Двигатель для межзвёздных перелётов

[SY]

То есть вольфрам (да и другие вещества с большим Z) ТЕОРЕТИЧЕСКИ полностью ионизируются "до ядер" (и становятся тогда абсолютно прозрачными для любого излучения) лишь при термоядерных температурах. Хотя к тому времени  вопрос  их "прозрачности" уже переходит в другую плоскость. 

Миллиард Кельвинов - это всего-то 86 кэВ. Причем количество квантов рентгена с такой энергией очень ограничено, как из-за остывания, так и из-за того, что в плите количество частиц(ядер и электронов) намного порядков больше, чем частиц-носителей такой энергии в заряде. На большую плиту их точно не хватит, чтоб существенно продвинуться в степени ионизации вещества.

[SY]

Применительно к молибдену миллиард Кельвинов - это 20-21 электрон. И все.
У ядер с большим Z внешние электроны держатся слабее, но не на порядки. А с учетом ограниченного числа квантов жесткого рентгена(ну никак их не хватит чтоб разогреть до того же миллиарда Кельвинов 100 тонн вещества) вполне можно ограничиться первым десятком, полутора электронов.
Для уменьшения массы плиты ее можно делать ступенями разделенными пустым пространством. Первую ступень, где степень ионизации будет максимальная, можно и в самом деле сделать из вольфрама. Так же ближе к краю, плиты можно делать тоньше - там нагрузка меньше.

[SY]

Теплопередача в данном устройстве осуществляется с помощью рентгена, поэтому можно ограничится длиной пробега такого кванта в веществе плиты. Т.е. суммарная толщина всех плит должна быть порядка 150 г/см² в направлении "главного удара", все остальное сможет без проблем поглотить защитная плита.
Из одного химэлемента также не стоит делать всю плиту. По причине резонансного поглощения - излучения. Может получиться что-то типа лазера с ядерной накачкой для квантов с определенной энергией. И эти кванты пройдут сквозь всю плиту, как обычный свет сквозь стекло

[Андрей Курилов]

Забудьте про полную ионизацию. Вы уже высчитали, что для полной ионизации нужны температура излучения  гораздо большие чем на пике термоядерного горения.

И куда же тогда деваются ваши 85 % энергии? Если вольфрамовая пробка не ионизируется полностью - ?
У нас есть 1 Мт т/э энергии. Это 4,184*10¹⁵ Дж. Большая часть переходит в излучение и направляется на вольфрамовую пробку, так? Пока вольфрам полностью не будет ионизирован, он будет продолжать поглощать это излучение. Этого должно хватить для полной ионизации 18 тонн вольфрама. Но пробка явно имеет меньшую массу 100-1000 кг. Не знаю точно. И куда уходит энергия?

[Mercury127]

Плюс еще стоит учесть, что в столь быстрых процессах у нас будет два газа - горячий электронный и медленно нагревающийся от него ядерный.

[SY]

И куда же тогда деваются ваши 85 % энергии? Если вольфрамовая пробка не ионизируется полностью - ?

Т.к. дело происходит в безвоздушной среде, то часть энергии унесут частицы с энергиями измеряемыми в МэВ. Одна частица в 10 МэВ унесет энергии как сотня частиц с температурой 10⁹К

[alex_semenov]

То есть вольфрам (да и другие вещества с большим Z) ТЕОРЕТИЧЕСКИ полностью ионизируются "до ядер" (и становятся тогда абсолютно прозрачными для любого излучения) лишь при термоядерных температурах. Хотя к тому времени  вопрос  их "прозрачности" уже переходит в другую плоскость. 

Миллиард Кельвинов - это всего-то 86 кэВ. Причем количество квантов рентгена с такой энергией очень ограничено, как из-за остывания, так и из-за того, что в плите количество частиц(ядер и электронов) намного порядков больше, чем частиц-носителей такой энергии в заряде. На большую плиту их точно не хватит, чтоб существенно продвинуться в степени ионизации вещества.

Да, я понял свою ошибку. Я просто "запомнил" вчера вечером для вольфрама на порядок меньшее значение ионизации последнего электрона и сегодня исходил из этого. Если бы окончательная ионизация была 50 кэв, то мы вписывались бы, но ~500... То есть даже при термоядерном зажигании чернотельное излучение тупо не может ионизировать все электроны у материала с большим Z и значит такой материал остается относительно непрозрачным, а значит неплохим теплоизолятором в смысле лучевого переноса?
Не совсем понял вот что:

Причем количество квантов рентгена с такой энергией очень ограничено, как из-за остывания, так и из-за того, что в плите количество частиц(ядер и электронов) намного порядков больше, чем частиц-носителей такой энергии в заряде.

Гм... вы хотите сказать что, скажем, в тонне вольфрама электронов много больше чем в "мегатонне света" фотонов с пиковой (по планковскому спектру черного тела) частотой?
Или вы имели в виду то, что "не хватает" квантов именно на краю спектра АЧТ с нужными  энергией "аш-ню" в ~ 500 кэв для полной ионизации всех атомов в тонне вольфрама? Тогда да.
Если вот посмотреть на тенденцию:



Чем горячей черное тело, тем выраженней пик и тем режче он обрывается к нулю. В области мягкого рентгена пик спектра должен быть очень круто оборванным. А значит при температуре в миллиард градусов, количество фотонов "с пиком" в 100 миллиардов будет совсем мизерным (как я понимаю). Таких точно будет не хватать "на всю плиту".

[alex_semenov]

И куда же тогда деваются ваши 85 % энергии? Если вольфрамовая пробка не ионизируется полностью - ?

Для МЕЖПЛАНЕТНОГО Ориона, где скорость пробки всего лишь 50-500 км/с? Вам не нужно иметь калорийность 1 кт/кг. Вам достаточно и 0.01-0.001 кт/кг.
На приведенной мною схеме модуля совсем не предельной мощности бомба.
Там 1-5 кт заряд, а масса "пробки"  в пределах тонны-двух. Материал аблирует не при полной ионизации (до дна), достаточно частичной ионизации, чтобы материал становился прозрачным для излучения в 1-2 кэв (такова типичная температура излучения в световом канале между первичной и вторичной ступенью термоядерной бомбы).

[Проходящий Кот]

Конус-цилиндрический взрыволет.
 
 
В проблеме взрывного звездолета , как кстати и планетолета узким местом остается процесс передачи импульса от взрыва кораблю.
Плита может легко расплавиться при ошибке в подаче масла на нижнюю поверхность.
Электромагнитный соленоид требует сверхпроводимости.
 
Итак, что предлагаю я?
Я предлагаю, чтобы бомба была несимметричная.
Нижняя её часть по отношению к кораблю имеет достаточную массу, чтобы поглотить всю рентгеновскую энергию вспышки и уйти с соответствующей скоростью.
Верхняя часть открыта и всей силой рентген обрушивается на нижнюю часть корабля.
Но там не плита, а вход в объем, наполненный газом или вообще натрием.
Этот объем сживается , передовая импульс и энергию следующим слоям.
 
Собственно, импульс взрыва уже в корабле и теперь его надо принять, обеспечив устойчивость разгонного объема как механически, так и энергетически.
 
Если энергетически этот вопрос просто решается общей массой вещества в разгонном объеме, то механическая устойчивость требует определенной формы этого объема.
 
Мне он видится как ступенчатый конус-цилиндр.
Через определенное  расстояние расширяющийся газ попадает в круговые полости, куда также вливается газ , охлаждающий газ до приемлемой температуры в 2000С. Этот газ со своим импульсом срабатывает на турбинах, давая электроэнергию, после чего используется в следующих круговых полостях.
 
Число подобных круговых полостей определяется тем, когда импульс уже не представляет опасности для корабля, с учетом разбавления газа до 2000С ---- и он срабатывается в турбинах.
 
Выше этого объема находится обитаемая кабина корабля, хотя возможно часть помещений корабля будет и вдоль всего его цилиндра.
 
Газ сепарируется от остатков вещества взрыва, которые используются при снаряжении очередных бомб, а газ протекая по внешней поверхности разгонного объема, охлаждается до начальной температуры.
 
Вот в принципе качественный концепт такого корабля.

[sharp]

Нижняя её часть по отношению к кораблю имеет достаточную массу, чтобы поглотить всю рентгеновскую энергию вспышки и уйти с соответствующей скоростью.

Так почему бы не направить эту часть наоборот на корабль, на плиту? Если она уже поглотила рентген, и он перешел в кинетическую энергию оболочки бомбы - нужно чтобы эта кинетическая энергия теперь долбанула по плите.

[SY]

вы хотите сказать что, скажем, в тонне вольфрама электронов много больше чем в "мегатонне света" фотонов с пиковой (по планковскому спектру черного тела) частотой?
Или вы имели в виду то, что "не хватает" квантов именно на краю спектра АЧТ с нужными  энергией "аш-ню" в ~ 500 кэв для полной ионизации всех атомов в тонне вольфрама? Тогда да.

Я хотел указать два момента.
   1) Самые первые кванты будут самыми горячими, но их энергия будет тратится на все внешние электроны вольфрама без разбора, только бы хватило энергии. Следующая часть фотонов будет чуть холоднее, а вещество уже без верхних слабо удерживаемых электронов. и так до тех пор пока энергии будет хватать на срыв электронов для все более остывающего излучения.
   2) Масса вольфрама будет больше чем масса термоядерного горючего, к тому же очень много энергии будет потрачено на оболочку заряда, фактически оболочка - это первый рубеж,  который столкнется с самыми горячими частицами, с этими самыми 1Е+9 Кельвинами. Если условно есть 10 частиц с энергией 86 кэВ и они должны согреть 100 частиц 300К, то в теории процесс закончится на энергии 7.8 кэВ. Т.е. о нагреве 100 частиц до 86 кэВ речь даже не идет. А на практике ионизация остановится еще раньше, чем температура выравняется.

[Mercury127]

а что насчет многослойной оболочки бомбы из разных материалов?

[alex_semenov]

Я нашел кто эти гады, которые меня с пантелыку сбили!
Я же мыслю ОБРАЗАМИ!
Образ я запомнил, вот поэтому в цифре на порядок ошибся. Тянул к образу...
Вот почему у меня температура полной ионизации тяжелых металлов оказалась такой низкой:



Эти два гада (конечно шутка!) Хантше и Вичорек тут утверждают что полная ионизация для материалов с высоким Z заканчивается между 10⁷ и 10⁸ К. Врут же как очевидцы!

а что насчет многослойной оболочки бомбы из разных материалов?

До этого надо еще дожить. Мы в простых схемах не разобрались пока, а вы в высший пилотаж (святая святых бомбоделания) лезите!
 
Именно на игре этими оболочками (как я подозреваю) и формируется такое явление как СВЕРХСЖАТИЕ или адиабатическое сжатие. То есть сжатие лидочки не абы как, а нежно с минимальной потерей энергии на ударных волнах, которые  еще и так сходятся, чтобы в центре сферы сжатия образовалась "горячая точка" (и никаких брутальных свеч зажигания от хромого Тэйлера не надо). 

[Mercury127]

вы в высший пилотаж (святая святых бомбоделания) лезите!

да вроде естественное развитие мысли...
смотрите:
корпус, детали бомбы, и вообще нутро, что попадает под самой первйы всплекс - из самых тяжелых элементов, уран/свинец/вольфрам,
средный слой - элементы группы железа, может еще чего для оптимизации,
внешний слой - алюминий, полиэтилен...

[Mercury127]

военные бомбы все равно имеют другой приоритет - их основная мощь достигается не собственной плазмой, а ударной волной воздуха, нагретого излучением бомбы. воздух съест все, хоть ренген, хоть гамму.

[sharp]

военные бомбы все равно имеют другой приоритет - их основная мощь достигается не собственной плазмой, а ударной волной воздуха, нагретого излучением бомбы. воздух съест все, хоть ренген, хоть гамму.

Значит делаем бомбу с внешней оболочкой,состоящей из бака с газом (сжиженным, или под высоким давлением).

[Mercury127]

это у нас уже было - оболочка из замороженного водорода...
почему то решили, что не взлетит.

[crazy_terraformer]

Ага, из криптона или ксенона , или аргона.

[Mercury127]

да вроде естественное развитие мысли...

тут ведь моя мысль в чем:
самые первые горячие кванты попадают в самое плотное для них вещество,
дальше, по мере остывания, и ядро бомбы, и предыдущая оболочка, [пере]излучают чуть более холоные кванты, для которых остаток первой оболочки был бы недостаточно эффективнм, но тут их ловит средний слой, попутно задерживая сносимый илзучением электронный газ,
та же картина повторяется для внешнего слоя...

[crazy_terraformer]

А что будет, если слои с разным Z будут чередоваться друг с другом и спирально оборачиваться вокруг термоядерного заряда, а ось спирали будет направлена в сторону плиты-толкателя при детонации бомбы? Надо бы закрутить плазму, чтобы её магнитное поле растянуло её в шнур.