100% пара-водород

Опять! ОПЯТЬ!! ОПЯТЬ эти летающие Хиросимы аля Орион!!! :angry:

Да не будет этого никогда, потому как никогда этого не будет!!! :angry: И честно слово, хоть я и не зеленый(а даже прямо наоборот) мне - не жалко!

Ник

Fakir>To Wyvern-2

Fakir>

"*" - имеется ввиду моя идея(С) при создании ГФЯРД уйти от главной проблемы -удержания в газовой фазе критической массы Т.е. обычный, твердотельный реактор создает нейтронное поле в своем центральном канале, одновременно являясь источником энергии для ТНА, а в зону реакции постоянно впрыскивается минимальная масса делящегося вещества- буквально доли миллиграмма в секунду только для нагрева рабочего тела до необходимой температуры.

 

Fakir> Подобную схему, с добавкой нейтронов от обычного твердофазного реактора, использовать в принципе можно (см. притороченную статью). Мне, кстати, похожие мысли тоже приходили в голову, но когда поинтересовался (года два назад) у одного из разработчиков ЯРД, думали ли использовать такую схему, он мне ответил, что подумывали, но посчитали по какой-то причине нецелесообразным. Видимо, в основном из-за повышения массы и увеличения сложности.

Таааак...давайте разбираться:
Вот табличка из приведенной Вами статьи-
Основные направления работ по ГФЯР
Основные технические проблемы
Содержание
1. Реализация рабочего процесса в

газофазном тепловыделяющем элементе
Проблема сопряжена с определением полей скоростей, температуры, концентраций ядерного горючего и рабочего тела и требует совместного решения следующих задач :
-гидродинамики и магнитной гидродинамики
- массообмена
- лучистого и конвективного теплообмена
- теплозащиты стенок и торцов рабочей камеры, а также выходного канала
2. Достижение критичности ГФЯР
Определение геометрических параметров реактора и зависимости давления в твэлах от температуры, требующее решения следующих задач :
- нейтронной физики полостных реакторов
- термодинамики ядерного горючего и рабочего тела
3. Обеспечение устойчивости работы ГФЯР
Проблема вызвана высокой подвижностью ядерного горючего
4. Запуск ГФЯР То же, что и №3
5. Обеспечение работоспособности

элементов конструкции при экстремальных

параметрах рабочих процессов
Давление - 1000кгсм/см2,
температура ядерного горючего - 40000...60000 К,
температура рабочего тела - 8000.10000 К
6. Обеспечение коррозионной стойкости

конструкционных материалов
Расплавленный уран при температуре 1500...2300 К, водород высокого давления при температуре до 2800 К, жидкометаллические щелочные металлы образуют крайне агрессивные среды
7. Обеспечение теплозащиты сопла, МГД-генератора
Проблема связана с чрезвычайно высокой температурой рабочего тела
8. Удаление продуктов деления в замкнутых схемах ГФЯР
Потеря критичности реактора при накоплении в нем продуктов деления


Теперь по пунктам
№№1,2,3,4,5 вызванны необходимостью создания КРИТИЧЕСКОЙ МАССЫ ДЕЛЯЩЕГОСЯ ВЕЩЕСТВА.
Проблем №7 -частично тоже - а зачем нам МГД. как ни для магнитного удержания критмассы?
и № 8 - попытка вообще "не свистеть топливом" в глаза Гринписе

Теперь - ЗАЧЕМ НАМ КРИТМАССА? А нужна она только . что бы создать нейтронное поле необходимое для начала и поддержания реакции деления. НО ЗАЧЕМ ГРЕТЬ РАБОЧЕЕ ТЕЛО ВСЕЙ КРИТМАССОЙ? Почему нельзя - мухи отдельно, т.е. водород, а котлеты, то бишь критмасса - отдельно? В поле 4*10¹⁵ нейтр\сек\см² (да еще ТЕПЛОВЫХ!) любое делящееся вещество, будь это уран-235, или плутоний или уран-233 или , тем паче(!) америций-242 будут делиться за здорово живешь! Ведь делится же уран в твертотельном реакторе! Причем при меньших полях! -в реакторе на быстрых нейтронах поле максимум в 1*10^16.

Т.е. в рабочую полость вместе с водородом можно добавлять МИЛЛИГРАММЫ\СЕК делящегося вещества и при значительно меньших давлениях(не в 1000, а в родные 100атм ) получать тоже энерговыделение, грея газ(а не всю критмассу!) до искомых 20 000-30 000К.
А энергию твердотельного реактора-генератора нейтронного поля утилизировать в ТНА - тем более. что тот же водород вначале будет замедлителем-отражателем(в чисто жидкой фазе), а потом - теплоносителем(уже кипящий). Схемка получается ляля(! ) - подал водород в внешнюю рубашку - пошла реакция, водород закипел -закрутил ТНА, тут и начал подавать эвтектику уран(америций)-натрий в рабочую камеру, плавно вводя стержни, для компенсации взаимного разгона от реакции в рабочей камере. Перекрыл водород - реактор остановился.

Ник
P.S. Для тех кто думает над вопросом держателя патента на двигатель Стирлинга(!), подсказка - что происходит с метаном при нагреве в инертной среде, и что у нас самое черное?

Wyvern-2>Теперь по пунктам
Wyvern-2>№№1,2,3,4,5 вызванны необходимостью создания КРИТИЧЕСКОЙ МАССЫ ДЕЛЯЩЕГОСЯ ВЕЩЕСТВА.
Согласен.
Кроме первой.

Wyvern-2>Проблем №7 -частично тоже - а зачем нам МГД. как ни для магнитного удержания критмассы?
Частично, частично.
Чую я, что не все так просто. У нас ведь сопло - прямо из центра активной зоны, так? Так не будет ли уран вылетать в сопло нифига не доделившись?

Wyvern-2>и № 8 - попытка вообще "не свистеть топливом" в глаза Гринписе
Ничего подобного. Проблема жестко завязанная на самоё существование реактора. Пока топливо свежее - есть критичность, чуть поработали, накопились в твердых ТВЭЛах продукты деления - реактивность падает, нет критичности. То есть нужно иметь запас по бета и регулировать ее (бета) в достаточно широких пределах. И на все на это накладываются требования по ядерной безопасности - а ну как недорегулирует, грубо говоря, и рванет нафиг?

Wyvern-2>Теперь - ЗАЧЕМ НАМ КРИТМАССА? А нужна она только . что бы создать нейтронное поле необходимое для начала и поддержания реакции деления. НО ЗАЧЕМ ГРЕТЬ РАБОЧЕЕ ТЕЛО ВСЕЙ КРИТМАССОЙ?
Потому что нельзя не греть. Потому что выделение нейтронов в ЯР жестко связано с энерговыделением: грубо - на два нейтрона 200МэВ. Не будете охлаждать - расплавится, развалится и рванет. Или, по меньшей мере, выйдет из строя.
С другой стороны - нейтроны штука трудноуправляемая, проникающая, и излучаются, собаки, изотропно. Выделять их в большом объеме, а концентрировать в малом запросто так не получается. Если был бы способ, ограничений на критическую массу, равно как и на размеры активной зоны, обогащение и пр. фигню просто не существовало бы.

Wyvern-2>Почему нельзя - мухи отдельно, т.е. водород, а котлеты, то бишь критмасса - отдельно? В поле 4*10¹⁵ нейтр\сек\см² (да еще ТЕПЛОВЫХ!) любое делящееся вещество, будь это уран-235, или плутоний или уран-233 или , тем паче(!) америций-242 будут делиться за здорово живешь! Ведь
(америций или уран - в данном случае разницы практически никакой, сечения захвата не сильно больше, а главная фича - его большое выделение нейтронов на деление - не используется)

Wyvern-2>делится же уран в твертотельном реакторе! Причем при меньших полях! -в реакторе на быстрых нейтронах поле максимум в 1*10^16.
Делится. Со свистом делится. Остается только жесткий такой вопрос: как получать такой нейтронный поток без делящегося материала?

Wyvern-2>А энергию твердотельного реактора-генератора нейтронного поля утилизировать в ТНА - тем более. что тот же водород вначале будет замедлителем-отражателем(в чисто жидкой фазе), а потом - теплоносителем(уже кипящий). Схемка получается ляля(! ) - подал водород в внешнюю рубашку - пошла реакция, водород закипел -закрутил ТНА, тут и начал подавать эвтектику уран(америций)-натрий в рабочую камеру, плавно вводя стержни, для компенсации взаимного разгона от реакции в рабочей камере. Перекрыл водород - реактор остановился.
То есть фактически, вы предлагаете разделить реактор на зоны - твердую/холодную, для начального нагрева, и газофазную - для финального.

У меня смутное ощущение, что в том проекте ГФЯРД, что смотрел я, так оно и было.
Просто потому, что иначе не выходит, ИМХО.

Wyvern-2

Проблем №7 -частично тоже - а зачем нам МГД. как ни для магнитного удержания критмассы?

 

Существуют методики удержания безо всякого магнитного поля, в сверхламинарном потоке на огромных числах Рейнольдса. Это была столбовая дорога отечественных газофазников, магнитное поле если и собирались применять, то только для дополнительной стабилизации струи. В этой статье МГД явно имеют в виду в основном ради получения электричества. Что нужно только для весьма долговременных (напр., марсианских) полётов.

В поле 4*10¹⁵ нейтр\сек\см² (да еще ТЕПЛОВЫХ!) любое делящееся вещество, будь это уран-235, или плутоний или уран-233 или , тем паче(!) америций-242 будут делиться за здорово живешь! Ведь делится же уран в твертотельном реакторе! Причем при меньших полях! -в реакторе на быстрых нейтронах поле максимум в 1*10^16.

 

Не-а... Не выдет. Делиться-то они за здорово живёшь будут, но... сколько времени проживут миллиграммы урана в нейтронном поле, если никакого удержания нету? Немного, доли секунды. И какая часть ядер урана из этого миллиграмма за это время успеет встретиться с нейтронами и поделиться? Тоже крохотная. Уран в твердотельном реакторе "горит" очень медленно, годами, отсюда легко видеть, что в каждую секунду делению подвержена очень малая доля ядер. Так что если бы удалось в серёдке комбинированного твердо-газофазника получить нейтронное поле, достаточное для заметного выгорания впрыскиваемого миллиграмма урана, в таком поле (которое на "твёрдой" части реактора будет как бы не плотней) сам твёрдый уран или плутоний уже разнёс бы весь агрегат к известной матери.

И возвращаясь к параводороду. Водород как рабочее тело выгоден до определенных температур. В ГФЯРД при 20000-30000К для улучшения поглощения излучения к нему предусматривается добавка вольфрама. При дальнейшем повышении температуры доля тяжелых металлов должна увеличиваться. Иначе излучение не будет поглощаться высокоионизированной плазмой - она становится прозрачной. Т.е. греться будут в основном стенки двигателя.
При t=120000К все рабочее тело должно быть из вещества с высоким атомным номером - это выгоднее чем греть водород до 30000К. И... нужно отказаться от стенок. Вот и получается классический Орион - импульсный ГФЯРД внешнего действия.

Для Wyvern-2

1. Я не есть держатель Патента на Стирлинга. У меня всего лишь Свидетельство об Изобретении, где темой означен вышеупомянутый мотор.

2. Я так понял, что имеется ввиду, что углеводород диссоциирует на водород и углерод, и этот самый углерод будет ответсвенным за лучистый теплообмен. Так вот углеводороды добавлялись не для этого.

Для Андрея Суворова

1. В нашем ЯРДе замедлитель был не графитовый, а так ответ практически верный. Углеводороды добалялись для увеличения стойкости ТВЭЛов в водородной среде. Как известно у водорода огромный восстановительный потенциал и начинает он восстанавливать углерод и уносить его состенок ТВЭЛов. Что бы как-то уменьшить разницу концентрации углерода на границе РТ-ТВЭЛ.

Ваш
ДС

Кстати, коллеги, почему-то вы не рассматриваете субкритические газофазные схемы, а также схемы с термоядерным усилением.
Вот, к примеру, неплохой источник нейтронов.
Или вот ещё штучка. Формат pdf.

Diadia_Sidor>Для Wyvern-2

Diadia_Sidor>2. Я так понял, что имеется ввиду, что углеводород диссоциирует на водород и углерод, и этот самый углерод будет ответсвенным за лучистый теплообмен. Так вот углеводороды добавлялись не для этого.
Diadia_Sidor>Для Андрея Суворова
Diadia_Sidor>1. В нашем ЯРДе замедлитель был не графитовый, а так ответ практически верный. Углеводороды добалялись для увеличения стойкости ТВЭЛов в водородной среде. Как известно у водорода огромный восстановительный потенциал и начинает он восстанавливать углерод и уносить его со стенок ТВЭЛов. Что бы как-то уменьшить разницу концентрации углерода на границе РТ-ТВЭЛ.
Diadia_Sidor>Ваш ДС

Мнээээ... "догадаться" о подобном использовании именно метана в данном, конкретном случае - трудновато Метан и сам по себе полностью насыщенный углеводород. Т.е. использовался все таки именно эффект диссоциации метана -но не с той целью, что я предположил.

Ник

Diadia_Sidor>Для Андрея Суворова
Diadia_Sidor>1. В нашем ЯРДе замедлитель был не графитовый, а так ответ практически верный. Углеводороды добалялись для увеличения стойкости ТВЭЛов в водородной среде. Как известно у водорода огромный восстановительный потенциал и начинает он восстанавливать углерод и уносить его состенок ТВЭЛов. Что бы как-то уменьшить разницу концентрации углерода на границе РТ-ТВЭЛ.

А я знаю... ТВЭЛы были из карбидных композиций, а замедлитель из гидрида циркония и вообще внешний. Я про американцев, которые пытались использовать в ЯРДах графитовые реакторы.

2 Fakir:

Вот вся имеющаяся у меня информация про РД-0411:

В 1965 г. КБХА было определено ведущим КБ по созданию ЯРД с твердофазными реакторами и получило ТЗ на создание двигателя тягой 40 тс. Для отработки конструкции было принято решение о создании так называемого «двигателя минимальной размерности» (тягой 3,6 тс). Последний получил проектный индекс РД-0410 (11Б91) и был доведён до стадии стендовых испытаний. «Большой» двигатель РД-0411 дошёл лишь до стадии эскизного проекта.

ну может сделать реактор в виде гофрированной плоскости(\/\/\/\/\/\/\/\/) из замедлителя покрытого тонким слоем урана (0.1 мм ) - примерно половина осколков поглотится нагревая реактор ,а другая почти без потерь преодолеет тонкий слой ядерного топлива - создавая тягу ....

А в какой раздел это можно было заслать ???
____________________________________________________________________
"ЭНЕРГОМАШ" РАЗРАБАТЫВАЕТ НОВЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

В НПО "Энергомаш" разрабатывается принципиально новый ракетный двигатель РД-704, работающий на трех компонентах топлива и позволяющий повысить эффективность ракет-носителей, передает РИА "Новости". Об этом сообщил во вторник глава НПО "Энергомаш" Борис Каторгин.
"Принципиальное отличие этого двигателя в том, что он будет работать на трех компонентах топлива - к традиционному сочетанию керосина и кислорода будет также добавлен водород", - сказал он.
По словам Каторгина, это позволит повысить удельный импульс тяги и тем самым увеличить массу грузов, доставляемым в космос, одновременно уменьшив стоимость килограмма груза, выводимого на орбиту.
Кроме того, единая конструкция двигателя позволяет использовать его как в качестве первой, так и второй ступени ракеты-носителя.
По мнению Бориса Каторгина, трехкомпонентные двигатели будут широко использоваться в космической технике будущего.
"Это перспективная разработка, которая понадобится в будущем. Та страна, которая сможет наиболее активно использовать этот принцип, будет двигаться вперед в области освоения космоса", - сказал он.

В раздел "Хозяйке на заметку";) Причём в архив - сообщение должно быть датировано концом 1990-х годов.

Правильно. Т.к. эта разработка закрыта.
А задумано было очень просто. Двигатель имеет 200т. тяги у земли на керосине и 80 т в космосе на водороде. 1 камера сгорания. 1 двигатель на 2-ой ступени, а первая - баки. Простая идея оказалась совсем не простой в исполнении.