Водно-солевой двигатель Зубрина

[Джер]

Господа! А не кажется ли вам, что это чистой воды фейк?
Я думаю, все в курсе главной проблемы, которая стояла перед конструкторами ядерных зарядов https://ru.wikipedia.org/wiki/Шипучка_(ядерное_оружие)

высокий нейтронный фон резко повышает вероятность преждевременного развития цепной реакции до получения полной критической массы. В результате большая часть делящегося материала разлетается без протекания в нем полной цепной реакции

в месте, где преждевременно возникает цепная реакция, делящийся материал испаряется и давлением пара расшвыривает во все стороны не успевшую прореагировать часть заряда

а у Зубрина не металл, а солевой раствор с температурой кипения чуть больше 100 градусов Цельсия. Как только струи воды приблизятся друг к другу и возникнет достаточный нейтронный фон, вода в этом месте испарится и пар раскидает урановую воду в стороны. Будет классическая "шипучка", только гораздо меньшей мощности, так как для испарения воды нужна меньшая температура и энергия, чем для испарения урана.

напомню, что в ядерном заряде пушечного типа ядерный стержень нужно разогнать до огромной скорости взрывом, чтобы он не успел испариться до создания критической массы
а в имплозивных зарядах их приходится обжимать со всех сторон мощным взрывом, чтобы создать критическую массу, удерживая ее от разлета в результате испарения

для водно-солевого раствора решить эти проблемы невозможно, поэтому будет классическая "шипучка" с температурой пара в несколько сот градусов от силы. Сами можете посчитать, какой слабый будет удельный импульс от такой струи пара

[ВадимZero]

для водно-солевого раствора решить эти проблемы невозможно, поэтому будет классическая "шипучка" с температурой пара в несколько сот градусов от силы. Сами можете посчитать, какой слабый будет удельный импульс от такой струи пара

А это и есть шипучка, только шипит она очень мощно. Значительно сильней чем рисует ваше воображение.

[Джер]

Было бы неплохо подтвердить ваш вывод расчетами

[ВадимZero]

Было бы неплохо подтвердить ваш вывод расчетами

За расчетами к Зубрину. Читайте оригиналы статей. Лично мне и без расчетов понятно, что такая штука как инерция способна удержать надкритическую систему некоторое время.

[Kaiserfrogling]

"Подвесить" бы такой движок на высоте километров двести над вражьей территорией соплом вниз ... через неделю - безоговорочная капитуляция супостата 

Если я правильно понял, это шутка, но "в каждой шутке есть доля истины"(с)
Вероятность захвата злоумышленниками, или попадание в дурные руки - одна из причин, по которой США, Россия и Китай отказались от ядерного космического двигателя.
Вторая - вероятность крушения космического аппарата на старте или приземлении, площадь заражение будет просто чудовищной.
Практика мировой космонавтики показала, что даже многократные проверки теоретической и материальной части не страхуют от крушений.
Поэтому на данный момент ни одна из космических держав не ведет разработки ЯКД

[EvilShurik]

Тем не менее ЯРД можно сделать "экологически чистым", точнее приемлемым, если тщательно подбирать ядерное топливо.
Из трёх его возможных представителей, U233, U235 и Pu239, только U235 содержится в природе в очень больших количествах. Например, в граните на каждую тонну его содержится 0,1-1 грамм. Плутоний в таком количестве однозначно сделает содержащее его вещество - радиоактивными отходами, требующими особой осторожности при обращении. А U235 - "не страшный". Если его конечно не есть.
Это означает, что попадание этого изотопа в результате крушения ракеты с ЯРД "в природу", конечно, если ЯРД "не работал", не представляет из себя серьёзной проблемы.
Таким образом, делая ЯРД на U235, можно выводить эти двигатели в космос, где их и использовать по назначению, не рискуя в случае неудачного пуска устроить "чернобыль"!

[Джер]

Было бы неплохо подтвердить ваш вывод расчетами

За расчетами к Зубрину. Читайте оригиналы статей. Лично мне и без расчетов понятно, что такая штука как инерция способна удержать надкритическую систему некоторое время.

Покажите, где там расчеты.
Поймите, что вам не удастся создать надкритическую систему, потому что испарение и взрыв в месте контакта подкритических частей разваливают надкритическую систему обратно. Пшик - и все.
Чтобы большая доля успела прореагировать, надо соединить части быстрее, чем они развалятся. Требуются огромные скорости выстрела или взрыва. Главная часть атомного шпионажа состояла в воровстве секрета конструкции, решающей эту проблему.
Струей воды вы не сможете выстрелить с требуемой огромной скоростью или обжать ее взрывом. К тому же в конструкции Зубрина не предусмотрена взрывчатка.

Вода в месте соприкосновения подкритических струй вскипит и пар развалит струю на струйки обратно. Чем инерция тут поможет?

[alex_semenov]

Опять это чудо всплыло?
Я от части ответственен за распространение этого мема. Вполне возможно, что вот эта небольшая статья, мною переведенная, была первым вбросом этой идеи в головы русско-говорящих и англо не читающих.

Так что мы в ответе за тех кого приручили...
Да, идея очень заманчивая. Например она активро обсуждается на "Atpomic Rocket" (фантастически хороший проект, его даже кто-то у нас начал переводить, но что-то я теперь на найду русского перевода).

Надо признать. Я одно время очень заинтересовался этой идеей. Она меня захватила своей простотой. Но еще на "Новостях космонавтике" в гду 2010 если не 2008-м ее ПОХОРОНИЛ AlexAV, теперь один из  модераторов нашего форума.

Идея "похорон" проста (как я понял тогда Алекса) и неоспорима.
Цепной процесс может идти как на быстрых нейтронах (атомный взрыв) так и на медленных (замедленных до скорости тепловых колебаний и перемещений атомов газа) в реакторе.
Процесс взрыва потому происходит так быстро, что нейтроны разлетаются с очень большой скоростью (почит света) и задержка между каждым новым поколением - наносекунды.
А если вы замедляете нейтроны до тепловой скорости, то цепной процесс не может идти БЫСТРО. Пока нейтроны поколения n  доберутся до ядер которые родят поколение n+1, проходит очень много времени (надо считать, но скорей всего от микросекунд до минут или даже часов!).



На медленных нейтронах деление идет, но он сильно растя-я-я-я-я-гивается во времени и энергия выделяется ме-е-е-е-е-дленно.
Поэтому в соляной струе (в зоне DETONATION):



...не успеет выделится не то что 1% энергии запасенной в ядерном горючем но едва-едва 0.000…1%. Но так как этого все равно много, то  ее хватит чтобы по нашим меркам мгновенно испарить соляной раствор (разметав все условия для выделения энергии), но никак не превратить его в сверхгорячую плазму с нужной скоростью истечения.

То есть идея красивая. Но тухлая.
Уловили почему?
Еще раз.
Надо понимать, что в всеми нами страстно любимой боНбе идет два процесса на перегонки:

1. Процесс деления.
2. Процесс испарения, превращения в плазму, расширения.

Второй процесс глушит первый. Что бы первый успел заметно продвинуться (1-10% ядер  урана прореагировали в цепочках деления) нужно чтобы между каждыми поколениями нейтронов было очень короткое время.  И подарок судьбы что нейтроны после деления разлетаются с почти световой скоростью, а при сжатии заряда в сверхплотное состояние - расстояние, которое околосветовые нейтроны преодалевают - минимально возможное.

Но в реакторе (в случае тепловых нейтронов) все не так. Только что родившиеся околосветовые нейтроны прежде чем столкнуться с очередным ядром горючего долго и многократно сталкиваются с атомами замедлителя. При этом они теряют скорость. То есть каждое следующее столкновение с замедлителем просходит через все больший и больший промежуток времени. Потом эти нейтроны становятся совсем "вялыми". В итоге между рождением нейтрона и его попаданием в следующее ядро урана или плутония проходит на порядкИ больше времени. Не знаю сколько порядков. Не удивлюсь если в миллионы раз больше времени (надо считать). Вполне возможно в разных ситуациях (схемах реакторов) очень разные.

Зубринская ракета - это деление на тепловых, то есть замедленных нейтронах. А значит никакого серьезного выделения энергии в "камере сгорания" не может быть. Из сопла буде бить очень радиактивный пар и все.
Увы!
Я сам плакалЬ горькими слезами когда узнал правду.

Но что делать?
"Только правда делает нас свободными!" (с)  Свободным от счастья быть идиотами... Как тут подписывается один из наших братьев (по разуму), мужайтесь, худшее еще впереди!

[Okub62]

Это называется Открыл Америку через форточку (с)
Чтобы понять, что оно работать не будет, достаточно школьного курса физики на "тройку". Не понятно, почему так долго тут обсуждали, вероятно, выдавали желаемое за действительное.

[библиограф]

 

Но в реакторе (в случае тепловых нейтронов) все не так.

Вы знаете кое-то про реакторы на быстрых и на тепловых нейтронах. А про реакторы на
промежуточных (менее кэВ) нейтронах слыхали что-то, кроме названия? А они есть!
И на них можно попытаться соорудить что-то подобное двигателю Зубрина, хотя бы в импульсном,
нестационарном, режиме.
   

[alex_semenov]

И на них можно попытаться соорудить что-то подобное двигателю Зубрина, хотя бы в импульсном,нестационарном, режиме.

Пробуйте.
Но если у вас что-то получится, это будет уже не двигатель Зубрина, а двигатель Библиографа, например.
Но учтите.
Идея замедлять нейтроны и идея взрывать боНбу - две несовместимые идеи. Бомба (боНба) на замедленных нейтронах - оксюморон. Но двигатель Зубрина как раз такой оксюморон.

Это называется Открыл Америку через форточку (с)

Вы это мне?
Да ради бога. Но как видите выше, не все сдали физику на "три".

[Инопланетянин]

Эмм. Может, лучше сразу взрыволёт обсуждать?

[alex_semenov]

Эмм. Может, лучше сразу взрыволёт обсуждать?

А что там обсуждать?
БоНба (водородная, урановая не важно) взорванная в вакууме превращает 90% энергии в ВО ВРЕДНЫЙ И БЕСПОЛЕЗНЫЙ рентген и только 10% в ПОЛЕЗНЫЙ поток плазмы.
Даже если вы как-то защитили взрыволет от рентгена, вы все равно получаете поток рабочей массы (во все стороны) со скоростью истечения порядка 1000 км/с.
НЕ БОЛЕЕ!
Даже если вы произвели направленный взрыв и кпд вашего сопла (зеркала, коллиматора) под 90%, все равно вы получите скорость истечения в пределах все тех же 1000 км/с.
Ну а теперь берем формулу Циолковского, считаем до каких скоростей при каких запасах топлива (бомб) и такой скорости истечения рабочего тела мы можем разгоняться и горько-горько плачем.
По солнечной системе на этом летать можно с шиком (что и планировалось в рамках программы "Орион"). А вот соваться за пределы…
Нет, можно тоже. Если набраться смелости духа… Терпения… Дорогу осилит идущий…
Но все равно время полета получается ну очень длинным.

Нынешняя молодеж на такое не способна! Малохольная она нынче...

[EmperioAf]

Нынешняя молодеж на такое не способна! Малохольная она нынче...

Заканчивайте уже про нынешнюю молодёжь! Когда кушать будет нечего она будет не хуже вашего поколения...

[Okub62]

Наше поколение слило все, что можно было слить. А молодежь - наши дети. Гены пальцем не задавишь (с)

[Инопланетянин]

БоНба (водородная, урановая не важно) взорванная в вакууме превращает 90% энергии в ВО ВРЕДНЫЙ И БЕСПОЛЕЗНЫЙ рентген и только 10% в ПОЛЕЗНЫЙ поток плазмы.

Возникает соблазн греть этим рентгеном рабочее тело и лететь на нём.

[CTPAHHNK]

БоНба (водородная, урановая не важно) взорванная в вакууме превращает 90% энергии в ВО ВРЕДНЫЙ И БЕСПОЛЕЗНЫЙ рентген и только 10% в ПОЛЕЗНЫЙ поток плазмы.

Возникает соблазн греть этим рентгеном рабочее тело и лететь на нём.

Что то, типа, астероида с полостью, где рвутся термоядерные бонбачки испаряют поверхность полости и "весь этот ливер" все это разогретое до невозможности истекает, толкая астероид в противоположном направлении? 

[noxx77]

БоНба (водородная, урановая не важно) взорванная в вакууме превращает 90% энергии в ВО ВРЕДНЫЙ И БЕСПОЛЕЗНЫЙ рентген и только 10% в ПОЛЕЗНЫЙ поток плазмы.

Возникает соблазн греть этим рентгеном рабочее тело и лететь на нём.

КВС?

[noxx77]

Эмм. Может, лучше сразу взрыволёт обсуждать?

А что там обсуждать?
БоНба (водородная, урановая не важно) взорванная в вакууме превращает 90% энергии в ВО ВРЕДНЫЙ И БЕСПОЛЕЗНЫЙ рентген и только 10% в ПОЛЕЗНЫЙ поток плазмы.

Да, помню, в теме взрыволёта с защитой от гаммы и рентгена у Вас были основные технические проблемы.

[noxx77]

Мне одному кажется, что мы ходим по кругу? Всегда во что-то упираемся: термо/радиационная стойкость материалов, импульс, закон Стефана-Больцмана.