Когда человечество создаст внеземные поселения???

[vsevolodson]

я ссылку зачем дал?

[vsevolodson]

Сказать можно только приблизительно, потому как таких мощных мобильных установок не существует.
В общем исходя из следующей информации, а это мобильный реактор http://www.gradremstroy.ru/news/samoxodnaya-atomnaya-elektrostanciya-maloj-moshhnosti.html на 1,5−2 МВт, состоит из четырех модулей по 90т. Итого 360т, следовательно 1МВт будет обходиться в среднем в 200т. Загрузки топлива в нем хватает примерно на 1год.
И космические реакторы http://www.redstaratom.ru/old_version/nuclear.htm  Самый большой имеет номинальную мощность 40 кВт при массе 4400 кг. Итого  по такой технологии в среднем на 1МВт приходится 110т веса.

это устаревшие сведения
изучая предметную область, я встретил достаточно много различных вариантов реакторов, с соотношением масса/мощность порядка 1 тонн/Мвт
причём, начиная от размеров теннисного мяча
короче, читайте мой ответ в соседней теме и не врите больше

[mon]

Итак, те кто голосовал за общественное освоение космоса, кто какую форму общества предпочел бы? формальное, не формальное, ...Клуб..., просто космическое общество, лига, ассоциация, союз, федерация?
Учтите, что даже если случится невероятное, и американцы, или китайцы полетят на планеты или астероиды, то вас они точно с собой не возьмут, а в обществе есть хорошая вероятность полететь даже бесплатно в космос.

Опять фанатики ядерных реакторов охренели блин, сколько раз надо повторять, для ядерного реактора стена в 5 м бетона не гарантирует нормального уровня радиации, и отсутствия особо опасных нейтрончиков.
Нормальные реакторы охлаждаются целыми реками холодной воды, чтоб снять туже мощность с холодильника, нужны огромные радиаторы, или очень высокая на них температура, с низким общим КПД.
малейшая неисправность, и нужно лезть в реактор ее исправлять, в противном случае кораблю будет угрожать гибель или катастрофа, есть желающие спуститься живьем в реактор??

[FRIM@N]

это устаревшие сведения
изучая предметную область, я встретил достаточно много различных вариантов реакторов, с соотношением масса/мощность порядка 1 тонн/Мвт
причём, начиная от размеров теннисного мяча
короче, читайте мой ответ в соседней теме и не врите больше

Хорошо, я прочитал что там написано, сделаю копипасту даже сюда

Углубляемся в детали.
В соседней теме был поднят вопрос об охлаждении двигательной подсистемы (транспортный модуль), включающей в себя мини-АЭС, питающей электромагнитный плазменный двигатель (аналогичный VASIMR)
допустим, транспортный модуль использует 16 двигателей, каждый из которых развивает тягу до 25Н при энергопотреблении до 1Мвт
современные мини-АЭС позволяют достичь эффективности преобразования тепловой мощности в электрическую до 0,5 (особенно при использовании газовой турбины и pebble beds)
т.е., требуется реактор с максимальной тепловой мощностью 32 Мвт, из которых ~22 Мвт потерь будут нагревать реактор и работающий двигатель
16 двигателей можно в принципе запихать в пределы 20 тонн (с топливом), реактор с торием - ещё 20 тонн (примерно эквивалентно "Hyperion")
так как транспортный модуль не должен выходить за пределы 100 тонн, то можно примерно ещё 50 тонн отобрать на отсек для экипажа
можно избыточным теплом обогревать отсек экипажа до температуры 290..300К, однако таким образом удастся избавиться только от десятых долей мегаватта лишнего тепла
двигатели и реактор охлаждать надо разворачиваемым радиатором, который неплохо было бы совместить с солнечной батареей для экономии тория в реакторе
при максимальной температуре радиатора 450К площадь его должна быть немного менее 10000 м2
т.к. в запасе есть ещё "свободные" 10 тонн, то отношение масса/площадь должно быть меньше 1 кг/м2, что вполне приемлемо и реализуемо
при эффективности 0,25 для фотоэлементов, с радиатора можно собирать ещё 0,4..3 Мвт (3..1 АЕ от Солнца) электричества, которое можно использовать для уменьшения мощности реактора (а значит и теплового избытка) или в качестве резервного питания в случае поломки реактора

Где расчеты? Это что ли

450К площадь его должна быть немного менее 10000 м2

Где ссылки на действующие реакторы с КПД 50% и таким высоким удельным соотношением мощность масса.
Так что для начала с вас ссылки, а когда будет достигнуто единое мнение по эффективности реактора, будем считать площадь радиаторов.

[FRIM@N]

Ладно, подсчитаю сам, а то вдруг действительно наврал 
И так принимаем температуру теплообменника 400 градусов по цельсию, это выходит 673 по кельвину. Считаем по формуле какая теплоотдача при такой температуре будет у 1м². Формула у нас  P = SεσT⁴ итого выходит если принять радиатор за абсолютно черное тело 1м² будет излучать 1163Вт, ошибка правильное значение 11630Вт
КПД реально существующих реакторов 33-34%. Следовательно при 20МВт рассеиваемая мощность составит 60МВт. Считаем и получаем площадь требуемого радиатора 34393м²  3439,3м²Что действительно не квадратные километры, поэтому признаю свою ошибку 
З.Ы. поправил ошибки в расчетах.

[vsevolodson]

вы всё равно ошиблись, квадратный метр на ваших условиях будет излучать в десять раз больше, соответственно площадь будет в десять раз меньше - 3439 квадратных метров

[mon]

При 400 град Цельсия радиатора КПД будет мизерный, по сути паровая турбина едва ли сможет работать, посему расход тепла должен быть еще существенно выше, как и площадь радиатора

[vsevolodson]

1) паровые турбины не используются для наиболее эффективных (до 50%) реакторов, используется газовый однократный цикл теплопередачи
2) 400 градусов - в данном случае температура "холодильника" (радиатора), а не нагревателя, эффективность зависит от этой температуры иначе - лучше чтобы она была ниже, 300-500 K

[FRIM@N]

вы всё равно ошиблись, квадратный метр на ваших условиях будет излучать в десять раз больше, соответственно площадь будет в десять раз меньше - 3439 квадратных метров

И опять вы правы! Упустил в расчетах один нуль, в итоге правильная цифра будет 3439,3м²
Если же температуру снизить, к примеру до 310К, то в таком случае 1м² у нас будет излучать 523,62Вт. И площадь радиатора выйдет в 76394м².

паровые турбины не используются для наиболее эффективных (до 50%) реакторов, используется газовый однократный цикл теплопередачи

Ссылку то дайте на описание реакторов с таким высоким КПД, я хоть просветюсь немного.

[vsevolodson]

...Because the reactor is designed to handle high temperatures, it can cool by natural circulation and still survive in accident scenarios, which may raise the temperature of the reactor to 1600°C. Because of its design, its high temperatures allow higher thermal efficiencies than possible in traditional nuclear power plants (up to 50%)...

http://en.wikipedia.org/wiki/Pebble_bed_reactor

[FRIM@N]

Жаль про мобильные системы мало написано, но судя по всему они должны быть достаточно компактными. К примеру топлива для 20МВт реактора понадобится судя по приведенной информации 13,3т. Плюс корпус, турбина, самой тяжелой частью будет непосредственно генератор и его система охлаждения.
Сейчас нагуглил, 30МВт генератор ТВС-30-2У3 с воздушным охлаждением будет иметь массу  70т

Мощность - 30000кВт
Напряжение - 10500/6300В
Скорость вращения - 3000 об/мин
Масса статора - 53,8т; ротора - 16,2т.
Наработка - 216000 часов
Последний капитальный ремонт произведен в 2001г.

[vsevolodson]

однако вы опять приводите в пример устаревшие технологии
вот контрпример

Мощность тепловая — около 75 мегаватт, электрическая — около 25-27 мегаватт. Топливо — металлический уран, обогащенный изотопом U-235. Вес — 18-20 тонн. Диаметр — около 1,5 м. Ориентировочная цена — $25 миллионов за штуку.

в ущерб низкой стоимости мини-АЭС можно делать ещё значительно компактнее (применяя более эффективные и дорогие материалы для изготовления)
мини-АЭС для самолётов и даже автомобилей (!) были в своё время спроектированы и даже зачастую испытаны, однако высокая стоимость привела к тому, что распространения они не получили
для космического корабля можно изготовить парочку мини-АЭС по более продвинутым технологиям

[Дилетант]

У меня получилось, что для температуры 320 градусов Цельсия радиатор сбрасывает двенадцать киловатт (работает в обе стороны). Но если применить термоэмиссионные преобразователи, то сброс можно делать при температуре градусов девятьсот. Тогда сбрасываемая мощность увеличится в шестнадцать раз с той же площади.
Уран экономить нет смысла. Поэтому высокий КПД, как ни странно - не нужен. Главное - лёгкая, и надёжная конструкция.
А турбину можно применить не с парами воды, а с парами металлов. Ртути или цезия. Они конденсируются при более высокой температуре, что уменьшит радиатор раз в десять-сто.
Ртутные турбины применяли в США, когда ещё был жив Роберт Вуд.

[mon]

У меня получилось, что для температуры 320 градусов Цельсия радиатор сбрасывает двенадцать киловатт (работает в обе стороны). Но если применить термоэмиссионные преобразователи, то сброс можно делать при температуре градусов девятьсот. Тогда сбрасываемая мощность увеличится в шестнадцать раз с той же площади.
Уран экономить нет смысла. Поэтому высокий КПД, как ни странно - не нужен. Главное - лёгкая, и надёжная конструкция.
А турбину можно применить не с парами воды, а с парами металлов. Ртути или цезия. Они конденсируются при более высокой температуре, что уменьшит радиатор раз в десять-сто.
Ртутные турбины применяли в США, когда ещё был жив Роберт Вуд.

мало того, что чудовищная радиация, так вы еще ртутью людей собираетесь травить....
Так вот без паровой турбины ни туды и ни сюды, Турбогенератор ограничен температурной устойчивостью и прочностью лопаток турбины, для лучших сплавов рабочие температуры составляют порядка 500 град или немного выше, тоесть нагревай не нагревай ядерный реактор хоть для 3000 град, это без разницы, реальная верхняя температура цикла 500 град
Если нижняя температура будет 400 град, то вода просто не будет конденсироваться, и КПД просто будет мизерный даже для ртути.
Что касается эмиссионных генераторов, то они имеют не высокий КПД и низкую удельную мощность, низкое напряжение постоянного тока, потребуются преобразователи.
Кроме того, будут сложности с подводом и отводом тепла от поверхности радиатора и большие сложности

[bob]

Есть ещё свинец. Не только ртуть рулит. Общий обзор продаж отечественных мини-реакторов и возмущения западных конкурентов их "неэкологичностью" (как будто ЯР может быть экологичным ):
http://www.newsland.ru/News/Detail/id/477636/
Ещё можно посмотреть реактор мини-ПЛ "Саров".

[Дилетант]

В космосе - другие мерки экологии! Реактор и ртуть всё равно будут не в кабине установлены. Да и протечка опасна не отравлением, а потерей тяги.
Кстати! Для ртути (или цезия) лопатки турбины можно сделать, например, из молибдена и поднять рабочую температуру градусов так до 1200 Цельсия!

[FRIM@N]

однако вы опять приводите в пример устаревшие технологии
вот контрпример

Да, я привожу в пример устаревшие технологии, но реально существующие. По ссылке там кстати информация только по реактору и что он может выдать такую мощность тепловая 75 мегаватт, электрическая — около 25-27 мегаватт. То есть КПД 30% , а о генераторе нет никакой информации. Компактным и легким генератор никак сделать не получится. К примеру при вырабатываемом напряжении 6000вольт и мощности 20МВт по обмоткам будет течь ток 3333А. Медные обмотки расчитываются из расчета 8А на 1мм². В итоге диаметр проводника требуется 416мм², плюс изоляция. Если повысить напряжение сечение проводника можно уменьшить, но опять таки растет толщина изоляционного слоя. Даже если учитывать что это будет работать в вакууме все равно потребуются крепления обмоток на статоре. Я видел такие агрегаты в живую, не запихнуть их в маленький компактный боченок.

У меня получилось, что для температуры 320 градусов Цельсия радиатор сбрасывает двенадцать киловатт (работает в обе стороны). Но если применить термоэмиссионные преобразователи, то сброс можно делать при температуре градусов девятьсот.

Хотелось бы заметить что радиатор у нас не идеальное черное тело и тепловое сопротивление мы так же не учитываем. Поэтому полученную площадь можно смело умножать в два раза.
Я к чему это все пишу, не все так просто с отводом тепла, иначе давно бы космические корабли бороздили просторы космоса.
Вот почитайте ссылку, прототип ядерной лунной установки. Мощность 40кВт, площадь радиатора 34х4м, то есть 136м². А если расчитывать по формуле, то для температуры 310К потребуется всего 76м², а если считать как  Дилетант то и всего 38м².
http://www.gradremstroy.ru/news/atomnaya-elektrostanciya-dlya-luny.html

[Дилетант]

"Хотелось бы заметить что радиатор у нас не идеальное черное тело и тепловое сопротивление мы так же не учитываем. Поэтому полученную площадь можно смело умножать в два раза.
Я к чему это все пишу, не все так просто с отводом тепла, иначе давно бы космические корабли бороздили просторы космоса.
Вот почитайте ссылку, прототип ядерной лунной установки. Мощность 40кВт, площадь радиатора 34х4м, то есть 136м2. А если расчитывать по формуле, то для температуры 310К потребуется всего 76м2, а если считать как  Дилетант то и всего 38м2."
- Ну, значит, эти товарищи много не доработали! Радиатор нужно делать из особого материала: полые тонкостенные иглы, частично заполненные жидкостью (тепловые микротрубки) и снабжать рёбрами, для того, чтобы получить нечто вроде АЧТ. Тут помозговать придётся.
Я этот материал сам придумал, но, поскольку правительство Украины мои интересы не защищает и патентовать я его не могу, то просто сообщаю, что спаяв в лист тонкие тепловые трубки некруглого профиля, можно получить лёгкий и жёсткий материал с идеальной теплопроводностью, без принудительной прокачки жидкости и практически неуязвимый для микрометеоритов. Вот из него и делать панели радиаторов. Тогда площадь будет близка к теоретической.

[AstrOleh]

Дилетант, если не секрет, что за материал, что придумали? если что-то интересное могу посодействовать внедрить на производство на завод, который производит в Украине радиаторы для отопления (медный теплообменник и алюминиевые ламели, по польской технологии).

[Дилетант]

Не секрет! Представьте себе "натовскую звезду". Это сечение тепловой микротрубки. По длине она ограничена плоскостями. Сделана из - условно говоря - фольги. Концы лучей втягивают "рабочую жидкость" и служат "фитилями". Трубки спаиваются в панель таким образом, чтобы обеспечить передачу тепла и вдоль трубок и поперёк. Тогда выход из строя некоторой части трубок (папример - разгерметизация) уменьшит теплопроводность панели, но не выведет её полностью из строя.
Выступающие из панели свободные "лучи" - ребра трубок создают "эффект бархата" и увеличивают эффективную "черноту" панели либо улучшают теплоотдачу в воздух, Конкретные схемы монтажа трубок в панель делаются под задачу.
Известна ли такая конструкция - я не знаю, поиска не делал и вообще, придумал недавно.