vitus_wagner: My photo 2005 (Default)
[personal profile] vitus_wagner
http://www.gizmag.com/fission-reactor-space-mission/25178/

Американцы смасштабировали вниз ядерную энергоустановку для применения в беспилотных космических аппратов.
К сожалению информации о полном весе установки нет. И видимо, пока что эта конструкция по электрической мощности на килограмм уступает РТЭГам. Для преобразования тепла в электричество используются двигатели Стирлинга.

Date: 2012-11-30 06:19 am (UTC)
kincajou: (Default)
From: [personal profile] kincajou
зато не нуждается в плутонии

Date: 2012-11-30 06:23 pm (UTC)
kincajou: (Default)
From: [personal profile] kincajou
иранский уран.. уранский иран.. он там не кошерный, короче говоря

Date: 2012-11-30 07:02 am (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
При рассмотрении всех проектов ядерного двигателя меня не покидает мысль, что мы слишком расточительно увеличиваем энтропию Вселенной. Когда мы в химическом двигателе преобразуем единицы электронвольт на частицу в тысячи градусов и получаем на выходе километры в секунду — это почти стопроцентная утилизация теплоты.
Но когда мы мегаэлектронвольты на частицу преобразуем в те же тысячи градусов и в лучшем случае в десятки километров в секунду — это даже не топка камина ассигнациями, это как если бы мы из каждого мешка пшеницы брали в пищу одно зерно, а остальное выбрасывали.
В ядерных электростанциях та же проблема.
Edited Date: 2012-11-30 07:04 am (UTC)

Date: 2012-11-30 07:12 am (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
Не обязательно работать с миллионами градусов, можно попытаться работать с миллионами вольт. Допустим, в центре у нас имеется кусок бета-активного вещества. Окружим его проводящей сферой, на которую будут попадать испущенные им электроны. После достижения разности потенциалов между активным веществом и сферой, соответствующей энергии вылетающих электронов, мы получим установку, преобразующую практически напрямую низкоэнтропийную энергию бета-распада в низкоэнтропийное электричество.
Конечно, мощность такой установки будет мала, зато мы минимизируем энтропийные потери. Вот в этом направлении, думаю, и следует копать.
Edited Date: 2012-11-30 07:13 am (UTC)

Date: 2012-11-30 07:31 am (UTC)
brmail: (Default)
From: [personal profile] brmail
ну так вы нам сферического коня в вакуме придумали. Проводящей сферой окружим , и куда извините с нее девать миллионы градусов тепла?

Date: 2012-11-30 07:34 am (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
А их не будет. Электроны потеряют кинетическую энергию, преодолев разность потенциалов, соответствующую их энергии, и на сферу попадут уже «холодными». Энергия бета-распада низкоэнтропийная. До тех пор, пока мы не перевели её в тепло, это кинетическая энергия вылетающих электронов, а не тепловая энергия хаотического движения частиц вещества.

Date: 2012-11-30 11:20 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Да почему нет - есть - магнитное поле называется - в VASIMR вон рабочая температура 5 миллионов градусов емнимп, смысл газофазников собственно в том же самом - для больших импульсов нужны большие температуры - не для КПД, на который там всем пофиг в общем, а потому что ракетный двигатель с соплом преобразует в кинетическую энергию тепловую энергию рабочего тела - и соответственно - для высоких импульсов нужна высокая тепловая энергия рабтела.

Date: 2012-11-30 11:46 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Ну так на стенде реально работает 100киловаттник, у которого собственный его КПД даже выше проектного оказался - они на 60% закладывались, реально получили 70%.

Понятно, что образец нелетный - но не по причине энергопотребления, а просто к летному еще масса требований

Date: 2012-11-30 06:25 pm (UTC)
kincajou: (Default)
From: [personal profile] kincajou
а что такого в "проводе от АЭС"? вывести реактор в космос мешается только грынпыс, принципиальных сложностей нет никаких.

Date: 2012-11-30 08:21 pm (UTC)
kincajou: (Default)
From: [personal profile] kincajou
зато дочёрта места и нету силы тяжести, что позволяет организовать ажурные конструкции радиаторов почти неограниченной площади (ограничение разве чтон а стартовую массу, но предположим: нету его)

Date: 2012-12-01 12:58 am (UTC)
toman_k: (Default)
From: [personal profile] toman_k
Что вам в космосе даст эта ажурность, кроме излишней массы конструкции и завышения габаритов? Для излучения тепла, в отличие от конвекции, играет роль не общая площадь радиатора, а видимая площадь в проекциях (интеграл по всем направлениям или всем направлениям кроме направления на близкую звезду). Так что нужна скорее не ажурность, а просто лёгкость (т.е. тонкая панель), а размер и так большой потребуется, а ещё больше растопыривать конструкцию ни к чему, вроде. Если только речь не идёт о полёте через особо агрессивные среды, где ожидается достаточно массовый выход из строя отдельных элементов - тогда в ажурности может быть какой-то смысл ради повышения живучести - как с ветками и листьями у дерева. Но собственно задаче повышения площади теплоотдачи это скорее помешает, чем поможет.

Date: 2012-12-01 01:43 am (UTC)
kincajou: (Default)
From: [personal profile] kincajou
я не очень внятно выразился, вы меня совсем неправильно поняли.. ну да ладно.

Date: 2012-11-30 06:15 pm (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
Магнитное поле можно создавать сверхпроводящими соленоидами. Чтобы они не грелись, в открытом космосе их достаточно от прямых солнечных лучей и излучения активного тела непрозрачным экраном прикрыть.

Date: 2012-11-30 11:12 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
На сам деле кпд химического двигателя - 40-60% (60% - для водородного)

Но когда мы мегаэлектронвольты на частицу преобразуем в те же тысячи градусов и в лучшем случае в десятки километров в секунд

А вот это как раз фигня - большие импульсы не делают тут не потому, что не умеют - 100-200 км/c на стендах достигнуто и вероятно несложно и больше - а по совсем другой причине: чем больше импульс, тем больше пропорционально надо энергии для того же dV: увеличивая импульс в 10 раз мы в 10 раз увеличиваем потребность в энергии. А ее брать неоткуда - даже для питания нынешних движков типа NSTAR с его 3000 секундами и ничтожной тягой.

Собственно поигранки с космическими реакторами преследуют в первую очередь цель создание мощного источника энергии. КПД там реально важен лишь постольку, поскольку в этой схеме чуть не главная проблема с масштабируемостью - сброс лишнего тепла в безвоздушном пространстве - довольно сложная задача - сам реактор-то и на гигаватт сделать несложно.

Date: 2012-11-30 11:19 am (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
> увеличивая импульс в 10 раз мы в 10 раз увеличиваем потребность в энергии.

Уточнение: в 100 раз. Импульс пропорционален скорости, кинетическая энергия — квадрату скорости

Date: 2012-11-30 11:21 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
В 10. Потому что для того же dV при в 10 раз большем импульсе расход рабочего тела меньше в 10 раз.

Date: 2012-11-30 11:33 am (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
Логично. Пора в отпуск...

Date: 2012-11-30 11:21 am (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
> КПД там реально важен лишь постольку, поскольку в этой схеме
> чуть не главная проблема с масштабируемостью - сброс лишнего
> тепла в безвоздушном пространстве - довольно сложная задача

Так об этом-то я и веду речь.

Date: 2012-11-30 11:25 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Так например в твердофазных ЯРД тепло сбрасывается через нагрев рабочего тела - и там в реале мощности достигнуты на стендах до 4 гигаватт. За температуру там борются совсем по другой причине - в сопле в кинетическую энергию преобразуется тепло закачанное в рабтело - при этом к КПД это имеет опосредованное отношение - КПД там определяется в первом приближении эффективностью сопла, для чего конечно тоже стараются - но и только.

PS: И у электрореактивных двигателей кстати КПД определяется не только генератором - но еще и самим двигателем - а там 70-80% это очень-очень хороший результат.

Date: 2012-11-30 11:27 am (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
Изначально речь была о том, что преобразуя энергию ядерного распада в кинетическую через промежуточное тепло, мы совершаем крайне невыгодную с точки зрения второго начала термодинамики операцию.

Date: 2012-11-30 11:39 am (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
Не при любом. Только при делении. При альфа- и бета-распаде существенное число ядер гелия и электронов покидает распадающееся вещество.

Date: 2012-11-30 11:41 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Вроде теоретически ядерно-пылевой двигатель возможен - а там идея как раз, что без.

Date: 2012-11-30 11:40 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Да нет - нормальную совершенно - у ГФЯРД с этим никаких проблем - там КПД будут под 90% наверное и никаких проблем с теплоотводом (собственно и у ТФЯРД они скорее всего около 50% - больше вроде с 3000K не выжать, а дальше действительно проблема с прочностью конструкции, которая у ЖРД-то как раз менее остро стоит - там температура собственно двигателя ниже температуры в камере).

Реальная засада как раз если это делается не напрямую, а через промежуточное преобразование в электричество.

Date: 2012-11-30 11:49 am (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
Мы говорим о разных вещах. Я — об энтропийной эффективности, а вы — о КПД. Суть в том, что, например, альфа-частица с энергией в единицы МэВ покидает распадающийся изотоп со скоростью порядка 10 тыс. км/с. При этом она заряжена, следовательно, управляема. Скорость электрона с такой же энергией и вовсе приближается к скорости света. Мы же, переводя эту энергию в промежуточное тепло, увеличиваем энтропию настолько, что получаем на выходе в лучшем случае сотни км/с.

Date: 2012-11-30 11:53 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Разумеется - но это не бага, а фича - скорость истечения и надо понизить - потому что иначе никакой вообще мощности не хватит.

Date: 2012-11-30 10:32 am (UTC)
city_rat: (Default)
From: [personal profile] city_rat
Что-то я сомневаюсь, что РТЭГам может уступать что бы то ни было - там уж совсем плохо все с удельной мощностью на массу.

Date: 2012-11-30 11:14 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Несколько киловатт только все-таки. Ватты были конечно тоже - но в вовсе ранних демонстрационных преобрахователей. Но совершенно действительно неясно зачем нужен маломощный реактор - щас вон уже к Юпитеру на солнечных батарейках летают.

Date: 2012-11-30 11:31 am (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Несколько киловатт на орбите Марса делается довольно легкой солнечной батареей. Вообще - потенциал солнечных батареек не стоит недооценивать - мощность на кило у космических батареек постоянно растет и резервов там еще довольно много.

К примеру - Dawn на орбите земли имеет мощность 10 Kwt, в поясе астероидов - 1Kwt - но для его нужд хватает - а аппаратик небольшой - там полный вес включая ксенон всего около тонны. При dV 10 км/c

Date: 2012-11-30 12:04 pm (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
И кстати - они же это позиционируют как "замену атомной батарейке для трансюпитерианских миссий" - а на пионерах и вояджерах чуть не три четверти элементов вообще работают не на электричество, а на обогрев аппарата.

Date: 2012-11-30 02:09 pm (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Стирлинг вообще-то довольно надежный и кондовый как раз девайс - в 19 веке в качестве "сельского двигла" и был потому довольно популярен.

Date: 2012-11-30 04:37 pm (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Понятно, что сложнее - но не невозможно - да в конце концов - не думаю, что паровая крутилка там сколько-нибудь заметное по весу место занимает - поставить 2 или 3 и все - вон на том же Dawn стоит 3 NSTAR вместо одного afaik исключительно для надежности - бо ресурс на 10+ лет ему не положен по штату, а +20 кг мало чего значит. Пока вроде ни один не отказал

Date: 2012-11-30 05:10 pm (UTC)
From: [identity profile] kouzdra [lj.rossia.org]
Не очень - покрутить в форсированном режиме, в обычном, посмтотреть износ, сделать оценки и ставить c резервированием. Собственно ионники же тоже не вечные - потому их и прорезервировали - что гарантии на 10 лет дать нельзя.

Разумеется - "все равно может сломаться" - ну так все может сломаться.

Date: 2012-11-30 04:48 pm (UTC)
From: [identity profile] http://openid.yandex.ru/inkelyad/
Для преобразования тепла в электричества можно, наверное, сделать Стирлинг, где единственным подвижным элементом будет, скажем, житкая ртуть между полюсами магнита.

Но такую конструкцию еще придумать надо.

Date: 2012-11-30 12:15 pm (UTC)
apximhd: (Default)
From: [personal profile] apximhd
Вот, кстати, ещё один вариант, который наиболее близок к продвигаемой мной парадигме: http://go2starss.narod.ru/pub/E005_RFLR.html

Profile

vitus_wagner: My photo 2005 (Default)
vitus_wagner

June 2025

S M T W T F S
1 23 4 56 7
89 1011121314
15161718192021
22232425262728
2930     

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Jun. 10th, 2025 10:15 pm
Powered by Dreamwidth Studios