КВС в космосе

[Проходящий Кот]

Проблема в КПД ускорителей ионов.

Какая уж тут проблема? Мы же не циклотроны с собой потащим, а ионники - пара сеток с напряжением в в пару Мегавольт, через которые проходит поток газа с попутной ионизацией. КПД - почти сто процентов. (Семёнова на вас нет).
При замкнутом КВС, с рециклингом несгоревших частей бомб, получаем суммарный УИ вообще в 3 000 000 секунд. Но и низкую удельную мощность - насколько котёл (10¹⁸ кг) тяжелее того же "феникса".

А я что, против?
Осталось только баланс подвести в энергии и массе.....

[elind]

А я что, против? Осталось только баланс подвести в энергии и массе.....

Для примера возьмём ту же Гравицапу. Масса 10¹⁸ кг, мощность (при одном взрыве в час) 5*10¹⁶ Вт, удельная мощность 0.05 Вт/кг.
Если упереться, и минимизировать массу, используя газонаполненный буфер и корпус из углерод-углероднного композита, получим массу реактора 3*10¹⁵ кг, сократив время между взрывами до 1000 секунд, имеем мощность 1.7*10¹⁷ Вт, и удельную мощность 57 Вт/кг (радиатор всего этого хозяйства "условно не показан").

[elind]

Вообще, чем хорош КВС?
Во-первых, он не требует каких-то неоткрытых технологий, единственная "сложность" его постройки - он тупо огромный (экстенсивная проблема).
Во-вторых, в нём выделяется и используется с высоченным КПД вся энергия термоядерного горючего (а не как во взрыволётах - большая часть во вредный рентген и половина оставшегося мимо отражателя), а кроме дейтерия из замкнутой камеры всё можно рециклить. Это значит, что эффективная скорость истечения для "летучего астероида" с таким реактором составит 30 тыс. км/с, выше только топливо с антивеществом.
В-третьих, "питается" он распрстранённейшим дейтерием (и чутка урана или тория по вкусу), а для постройки не требует каких-то хрендостаниумов и изготавливается из углеродного композита, а то и из простой стали.
Ну не знаю, по мне, так КВС не только как стационарный, но и как реактор больших кораблей вне конкуренции.

[Rattus]

Может, лучше обождать лет пятьсот, нет?

Да хотя бы сотню-другую. Там уже точно понятно будет - что возможно, а что - нет.

[Андрей Курилов]

Это значит, что эффективная скорость истечения для "летучего астероида" с таким реактором составит 30 тыс. км/с, выше только топливо с антивеществом.

Нету у КВС никакой скорости истечения. Ибо для этого электричество ещё надо как-то превратить в то самое истечение вещества. А КПД сего занятия, как правило, далеко не 1, поэтому тут снова проблемы.

[elind]

Это значит, что эффективная скорость истечения для "летучего астероида" с таким реактором составит 30 тыс. км/с, выше только топливо с антивеществом.

Нету у КВС никакой скорости истечения. Ибо для этого электричество ещё надо как-то превратить в то самое истечение вещества. А КПД сего занятия, как правило, далеко не 1, поэтому тут снова проблемы.

"Главный вопрос, это источник энергии, а уж двигатель под него подобрать - совершенно не проблема"  (с)
Ионники с ХС выше 1000 км/с имеют потери на все операции менее процента, даже с гелием в качестве рабочего тела. Электростатический ускоритель материи (тот же ионник, только ускоряет наноразмерную пыль) вообще имеет потери только на перезарядку случайно отклонившихся пылинок. Плазменные холловские движки тоже имеют КПД за 95%.
Как раз превратить электричество в энергию реактивной струи с малыми потерями никаких особых сложностей не представляет.

[AlexAV]

Как раз превратить электричество в энергию реактивной струи с малыми потерями никаких особых сложностей не представляет.

Для этого сначала надо превратить тепло в электричество. А вот здесь масса необходимого оборудование сразу снижает достижимую удельную мощность системы к уровню для межзвёздных перелётов мало приемлемому.

[elind]

Как раз превратить электричество в энергию реактивной струи с малыми потерями никаких особых сложностей не представляет.

Для этого сначала надо превратить тепло в электричество. А вот здесь масса необходимого оборудование сразу снижает достижимую удельную мощность системы к уровню для межзвёздных перелётов мало приемлемому.

Это да, радиатор такой штуки будет иметь реально планетарные размеры, однако тут можно поиграться с переносом тепла с использованием фазового перехода, или пылевым радиатором. Вопрос был в другом - КВС при прочих равных - лучший источник энергии для тяжёлого звездолёта. Подобный семёновской гравицапе - для корабля в 10-100 Тератонн, при уменьшении коэффициента термоядерности заряда - единиц Гигатонн.

[Dem]

Если у нас корабль размером с Луну - пусть и с почти-вакуумом внутри - то с длительностью перелёта можно и не торопится.

[elind]

Это да, радиатор такой штуки будет иметь реально планетарные размеры, однако тут можно поиграться с переносом тепла с использованием фазового перехода, или пылевым радиатором.

"Поигрался" - более-менее обсчитал радиатор для разных конструкций. Для реактора с частотой взрывов один в тысячу секунд (тепловая мощность 2*10¹⁷ Вт.) и КПД 75%, радиус сферы радиатора составляет 2 тыс. км. (400 К), и паро-конденсационный перенос (самотёком) требует массы вещества 10¹⁶ кг., а пылевой 5*10¹⁶ кг, тогда как прокачка дейтерия требует 4*10¹⁵ кг. - уже с учётом конструкции.
С другой стороны, паро-конденсационный перенос с активным прокачиванием пара и "выстреливанием" порций конденсировавшейся воды обратно, требует вообще смешные на этом фоне 5*10¹⁴ кг. (вшестеро меньше веса самого реактора), однако требует и насосов, которые будут качать пар по трубам околокилометрового диаметра, пусковых устройств, которые запустят цистерны с конденсатом обратно со скоростью 200-300  м/с, системы рекуперации, которые эти цистерны затормозят и отправят обратно уже пустыми, ну, и, конечно, энергии для работы всего этого.
Итого, если упираться, удельная мощность такой системы будет около 50 Вт/кг. Если же не гнаться за коэффициентом термоядерности и снизить мощность заряда, масса реактора упадёт пропорционально первой с половиной степени его мощности, и для "лёгких" реакторов возможно получить и гораздо большую удельную мощность.

[crazy_terraformer]

Возможно, это уже где-то было или бредовая идея, но почему бы дейтерий не подрывать в центре большой бочки-сферы, заполненной водородным льдом или жидким водородом. В итоге энергия взрыва уходит разогрев на водорода до состояния плазмы и на разогрев этой плазмы. Взрыв бочки производится в сопле, представляющего собой открытую с одной стороны магнитную ловушку. Энергию на отражение плазмы поступает либо от ядерного или термоядерного реактора. Либо снимается с плазмы ловушкой, которая выступает в роли МГД-генератора.
Конечно, бочка с водородом должна быть огромной, а выгорание термоядерного детонатора как можно более полным.

[Проходящий Кот]

А сопла выдержат этот удар?

[EvilShurik]

Почему Вы рассматриваете в производстве электроэнергии только дурацкий тепловой цикл? Типа взрыв - нагрев буферного вещества - производство электроэнергии консервативным паромеханическим способом?!
У нас ведь есть облако плазмы взрыва - готовое рабочее тело для электромагнитного преобразователя!
Плазма взрыва разлетается, "давит" на магнитные силовые линии заранее созданного внутри КВС магнитного поля, и "расталкивая" их, наводит импульс тока в обмотках вокруг КВС.
Благодаря очень большой разнице в температурах, КПД такого "ядерного двигателя внутреннего сгорания" будет не менее 70%, с хорошей возможностью добиться и рубежа 90%!
Благодаря "электромагнитной амортизации" разлетающейся плазмы не потребуется и слишком тяжёлых стенок. Соответственно удельная мощность установки получается более интересной. И можно "напрямую" использовать энергию термоядерной плазмы, для непосредственного привода звездолёта! КПД будет всяко выше, чем в обыкновенном взрыволёте типа "Орион", за счёт более полного использования энергии и импульса плазмы, при помощи магнитных полей.

[crazy_terraformer]

Почему Вы рассматриваете в производстве электроэнергии только дурацкий тепловой цикл? Типа взрыв - нагрев буферного вещества - производство электроэнергии консервативным паромеханическим способом?!

Надеюсь это не ко мне!
Буферный слой жидкого или ледяного водорода служит для поглощения большей части энергии термоядерного взрыва выделяющейся в виде рентгена и гамма-излучения,а также для распределения и уменьшения ударной волны. Получаем облако расширяющейся водородной плазмы внутри МГД-генератора ( можно добавить фотоэлементы, термоэлементы, паровую турбину для снятия высвечиваемой на стенки тепловой и световой энергии) снимаем с неё часть энергии для отражения от стенок.

[elind]

Почему Вы рассматриваете в производстве электроэнергии только дурацкий тепловой цикл? Типа взрыв - нагрев буферного вещества - производство электроэнергии консервативным паромеханическим способом?!
У нас ведь есть облако плазмы взрыва - готовое рабочее тело для электромагнитного преобразователя!
Плазма взрыва разлетается, "давит" на магнитные силовые линии заранее созданного внутри КВС магнитного поля, и "расталкивая" их, наводит импульс тока в обмотках вокруг КВС.
Благодаря очень большой разнице в температурах, КПД такого "ядерного двигателя внутреннего сгорания" будет не менее 70%, с хорошей возможностью добиться и рубежа 90%!
Благодаря "электромагнитной амортизации" разлетающейся плазмы не потребуется и слишком тяжёлых стенок. Соответственно удельная мощность установки получается более интересной. И можно "напрямую" использовать энергию термоядерной плазмы, для непосредственного привода звездолёта! КПД будет всяко выше, чем в обыкновенном взрыволёте типа "Орион", за счёт более полного использования энергии и импульса плазмы, при помощи магнитных полей.

Как уже упоминал

Буферный слой жидкого или ледяного водорода служит для поглощения большей части энергии термоядерного взрыва выделяющейся в виде рентгена и гамма-излучения,а также для распределения и уменьшения ударной волны. Получаем облако расширяющейся водородной плазмы внутри МГД-генератора.

"Защитная оболочка" нужна, чтобы охладить газ, и снизить потери на излучение. У "голой" бомбы процентов восемьдесят энергии уходит в рентген, и ваш КПД 70-90% превращается в 14-18%. Если же окружить заряд водородом из расчёта 20 тонн на мегатонну, после взрыва его температура составит 8 миллионов градусов и в излучение уйдёт всего 3-5%.
Однако, у "открытой" схемы тот недостаток, что весь материал заряда усвистывает в космос, и рециклить, прежде всего, материал обжимающего лайнера, в них невозможно - из-за чего имеем дикий расход свинца (или ртути-ксенона).

[crazy_terraformer]

Однако, у "открытой" схемы тот недостаток, что весь материал заряда усвистывает в космос, и рециклить, прежде всего, материал обжимающего лайнера, в них невозможно - из-за чего имеем дикий расход свинца (или ртути-ксенона).

Если бы его можно было выловить электрическим или магнитным полем, или их комбинацией.
Например заряд взрывается и превращается сам и часть буферного слоя водорода в плазму, а часть водорода остаётся нейтральным. Электромагнитное поле, индуцируемое в плазмой в магнитной ловушке( сопле, МГД-генераторе), удерживает плазму внутри магнитной ловушки, а нейтральные атомы и молекулы свободно покидают камеру сгорания (сопло), а дальше из этой плазмы надо как-то выловить необходимые химические элементы, сжать и охладить их.

[ВадимZero]

Если же окружить заряд водородом из расчёта 20 тонн на мегатонну, после взрыва его температура составит 8 миллионов градусов и в излучение уйдёт всего 3-5%.

Можете это как то обосновать? По мне так ионизированный водород плохой поглотитель рентгена.

[elind]

Если же окружить заряд водородом из расчёта 20 тонн на мегатонну, после взрыва его температура составит 8 миллионов градусов и в излучение уйдёт всего 3-5%.

Можете это как то обосновать? По мне так ионизированный водород плохой поглотитель рентгена.

Ну, плохой - не значит совсем прозрачный.
В ионизированной водородной плазме единственный канал поглощения - Комптон-эффект,  для которого, при малых энергиях фотона, сечение рассеяния на свободном электроне составляет 2/3 барна, что значит - средняя длина свободного пробега фотона в плазме плотности твёрдого водорода будет около тридцати сантиметров. Другое дело, что в таком акте рассеяния фотон в 2 кэВ теряет, в среднем, 1/500 долю своей энергии, а при изменении частоты эта доля пропорциональна квадрату частоты, следовательно, половину энергии фотон потеряет после 900 столкновений. Из теоремы о случайных блужданиях имеем, что при этом фотон в среднем сместиться на 30 длин свободного пробега т. е., на 9-10 метров. Масса двадцатиметрового водородного снежка составит 320 тонн, и минимальный гарантировано достаточный заряд будет 16 Мт.
Но это будет, так называемая, длина термализации для света с энергией 2 кэВ, равновесного со средой в самом конце взрыва - предельный случай. Из свежевзорвавшейся же бомбы в водород попрут фотоны в 20-30 кэВ, для которых длина термализации составит всего-навсего около метра.

[ВадимZero]

Но это будет, так называемая, длина термализации для света с энергией 2 кэВ, равновесного со средой в самом конце взрыва - предельный случай. Из свежевзорвавшейся же бомбы в водород попрут фотоны в 20-30 кэВ, для которых длина термализации составит всего-навсего около метра.

А обратный комптоновский эффект мешать не будет?

[mbrane]

Но это будет, так называемая, длина термализации для света с энергией 2 кэВ, равновесного со средой в самом конце взрыва - предельный случай. Из свежевзорвавшейся же бомбы в водород попрут фотоны в 20-30 кэВ, для которых длина термализации составит всего-навсего около метра.

А обратный комптоновский эффект мешать не будет?

для существенного действия обратного комптона - нужен избыток релятивистских электронов... а где их взять? ну есть в первые несколбко фемтосекунд избыток гаммаквантов 14 Мэв, но 5- соударения и они становятся с энергией покоя электронов.