Двигатель для межзвёздных перелётов

[vsevolodson]

Термоглиссер не даёт мне покоя. Как насчёт выделить в отдельную тему?

Отдельную тему я таки создал.

[pkl]

Это какая-то разновидность ЭРД получается.

Тогда уж - разновидность ЖРД/РДТТ. ЭРД отличаются от прочих тем, что у них источник энергии и рабочего тела - разные вещи.

Но они всю необходимую энергию производят сами. А эту штуку надо запитывать от "розетки". О! Вспомнил:
Солнечный тепловой ракетный двигатель (СТРД)
http://kerc.msk.ru/ipg/development/solar.shtml

[Иван Моисеев]

Это какая-то разновидность ЭРД получается.

Тогда уж - разновидность ЖРД/РДТТ. ЭРД отличаются от прочих тем, что у них источник энергии и рабочего тела - разные вещи.

Но они всю необходимую энергию производят сами. А эту штуку надо запитывать от "розетки". О! Вспомнил:
Солнечный тепловой ракетный двигатель (СТРД)
http://kerc.msk.ru/ipg/development/solar.shtml

В космосе, чтобы куда-то идти, нужна масса, чтобы ее выкидывать, и энергия, которая сообщается выбрасываемой массе.
Для ЖРД запасаемая для выкидывания масса содержит и энергию для своего выкидывания.
В ЭРД масса ни черта не содержит, а энергия берется откуда-то еще.
ЛТРД - некая комбинация. Запасенная масса содержит энергию, а кроме того, часть этой энергии будет тратится на выкидывание массы, энергии не содержащий.
А проекты Келдыша по ссылке - это все интеллектуальные извраты. Практическое значения не имеют. Идеи известны уже тысячу лет, была бы от них польза - давно бы реализовали. Теоретически может возникнуть ситуация, когда эти проекты смогут пойти в дело, но наука в моем лице таких ситуаций не просматривает.

[vsevolodson]

А проекты Келдыша по ссылке - это все интеллектуальные извраты. Практическое значения не имеют.

Я того же мнения. Судя по названию, я сначала решил что это давно известная схема "солнечный коллектор + истекающий водород". Однако там промежуточно энергия превращается в электричество. Моё недоумение. :-/

[VimanaPro]

В космосе, чтобы куда-то идти, нужна масса, чтобы ее выкидывать, и энергия, которая сообщается выбрасываемой массе.

Не обязательно, можно локально (теоретически    ) изменить значение гравитационной постоянной. О практической возможностм, Бог даст, объявят 31 октября в рамках 100YSS

[pkl]

А проекты Келдыша по ссылке - это все интеллектуальные извраты. Практическое значения не имеют.

Я того же мнения. Судя по названию, я сначала решил что это давно известная схема "солнечный коллектор + истекающий водород". Однако там промежуточно энергия превращается в электричество. Моё недоумение. :-/

Ой! Я тоже прочитал невнимательно, думал, речь идёт о нагреве водорода солнечными концентраторами. А почитал внимательнее - и впрямь какая-то фигня.

[Проходящий Кот]

А проекты Келдыша по ссылке - это все интеллектуальные извраты. Практическое значения не имеют.

Только как часть энергосолнечного комплекса. Но даже на межпланетарный двигатель тянет с трудом.....

[alex_semenov]

Т.е. почти вся энергия уходит в заряженные частицы, нейтрон – лишь катализатор процесса. Если рассматривается мощный заряд, а не лазерная мишень, то нейтроны из внутренней части заряда его практически не покидают, а участвуют в цикле горения лития, угодят нейтроны только из относительно тонкого внешнего слоя.

Гм… Почему же тогда во всех открытых материалах дружно говорится, что 80% энергии термоядерного взрыва уносят именно нейтроны (если взорвать тот в космосе)? Притом ни какие-нибудь мегэлектронвольтные а именно 14.2 MЭв. Те самые что рождаются из реакции D+T!
Насколько мне известно, нейтроны, которые превращают литий-6 в тритий как раз в первую очередь берутся из "грелки" в центре термоядерного заряда. По сути, еще одной  ядерной бомбы из плутония или урана-235. Первая, полноценная бомба (триггер) дает только "свет", который и обжимает "толкатель". А толкатель сжимает дейтерид лития и через него "грелку". В грелке тоже начинается цепной процесс в котором часть нейтронов уходит наружу. Так достигается две цели. Сначала сжатие, а потом  донагрев.
Кроме того дейтерид-лития наполняется нейтронами от деления в "грелке". Именно эти нейтроны и превращают литий в тритий и тот начинает сливаться с дейтерием. А вот  нейтроны родившиеся в процессе реакции синтеза если и участвуют в пережигании лития в тритий, то далеко не все и (насколько можно понять из данных по взрыву в космосе) в основной массе свой улетают наружу унося почти всю энергию именно термоядерного взрыва (80%).

Это - так называемая чистая термоядерная бомба.
В "грязной" бомбе есть еще третья ступень. Собственно "толкатель" (оболочка термоядерного заряда) должен быть из материала с большим Z. Идеально U238. Сначала он выполняет роль толкателя, а потом, когда полезли 14.2 МЭв нейтроны от термоядерной реакции он еще и начинает делиться, давая дополнительную энергию и нейтроны (но меньшей энергии, кажется, 1 Мэв). Хотя цепной процесс деления 238 с затуханием, но нейтронов из второй, термоядерной ступени достаточно что бы третья ступень сделала свое слово и ее нейтноны так же идут на дожигание лития.
Но в любом случае (и чистом и грязном) энергия термоядерной бомбы (в отличие от чисто ядерной) оказывается в значительной степени представлена не тепловым рентгеном а именно нейтронами.
Во всяком случая я до сих пор в это свято верил!

[AlexAV]

Гм… Почему же тогда во всех открытых материалах дружно говорится, что 80% энергии термоядерного взрыва уносят именно нейтроны (если взорвать тот в космосе)? Притом ни какие-нибудь мегэлектронвольтные а именно 14.2 MЭв. Те самые что рождаются из реакции D+T!

Да где вы это взяли? Первично, около 80% энергии действительно выделяется в форме нейтронов, которые затем успешно большей частью “застревают” и замедляются в плазме, там длинна свободного пробега всего около 4 г/см2 . Даже при расчёте лазерной мишени вклад нейтронного нагрева всегда учитывается (он небольшой, но всё равно не столь мал, чтобы им пренебречь), а вы о бомбе.

Насколько мне известно, нейтроны, которые превращают литий-6 в тритий как раз в первую очередь берутся из "грелки" в центре термоядерного заряда. По сути, еще одной  ядерной бомбы из плутония или урана-235. Первая, полноценная бомба (триггер) дает только "свет", который и обжимает "толкатель". А толкатель сжимает дейтерид лития и через него "грелку". В грелке тоже начинается цепной процесс в котором часть нейтронов уходит наружу. Так достигается две цели. Сначала сжатие, а потом  донагрев.
Кроме того дейтерид-лития наполняется нейтронами от деления в "грелке". Именно эти нейтроны и превращают литий в тритий и тот начинает сливаться с дейтерием. А вот  нейтроны родившиеся в процессе реакции синтеза если и участвуют в пережигании лития в тритий, то далеко не все и (насколько можно понять из данных по взрыву в космосе) в основной массе свой улетают наружу унося почти всю энергию именно термоядерного взрыва (80%).

Если бы это было действительно так, никто в здравом уме и доброй памяти с термоядерным синтезом не связывался бы. Оцените абсурдность ситуации. При делении ядра урана выделяется около 200 МэВ и 2.5 нейтрона. Минимум один нейтрон на поддержания цепной реакции, и того не более 1.5 “свободных нейтронов” на акт деления, а это 34 МэВ термоядерной энергии, т.е. не более 17% от энергии деления. Лишь незначительная добавка.

Какая-то польза от этого конечно была бы за счёт жёсткого спектра излучаемых нейтронов, способных эффективно делить U-238. Но это всё же не “нормальный” термоядерный заряд. (Такая ситуация действительно имеет место в слойке Сахарова.)

А вот в “нормальной” термоядерной бомбе коэффициент термоядерного усиления тригера может превышать десятку. А это значит, что на один акт деления будет приходиться более сотни актов синтеза. И тритий для этой сотни актов возникает именно за счёт поглощения нейтронов синтеза в цикле, который был описан выше.

[ВадимZero]

Какая-то польза от этого конечно была бы за счёт жёсткого спектра излучаемых нейтронов, способных эффективно делить U-238. Но это всё же не “нормальный” термоядерный заряд. (Такая ситуация действительно имеет место в слойке Сахарова.)

Я так понимаю, ядерщикам не ставили цель создать нормальный термоядерный заряд. Цель была сделать более мощную бомбу, применив более дешевые компоненты.

[alexday457]

Проект Longshot — концептуальный проект межзвездного космического полета, предполагающий запуск к Альфе Центавра непилотируемого зонда с ядерным ракетным двигателем. Проект разрабатывался Военно-морской академией США и НАСА с 1987 по 1988 год, строительство зонда предполагалось на Международной космической станции. В противоположность проекту «Дедал», Longshot проектировался исключительно с использованием существующих технологий, хотя и потребовал бы некоторого их развития.
В отличие от термоядерного двигателя, который планировалось использовать на «Дедале», Longshot должен был использовать ядерный двигатель. При первоначальной мощности 300 киловатт, реактор должен быть дать энергию лазерам, которые использовались бы для начала термоядерного синтеза, применяемого в двигателе как на «Дедале». Основное отличие от «Дедала» заключалось в том, что если на «Дедале» реактор, питающий двигатель, одновременно давал бы энергию кораблю, то Longshot имел бы внутренний реактор для производства энергии.
Реактор также давал бы энергию для связи с Землей. Большую часть полета для этого использовался бы минимум энергии, только для того чтобы отправлять данные о межзвёздной среде. При достижении системы Альфа Центавра вся энергия, потребляемая до этого двигателем, была бы использована для сообщения с Землей, что позволило бы создать канал связи, способный передавать информацию со скоростью 1 килобайт в секунду.
Longshot должен был иметь стартовую массу 396 тонн, включая 264 тонны гелия-3/дейтерия в качестве ракетного топлива. Полезная нагрузка, включая реактор, составила бы 30 тонн.
Разница в организации миссии состояла в том, что Longshot должен был выйти на орбиту вокруг звезды, тогда как «Дедал» совершил бы пролет мимо нее, который продлился бы довольно короткое время.
Полет до выхода на орбиту Альфа Центавра B занял бы около 100 лет. Скорость составила бы 13 411 км/с (примерно 4,5 % световой), еще 4,39 лет понадобилось бы для передачи данных на Землю.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Longshot_%28%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82%29

Что за проект это лож?!

[AlexAV]

Я так понимаю, ядерщикам не ставили цель создать нормальный термоядерный заряд. Цель была сделать более мощную бомбу, применив более дешевые компоненты.

Действительно так. Правда не только дешёвую, но и по возможности лёгкую. И оказалось, что “гибридный” вариант (“нормальный термоядерный заряд” + все детали которые можно сделать из урана - делать из обеднённого урана) удовлетворяет этому лучше всего. Но и “чистых” (с компонентами из свинца и вольфрама) зарядов испытано более чем достаточно.

[ВадимZero]

Что за проект это лож?!

Это просто качественный полет фантазии.

[vsevolodson]

это лож?

да

[Dem]

Но и “чистых” (с компонентами из свинца и вольфрама) зарядов испытано более чем достаточно.

Они только условно-чистые. И свинец, и вольфрам этими нейтронами тоже делится.

[AlexAV]

Во всяком случая я до сих пор в это свято верил!

Посмотрел в физике ядерного взрыва Лобарева. Там приводятся такие таблички:



Как видите, нейтроны с 14,2 МэВ составляют лишь небольшую часть излучаемых нейтронов, большая их часть имеет существенно более низкую энергию. Кроме того, приведённое значение числа излучаемых нейтронов с учетом спектра соответствует общей энергии, уносимой нейтронами, в 1,4%. По сравнению с тепловым рентгеном – копейки, недостойные упоминания.

[alex_semenov]

AlexAV, спасибо что ткнули носом.
Я некритично опираюсь на информацию, источник которой обязательно приведу (ниже).
Действительно, деление не может дать ВСЕ (или подавляющую часть) нейтронов, пережигающих литий в тритий. А так как и термоядерных нейтронов не густо (один на одну реакцию), то получается, что для хорошего перегорания лития в тритий нужно использовать почти все термоядерные нейтроны. Нейтроны грелки - только запускающие процесс.

Особо спасибо за табличку... Это как раз ценная конкретика. Из нее можно, кажется, пересчитать какой же действительно процент энергии уходит из водородной бомбы с нейтронами... 
Видимо некритично принимая идею о том что 80% энергии в водородной бомбе уходит с нейтронами,  я пользовался принципом: из двух гипотез худшая - наиболее вероятная. Потому что для взрыволета как раз ваша "новость" получше.

[zenixt]

Не вдаваясь в цифирь.
 Чем больше у меня фактов по вопросу, тем тверже убеждение(не без оснований), что выход энергии равный вложенной энергии для установок типа токомак и ЛТЯР - это предел. 
 Реальны  только гибридные установки и, возможно, эксперименты Сахарова, а именно.
В статье говорилось, что достигнут  результат, когда из эл-пушки выбрасывалось алюминиевое  кольцо со скоростью 700 км/сек. Статья была в каком-то из номеров "Наука и жизнь" 80-х годов. Судя по всему, в инете статью найти маловероятно.
 Возможно, что с тех пор что-то изменилось, и этот путь зачеркнут тоже. Я не в курсе.

[alex_semenov]

ALexAV!
Обещанная сслыка, сбившая меня с пантелыку:

ДАЛЬНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ПРИ ЯДЕРНОМ ВЗРЫВЕ В КОСМОСЕ
О. Прилуцкий, С. Родионов
http://www.tarusa.ru/~alik1/sgs/VOLUME10/NUMBER3/v10n3p5.pdf

Цитата:

С одной стороны, рассмотрим чистый термоядерный взрыв, когда практически вся выделившаяся энергия определяется (d,t)-реакцией, в результате которой образуются быстрые нейтроны с энергией около 14 МэВ и альфа-частицы с энергией 3.6 Мэв. Таким образом, нейтроны уносят 80% всей энергии, а остальная часть энергии делится между тепловым рентгеновским излучением (16%) и кинетической энергией быстрых атомов материала конструкции боеголовки (4%). Энергетический эквивалент взрыва мощностью в одну мегатонну соответствует 4.2x10¹⁵ Дж, а при единичной (d,t)- реакции выделится 17.6 МэВ (2.8x10^-12 Дж). Отсюда следует, что при термоядерном взрыве c мощностью W (Мт) выделяется примерно N0 = 1.5x10²⁷W быстрых нейтронов.
С другой стороны, рассмотрим взрыв, где вся выделившаяся энергия определяется исключительно процессом деления. На долю нейтронов при этом приходится около 7 МэВ, что составляет 4% от используемой во взрыве энергии деления (170 МэВ). На долю теплового рентгена уходит 80% энергии взрыва и остаток (16%) падает на кинетическую энергию пото-
ка атомов (скорее, ионов) материала боеголовки.

Конец цитаты.

Гм... Сейчас приведя эту ссылку я только и обратил внимание, что утверждение, мол 80% энергии уносится нейтронами, высодится НА ОСНОВАНИИ простого энергетического баланса термоядерной реакции без учета более сложных процессов...
 

[Иван Моисеев]

Статья была в каком-то из номеров "Наука и жизнь" 80-х годов. Судя по всему, в инете статью найти маловероятно.

Даже невозможно.
Сами-то журналы за 80-е наверняка есть, но найти статью НЖ про 700 км/с - никаких шансов.