Годится ли ионный двигатель для звездолетов?

[Retired]

В исследовательских реакторах 239, а так особой разницы нет, только другие греются сильно, но это не принципиально.

Или я окончательно забыл физику или...Pu²³⁹ дает альфа распад в U²³⁵, он только препрег для реакции...а не топливо.

[AlexAV]

Не спешите, на быстрых нейтронах (не говоря об очередной маниловщине - 2020 год) и на уране можно сделать.

Если только на уране, то это будет не реактор, а извращение над здравым смыслом. Ему же нужно топливо с обогащением ~20%. Правда собственно БН-600 так и работал почти всё время, но это опытно-промышленный реактор для обкатки технологии. Для БН-800 декларировалась уже работа на MOX. Но мощности по производству достаточного количества MOX к его пуску не появились и пока он тоже будет работать на уране с перспективой перевода на MOX. 

К пуску БН-1200 проблему с производством MOX всё же планируют решить.

[Retired]

К пуску БН-1200 проблему с производством MOX всё же планируют решить.

Вот и не будем торопится...

[SY]

Ведь ни один изотоп плутония не дает "первичные нейтроны"

Да чистый 239 дает мало SF, но и 235 тоже. А в исследовательских реакторах только вначале есть такая проблема, а потом ее нет, но на всякий случай там держат "затравку" - радиоизотопный источник нейтронов.
Мне попадалась работа - после пуска и останова реактора в течении примерно года нет проблем с нейтронами.

[Retired]

держат "затравку" - радиоизотопный источник нейтронов.

Во! Я специально не хотел акцентировать на этом внимание, реактор который не запускается без "кик-стартера" (не пнешь - не полетит)  - это ненадежная машина, принципиально!

[AlexAV]

Это верно, если коэф. размножения заведомо меньше сечения захвата - условие безопасности и низкого коэф. использования топлива...

Если есть мощный внешний источник топлива коэффициент использования как раз будет высоким.

Применительно к космическому кораблю - другая проблема. Ускоритель протонов на 1 ГэВ (а лучше 10-20 ГэВ, показано что при этом энергетическая цена нейтрона существенно падает) агрегат весьма не маленький и нелёгкий. Как его вписать в местные требования по удельной мощности  я слабо себе представляю.

[SY]

Или я окончательно забыл физику или...Pu239 дает альфа распад в U235, он только препрег для реакции...а не топливо.

SF : 3.E-10 %
Чтоб не все помнить придумали интернет:
http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/reCenter.jsp?z=94&n=145

[Retired]

Если есть мощный внешний источник топлива коэффициент использования как раз будет высоким.

Внешний! Нету мощного долгоиграющего источника нейтронов (хоть медленных, хоть тепловых), чтобы заводить реактор тысячи лет.

[AlexAV]

как раз эта реакция и даст тритий и гелий-3

Ну гелий-3 для этой задачи нам бесполезен, он нейтронов не даёт. А тритий имеет очень большое сечение, скорее всего он (большей частью) ловушку покинуть не успеет, на месте прореагирует. Всё-таки даже для Q~1 дейтерию требуются достаточно хорошие параметры удержания плазмы.

[SY]

реактор который не запускается без "кик-стартера" (не пнешь - не полетит)  - это ненадежная машина, принципиально!

Это проблема чистых изотопов. И того, что реактор должен разогнаться за десятки-сотни милисекунд до умопомрачительного количества тактов деления.

PS:И запаздывающие нейтроны на представление опаздывают, но они могут поддерживать тепловыделение между импульсами и инициировать более быстрый разгон в следующем цикле.

[ВадимZero]

Ускоритель протонов на 1 ГэВ (а лучше 10-20 ГэВ, показано что при этом энергетическая цена нейтрона существенно падает)

Повышать энергию протонов выше 1,5 гэва вроде смысла нет. Если выше, энергия начинает уходить на рождение  ПИ-мезонов.

[Retired]

Это проблема чистых изотопов. И того, что реактор должен разогнаться за десятки-сотни милисекунд до умопомрачительного количества тактов деления.

На борту РосАтом строить?

[AlexAV]

Повышать энергию протонов выше 1,5 гэва вроде смысла нет. Если выше энергия начинает уходить на рождение  ПИ-мезонов.

Имеет. Энергия действительно уходит первоначально на генерацию пи-мезонов, но далее эти пи-мезоны очень эффективно делят ядра с высоким выходом нейтронов. В сумме энергетическая цена нейтрона падает.

[SY]

На борту РосАтом строить?

От этого ни куда не деться, на тысячу лет ТВЭЛами не запасешься. К тому же часть урана-238 может быть складирована как биологическая защита и какой-то уровень противометеоритной защиты. Плиту урана с первого раза пробить насквозь трудно.
Большая плотность и твердость решают эту задачу в лоб.

[ВадимZero]

но далее эти пи-мезоны очень эффективно делят ядра с высоким выходом нейтронов.

Пи- мезоны могут только рождать жосткие кванты при торможении на ядрах. Фотоядерные реакции с выходом нейтронов при этом очень не эфективны. А в реакциях скалывания пи мезоны не участвуют, слишком быстро теряя энергию на тормозное излучение.

[Retired]

От этого ни куда не деться, на тысячу лет ТВЭЛами не запасешься. К тому же часть урана-238 может быть складирована как биологическая  и какой-то уровень противометеоритной защиты. Плиту урана с первого раза пробить насквозь трудно.
Большая плотность и твердость решают эту задачу в лоб.

Вы правы в том, что уран - великолепная радиационная и механическая защита (факт, даже лучше вольфрама), но городить на борту весь сквозной цикл атомной индустрии от "Электростали" до "Маяка"...это всю европейскую часть России с Томском и Железногорском придется запускать в космос.

[AlexAV]

Пи- мезоны могут только рождать жосткие кванты при торможении на ядрах. Фотоядерные реакции с выходом нейтронов при этом очень не эфективны. А в реакциях скалывания пи мезоны не участвуют, слишком быстро теряя энергию на тормозное излучение.

Нет. Пи-мезоны (не путать с мюонами, это сильно разные частицы!) - вообще-то адроны. И участвуют в сильном взаимодействии. Ядрами они поглощаются весьма эффективно. Здесь на самом деле их исходная энергия даже не важна. Поглощение идёт в результате процессов (протон и нейтрон - внутриядерные)
p + pi- =  n
n + pi+ = p

При этом возникает ядро с огромной энергией возбуждения (порядка массы покоя пиона), которое сбрасывает его путём испарения нейтронов.

[SY]

это всю европейскую часть России с Томском и Железногорском придется запускать в космос.

Но нам не нужна такая производительность, у нас все намного скромнее.

[SY]

Вот интересный документ по обсуждаемому Вами варианту ИИН
http://www.inr.ru/rus/preprint/nejtron.pdf

[Retired]

Но нам не нужна такая производительность, у нас все намного скромнее.

Беда в том, что длина технологической цепочки не сильно зависит от производительности...