Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Замедлять нейтроны надо минимум до 1 ев чтобы не было области колебаний сечения их. это 70% типичной толщины слоя замедлителя указанной в таблице в вики

Разумеется. Надо замедлить чем больше тем лучше. Тогда точно наткнувшись на стенку нейтрон в ней вызовет деление. Так что нужно не больше 0.1 эВ. На самом деле этим можно очень хорошо управлять, хотя это статистика, но она хорошо предсказывается. И среду внутри для улучшения эффекта можно сделать негомогенной. Центр сделать плотней (пористный наполнитель, например), ближе к стенке оставить газ.
Тут нужно методом Монте-карло искать конфигурацию. Но идея в целом очень хорошо вырисовывается.

[cryon]

Замедлять нейтроны надо минимум до 1 ев чтобы не было области колебаний сечения их. это 70% типичной толщины слоя замедлителя указанной в таблице в вики

Разумеется. Надо замедлить чем больше тем лучше. Тогда точно наткнувшись на стенку нейтрон в ней вызовет деление. Так что нужно не больше 0.1 эВ. На самом деле этим можно очень хорошо управлять, хотя это статистика, но она хорошо предсказывается. И среду внутри для улучшения эффекта можно сделать негомогенной. Центр сделать плотней (пористный наполнитель, например), ближе к стенке оставить газ.
Тут нужно методом Монте-карло искать конфигурацию. Но идея в целом очень хорошо вырисовывается.

Зачем газ и пористый наполнитель нужны? По моему просто сфера внешним диаметром 0.8 м внутренним 0.6 м из оксида бериллия толщиной 10 см с 200 кг урана 235 внутри и полая в центре. И в центре раздвигающийся цилиндр поглотителя нейтронов(тут тоже гадолиний 157? или еще слой замедлителя надо городить на нем) управляемый датчиком температуры реактора.

[alex_semenov]

Для тех кто тут случайно одним глазом и не следит за петляниями местной коллективной конструкторской мысли.
Возникла необходимость в реакторе, весь делящийся материал которого находится снаружи.
Это возможно?
Да, отвечает смелая, молодая (слегка радикулит,слегка холецистит), конструкторская мысль!
 



Главная идея - добиться баланса нейтронов из поколения в поколение (без нарастания и затухания). Пусть в точке А произошло деление. Так как стенка ДМ тонкая, а поверхность почти плоская, с большой точностью можно сказать что половина нейтронов улетит наружу и потеряется, а половина улетит внутрь сферы не разделив в окрестности ни одного ядра U-235.
Число вторичных нейтронов в случае урана-235  их 2,4, в случае плутония до 2,8.   То есть внутрь сферы полетит больше 1 нейтрона на деление.  Часть этих нейтронов всё равно могут потеряться. Но условия таковы что по-крайней мере 1 нейтрон замедлится с 1 МэВ до 0,1 эВ и попадёт на стенку из тонкого делящегося материала изнутри сферы в некой точке Б. И вот тут мы уже посчитали что из-за того что сечение взаимодействия его из ~1 барна  в начале, теперь стало  ~ 200 барн, тонкая стенка его почти наверняка "не пропустит" наружу. С вероятностью 90% этот нейтрон вызовет деление. В итоге мы получим самоподдерживающися цепной процесс.
Разумеется, ключевая сложность, потерять как можно меньше нейтронов, которые полетели внутрь. Для этого нужен очень качественно подобранный замедлитель. Использование плутония сильно бы облегчило бы задачу из-за большего количества нейтонов, рождающихся при делении плутония.
Если нам не хватит совсем немного нейтронов, скажем 0.01 на деления, мы могли бы попробовать чуть-чуть размножать нейтроны внутри замедлителя. Но это - запасное решение на всякий случай. Пока же, даже для U-235 вполне мыслимо свести баланс. Хотя всегда есть поглощение нейтронов на любом замедлителе, плюс чисто статистические потери незамедленных блуждающих нейтронов из сферы. Так что надо еще более точно считать.
Я специально нарисовал среду ближе к центру как бы плотнее. Интуиция подсказывает, что если замедляющую среду сделать так, это улучшит вероятность необходимых нам событий.

[alex_semenov]

И в центре раздвигающийся цилиндр поглотителя нейтронов(тут тоже гадолиний 157? или еще слой замедлителя надо городить на нем) управляемый датчиком температуры реактора.

Поглотитель не понадобится. У нас и так цепной процесс будет "дышать на ладан". Тоньше надо действовать. Тоньше!

Одна плохая вещь. Запас реактивности у такого реактора совсем дрянь.
То есть идея поместить всё топливо в реактор сразу с этой идеей плохо стыкуется.
А вот идея Штерна с постепенно вдвигаемым в активную зону топливом тут бы была в самый раз.
Ведь нарисованная тут окружность совсем не обязана быть сферой.
Это может быть и ... тонкостенный цилиндр в разрезе.
Нет?

[библиограф]

 Если топливо - газ, многие проблемы упраздняются.

[alex_semenov]

Если топливо - газ, многие проблемы упраздняются.

Да что вы говорите?!!!
 
Для начала, что вы называете топливом в данном случае? Мы же об ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ реакторе для ионного двигателя говорим. В курсе? Вы предлагаете газообразный уран-235?
У Келдыша с этим бились 50 лет. Всё - до задницы.
Крепкий орешек газофазный ЯРД. Реактор - тем более. Да и не нужен нам настолько ГОРЯЧИЙ реактор, чтобы переходить от куда более удобной конденсированной среды реактора к безумной газовой активной зоне!

Вы явно не понимаете замысел. Наш реактор должен производить инфрокрасный свет. Много такого света! Очень много. И только его. И чем с более высокой удельной мощностью (ватт/кг) тем лучше. За что и идёт битва. Мы по-сути тут конструируем искусственное солнце с температурой поверхности 2000 К. И сильно больше нам не надо.

[alex_semenov]

Здравствуйте коллеги, давно хотел спросить у вас, представим себе такую ситуацию: в нашу эпоху ( то есть при нашей жизни ) к нашей системе приблизилась другая, пусть это будет красный карлик с тремя - четырьмя планетами, и по мере сближения она подходит на расстояние в 1 световой год, после чего начнёт удалятся, так вот , вопрос такой: РЕАЛЬНО ЛИ В БЛИЖАЙШИЕ ГОДЫ СОЗДАТЬ И ОТПРАВИТЬ В ЭТУ СИСТЕМУ НАПРИМЕР АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЗОНД ДЛЯ ЕЁ ИЗУЧЕНИЯ? КОТОРЫЙ ПРИБЫЛ БЫ ТУДА В РЕАЛИСТИЧНЫЕ СРОКИ (20-40 ЛЕТ) НА КАКОЙ ИЗ ПРЕДСТАВЛЕННЫХ ЗДЕСЬ СИЛОВЫХ УСТАНОВОК МОЖНО БЫЛО БЫ СОЗДАТЬ ТАКОЙ ЗОНД?

20-40 лет - нереалистично.
Как насчёт 140 лет?

Но 140 лет - это еще напильником работать и работать!  Если вот сейчас и сразу, то 514 лет. Так что лучше не спешить.

Ни на какой! Тема давно скатилась в завуалированный стеб и троллинг с элементами графомании. Когда наберется 1000 страниц надо будет издать и продавать на Бетта Кентавра в отделе гуморесок.

Дуракам и неспециалистам недоделанную работу не показывают. Слышали такое? Так чего тогда суёте свой нос сюда?
Люди тут в поте лица трудятся.
Рожают концепции.
А вас, видимо, жаба душит?
Обычно всегда такие есть.
 

[Андрей 2]

Один световой год ... 140 лет?  Побойтесь бога, это не просто много, это неприлично много. Никуда не годится.

[Андрей 2]

Видимо исследования космоса за пределами нашей системы так и останутся уделом телескопов на ближайшие десятилети это точно.

[alex_semenov]

Один световой год ... 140 лет?  Побойтесь бога, это не просто много, это неприлично много. Никуда не годится.

Если бы вы с нами тут чуть раньше перемещали как можно быстрей  гружёный состав  электровозом на дистанцию ВСЕГО 1км, то вы бы поняли что ничего необычного тут нет.
Разумеется, мы говорим о конвенцональных средствах перемещения в космосе, которые не запрещены Московским договором 1963 года... То есть об ионных многоступенчатых ракетах с ядерной силовой установкой. Они тут сейчас обсуждаются как единственный  разумный вариант.
Да можно надеяться на лучшее. Но рассчитывать надо на худшее.

Видимо исследования космоса за пределами нашей системы так и останутся уделом телескопов на ближайшие десятилети это точно.

Не видимо, а так и будет.
И нечего соваться в воду, не зная броду.
Не то что десятилетия, столетия мы никуда не будем соваться! Но работать над проблемой всё равно надо. В частности надо работать над проектами, мол, вот завтра уже летим. Как будем лететь до А Центавры?
376 лет - разумный оптимизм (и надо еще добиться этого) на известных технологиях.

[Vavanzer]

Возникла необходимость в реакторе, весь делящийся материал которого находится снаружи.
Это возможно?
Да, отвечает смелая, молодая (слегка радикулит,слегка холецистит), конструкторская мысль!

  Идея оч интересная.
 Но зачем?
 Со временем делящегося вещества станет меньше. И будет как у радиоизотопника, усеньшение мощности.
  Чем не устраивает центральное расположение источника нейтронов? По крайней мере нейтроны будут в большинстве на пользу уходить.
   

Запас реактивности у такого реактора совсем дрянь.

  А что если придумать саморегулирующийся реактор. У которого, как вариант,  при повышении мощности поглотитель работает сильнее, и при понижении соответственно его концентрация снижается... Ну и (или) коитический обьем меняется.
 Самый простой варик - за счет расширения / сужения.

 Например, вещество в предкипящем состоянии, при температуре кипения, близкой к желаемой температуре реактора! Закипело, расширилось, критическая масса уменьшает концентрацию. Остыло, сузилось, концентрация растет, реакция нарастает. И гдет будет достигнуто равновесие или колебательный процесс...

[Vavanzer]

 Как вариант, резиновый "воздушный шарик", надуваем субкритичным газом. При расширении от нагрева при усилении реакции, произойдет уменьшение концентрации, шар расширится, реакция замедлится.
  При охлаждении стенки шара сожмут газ, концентрация возрастет, реакция ускорится.
 Почти что саморегулирующийся реактор получается)))  Аналогично и с подпружиненным поршнем в цилиндр, сжимающем газ.!
 
 Причем, по мере расхода топлива и потери мощности, сжатие до более высоких концентраций будет помогать поддерживать соотношение температуры к площади, в некоторой мере.... 

[alex_semenov]

Идея оч интересная.
Но зачем?

Потому что по-идее реактор имеет мощность 800 000 ватт, а массу 90 кг. Считайте удельную мощность под ~9 000 ватт/кг.
Да, это только тепловая. И тем не менее.  Всё это битва за удельную мощность энергоустановки. И если идея заработает мы можем рассчитывать на совсем невероятную удельную мощность реактора. Скажем, 20 000 ватт/кг.
Дело в том, что изначально полумеровый шар-реактор  массой  90 кг - это очень маленький и чересчур плотный шар. И при масштабировании идеи вверх мы можем рассчитывать получить куда лучшие удельные мощности. А это - задел для роста удельной мощности и всей энергоустановки.

[Vavanzer]

Дело в том, что изначально полумеровый шар-реактор  массой  90 кг - это очень маленький и чересчур плотный шар. И при масштабировании идеи вверх мы можем рассчитывать получить куда лучшие удельные мощности. А это - задел для роста удельной мощности и всей энергоустановки.

Так какая разница, от каких нейтронов он будет нагреваться?
Логичнее чтоб источник был внутри, а шар пустой, греласть только поверхность. Чтоб всю мощность не передавать через толщу из центра!
  Причем, из центрального исьочника, нейтроны будут улавливаться эффективнее. Чем с поверхности, проходящие через различную толщину поглотителя!

 Кстати, плотность (концентрацию) газообразного  поглотителя/замедлителя можно регулировать подачей извне. Больше/меньше накачивать его! Водяной пар к примеру сгодится!