Двигатель для межзвёздных перелётов

[Андрей Курилов]

Тогда Камчатки не существует, потому что я её не видел.

Молодец, Гончев, хороший балабол. Сам же расписался в своём идиотизме

[alex_semenov]

Тут у нас наклевывается (как мне кажется) повод для маленького исследования… (Нечего сказать? Жуй! Считай!)

Горючего. Скажем, урана.

Кстати в тему о взрыволётах, я не знаю как это делается, но есть способы уменьшения мощности ядерного заряда.
Тут же (во взрыволёте) чем меньше единичный заряд, тем лучше.

На вооружении в США имеются следующие ядерные снаряды для для артиллерии:
- XM-785 – 155-мм активно-реактивный ядерный снаряд. Мощность ядерного заряда 1,5 кт в тротиловом эквиваленте.
- M422 – 203,2-мм снаряд. Мощность ядерного заряда 2 кт в тротиловом эквиваленте
- M753 – 203,2-мм активно-реактивный ядерный снаряд. Мощности ядерного зарядА 1 кт (нейтронный снаряд с повышенным выходом начальной радиации) и 2,2 кт в тротиловом эквиваленте.

ЯДЕРНЫЕ БОЕПРИПАСЫ СТВОЛЬНОЙ АРТИЛЛЕРИИ

Для ориентировки на Хиросиму сбросили ~15 кт.

Это всё "ересь" - у зарядов малой мощности падает "yield-to-weight ratio" (удельная мощность),  а именно ради повышения её и задумывался взрыволёт "как класс".



Лиловая наклонная слева вверху - предел удельной мощности, "коэффициент Теллера", ЕМНИП: 6 кт/кг
Заряд килотонного класса на 2-3 порядка хуже по данному параметру (бомба на 1-10 кт и 100-1000 кт ± равны по массе).

Это всё "ересь" - у зарядов малой мощности падает "yield-to-weight ratio" (удельная мощность)

Читали гдет,да?Грамота-это хорошо. :-*А в реале всё!Еще раз:Ф-С-Ё (!!!),что вы и я,сиречь рядовые обыватели,знаете о "Бомбе" -это результат обратного инжиниринга на данных, добытых в ходе утечек инф-ии и на журналистких расследованиях разного рода околотехнических западных изданий в 40-50-е.Именно западных,ибо неслучайно Orator привел хар-ки мериканских зарядов.Истинный пошаговый конструктив изделия известен лишь единицам.Именно поэтому у единственного чучхейца страдающего ожирением, получилась хлопушка размером с морской 40-ка футовик.Т.е. у его ручных головастиков недостаточно инф-ии.Но даже такой уровень знаний-непозволительная роскошь.На данном форуме он наверное есть, ну может только у AlexAV.
Резюме.Механизм обсуждаемых взрыволетов,условен.Т.е. возможен если переводные мурзилки 60-ти летней давности не грешат враньем.В реале машина может повести себя совсем иначе.

Комнар Кремальера(е), что вы этим хотите сказать?
Что СОКРОВЕННАЯ цифра от Великого и Ужасного Тейлора (6 кт/кг) - блеф? Никакой это не предел? Что это было пределом во времена Тейлора (кстати, он очень долго прожил и дожил, насколько я помню, до СОИ и во всю занимался "Эскалибуром" - рентгеновским лазером с ядерной накачкой)? А теперь предел в 6 кг/кг для схемы Улама-Тейлора уже давно не предел?
А сколько же тогда предел?
Гм…
Я не могу сказать, что в ваших словах не может быть правды. Но у меня очень большое сомнение в том, что доля правды там заметна (существенна).
Да, прогресс с тех пор был. И возможно самые интересные тонкости нам не известны.
Но насколько эта неизвестная нам часть велика?
Не хотите сами попробовать ее оценить?
Мы конечно не Тейлоры и даже не AlexAV. Но мы же голь, которая на выдумку хитра! Верно?
Не хотите, например, попробовать ПОНЯТЬ откуда Тейлор взял эти 6 кт/кг?
Будут идеи как бы это сделать (плюс-минус лапоть)?
А вдруг старина Тейлор действительно НЕДООЦЕНИЛ возможности водородной бомбы?

[alex_semenov]

Кстати, мне запомнилось (кажется еще на Новостях космонавтики),  Иван Моисеев рассказывал, что занимаясь в юности (середина 70-х годов?) прикидками к своему "Десанту" пробовал концепцию взрыволета "на зуб" и прозвучала сокроментальная фраза (поправляйте если я ошибаюь) что, мол, мы (мне запало это "мы") проделали расчеты и пришли к выводу что ядерные/термоядерные заряды никак не подходят для межзвездного корабля (для полета на скорости порядка 0.1с)
Интересно было бы узнать хоть в каком-то приближении детали этих расчетов, общий поход, что стало камнем предкновения? Иван, что вы тогда получили?

[Андрей Курилов]

Что СОКРОВЕННАЯ цифра от Великого и Ужасного Тейлора (6 кт/кг) - блеф?

Конечно! Чем больше бомба, тем больше доля урана в ней может быть и тем больше доля прореагировавшего вещества будет (по причине лучшего инерциального удержания и степенного роста потока нейтронов через единицу поверхности бомбы). В пределе бомба может практически полностью состоять из урана/плутония и тогда предел будет 19 Мт/кг, обусловленный сугубо калорийностью урана/плутония.

[alex_semenov]

Что СОКРОВЕННАЯ цифра от Великого и Ужасного Тейлора (6 кт/кг) - блеф?

Конечно! Чем больше бомба, тем больше доля урана в ней может быть и тем больше доля прореагировавшего вещества будет (по причине лучшего инерциального удержания и степенного роста потока нейтронов через единицу поверхности бомбы). В пределе бомба может практически полностью состоять из урана/плутония и тогда предел будет 19 Мт/кг, обусловленный сугубо калорийностью урана/плутония.

Гм... это шутка юмора у вас такая?
Тогда шутить надо не об уране а о дейтерите лития. Мы ведь говорим о водородной бомбе и ее пределе калорийности!
Вот нам и идея первой итерации (для приближения к 6 кт/кг).
Какая предедельная калорийность дейтерита-лития? ... эм... скажем при разном проценте выгорания. Давайте оценим эту цифру (для начала)

[Иван Моисеев]

Кстати, мне запомнилось (кажется еще на Новостях космонавтики),  Иван Моисеев рассказывал, что занимаясь в юности (середина 70-х годов?) прикидками к своему "Десанту" пробовал концепцию взрыволета "на зуб" и прозвучала сокроментальная фраза (поправляйте если я ошибаюь) что, мол, мы (мне запало это "мы") проделали расчеты и пришли к выводу что ядерные/термоядерные заряды никак не подходят для межзвездного корабля (для полета на скорости порядка 0.1с)
Интересно было бы узнать хоть в каком-то приближении детали этих расчетов, общий поход, что стало камнем предкновения? Иван, что вы тогда получили?

Скорость истечения, как ключевой параметр. Рабочий процесс и камера сгорания. Слишком низкая доля сгоревшего материала, тяжелые осколки, нейтроны, гамма- и пр. излучение - все это плохо фокусируется. Не вытягивает больше 10^5 m/c. Но это был не категорический отказ от взрыволетов, просто ЛТЯРД сочли существенно более перспективным. 

[alex_semenov]

В пределе бомба может практически полностью состоять из урана/плутония и тогда предел будет 19 Мт/кг, обусловленный сугубо калорийностью урана/плутония

Кстати, а откуда у вас такая КАЛОРИЙНОСТЬ ядерного горючего?
ИЗВЕСТНАЯ МНЕ калорийность топлив деления:
(название, калорийность в Дж/кг,  дефект массы, калорийность в кт/кг)

Уран 233   8,22E+13      0,000914931      19,65
Уран 235   8,38E+13      0,000932721      20,04
Плутоний 239   8,49E+13      0,00094494      20,30

Может вы имели в виду 19 кт/кг или 19Мт/т?

100% выгорание ядерного горичего при цепных процессах - это невозможно.
В "малыше" выгорело меньше 1% (это плохой показатель, пушка есть пушка).
Очень хорошо когда выгорает 10%. И очень круто когда выгорает 30% (это нужно иметь некие волшебные, неизвестные нам тайны. Из украденных журналюгами тайн - накачать в заряд детерия с тритием, что заметно повысит начальное число нейтронов и это приведет не к одному-двум цепным деревьям, а целому лесу. Есть еще подход - окружить отражателем, но это тяжелое решение.).
То есть. Считаем.
10% это калорийность порядка  2 кт/кг. Но это же голое ядерное топливо. Предположим (очень от балды) что все остальное  весит столько же. На 1 кг плутония нужен 1 кг взрывчатки и прочего (толкатель, отражатель).
Уже получается 1 кт/кг!!!
Всего то!
Давайте предположим что мы лохи. И не знаем самой страшной пристрашной венной тайны.



А она, допустим, такова. Существует способ создать сверхлегкую ядерную бомбу с выгорание 30%. Это значит что калорийность голого плутония 6 кт/кг, а с всей сверхлегкой облудой… 3 кг/кг…
Давайте предположим что есть у этих… мальчишей-кибальчишей еще более чудесная технология… Выгорает 50%!!!
Тогда мы получаем… 10 кт/кг - чистое топливо, а с их подло-секретной сверхлегкой облудой …. 5 кт/кг.
Логично?
Больше быть не может никак. Меньше - точно будет. Но не больше!
То есть…
Для бомбы на делении мы ну никак не можем получить что-то лучшее чем объявленное дедушкой Тейлором (главным буржуином)  термоядерный предел в 6 кт/кг.

Зачем я все это привожу?
ЗДРАВЫЙ СМЫСЛ!
Включайте здравый смысл. Считайте! Оценивайте САМИ. Своими мозгами!
Да, есть тайны нам не известные.
Но есть законы природы, никакими секретными технологиями не преодолимые и мы всегда можем оценить ПРЕДЕЛЫ за которые эти секретные технологии ну никак и никогда не перейдут!

[alex_semenov]

Не вытягивает больше 10^5 m/c.

То есть 100 км/с?
Гм... очень интересно. То есть пессимистично...  И совпадает с оценками AlexAV (тоже очень осторожными, но у алекса был высокий процент преобразования энергии взрыва в энергию плазмы, таковы были границы).
Но почему так мало?
Почему не 1000 км/с? Где потерялся порядок?
Ведь при полномасштабных яденрых испытаниях в космосе разлет плазмы зафиксирован порядка 1000 км/с!

Да и посчитать (прикинуть) несложно! При ядерном взрыве в космосе порядка 10% энергии переходит в энергию плазмы (называют 16%. Но мы поскромничаем). При калорийности бомбы, скажем 1 кт/кг (тоже возьмем реалистичненько) мы получаем…
1 кт = 4,18E+12 Дж.
10% от этого 4,18E+11 Дж.
И эта энергия превратилась в кинетическую энергию 1 кг плазмы. Корень из удвоенной этой энергии = 914 768 м/с.
Почему у вас получилось на порядок меньше?

[ВадимZero]

Для взрыволета, можно сделать бомбы из чистого урана. Выбрасываете одну таблетку, по ней выстреливаете другой. Для запала обстреливаете мишень пучком релятивистких протонов.

[Андрей Курилов]

Для бомбы на делении мы ну никак не можем получить что-то лучшее чем объявленное дедушкой Тейлором (главным буржуином)  термоядерный предел в 6 кт/кг.

Так для лёгкой бомбы или для бомбы вообще? Если сделать очень большой сферический кусок плутонья (допустим, с отстреливанием тормозных стержней изнутри для детонации), то коэффициент выгоранья будет очень высок. Я ещё раз повторю - многое будет решать инерциальная масса и флукс нейтронов через ед. поверхности ядрёной взрывчатки. Для большого куска плутонья через кв. см. поверхности будет куда больше нейтронов проходить при детонации. Думаю, если умудриться подорвать плутониевую сферу, массой, скажем, 10 тонн, то коэффициент выгоранья будет около 80%, что даёт около 16 кт/кг.

[alex_semenov]

Что с чистой калорийностью термоядерного топлива?
Если помните там используется дейтерид лития. И происходит двухступенчатая реакция с выделением энергии.
Сначала нейтроны превращают Литий-6 в тритий:

Li-6 + n -> T + He4 + 4.78 MeV

Пересчет такого "горючего" в килотонную калорийность дает нам  15,70 кт/кг
Образовавшийся тритий реагирует с дейтерием:

D + T -> He4 + n + 17.588 MeV

Калорийность этой реакции у меня получилась 80,64 кт/кг
Тогда суммарная калорийность всей цепочки (дефект массы пренебрежительно же мал) 96,34 кт/кг.
Почти в 5 раз больше чем у лучшего горючего деления!

Объявленный Тейлором  предел в 6 кт/кг - это …  в 16 раз хуже или 6.2% от предельной калорийности!
Куда же подлый буржуин Тейлор разбазарил народное добро калорийность термоядерного заряда?
 
Интересный детективчик наклевывается?

[Андрей Курилов]

Какая предедельная калорийность дейтерита-лития? ... эм... скажем при разном проценте выгорания. Давайте оценим эту цифру (для начала)

Почему все пишут "дейтериТ лития", в то время как он "дейтериД"?
Уважаемый Семёнов, вы мне год назад обещали поработать над орфографией - публикуетесь ведь достаточно обильно. А лучше не стало.

Если вы о такой последовательности реакций:
Li⁷ + n -> He⁴ + H³
H³ + H² -> He⁴ + n
То получается около 1.837*10¹⁴Дж/кг или 43.7 кт/кг при 100%-выгорании.

[Андрей Курилов]

Сначала нейтроны превращают Литий-6 в тритий:

Вообще-то литий-7 вполне юзабелен также для этих целей и нейтроны преумножает лучше. А чтобы получить преимущественно литий-6 - ещё обогащать надо.

[ВадимZero]

Что с чистой калорийностью термоядерного топлива?

При использовании дейтерида лития, выделяется 2,8 мэв на нуклон. При реакциях распада 1мэв на нуклон. КПД ядерной бомбы теоритически может быть больше термоядерной. Кроме того термоядерную бомбу не сделать без дополнительных материялов. То есть по этим соображениям чисто ядерная бомба выглядит привлекательнее.

[alex_semenov]

Так для лёгкой бомбы или для бомбы вообще? Если сделать очень большой сферический кусок плутонья (допустим, с отстреливанием тормозных стержней изнутри для детонации), то коэффициент выгоранья будет очень высок. Я ещё раз повторю - многое будет решать инерциальная масса и флукс нейтронов через ед. поверхности ядрёной взрывчатки. Для большого куска плутонья через кв. см. поверхности будет куда больше нейтронов проходить при детонации. Думаю, если умудриться подорвать плутониевую сферу, массой, скажем, 10 тонн, то коэффициент выгоранья будет около 80%, что даёт около 16 кт/кг.

Я не углублялся в эти детали. Но насколько я могу судить, процент выгорания сильно зависит от степени имплозии. Есть всякие хитрые схемы имплозии помимо традиционной, сферической, которые дают лучшие показатели, но все равно для зарядов РАЗУМНЫХ размеров (не ваши 10 тонн! Да, может быть вы и правы, но это же все - умозрительная схема и только!) то как ни крути на выгорание более 30% нет смысла рассчитывать.
Но даже если случится чудо и мы будем иметь 50% выгорания и добьемся это очень легким "сжимателем" (1кг урана/1 кг "сжимателя" или "имплозера") то все равно мы получаем очень невысокую калорийность. Все равно выше 5 кт/кг мы при самых фантастических допущениях не получаем.
5 кт/кг это 25% от предельной калорийности. Это очень круто! Реальность, я уверен, намного скромней.
Я думаю (хотя могу ошибаться) что в самом волшебном случае (10 премий Сталина и трижды героя соцтруда конструктору!) более 1 кт/кг именно для деления мы вряд ли можем получить. И то за такой чудо-рещультат надо выдать 10 премий Сталина плюс трижды героя…


Зы… там еще важную роль играет чистота ядерного горючего. То есть количество всяких примесей типа Pu240. Конечно можно сделать очень мощный и легкий снаряд для пушки… Но его цена? И как долго он может храниться в боевом состоянии (пока не накопится критическая масса изотопов в горючем)?
Проще говоря - раскачивать на рекордную калорийность именно ядерный заряд - нет смысла. Надо упирать на термоядерные. Там все лучше. И дейтерид-лития - СТАБИЛЬНОЕ топливо (не накапливает изотопы).

[Иван Моисеев]

Почему не 1000 км/с? Где потерялся порядок?
Ведь при полномасштабных яденрых испытаниях в космосе разлет плазмы зафиксирован порядка 1000 км/с!

Так если бы там одна плазма была... И та что получается - крайне не равновесная. Это зафиксировали, наверное, хвост гауссианы.

[VimanaPro]

Может вы имели в виду 19 кт/кг или 19Мт/т?

Очень приблизительно.
В трансуранах выделяется примерно 1 МэВ на нуклон, что примерно 0,001 мс2 или (на килограмм) 0,9*10¹⁴ Дж или 0,9*10¹⁴/0,418*10¹³=21,5 килотонн ТНТ. (что намного ближе к 19 кт/кг чем к 19 Мт/кг)
Пр скорость. С учётом 10% гамма равна 1,0001\[ {\gamma }^{2}=\frac{{c}^{2}}{{c}^{2}-{v}^{2}} \cdots v=\sqrt{{c}^{2}-\frac{{c}^{2}}{{\gamma }^{2}}} \]v=0,014 с=4242 км/с

[Андрей Курилов]

Проще говоря - раскачивать на рекордную калорийность именно ядерный заряд - нет смысла. Надо упирать на термоядерные. Там все лучше. И дейтерид-лития - СТАБИЛЬНОЕ топливо (не накапливает изотопы).

Да кто бы спорил.

Кроме того термоядерную бомбу не сделать без дополнительных материялов.

Гм. А ведь т/я-топливу инерциальное удержание тоже нужно. А это неслабый балласт. Возможно отсюда и происходит предел в 6 кт/кг. Возможно на чисто делящемся заряде можно получить и больше, как это ни парадоксально.

[Иван Моисеев]

Объявленный Тейлором  предел в 6 кт/кг - это …  в 16 раз хуже или 6.2% от предельной калорийности!
Куда же подлый буржуин Тейлор разбазарил народное добро калорийность термоядерного заряда?
 
Интересный детективчик наклевывается?

Не знаю, как Тейлор считал, но нам прапорщик так объяснял. При взрыве большая часть заряда не успевает среагировать и просто разлетается в разные стороны. Поэтому нужен мощный (а значит - тяжелый) корпус, чтобы реакция дольше шла.
Это было про ядерную бомбу, но, как я понимаю, в некоторой степени это относится и к термоядерной.

[alex_semenov]

Так если бы там одна плазма была... И та что получается - крайне не равновесная. Это зафиксировали, наверное, хвост гауссианы.

Да, но мы говорим лишь о 10% энергии (остальная уносится рентгеном и нейтронами). При этом 1000 км/с - это как раз усредненная скорость плазмы. Та что подставляется в ур. Циолковского. Скорости разных компонентов плазмы, разумеется, разложатся по гаусеане...  Но это уже не важно. Проще говоря. Речь именно о НИЖНЕМ пределе скорости. А  он у вас получается на порядок меньше. Вот это и вызывает удивление.

Не знаю, как Тейлор считал, но нам прапорщик так объяснял.

У нас тут тоже есть "товарищь прапорщик" на форуме, он нам и формулу для оценки толщины толкателя подарил. Вот тут:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,110326.msg2557361.html#msg2557361