Lem Andrew. Нуклонный Фотоядерный двигатель/fission Fragment Rocket Engine for D

Нуклонный Фотоядерный двигатель / Fission Fragment Rocket Engine for D

Вступление.

Человечество в плотную подошло к использованию ядерных реакторов на космических аппаратах. Пример тому "проект ядерного буксира "Нуклон" [1]. Именно на этом проекте планируется решить проблему охлаждения ядерных реакторов в вакууме. А где много электричества там можно использовать для разгона вещества лазеры и магнитные поля. А раз так то пришло самое время реанимировать идею "двигателя на осколках деления". Они же -- Fission Fragment Rocket Engine (FFRE).

И так, в чём же основная идея двигателя на осколках деления? У нас есть ядро, например, урана-235, которое поглотило тепловой нейтрон и раскололось на два осколка и несколько нейтронов. Например, на криптон-92, барий-141 и три нейтрона. Ядро криптона-92 при этом будет иметь кинетическую энергию где-то в 101 МэВ и скорость 14 500 км/с, а ядро бария-141 -- 66 МэВ и 9 500 км/с. Усреднённая с учётом массы скорость осколков деления получается 11 500 км/с!

Если мы научимся выбрасывать из сопла непосредственно сами осколки деления, то удельный импульс двигателя может достигнуть 1 000 000 секунд или 10 000 км/с - на уровне лучших проектов ТЯРД![14]. Естественно, что твердое ядерное топливо можно и заменить.

Диамагнитная пушка [2].

Один из элементов предлагаемого двигателя это "магнитная пушка". Способная ускорять газы без их нагрева и ионизации. Это существенно упростить и саму конструкцию и увеличит моторесурс двигателя. Если нет больших температур, то и требования к износостойкости материалов, из которых изготавливается двигатель на порядки меньше. Какие низкотемпературные способы ускорения веществ общеизвестны?

Все вещества в той или иной степени диамагнетики [4]. То есть все вещества какие больше какие меньше намагничиваются против приложенного к ним внешнего постоянного магнитного поля.

[4]

И естественно выталкиваются из более плотного магнитного поля в те области где магнитное поле слабее или отсутствует. Механизм этого явления хорошо изучен и детально описан в учебниках [4] поэтому не имеет смысла повторно описывать это явление в данной статье. Используя это диамагнитное выталкивание можно создать диамагнитную пушку. В которой все диамагнетики могут ускоряться. Любая катушка Томсона. С переменным шагом намотки превращается в диамагнитную пушку способную разогнать газообразный диамагнетик [5].

Там, где витки намотаны близко друг к другу, магнитное поле более плотное. А где шаг витка идет на увеличение то плотность магнитного поля падает.

Подав диамагнитный газ через самый сильный магнитный полюс в полую трубку вокруг которой намотаны витки провода с различным шагом. Мы добьёмся того, что газ благодаря диамагнитному ответу начнет двигаться в трубке ускоряюсь от одного полюса к другому. Из области где магнитное поле более плотное к тому полюсу где плотность поля идет на уменьшение.

Чем длиннее эта трубка и чем сильнее постоянное магнитное поле мы с умеем создать вокруг диамагнитного газа, тем больше будет скорость частиц на выходе. А значит и сила реактивной тяги.

Да она относительно невелика, но так как эти сила играет вспомогательную роль то достаточно знать, что эта сила есть.

Ионизация УФ лазером.

Следующим элементом двигателя можно считать"ионизатор".Так уж природой заложено, что эффективней всего разрушает или ионизирует газы именно ультрафиолет экстремального спектра: Лямбда = 85,3 нм. [2]

[2]

А точнее согласно стандарту ISO по определению солнечного излучения (ISO-DIS-21348) подтип: "ЭКСТРЕМАЛЬНЫЙ"[5]

Запомнить про ионизацию она нам понадобиться.

Фотоядерная реакция[12].

Теперь мы подошли вплотную к созданию фотоядерного двигателя. Использования диамагнитного газа вроде дейтерия наиболее оправдано так как максимальное ускорение мы сможем получить только если осуществим фотоядерную реакцию в "форсажной камере". При облучении дейтронов гамма-квантами, энергия которых превосходит энергию связи дейтрона может произойти распад дейтрона. Или же фоторасщепление дейтрона.

Для того, чтобы осуществите фоторасщепление дейтрона. Нам нужно получить дейтрон из дейтерия. Дейтрон (дейтон) -- ядро изотопа водорода -- дейтерия -- с массовым числом A=2. Обозначается ²H, D или d [13]. Для этого нужно ободрать "дейтерий" от валентных электронов в камерах ионизации.

И потом уже взорвать голое ядро в "форсажной камере" при помощи гразеров или же гамма лазеров, излучающих гамма кванты. При расщеплении дейтона мы получим частицы нейтроны и протоны с энергией порядка 2,23 МэВ.

Да это фактически излучение. Скорость нейтрона. с энергией 0,025 эв равна 2200 м/сек. А у нас 2,23 МэВ (мегаэлектронвольт (МэВ) - 1 млн электронвольт) так, что можете легко подсчитать с какой скоростью будет вылетать нейтроны при отражении из бериллиевых дюз. Скорость нейтрона. с энергией 0,025 эв равна 2200 м/сек. А у нас 2.3 МэВ ( мегаэлектронвольт (МэВ) - 1 млн электронвольт).Итого скорость истечения нейтронов и протонов 202 400 м/сек. Скорость света 299 792 458 м/с 1% скорости света = 2997924 м/сек. Это почти 1 % от скорости света. Для освоения Солнечной Системы такой скорости хватит с головой. Этого вполне достаточно что бы мы получили на выходе реактивную толкающую силу способную разогнать космический корабль до 10% скорости света. Не сразу, а постепенно. Одинаковая сила приложенная долго к разгоняемому телу со временем разгонит наши корабли до релятивистких скоростей. Это вопрос времени вернее времени действия силы на разгоняемое тело. Законы Ньютона или закон реактивного движения никто не отменял. Так, что вполне возможно, что этот двигатель позволит также отправить зонды к соседним звездам.

Гамма Лазер или Глазер

Да ионизация будет так как ультрафиолетовые лазеры экстремального спектра уже существуют но нам нужен фотоядерный взрыв. Для работы данного двигателя нужен ГАММА ЛАЗЕР или ГРАЗЕР[15]. Википедия сообщает нам: "идея гамма-лазера возникла в связи с появлением лазера и открытием эффекта Мёссбауэра. Пока генерация вынужденного излучения в гамма-диапазоне не осуществлена".То есть теория есть гразера нет[16] А раз нет Гразера то и сам двигателя на дейтонах чисто теоретическая идея. Но раз есть теоретическое обоснование возможности создания гамма лазеров создание его есть вопрос времени и нам стоит пока несколько доработать наш двигателью

Нуклонный Фотоядерный двигатель.

Нам стоит просто доработать наш двигатель. З основу мы возьмем диамагнитную пушку из абзаца под названием "Диамагнитная пушка", далее добавим ионизацию при помощи лазеров из абзаца "Ионизация УФ лазером". И взрываем дейтоны при помощи гразеров или гамма лазеров."

Именно в близи сопла из Бериллия и будет происходить высокотемпературная "Фотоядерная реакция". Нейтроны будут давать на зеркало из бериллия, а протоны будут отклонятся магнитным полем. Таким образом протоны будут отдавать свою энергию ракете взаимодействуя с магнитным полем, а нейтроны отражаясь от зеркала из бериллия. К сожалению, чем можно отразить протоны мне не известно предполагаю, что лучше всего с этим справится именно магнитное поле все-таки протон положительно заряженная частица.

"Отражение" протонов.

Теперь стоит пояснить "а протоны будут отклонятся магнитным полем". Магнитное поле благодаря силе Лоренса способно изменять траекторию движения протонов не изменяя их энергию. Но для этого протон должен двигаться перпендикулярно к условным силовым линиям постоянного магнитного поля.

Но также если поместить протоны во вращающееся постоянное магнитное то сила Лоренса тоже возникнет и магнитное поле сделает поток протонов однонаправленным.

Итак берилий отражает ионы, а вращающееся магнитное поле перенаправляет поток протонов во вне за счет силы Лоренса действующую на протоны со стороны вращающегося постоянного магнитного поля. Так создается направленный нуклонный поток или нуклонная реактивная струя.

Эпилог.

В статье мы детально рассмотрели, как устроен Нуклонный Фотоядерный двигатель. Суть идеи проста имея достаточно мощный источник энергии, УФ лазеры экстремального спектра, а также гразеры или же гамма лазеры. можно отказаться от газовых химических реактивных двигателей и перейти на фотоноподобные двигатели или же "двигатель на осколках деления" где вместо фотонов двигатель и корабль будут ускорять нуклоны, а именно протоны и нейтроны вплоть до релятивистских скоростей. А значит корабли на нуклонной тяге вполне могут достигать даже окраин Солнечной Системы за несколько месяцев.

Литература.

-1- Российский ядерный буксир показали "в металле" https://lenta.ru/news/2020/09/17/nucleon/

2. Электромагнитное излучение. Материал из Википедии - свободной энциклопедии.
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
3. Ультрафиолетовое излучение. Материал из Википедии - свободной энциклопедии
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A3%D0%BB%D1%8C%D1%82%D1%80%D0%B0%D1%84%D0%B8%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

4.Диамагнетики Материал из Википедии -- свободной энциклопедии https://ru.wikipedia.org/wiki/Диамагнетики

5. Плазменный электрореактивный двигатель и способ создания реактивной тяги. Беклемишев Алексей Дмитриевич https://findpatent.ru/patent/259/2594937.html

12. Фотоядерная реакция.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F

13. Дейтрон https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%B9%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD

14. Плазменные кристаллы и ракетные двигатели на осколках деления. Игорь Егоров. https://thealphacentauri.net/54823-plazmennye-kristally-i-raketnye-dvigateli-na-oskolkah-deleniya/

15.Гамма Лазер. Википедия. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B0-%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80

16. http://www.femto.com.ua/articles/part_1/0676.html

Комментарии: 7, последний от 27/07/2021. © Copyright Lem Andrew (biomarket@ukr.net) Размещен: 19/09/2020, изменен: 05/12/2021. 19k. Статистика. Статья: Изобретательство Двигатели Иллюстрации/приложения: 26 шт. Скачать FB2		Ваша оценка:
Аннотация: Ракетный двигатель на осколках деления D/Fission Fragment Rocket Engine for D

Lem Andrew : другие произведения.

Нуклонный Фотоядерный двигатель/fission Fragment Rocket Engine for D