Lem Andrew. О Взрыволете на Солях Урана

О Взрыволете на солях Урана

1. "Орион".

"Отцом" взрыволетов считается польский математик Станислав Улам (1909--1984). Его чаще всего вспоминают как одного из теоретиков водородной бомбы, однако Улам считал своим величайшим изобретением именно "взрывной" космический двигатель. Ученый описал это устройство в 1947 году, вдохновившись, по его собственным словам, романом Жюля Верна "С Земли на Луну".

В 1958 году группа инженеров и физиков из корпорации General Atomics приступили к работе над проектом Министерства обороны США с кодовым названием "Орион". Среди его участников были такие знаменитости, как Теодор Тейлор -- один из создателей американской атомной бомбы, и Фримен Дайсон -- ученый, некоторые идеи которого хорошо известны писателям-фантастам

Было принято решение производить маломощные атомные взрывы на расстоянии в 200 футов (60 метров) от корабля и "улавливать" их энергию при помощи бронированной плиты -- отражателя. Каждую последующую бомбу предполагалось выбрасывать в момент детонации предыдущей.

Серия ударных импульсов вызвала бы ускорение, губительное для экипажа. Этот нюанс никак не влиял на беспилотный вариант "Ориона" (проект изначально разрабатывался для военного применения -- как новое средство доставки сверхмощного ядерного оружия), однако ставил крест на пилотируемых полетах. [1]

2. Взрыволет Сахарова.

Разрабатывался свой вариант взрыволета и в Советском Союзе. Его автором стал "отец" термоядерной бомбы -- академик Андрей Сахаров. О своем проекте космического корабля на взрыволетном принципе он впервые сообщил в июле 1961 года на совещании ведущих советских атомщиков в Кремле.

Конструктивно взрыволет Сахарова должен был состоять из отсека управления, отсека экипажа, отсека для размещения ядерных зарядов, основной двигательной установки и жидкостных ракетных двигателей. В нижней части корабля крепился экран диаметром 15--25 метров, в фокусе которого "гремели" бы ядерные взрывы.

Старт с Земли предполагалось осуществлять при помощи жидкостных ракетных двигателей, размещенных на нижних опорах. На высоте нескольких километров включался бы основной двигатель. В качестве стартовой площадки для взрыволета конструкторы выбрали один из районов на севере Советского Союза -- было решено, что для старта нового космического корабля придется построить специальный космодром.

Проработка конструкции взрыволета Сахарова ведется до сих пор. В частности, российские физики-энтузиасты придумали уникальную комбинированную (электромагнитную и гидравлическую) систему амортизации губительного импульса. [1]

Но размер мини-бомб обычно замалчивается. Построить сверхкомпактное, а главное -- сверхнадежное ядерное устройство с соответствующей мощностью невозможно даже при современных технологиях. Сегодня в арсеналах сверхдержав имеются небольшие ядерные мины и ядерные снаряды, но они либо слишком массивны, чтобы создать достаточный запас "топлива" для взрыволета, либо требуют очень бережного обращения.

Хотя оптимисты, считают, что выход, есть. В середине 1990-х годов было предложено осуществлять ядерный распад при помощи антиматерии. Незначительное количество антипротонов станет отличным катализатором цепной реакции даже в малом объеме радиоактивного вещества.

К примеру, критическая масса чистого плутония-239 равна 10 килограммам (при наличии отражателя нейтронов). При полном распаде металла 1 килограмм его веса даст 20 килотонн взрывной мощности. А с помощью антиматерии можно будет взорвать кусочек этого металла весом менее 1 грамма. Производство антипротонов сейчас очень ограничено и требует значительных энергетических затрат. Однако новые методы получения антиматерии -- это лишь вопрос времени [1].

Думаю, любому здравомыслящему человеку понятно, что это вещество пойдет в первую очередь на модернизацию ядерного арсенала стран, владеющих ядерным оружием.

3.Ядерная ракета Роберт Зубрин (англ. Robert Zubrin)

Казалось бы, тупик? Если бы не проект марсианской ракеты, которую предложил американским инженером Роберт Зубрин. А вернее Ядерный ракетный двигатель на гомогенном растворе солей ядерного топлива (англ. nuclear salt water rocket) -- тип конструкции ЯРД, предложенный в 1991 году американским инженером Робертом Зубриным (Robert Zubrin).

Суть идеи предельно проста. В большинстве схем с ЯРД ядерное топливо обеспечивает нагрев рабочего тела, пропускаемого через реактор той или иной конструкции: смешивание их считается нежелательным. В предложенной Р. Зубриным концепции ядерное топливо, по сути, одновременно играет и роль рабочего тела, выбрасываемого из сопла двигателя.

Таким топливом служит водный раствор тетрабромида урана, обогащенного до 20 % по изотопу U-235. Концентрация этой соли в водном растворе может достигать 30 %. Для такого раствора (в случае одной ёмкости хранения) критическая масса составит несколько десятков килограммов и для предотвращения начала цепной реакции в ёмкостях -- последние должны быть выполнены из материалов, поглощающих нейтроны и соответствующей геометрии -- например, в виде тонких труб из карбида бора, графита. [3]

Устройство собственно двигателя выглядит следующим образом. Топливо из ёмкостей хранения подаётся в реакционную камеру в таком количестве и с такой скоростью, чтобы цепная реакция (начавшись в камере), достигала своего максимума вблизи окончания корпуса двигателя (соответственно, корабля). В сущности, непосредственно за соплом двигателя создаётся область постоянного "ядерного горения" или "медленного ядерного взрыва". Высокая температура в зоне реакции испаряет воду рабочего тела и создаёт тягу выхлопом высокотемпературного газа. [3]

Ну и дружно скажем товарищи Зубрину "Спасибо не надо".

Но кое-что можно позаимствовать.

4. Жидкосолевой реактор

За основу своего изобретения Зубрин взял хорошо известное направление Жидкосолевой реактор. Жидкосолевой реактор, или реактор на расплавах солей - это установка, в которой активную зону формирует гомогенная расплавленная смесь из фторидов солей и фторида делящегося материала (урана, плутония или тория). Топливная композиция одновременно служит теплоносителем первого контура. ЖСР гипотетически имеет ряд преимуществ перед современными твёрдотопливными реакторами. Во-первых, он обладает свойством 'естественной безопасности': температурный и пустотный коэффициенты в нем отрицательны, что исключает тяжёлые аварии типа чернобыльской. Температура в активной зоне очень высокая - порядка 700 градусов по Цельсию, но давление в контуре отсутствует, что повышает безопасность реактора. Во-вторых, для реактора на расплаве солей не надо изготавливать тепловыделяющие элементы и топливные сборки, и перерабатывать их тоже не придётся. В третьих, в ЖСР отлично 'горит' одна из главных проблем атомной энергетики - минорные актиниды. Это долгоживущие радиоактивные вещества, возникающие при облучении ядерного топлива. Но где преимущества, там и недостатки. 'Использование расплавленного топлива означает, что установка лишена привычных барьеров безопасности: нет твердой матрицы, оболочки, контура циркуляции. Это требует особо пристального внимания и, возможно, новых подходов к обоснованию безопасности ЖСР. Но ничто не мешает превратить жидкосолевой реактор именно в ядерную бомбу.

5. Ядерная бомба по Зубрину

То есть если окружить сферу или реактор водой она нагреется не больше чем на 700 градусов по Цельсию, по некоторым источникам 1300 градусов по Цельсию. А такая температура воплне легко будет переносится отражающей плитой взрыволета. Таким образом 'реактор на солях Урана' окружённый водяной рубашкой выбрасывается за пределы взрыволета в нем инициируется цепная реакция и происходит нагрев воды потом взрыв. И врыволет летит. Можно изобразить схему такого реактора-бомбы. Наиболее подходящими материалами при работе с растворами горючего и с пульпами в активной зоне и зоне воспроизводства оказались нержавеющие стали (предпочтительнее типа 347) и сплавы титана и циркония. В применении нержавеющих сталей имеются, однако, серьёзные ограничения, поскольку они менее коррозионностойки по сравнению с титаном и цирконием. Тем не менее в реакторных системах на водном горючем чаще всего применяются нержавеющие стали типа 347. Они дешевле титана и циркония, а технологии их получения и приготовления изделий из них освоена лучше. Из указанных материалов наиболее коррозионно-стойким в растворах уранилсульфата в условиях реактора и, следовательно, чаще всего используемым для экспериментального оборудования является титан. Цирконий- единственный конструкционный материал, имеющий проницаемость по отношению к нейтронам, достаточную для изготовления из него бака активной зоны.

То есть используем как основу для бака 'нержавеющую сталь но разделяем перегородками из УРАНА -238 или БЕРИЛЛИЯ. Уран или Бериллий плохо проводит нейтроны тем самым перегородки будут препятствовать возникновению цепной реакции после того как бак будет заполнен например таким вещемтвом как "Уранил сернокислый".

И между перегородок из Урана-238 или Бериллия помещаем взрывчатку для разрушения перегородок и как следствие инициации цепной реакции и получаем такой себе взрыволет на жидких солях Урана.

Взрыволет на грязной бомбе.

Итак, бак, предложенный господином Зубриным по сути является мини ядерной бомбой. Этих баков можно набрать на борт достаточно много. И просто далее выбрасывать их за пределы звездолёта. Вместе с водой, которую надо испарить "в одном флаконе".

Так что бы они взрывались за кормой звездолёта, а ударная сила приходилась на пресловутую плиту, испытанную еще во времена проекта "Орион" и снабжённую советским гасителем губительного импульса [1]

Всего то надо заложить в перегородки из Урана-238 или Бериллия в бак взрывчатку, что бы она могла разрушать при микровзрывах перегородки и после этого жидкие соли урана будут контактировать и возникнет ядерный врыв.

Далее все просто "плита" берет на себя часть импульса и радиации. Для большей защиты экипажа капсулу можно помешать и в водяной бак. Вода отлично защищает от ионизирующего излучения. Ее же можно использовать для дополнительного охлаждения "Экрана". Что еще можно выжать из этой конструкции? Например, искусственную гравитацию. Если сделать "экран" в форме "Ротор Онипко" [4]

То взрыв бака с солями Урана будет закручивать корабль вокруг оси создавая на борту искусственную гравитацию. Но тут есть одно ограничение, чтобы человеку было комфортно в таком аппарате диаметр корабля должен быть не менее 1 км или 1000 метров.

Литература.

-- Верхом на бомбе. Атомные взрыволеты. Антон Первушин Михаила Попов.

http://www.mirf.ru/Articles/art1409.htm

2. Ядерные взрыволеты

http://www.a-ps.net/ru/idei/jadernye-wzrywolety

3. Ядерный ракетный двигатель на гомогенном растворе солей ядерного топлива

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%80%D0%B0%D0%BA%D0%B5%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C_%D0%BD%D0%B0_%D0%B3%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%BC_%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%B5%D0%B9_%D1%8F%D0%B4%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B0

4. Ротор Онипко https://www.youtube.com/watch?v=ywwM3jwZWwI

Комментарии: 19, последний от 04/12/2022. © Copyright Lem Andrew (biomarket@ukr.net) Размещен: 28/03/2009, изменен: 01/12/2022. 17k. Статистика. Статья: Изобретательство Летательные машины Иллюстрации/приложения: 8 шт. Скачать FB2		Оценка: *6.003** Ваша оценка:

Lem Andrew : другие произведения.

О Взрыволете на Солях Урана