КВС в космосе

[elind]

Если передаче энергии горячих фотонов холодному водороду - не будет. А тепловое равновесие - на то и равновесие, что в нём - сколько водород от фотонов получил, столько фотонам и отдал. Правда, из-за комптоновской передачи энергии мы будем иметь электронную температуру намного выше ионной, и кроме обратного комптона заиграет и тормозное излучение.

Но это будет, так называемая, длина термализации для света с энергией 2 кэВ, равновесного со средой в самом конце взрыва - предельный случай. Из свежевзорвавшейся же бомбы в водород попрут фотоны в 20-30 кэВ, для которых длина термализации составит всего-навсего около метра.

А обратный комптоновский эффект мешать не будет?

для существенного действия обратного комптона - нужен избыток релятивистских электронов... а где их взять? ну есть в первые несколбко фемтосекунд избыток гаммаквантов 14 Мэв, но 5- соударения и они становятся с энергией покоя электронов.

Тут имеется в виду, что при "равенстве" температур фотонов и электронов (2 кэВ) - половина комтон-рассеяний энергию у фотонов отнимает (по чуть-чуть, на 1/500 в среднем), а вторая половина - столько же добавляет. Никакой генерации не то что МэВ-ных, но даже и десятикэВ-ных фотонов не происходит.

[Проходящий Кот]

И какова скорость истечения этой плазмы в этом варианте?

[elind]

И какова скорость истечения этой плазмы в этом варианте?

400 км/с, если брать скорость разлёта фаербола, и 600 км/с - когда пройдёт магнитные сопла.
Это, всё-таки, реактор, причём, скорее, стационарный.

[crazy_terraformer]

И какова скорость истечения этой плазмы в этом варианте?

400 км/с, если брать скорость разлёта фаербола, и 600 км/с - когда пройдёт магнитные сопла.
Это, всё-таки, реактор, причём, скорее, стационарный.

А если увеличить внешний фотоэффект, т.е. обмазать термоядерный заряд слоем графита (или другим веществом), добавить слои элементов тяжелее водорода или их рассеять в водородном снежке, то удастся ли увеличить поглощение фотонов и разогрев водорода?

[crazy_terraformer]

p + D -> ³He + gamma 5.49 МэВ (1.75 x 10¹⁴ Дж/кг) , здесь понадобиться большой снежок водорода. Можно ли использовать это гамма-излучение для фоторасщепления урана-238 или тория-232 и продуктов их распада с целью использования выделившейся энергии для поджига термоядерной реакции в следующем слое термоядерного горючего?
D + D -> ³He + n       3.27 Mev (7.8 x 10¹³ Дж/кг)
D + D -> Т + p         4.03 Mev (9.65 x 10¹³ Дж/кг)
Если бы можно было выловить тритий и гелий-3 из плазмы-это дало бы интересные перспективки...

[Проходящий Кот]

Для стационарной КВС это понятно, а что это даст двигателю КВС?

[elind]

p + D -> 3He + gamma 5.49 МэВ (1.75 x 1014 Дж/кг) , здесь понадобиться большой снежок водорода. Можно ли использовать это гамма-излучение для фоторасщепления урана-238 или тория-232 и продуктов их распада с целью использования выделившейся энергии для поджига термоядерной реакции в следующем слое термоядерного горючего?

Хммммм. Нет, вы серьёзно, что ли? Почитайте хоть начало темы, там это уже несколько раз обсасывалось. Вкратце - если у вас так много урана стройте бридер и не мучайтесь с КВС - чьим основным отличием как раз и есть способность получать подавляющую долю энергии из термоядерных реакций, причём в чистом дейтерии, а расщепляющиеся материалы использовать по самому минимуму. А уж тем более это справедливо для Семёновской Гравицапы, в которой доля энергии урана составляет одну стотысячную! И это ключевой момент - на запуск паруса в сто килотонн надо столько энергии, сколько содержится в 500 миллионах тонн урана или тория - примерно вдвое меньше чем всего имеется урана в морской воде.
Или это попытка ещё раз пересмотреть конструкцию бомбы? Так опять - во-первых, всё уже было - системы многоступенчатых чисто термоядерных зарядов есть и даже работают - Царь-бомба не даст соврать, а во-вторых, зачем такие извращения вообще? D + D даёт просто море "лишних" нейтронов, которые развалят и уран и торий третьей ступени, буде вам придёт такая блажь использовать её в заряде для КВС.

D + D -> 3He + n       3.27 Mev (7.8 x 1013 Дж/кг)D + D -> Т + p         4.03 Mev (9.65 x 1013  Дж/кг)Если бы можно было выловить тритий и гелий-3 из плазмы-это дало бы интересные перспективки...

А смысл? В действительно крупном заряде и тритий "сгорит" с дейтерием, и гелий-3 сожрёт выделившиеся нейтроны... да даже заметную часть оставшихся нейтронов поглотят протоны, став дейтерием, который успеет тоже сгореть. В чём, собственно, и прелесть мультигигатонных зарядов - реакция в них идёт почти до упора, в результате получаем из дейтерия гелий-4, немножко протонов и нейтронов, следовые количества гелия-3 и 550 ТераДжоулей энергии на килограмм дейтерия.

Для стационарной КВС это понятно, а что это даст двигателю КВС?

А "двигатель КВС" это вообще что? КВС это реактор, который даёт энергию, которой уже можно запитать какой-угодно двигатель - плазменный, ионный... рельсовый ускоритель. Если же имеется в виду взрыволёт - то такими "разбавленными" зарядами разгоняться (или дотормаживаться) только до 0.003 с.
И да - именно стационарный реактор может быть "ажурной сеточкой" - его не давит масса топлива. А "корабельный" КВС обязан быть глухой бочкой - ничего лишнего в зарядах, дожигание несгоревшего дейтерия, полный рециклинг свинца с лайнеров, использование "нагоревшего" гелия-4 как рабочего тела - и "скорость истечения" для такого двигателя составит чуть менее 30 тыс. км/с, а разогнаться будет выгодно до 0.15 с.

[crazy_terraformer]

p + D -> ³He + gamma 5.49 МэВ (1.75 x 10¹⁴ Дж/кг) , здесь понадобиться большой снежок водорода. Можно ли использовать это гамма-излучение для фоторасщепления урана-238 или тория-232 и продуктов их распада с целью использования выделившейся энергии для поджига термоядерной реакции в следующем слое термоядерного горючего?

Хммммм. Нет, вы серьёзно, что ли? Почитайте хоть начало темы, там это уже несколько раз обсасывалось. Вкратце - если у вас так много урана стройте бридер и не мучайтесь с КВС - чьим основным отличием как раз и есть способность получать подавляющую долю энергии из термоядерных реакций, причём в чистом дейтерии, а расщепляющиеся материалы использовать по самому минимуму. А уж тем более это справедливо для Семёновской Гравицапы, в которой доля энергии урана составляет одну стотысячную! И это ключевой момент - на запуск паруса в сто килотонн надо столько энергии, сколько содержится в 500 миллионах тонн урана или тория - примерно вдвое меньше чем всего имеется урана в морской воде.
Или это попытка ещё раз пересмотреть конструкцию бомбы? Так опять - во-первых, всё уже было - системы многоступенчатых чисто термоядерных зарядов есть и даже работают - Царь-бомба не даст соврать, а во-вторых, зачем такие извращения вообще? D + D даёт просто море "лишних" нейтронов, которые развалят и уран и торий третьей ступени, буде вам придёт такая блажь использовать её в заряде для КВС.

p + D -> ³He + gamma 5.49 МэВ (1.75 x 10¹⁴ Дж/кг) даёт больше энергии, чем слияние чистого дейтерия, но в результате реакции образуется много гамма-фотонов, которые уносят большую часть энергии, а её хотелось бы захватить.

Повторюсь,а если увеличить внешний фотоэффект, т.е. обмазать термоядерный заряд слоем графита (или другим веществом), добавить слои элементов тяжелее водорода или их рассеять в водородном снежке, то удастся ли увеличить поглощение фотонов и разогрев водорода?

[ВадимZero]

Все же мне кажется лучший вариант взрывного реактора это  D + 3He мишени с внешним драйвером(инициатором)
Во первых потому что можно преобразовывать на прямую в электрическую энергию до 70% взрыва.
Во вторых дешевизна мишеней и самой установки(особенно в случае космоса)

Мишень подбираем таким размером, чтобы в ней альфа частицы термализовывались достаточно для поддержания цепной реакции и желательно не больше. Высокоэнергичные протоны, несущие 80% энергии реакции, ввиду своей высокой проникающей способности должны покидать мишень теряя не более 1-5% своей энергии. В результате у нас на выходе поток протонов с очень низким разбросом по энергии, несущих основную энергию взрыва. Которую мы легко преобразуем на прямую в электричество с очень высоким КПД.

[crazy_terraformer]

Все же мне кажется лучший вариант взрывного реактора это  D + 3He мишени с внешним драйвером(инициатором)
Во первых потому что можно преобразовывать на прямую в электрическую энергию до 70% взрыва.
Во вторых дешевизна мишеней и самой установки(особенно в случае космоса)

Мишень подбираем таким размером, чтобы в ней альфа частицы термализовывались достаточно для поддержания цепной реакции и желательно не больше. Высокоэнергичные протоны, несущие 80% энергии реакции, ввиду своей высокой проникающей способности должны покидать мишень теряя не более 1-5% своей энергии. В результате у нас на выходе поток протонов с очень низким разбросом по энергии, несущих основную энергию взрыва. Которую мы легко преобразуем на прямую в электричество с очень высоким КПД.

³He из атмосфер планет-гигантов добывать придётся, по сравнению с дейтерием очень редкий изотоп.

[Проходящий Кот]

Это не КВС.

[EvilShurik]

Вот что ещё пришло в голову по космическому КВС.
А нельзя ли в нём реализовать чисто "фотонный" принцип инициации термоядерного взрыва, без использования делящихся изотопов?
Ведь достаточно крупная конструкция оболочки КВС космического базирования позволяет разместить на ней большое количество лазеров, что в свою очередь позволяет довести плотность фотонного излучения на "тампере" термоядерного заряда до величин, равных таковым при взрыве инициатора на реакциях деления.
Таким образом можно полностью исключить зависимость от делящихся изотопов.

[crazy_terraformer]

Вот что ещё пришло в голову по космическому КВС.
А нельзя ли в нём реализовать чисто "фотонный" принцип инициации термоядерного взрыва, без использования делящихся изотопов?
Ведь достаточно крупная конструкция оболочки КВС космического базирования позволяет разместить на ней большое количество лазеров, что в свою очередь позволяет довести плотность фотонного излучения на "тампере" термоядерного заряда до величин, равных таковым при взрыве инициатора на реакциях деления.
Таким образом можно полностью исключить зависимость от делящихся изотопов.

Вместо лазеров лучше использовать ионные пучки.Оптика и зеркала вероятно одни из узких мест для лазеров газовых, жидкостных или твердотельных.
 Интересно, а можно ли использовать лазеры на свободных электронах?

[Проходящий Кот]

Это классика. НО где вы столько энергии возьмете?

[ВадимZero]

3He из атмосфер планет-гигантов добывать придётся, по сравнению с дейтерием очень редкий изотоп.

3He можно тут же из лития добывать(через распад трития) используя нейтроны побочной D+D реакции. Можно обойтись чистой D+D реакцией, но тогда объем энергии приходящийся на заряженные частицы упадет двукратно и одновременно вырастет нейтронная нагрузка на элементы конструкции.

[elind]

p + D -> 3He + gamma 5.49 МэВ (1.75 x 1014 Дж/кг) даёт больше энергии, чем слияние чистого дейтерия, но в результате реакции образуется много гамма-фотонов, которые уносят большую часть энергии, а её хотелось бы захватить.

Ага, в сферовакуумном случае из расчёта на один элементарный акт реакции - вернее части цепочки. Только ничего, что сечение p + D на четыре порядка меньше сечения D + D? А слияние дейтерия - только первый элемент в цепи реакций?
Эту цепь, реализующуюся в бомбе можно записать в виде

Если свести всё в одно выражение, получим

Причём, гамма-кванты поглотятся ещё в самом теле заряда - это вам на микро-фитюлька инерциальной мишени в миллиграммы весом и соответствующего размера
(для "любителей"  D + He3 реакции - то же, кстати, и с протонами произойдёт - они успеют термализоваться с остальной плазмой, поскольку у нас тут заряд на пятьдесят Гигатонн). 
И да - дешёвые мишени с гелием-3 и установка их поджига, это уже смешно. Сперва DT подожгите нормально, с положительным энергобаллансом.
Вообще же, размер и тут роляет, и дейтериевый "снежог" в 400 тонн технически поджечь намного проще миллиграммовой капельки - и степень сжатия может быть намнооого ниже, и время сжатия - сотни микросекунд, а не доли наносекунд, и фокусировка попроще, и поверхностные эффекты, вроде разгона электронов лазерным лучом (и преждевременный нагрев ими центра мишени), не роляют.
А где взять энергию? Если у вас прямое МГД-преобразование плазмы взрыва в электричество - нам нужно где-то запасать вообще всю энергию взрыва, так что это не проблема.

[Kaiserfrogling]

Только ничего, что сечение p + D на четыре порядка меньше сечения D + D?

А ничего что температура зажигания у этой реакции даже меньше чем у Д-Т, кроме того она анейтронная и дает драгоценный гелий-3?

[crazy_terraformer]

3He из атмосфер планет-гигантов добывать придётся, по сравнению с дейтерием очень редкий изотоп.

3He можно тут же из лития добывать(через распад трития) используя нейтроны побочной D+D реакции. Можно обойтись чистой D+D реакцией, но тогда объем энергии приходящийся на заряженные частицы упадет двукратно и одновременно вырастет нейтронная нагрузка на элементы конструкции.

Так лития тоже мало. Он для чего-нибудь другого пригодится.

[crazy_terraformer]

Только ничего, что сечение p + D на четыре порядка меньше сечения D + D?

А ничего что температура зажигания у этой реакции даже меньше чем у Д-Т, кроме того она анейтронная и дает драгоценный гелий-3?

Как я понимаю, в результате подрыва термоядерного детонатора получившаяся температура будет подходящей для D + D слияния и в результате того, что сечение этой реакции на 4 порядка больше, то она  будет быстрее реакции p + D.

[ВадимZero]

Сперва DT подожгите нормально, с положительным энергобаллансом.

Малые термоядерные мишени успешно поджигались в подземных ядерных испытаниях. Так что прогресс в ИТС просто вопрос времени.

нам нужно где-то запасать вообще всю энергию взрыва

Кстати о запасении...При взрыве 5 милиграммовой мишени выделиться 500 мегаджоулей. Чтобы запасти такой объем энергии нужно где то 3 тысячи тон конденсатора. При чем планируется в комерческой электростанции подрывать до 10 таких мишеней в секунду. В КВС снежинцев взрывать собираются две бомбы за час. Потому МГД преобразование в случае КВС и 50 мегатонных малышек просто сон разума какойто. Нужен будет просто не обьятный объем конденсаторной аккмуляции.