Двигатель для межзвёздных перелётов

[alex_semenov]

Исключая вопрос 3 (я не понял подвоха)

гелий-3 имеет настолько маленькую плотность по сравнению с другими веществами, особенно с плутонием, что чтобы запихать весомое его количество в ядерную бомбу, нужно будет сконструировать целый "воздушный шар". криогенный. огромный. лежащий рядом с перманентной хиросимой и не протекающий. а ещё надо разгонять до скорости порядка км/с с частотой несколько раз в секунду такие шарики - ведь надо же это ещё всё поставлять в камеру сгорания с "безопасного расстояния". ерунда какая-то, если честно, получается

Ага. Теперь понял. Спасибо.
Да. Еще когда я считал "Феникс" (по сути можно счейчас считать его нашим вкладом в "Иикар") то удивился тому, что гелий-3 (более тяжелый элемент чем дейтерий) обладает просто кошмарно-низкой плотностью.



Дейтерий – внутренний бак. Шесть снаружы – гелий-3.
Плотность жидкого дейтерия - 162,4 кг/м3
Гелий-3 в жидком состоянии  - 56 кг/м3 (а вот гелий-4 124 кг/м3  это позволяет их легко разделять).

Хорошо. Давайте посчитаем.
Дефект массы у Гелий-3 + Дейтерий:
k=[(2.01355D+ 3.016Нe3) - (4.002Нe4+ 1.0072Н) ]/(2.01355D+ 3.016Нe3) = 0.0040

1 Мт – это 4,184E+15 Дж. Из E=k*m*c^2 получаем, что нам нужно 11.62 кг  дейтерий-тритиевой смеси при 100% выгорании. Берем 50% выгорания и получаем округленно 25 кг термоядерного топлива.
Из которых 10 кг дейтерия и 15 кг гелия-3. Считаем объем компонентов по отдельности.
Получаем 0,061м3 и 0,268м3 соответственно. Складываем. 0,33м3.  Это сфера диаметром... 85 сантиметров...
Гм... Может в литрах (поллитрах?) посчитать?

Да. Шарик получается очень объемный.
Кстати. На "Дедале" собирались гелий с дейтерием везти в одном баке. В виде шуги (ледяной каши). Гелий жидкий в нем плавает дейтериевый лед. Гелий-дейтериевая  шуга занимает меньше места чем компоненты по-отдельности. Но не думаю что значительно меньше.

И тем не менее. Я вполне допускаю, что ядерным триггером обе реакции поджечь можно.
Ядерный триггер с пол-пинка жгет то, что никак не хочеть гореть в более цивилизованных условиях (лазеры, Z-пинч, пучки частиц). То есть. Если и можно эту гадость (литий-6 или бор) с протием зажечь то сам бог велел атомной зажигалкой!

ядерный триггер развалит литий на тритий у меня есть пара идей детонации без всякого ядерного триггера одна лучше другой

Да я знаю. Но  почему ядерный детонатор развалит литий-6 на тритий? Нейтроны? А если от них как-то загородится? Ведь сам процесс синтеза запускается именно  рентгеновским нагревом и сжатием. Сжатие  возникает из-за того, что элементы с большим Z (тот же вольфрам) пухнут быстрей, чем с малым Z. Так называемое "толкатели".
Сначала сжатие, потом "грелка". Грелка обычно это еще один триггер на делении по сути. Там тоже буду нейтроны Но можно же и с ней что-то сделать хитрое. Нам не надо идеальная чистота зоны синтеза от нейтронов. Достаточно снизить поток нейтронов раз в 10-50, думаю.
Поймите, что бы вы не выдумывали, заряд дает куда больше пространства для маневра чем ваши зажигалки (я уж знаю что это такое! Там проблем куда больше чем решений!).

[gans2]

у меня есть пара идей детонации без всякого ядерного триггера
одна лучше другой

Поделитесь же, о равнокелдышовеликий 
Или это из серии про "протон-литий легче зажигается пока в справочник не посмотрел"? 

Берем схему Крикалёва с гамма-лазером и творчески ея прерабатываем.
Помещаем в цилиндр не струны ,а  ампулу со смесью "3+2". и подрываем с одного конца инициатор. Волна подрыва, как и в рабочей схеме Газера сожжет ампулу с выбросом пучка протонов в одну сторону. По предложению Роберта, кстати похожему. И никакого захвата электронов, никакой паразитной рентгении.

[alex_semenov]

а всё-таки, чисто геометрически зонтиком-щитом можно охватить 30-50 % нейтронов, которые несут 80 % (или даже более) чисто кинетической энергии

Полусфера "собирает и направляет" лишь 25% импульса изотропно разлетающейся массы.



Это (после всех тех потерь, что мы уже сделали) – очень расточительно.

но щит понадобится толстый (около метра) и, следовательно, очень уж массивный
иначе - деградация конструкции корабля, наведённая радиация в почве и скалах, разложение на тритий топливных запасов лития на борту... всё равно ерунда выходит

Да ерундовое решение. Сразу видно – не стоит в его сторону и дергаться.

[vsevolodson]

Волна подрыва, как и в рабочей схеме Газера сожжет ампулу с выбросом пучка протонов в одну сторону.

это очень интересно, но чую протоны преимущественно не станут лететь в одну сторону
иначе тогда вообще лучше взять несколько небольших толстых щитов и устроить взрыв с направленным выбросом нейтронов на них (таким образом можно вообще взять и извлечь на тягу 50-70% энергии взрыва)

насчёт тугости реакции гидридолития - согласен. надо бы быстрых протонов добыть, не-тепловых, чтобы сжечь литий...

проблема теперь с гелием-3. его надо запихать внутро плутониевой сферы, чтобы обеспечить высокий коэффициент выгорания. взорвать плутоний рядом - не поможет, так бомбы не делаются

[gans2]

Полетят, куда денутся. Там не сфера, а цилиндр. И с одной сторону не будет бланкета - кумулятивное сжатие.

[alex_semenov]

Полетят, куда денутся. Там не сфера, а цилиндр. И с одной сторону не будет бланкета - кумулятивное сжатие.

Кстати, такая схема дает коэффициент колимации 0.5 (50%)
Но магнитное зеркало все равно лучше. 65%

[alex_semenov]

Я все же готов поставить вот на что.

По моим расчетам получается, что сфера должна сливать всю внутреннюю энергию в первые же 10 наносекунд.
То есть ~100% всей энергии "чистого" взрыва (которые не унесли нейтроны) в космосе должно превратится в рентген. Но этого не происходит. 10% остаются разлетающейся плазме.
Как так получается?
Неравновесные процессы в плазменном шаре. В самом начале взрыва (именно тогда потеря выше всего).
Смотрите.
Потеря энергии пропорциональна 4-й степени НАРУЖНОЙ температуры шара. Именно то что наружная температура шара оказывается НИЖЕ расчетной (быстро падает и не может поддерживаться теплопередачей внутри расширяющегося плазменного шала) и спасает нам 10% энергии.
Само собой спасает.
То есть  в сфере есть такой хитрый процесс... Самопроизвольный.
Вот и давайте его попробует подстегнуть.
Допустим мы хотим спасти 80%. Для этого надо наружную температуру шара плазмы сделать в 8^(1/4) меньше. Это всего в 1.68 раз меньше.
То есть наша задача в 1.68 ухудшить теплопередачу от внутренней области расширяющегося шара к внешней.
То есть естественно возникающий в фаерболе процесс надо как-то чуть-чуть (в полтора раза) улучшить.
И я вполне допускаю, что это можно добиться пошаманив с конструкцией самой бомбы...
Но как?
 
К сожалению тут нужны спецы...

[Проходящий Кот]

А если взрывать колбасу-цилиндр по Гансу.  В цилиндре дейтерий и гелий-3. Не даст ли это заранее направленность значительной части продуктов реакции --- Гелию-4 и протию. Может удасться уменьшить необходимое колличество тяжелых элементов --- и поднять скорость истечения.......

[vsevolodson]

То есть наша задача в 1.68 ухудшить теплопередачу от внутренней области расширяющегося шара к внешней.
То есть естественно возникающий в фаерболе процесс надо как-то чуть-чуть (в полтора раза) улучшить.
И я вполне допускаю, что это можно добиться пошаманив с конструкцией самой бомбы...

получите больший градиент температуры и более бурное развитие неустойчивостей Р/Т

[gans2]

Полетят, куда денутся. Там не сфера, а цилиндр. И с одной сторону не будет бланкета - кумулятивное сжатие.

Кстати, такая схема дает коэффициент колимации 0.5 (50%)
Но магнитное зеркало все равно лучше. 65%

Без такой схемы магнитному зеркалу нечего будет отражать.

[juseppe]

Ну да D+D подрывали , а D+He3 Ну никак не получится, конечно, чо.

По поводу бомбы на гелий-3 дейтерии Ганс все же прав.
Если мы в бомбе рвем D-D (и кстати очень хорошо)

D+D не подрывали - подрывали D+T.

Кстати знаете как делают из обычной термоядерной бомбы нейтронную?

Никак не делают - это иная конструкция. Вместо дейтерида лития, который надо облучать нейтронами для получения трития (а для этого помещают в заряд вторичный плутониевый триггер), используют капсулу с готовой DT-смесью.

[alex_semenov]

То есть наша задача в 1.68 ухудшить теплопередачу от внутренней области расширяющегося шара к внешней.
То есть естественно возникающий в фаерболе процесс надо как-то чуть-чуть (в полтора раза) улучшить.
И я вполне допускаю, что это можно добиться пошаманив с конструкцией самой бомбы...

получите больший градиент температуры и более бурное развитие неустойчивостей Р/Т

Гм... Дело вот в чем. Любая гидродинамика внутри сферы не может двигаться быстрей, чем сфера разлетается. То есть если за первые 20 нс она раздулась всего на 10 см  то никакая структура внутри заряда за это время не может поменять свою конфигурацию более чем на те же 10 см.
В любом случае вопрос сложный. И однозначно дать ответ "нет" или "да"  не получится.
Все что я лично могу сделать – попробовать внятно сформулировать проблему.

Но в любом случае.
Обратите внимание.
Если задача и разрешима, то разрешима именно для девайса типа "бомба". То есть сложного изделия.
Еще. Любая несферическая форма имеет большее отношение S/V чем сфера. Разница не очень велика. Но тем не менее, сфера – наиболее простое и естественное состояние материи (и перегретой плазмы).

[gans2]

D+D не подрывали - подрывали D+T.

1 ноября 1952 года на атолле Элугелаб в Тихом океане было успешно испытано термоядерное устройство «Майк» мощностью 10 мегатонн. Назвать бомбой 74-тонное американское устройство можно с большим трудом. «Майк» представлял собой громоздкое устройство размером с двухэтажный дом, заполненное жидким дейтерием при температуре, близкой к абсолютному нулю

Кстати знаете как делают из обычной термоядерной бомбы нейтронную?

Никак не делают - это иная конструкция. Вместо дейтерида лития, который надо облучать нейтронами для получения трития (а для этого помещают в заряд вторичный плутониевый триггер), используют капсулу с готовой DT-смесью.

[vsevolodson]

И всё-таки есть сильное подозрение что неустойчивости Р/Т сильно испортят картину путём слива энергии через "горячие выпуклые пятна" файербола. Пока что я не убедился, что это не так. В испытаниях как раз наблюдаем такую ситуацию. Горячие пятна проявляются сразу через оболочку бомбы уже, ещё до появления файербола. И потом только растут, в случе если не сглаживает атмосфера. Кстати, чтобы избегать неустойчивостей, надо делать заряд максимально однородным, взрывающимся строго сферически из ядра.

Свой "проект" я отправил на свалку пока что (ну или в долгий ящик до лучших времён/идей). Буду пока что читать, критиковать и "кушать попкорн" 
Кстати на вопрос о том, сколько понадобится бомб, каковы будут хотя бы примерные характеристики каждой из них и кто и как их будет делать - ещё ответа не было.

[gans2]

Свой "проект" я отправил на свалку пока что (ну или в долгий ящик до лучших времён/идей). Буду пока что читать, критиковать и "кушать попкорн" 

Таки не порадуете нас гигантскими идеями по поджигу термояда без плутониевого инициатора???

[vsevolodson]

Порадую. Постараюсь сегодня. Надо будет нарисовать сначала.

[alex_semenov]

И всё-таки есть сильное подозрение что неустойчивости Р/Т сильно испортят картину путём слива энергии через "горячие выпуклые пятна" файербола. Пока что я не убедился, что это не так. В испытаниях как раз наблюдаем такую ситуацию. Горячие пятна проявляются сразу через оболочку бомбы уже, ещё до появления файербола.

То есть... есть реальная съемка, показывающая как на поверхности атомной бомбы появляются пятна?!!!
 

И потом только растут, в случе если не сглаживает атмосфера.

Вообще говоря, тут нельзя сравнивать взрыв в вакууме со взрывом в атмосфере.
Все-таки динамика фаирбора будет очень разной.
Посмотрите графики выше о динамики светового шара. Там через 1с шар все еще существует и меньше километра. В космосе, ничем не сдерживаемый шар плазмы через 1с будет иметь диаметр 2000  км.

Кстати, чтобы избегать неустойчивостей, надо делать заряд максимально однородным, взрывающимся строго сферически из ядра.

Не обязательно.
Вернее не так. Наша задача – изолировать внутренние слои сферы от внешних. Для этого, возможно наоборот надо попытаться сделать слои как можно более разными.
Дело в том, что наша сфера изнутри- это "надутый светом шар". Динамика процессов внутри определяется (как я понимаю) не столько движением частиц (которые движутся очень медленно) сколько движением света (который содержит 90% энергии взрыва). Поэтому всякого рода границы разделения сред будут работать как зеркала.
И я вполне допускаю что какая-нибудь "слоненка" может справится с задачей.
Я не сомневаюсь что эффекта ухищрениями можно дубится.
Но вопрос лишь в том – какого эффекта?
Если с 10% мы сможем поднятся до 30% то это фиаско.
А если до 60-75% - это очень здорово.
Но последнее маловероятно.

Свой "проект" я отправил на свалку пока что (ну или в долгий ящик до лучших времён/идей). Буду пока что читать, критиковать и "кушать попкорн" 

Жаль, конечно.

Хорошо бы было бы этот вопрос подкинуть кому-нибудь из людей занимавшихся физикой плазмы по-взрослому. Профессионально.
Не знаю как здесь, но на НК человека четыре найти можно.

[alex_semenov]

Кстати на вопрос о том, сколько понадобится бомб, каковы будут хотя бы примерные характеристики каждой из них и кто и как их будет делать - ещё ответа не было.

Разве?
 
Ну для себя я имею ответ. И он меня устраивает.
 
Сейчас же давать публичные ответы на эти вопросы просто глупо.

[juseppe]

D+D не подрывали - подрывали D+T.

1 ноября 1952 года на атолле Элугелаб в Тихом океане было успешно испытано термоядерное устройство «Майк» мощностью 10 мегатонн. Назвать бомбой 74-тонное американское устройство можно с большим трудом. «Майк» представлял собой громоздкое устройство размером с двухэтажный дом, заполненное жидким дейтерием при температуре, близкой к абсолютному нулю

А матчасть подучить?

В первом двухфазном экспериментальном устройстве Ivy Mike (10,5 Мт в испытании 1952 г.) вместо дейтерида лития использовались сжиженный дейтерий и тритий, но в последующем крайне дорогой чистый тритий непосредственно в термоядерной реакции второй стадии не применялся.

[vsevolodson]

Все-таки динамика фаирбора будет очень разной.

так я ж о том же. в атмосфере взрыв будет куда более симметричный. и намного меньше энергии уходит с излучением

Я не сомневаюсь что эффекта ухищрениями можно дубится.

а я сомневаюсь. предпосылок не видно. неустойчивости прорвут границы раздела сред, даже если те бы и работали как зеркала. в вакууме идеально сферического раздуваемого светом шара может и не получиться. каламбур конечно, но...