена и заряд, естественно собрался на ее поверхности ( маленькой сплошной сфере). Но как ток может течь ПОПЕРЕК всего облака?
От пылинки к пылинке?
Между ними - вакуум. Пока они не соприкоснутся, тока не будет. А если соприкоснутся, просто уравновесят заряды. И все.
Но и соприкоснуться им сложно. Если все они заряжены, они стараются (в буквальном смысле этого слова) не сталкиваться. Значит носителями тока могут быть только сами пылинки физически двигающиеся в простнанстве.
Что бы в облаке потек ток,  от центра наружу, надо что бы пылинки, которые в норме у нас движутся броуновски-хаотически как-то направились от центра наружу.
От части так и есть. Облако распирает наружу электростатическим давлением (лучший аналогия - антигравитация). Но это означает что в самом облаке ток не течет.



Облако в целом - ДИЭЛЕКТРИК.
Поэтому в самом облаке нет никаких предпосылок именно для протекания тока от центра к краю (ибо такие предпосылки только для проводящего шара).
Далее.
Что с самой камерой, которая заряжена чуть сильней чем облако?
Да, камера - это полая сфера. И в любой точки идеальной полой проводящей сферы потенциал поля =0.



Но в нашем случае ситуация несколько иная. Внутри полой сферы  находится еще одна заряженная сфера (вернее шар) - облако пыли.  Между внутренней сферой и внешней - сравнительно небольшой зазор. То есть мы имеем тут сферический конденсатор.
Более того. Внутренняя сфера не целостный объект. Целостный он как источник поля. 
Но переносить заряд от облака к стенке может только частичка пыли, которая должна прилипнуть к стенке.
Но каждая пылинка, оказавшись в зазоре между стенкой и облаком остальных пылинок оказывается как бы между двумя заряженными плоскостями.
При этом стенка - заряжена сильней.
Ну а теперь почему, скажем ,отрицательно заряженный "пробный заряд" (а такой и является наша пылинка) должен двигаться в зазоре плоского конденсатора от пластины с меньшим отрицательным зарядом к пластине с большим отрицательным зарядом?

Я понимаю что моя интуиция может меня подводить.
Но я просто не вижу механизма переноса заряда в данном случае от облака к сфере.
В генератора Ван-де-Графа, да, там эффект имеется, так как там созданы для него условия.
Но в нашем случае условий для эффекта нет.

Если я все же не прав, то как по-вашему можно оценить скорость стекания заряда с облака на стенку? Допустим стекание все же будет происходить как вы говорите. Но может это будет с настолько маленькой скоростью, что это будет терпимо и можно будет поддерживать электростатически надутым и подвешенным наше облоко просто постоянно подкачивая заряд  обратно в облако и на внутреннюю сферу?

Почему я зацепился за этот вопрос и счел самым актуальным? Если мы не можем удержать заряд на частичках облака (равномерно распределить заряд по облаку-диэлектрику), то как мы обеспечим его свойства как аккумулятора тепла? Возможно, я не прав, но мне кажется, что  незаряженные частички будут иметь тенденцию слипаться в более крупные … булыжники.
Как мне кажется, если нельзя никак равномерно зарядить частички облако, значит идею пылевого теплоаккумулятора надо списывать и переходить к вашей очень интересной идее наполнить камеру водородом. Возможно эта идея окажется куда лучше? Но для начала надо отработать до конца старую идею с облаком пылинок-теплоаккумуляторов (возможно у этой идеи есть плюсы, которых нет у других идей). Тем более что тут вырисовывается из ваших расчетов ряд интересных "вкусностей". Например, облаку совеем не надо "дышать", если тепло движется из центра наружу на порядок дольше, чем происходят взрывы. Далее, если облако малопрозрачное, выгорать от ядерного взрыва в плазму будет очень небольшая его часть в центре. Ну и т.д.

Кстати. Что может убить аргумент диэлектрического облака? Плазма. Облако будет диэлектрическим если пылинки у нас в вакууме (разуммется почти вакууме). Но вакуум камеры может заполняться плазмой (от тех же взрывов). Хотя… плазма требует очень высокой температуры. То есть плазма, скорей  будет существовать  только в центре, ядре облака. А к краям она будет остывать до очень перегретого нейтрального крайне разряженного газа. Так что, возможно идея не совсем мертва…

[alex_semenov]

Цитата: alex_semenov от 02.10.2015 [17:20:01] 

Кстати масса облака была порядка 10^17 кг (в 100 раз больше чем у вас) и я ее рассчитывал из двух параметров. Q - поглощаемой энергии взрыва и желательной температуры T облака как излучателя по Стефану Больцману (нагреватель для тепловой машины).

А зачем так много? Теплоёмкость железа 450  Дж/(K•кг), перепад температур 100 градусов, килограмм запасает 4.5*10⁴ Дж, энергия взрыва
2*10²⁰, итого, нужно чуть меньше 5*10¹⁵ кг.

Простой вопрос - простой ответ. Я посмотрел старый расчет. Там я почему-то остановился на перепаде температуры не 100 градусов а 5. Почему?
Точно уже не помню, но легко догадаться. Я уже говорил. Надо обеспечить равномерность потока тепла на стенку. Это - главное техническое условие. Источник энергии должен быть стабильным. Но так как я считал (теперь видно- ошибочно) что облако, как источник света, будет реагировать на подачу энергии мгновенно, то есть быстро, за минуты нагреваться и за пол часа остывать, то оно должно было "дышать", то есть менять свои размеры. Видимо, еще тогда, предварительный расчет показал что при 100 градусном перепаде температуры поверхности облака должно слишком сильно дышать (на многие километры) что надо было обеспечить  изменением поля на сфере. Я видимо решил, что такое широкое "дыхание" обеспечить сложно.
Поэтому я заложил перепад в 5 градусов и из этого посчитал массу теплоносителя в 100 раз больше.
НО! Теперь ясно что все это - глупости.
Тепло из ядра облака будет очень долго добираться до края, поэтому "дышать" ему нет никакой необходимости. Оно будет просто сохранять неравномерную температуру от центра к краю . Внутри облако будет нагрето сильней (и импульсами эта температура будет подпрыгивать), а снаружи температура будет  явно ниже, но зато она будет постоянной. Тот факт, что тепло от взрыва будет путешествовать год (!!!) из центра к краю делает совершенно неважным тот факт, что тепло выделяется всплесками.

[elind]

Ну а теперь почему, скажем ,отрицательно заряженный "пробный заряд" (а такой и является наша пылинка) должен двигаться в зазоре плоского конденсатора от пластины с меньшим отрицательным зарядом к пластине с большим отрицательным зарядом?

Основная проблема - у нас не плоский, а сферический конденсатор. Для центрально-симметричных систем идеально подходит расчёт при помощи теоремы Остроградского-Гаусса, которая показывает, что поток напряжённости электрического поля через замкнутую поверхность определяется только количеством зарядов внутри поверхности. Тогда напряжённость между облаком и сферой определяется исключительно зарядом облака. Вид зависимости напряжённости и потенциала от радиуса для данного случая - заряда облака Q а сферы nQ - имеет вид
statusy.ru
Проще говоря, если поместить заряд внутрь одноимённо заряженной сферы, то, при приближении к поверхности сферы меньшая, но ближняя, доля зарядов будет толкать нашу пробную частицу к центру, а большая, но дальняя - от центра. Если аккуратно провести интегрирование по поверхности, обнаружим, что при любом положении пробной частицы внутри сферы, и при любом заряде сферы, воздействие сферы на частицу равно нулю. Т. е., что есть сфера, что нет сферы, пробная частица движется одинаково (пока она внутри сферы, конечно же).
Кстати, прикинем создаваемое электростатическое давление:
Сильное условие - пылинки не слипаются при столкновении , где - поверхностное натяжение стали Па.  А не слишком ли много?
Ладно, слабое условие - пылинки не сталкиваются.
- ещё круче, слабое, видите ли, условие. Не-е, надо что-то другое придумывать.

Может, использовать монолитную стенку - из железа толщина её составит 50 метров, а  изнутри покрыть слоем графита сантиметров десять.
Слой половинного ослабления в графите для 20 кэВ рентгена - 0.5 см, прогреваясь до 4000 К, каждый метр квадратный поглотит 1.4*10⁷ Дж, тогда вся поверхность "съест" 2.5*10¹⁸ Дж.  "Не выходит каменный цветок" (с)
Единственный вариант, если графит под лучевым ударом испаряется, тогда имеем 1.4*10⁹ Дж/м², и 2.5*10²⁰ Дж. общее, но и дикий пинок в плиту, однако, я думаю, пятидесяти метровая стенка выдержит толчок, эквивалентный взрыву 40 кг гексогена на метр квадратный.
Вопрос, будет ли графит конденсироваться равномерно, или разрастётся "джунглями".

[elind]

Простой вопрос - простой ответ. Я посмотрел старый расчет. Там я почему-то остановился на перепаде температуры не 100 градусов а 5. Почему?Точно уже не помню, но легко догадаться. Я уже говорил. Надо обеспечить равномерность потока тепла на стенку. Это - главное техническое условие. Источник энергии должен быть стабильным. Но так как я считал (теперь видно- ошибочно) что облако, как источник света, будет реагировать на подачу энергии мгновенно, то есть быстро, за минуты нагреваться и за пол часа остывать, то оно должно было "дышать", то есть менять свои размеры. Видимо, еще тогда, предварительный расчет показал что при 100 градусном перепаде температуры поверхности облака должно слишком сильно дышать (на многие километры) что надо было обеспечить  изменением поля на сфере. Я видимо решил, что такое широкое "дыхание" обеспечить сложно.Поэтому я заложил перепад в 5 градусов и из этого посчитал массу теплоносителя в 100 раз больше.

Вот, кстати, вопрос - вы учитывали, что не только облако освещает стенку, но и стенка - облако. На стенку падает некоторый поток излучения, но и раскалённая стенка тоже излучает свой поток. Если разность температур невелика (а большой её делать невыгодно для КПД), то переданная лучепереносом мощность на единицу поверхности  составит
, тогда, при разности температур 100 градусов, и температуре 1500, мощность составит 6.4*10⁴ Вт, а нужно, для приведённых размеров - в 6 раз больше, или взрывать раз в три с половиной часа.

[alex_semenov]

Вот, кстати, вопрос - вы учитывали, что не только облако освещает стенку, но и стенка - облако.

Гм… а действительно…
Нет…

, а нужно, для приведённых размеров - в 6 раз больше, или взрывать раз в три с половиной часа.

То есть поток энергии получается куда скромней… Гм… термос есть термос… Если поперек облака поток лучистой энергии идет год, то чего он через стенку побежит быстрее? Для этого стенка должна быть абсолютно холодной абсолютно черной...
Из голубого сала Сорокина...

Это добивает идею пылевого облака окончательно.
Ну что в итоге?  Идея твердотельного вспышечного реактора окончательно, что называется, обсыпалась…
Она вся кривая.

Хотят тут вcплыла масса вкусных нюансов, но коль так все плохо, то я уже и не буду мудрить с размерами пылинок (хотел обсудить их увеличение до 1 мм и даже 10 мм).

Осталось две идеи. Обе вы уже высказали
Вакуумный реактор (камера) и газовый реактор (наполненный водородом под давление P).

Может, использовать монолитную стенку - из железа толщина её составит 50 метров, а  изнутри покрыть слоем графита сантиметров десять.Слой половинного ослабления в графите для 20 кэВ рентгена - 0.5 см, прогреваясь до 4000 К, каждый метр квадратный поглотит 1.4*107 Дж, тогда вся поверхность "съест" 2.5*1018 Дж.   "Не выходит каменный цветок" (с)Единственный вариант, если графит под лучевым ударом испаряется, тогда имеем 1.4*109 Дж/м2, и 2.5*1020 Дж. общее, но и дикий пинок в плиту, однако, я думаю, пятидесяти метровая стенка выдержит толчок, эквивалентный взрыву 40 кг гексогена на метр квадратный. Вопрос, будет ли графит конденсироваться равномерно, или разрастётся "джунглями".

Насколько я понял, вы предлагаете взрывать в полой сфере, "наполненной" вакуумом?
Принимать всю энергию сразу стенкой, ею же накапливать и постепенно забирать на турбины?
У этой идеи (ну почти этой)  уже  длинная история. Именно с нее (хотя там был не полный вакуум, а пониженное давления) и  начинал Джума Хамраев в 1976-м.



В книге снеженцев на странице 94 есть оценка этой идеи (разумеется в приложении к куда более скромному реактору чем у нас).
Параграф 4.1 Вакуумная камера.
Они доказывают что идея взрывать в вакууме и принимать всю энергию на стенки - плохая идея.

Поэтому я и начал мудрить с пылевым облаком (по аналогии с их натриевой завесой), которое будет принимать удар и излучением и плазмой на себя.

[Инопланетянин]

Параграф 4.1 Вакуумная камера.
Они доказывают что идея взрывать в вакууме и принимать всю энергию на стенки - плохая идея.

Даже если масса стенки равна массе пылевого накопителя? Разве стенки 2-3 км толщиной не поглотят ударную волну? А если со сложными полостями? И почему её сможет поглотить пыль с электростатическим отталкиванием, которая должна бы передать эту волну стенкам? В электростатической пыли распространение ударной волны хуже, чем в твёрдом теле?

[alex_semenov]

Даже если масса стенки равна массе пылевого накопителя? Разве стенки 2-3 км толщиной не поглотят ударную волну?

Поглотить то она поглотит. Но какой ценой?! Вот в чем вопрос.
Взрыв чем плох?
Он выделяет всю энергию в коротком ИМПУЛЬСЕ.
В вакууме взрыв вообще похож на фотовспышку.
То есть мало того что у нас энергия порядка 10^20 Дж. Она обрушивается на теплоноситель (стенку) за микросекунды (10^ -6) в лучем случае, в худшем - наносекунды. То есть мощность теплового процесса получается порядка 10^26 - 10^29 Ват. Даже если у вас многие квадратные километры поверхности стенки, все равно эта энергия обрушится на тонкий верхний ее слой и как не верти, тут будут очень жестокие "переходные процессы".

А если со сложными полостями?

Предельный (и лучший) случай этой идеи - клинья Хамраева. С чего и начиналась эта идея. Но как не крути, клинья могут только увеличить поверхность (при сохранении диаметра камеры), но саму импульсную природу взрыва они не отменяют.
В чем суть критики снеженцев.
Импульс взрыва надо РАЗМАЗЫВАТЬ по пути к стенке. Это может сделать либо завеса (из пылинок, капелек натрия), либо ... обычная атмосфера. Газ... Гм... Я все больше и больше склоняюсь к этой последней идее.

[elind]

В книге снеженцев на странице 94 есть оценка этой идеи (разумеется в приложении к куда более скромному реактору чем у нас). Параграф 4.1 Вакуумная камера. Они доказывают что идея взрывать в вакууме и принимать всю энергию на стенки - плохая идея.Поэтому я и начал мудрить с пылевым облаком (по аналогии с их натриевой завесой), которое будет принимать удар и излучением и плазмой на себя.

Идея, конечно, так себе, впрочем, сильно зависимая от материала стенки. Железо, с дельта Т, 800 градусов (от рабочей тысячи до плавления) и слоем половинного ослабления 6*10^-5 м., запасает 1.6*10⁵ Дж/м², а графит,  с дельта Т, 2500 градусов (от рабочей тысячи до испарения) и слоем половинного ослабления 5*10^-3 м. - 1.7*10⁷ Дж/м² - в сто раз больше. И, всё равно, для наших целей этого мало, требуется изменение агрегатного состояния вещества (испарение), что, во-первых - вызывает мощный поверхностный взрыв, во вторых - испарённое вещество может конденсироваться неравномерно.
Первую проблему решаем большой толщиной теплоаккумулирующей стенки, вторая же, в невесомости, не слишком актуальна - если где-то слой углерода осадится толще, его теплопроводность упадёт и дальнейшее осаждение в этом месте пройдёт менее быстро, а гравитации, дающей глобальную асимметрию, в Гравицапе нет.

[elind]

Даже если масса стенки равна массе пылевого накопителя? Разве стенки 2-3 км толщиной не поглотят ударную волну? А если со сложными полостями? И почему её сможет поглотить пыль с электростатическим отталкиванием, которая должна бы передать эту волну стенкам? В электростатической пыли распространение ударной волны хуже, чем в твёрдом теле?

В пылевом облаке ударная волна вообще не распространяется далеко - ударная волна газа (плазмы) тормозиться о пылинки, масса которых намного выше массы плазмы, "ударная волна" же из пылинок сталкивается со следующими слоями пылинок, и передаёт им энергию неупругим ударом, эффективно преобразуя ударную волну в тепло.

[elind]

Импульс взрыва надо РАЗМАЗЫВАТЬ по пути к стенке. Это может сделать либо завеса (из пылинок, капелек натрия), либо ... обычная атмосфера. Газ... Гм... Я все больше и больше склоняюсь к этой последней идее.

Самое главное, отбирать энергию у газа можно, прокачивая его через теплообменник, а значит, именно мы определяем, сколько энергии нужно взять в каждый момент времени, а не законы излучения АЧТ или что-либо ещё.