Напечатать документ Послать нам письмо Сохранить документ Форумы сайта Вернуться к предыдущей
АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА На главную страницу
Дискуссии - Технологии

А.В. Косарев
Облегчённые ядерные реакторы для космоса

Oб авторе


АННОТАЦИЯ

Самой значительной преградой на пути ядерной энергетики в космос служит большой вес. Это связано с требованиями термодинамики по достижению высоких начальных параметров (давление, температура) тепловых циклов в целях повышения КПД. Высокие параметры требуют для надёжной работы реактора прочный стальной корпус. Предложенные в работе типы реакторов и схем преобразования энергии ядерного деления в энергию электрического поля позволяют обойтись без прочного стального корпуса реактора, без сложных схем тепло отвода, без турбинного этапа преобразования, что в совокупности обеспечит снижение удельного веса на единицу мощности в десятки раз.

Эти энергоустановки позволят создать ионные двигатели для космоса мощностью в десятки и сотни мегаватт.

Ключевые слова: ядерный реактор, космос, ядерная батарея, термодинамика, рассеяние импульса, прямое преобразование, электрическое поле, термопара.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

В настоящее время двигатели космической техники используют химическую энергию. Они достигли своего технологического предела и не могут обеспечить нового качественного уровня развития. Технологии химических источников энергии для получения реактивной тяги себя полностью исчерпали. Следующий шаг космонавтика может сделать с помощью ионных двигателей. Для энергообеспечения ионных двигателей, на сегодняшний день ядерная энергетика по теоретической и технологической проработке не имеет конкурентов. Стало очевидным, что у ядерной энергетики нет альтернативы при дальнейшем освоении космоса. Самой значительной преградой на пути ядерной энергетики в космос служит большой вес. Встал вопрос о необходимости разработки ядерных технологий, дающих большие удельные мощности на единицу веса. Наиболее тяжёлой конструктивной деталью реактора является прочный стальной корпус. Это связано с требованиями термодинамики по достижению высоких начальных параметров (давление, температура) тепловых циклов в целях повышения КПД. Для решения этой задачи предлагаются два новых типа ядерных реакторов.

1. Ядерный реактор по прямому преобразованию кинетической энергии электрически заряженных осколков деления в энергию электрического поля.

На Рис. 1 изображены наиболее известные (кроме ЯЭГЭЛ) и изученные к настоящему времени способы преобразования кинетической энергии ядерных осколков, возникающих при ядерных реакциях. Основной для практики способ включает предварительное превращение энергии выделяющейся при делении ядер в тепло. Затем это тепло, отводимое из ядерного реактора, аккумулируется в виде потенциальной энергии давления рабочего тела теплового цикла. Далее потенциальная энергия давления преобразуется в проточных частях турбин в механическую энергию. Последняя, вращая электрогенератор, преобразуется в электроэнергию. Этот способ не только имеет термодинамические ограничения, снижающие его эффективность до 30%, но таит в себе, из-за высоких начальных параметров (давление, температура), большую опасность радиоактивного заражения, уже не раз проявившуюся на практике.

Два других способа (термоэлектрические и термоэмиссионные преобразователи) нашли применение в космических аппаратах, но они имеют малую мощность и низкий КПД в единицы процентов. Магнитогидродинамические (МГД) преобразователи даже не вышли в практику.

Помимо основного способа, связанного с предварительным преобразованием энергии ядерного деления в тепло, существует и принципиально другая известная возможность, которая с точки зрения векторной энергетики [3] является более предпочтительной.

В результате реакции ядерного деления кинетическая энергия выделяется в форме движения заряженных осколков. Если движение этих осколков упорядочить, то будем иметь электрический ток положительно заряженных осколков.


Полный текст доступен в формате PDF (847Кб)


А.В. Косарев, Облегчённые ядерные реакторы для космоса // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.24691, 07.08.2018

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru