?

Log in

No account? Create an account

Научно-популярно о космосе и астрономии

Предыдущий пост Поделиться Следующий пост
На орбите ЖЖ: Мирный космический атом
lozga
Свежая новость о начале испытаний космического атомного реактора Kilopower напомнила мне о мини-серии материалов про космические ядерные технологии, написанной еще в 2014 году. На тот момент Kilopower еще не имел своего названия и существовал только как видео концепции проекта.



Атомный взрыволет - эпический и феерический агрегат, который, однако, вполне можно построить, были бы деньги. Один из самых реальных кандидатов на роль межзвездного зонда.
Ядерные ракетные двигатели - от реальных конструкций к фантастическим.
Энергетические реакторы - в прошлом летали в космос, надеюсь, скоро полетят снова. Описание Kilopower тут.
РИТЭГи - очень простые, но не особо эффективные.
Ну и два ролика о ядерных ракетных двигателях.


Если вам понравился материал, вы можете проголосовать за меня (Филипп Терехов) в номинации "Лучший лонгрид LiveJournal" Neforum Awards 2017.

Я в социальных сетях:
Вконтакте, Facebook, Twitter, Instagram, YouTube

attentioneer.jpg

Записи из этого журнала по тегу «на орбите ЖЖ»

  • На орбите ЖЖ: байки

    Сегодня последний день голосования. Хочется завершить на позитивной ноте. Поэтому вспоминаем разнообразные байки. Необычные предметы,…

  • На орбите ЖЖ: Orbiter

    Вспоминая серии материалов ни в коем случае нельзя не упомянуть про Orbiter. Уникальный, очень реалистичный и при этом бесплатный космический…

  • На орбите ЖЖ: Как сделать космос доступнее?

    Заканчивается время голосования на премию NeForum Awards, и вместе с ним постепенно подходит к концу наш вечер воспоминаний. Одной из последних…

  • На орбите ЖЖ: Катастрофы и происшествия

    Освещение в СМИ и интернете вчерашнего аварийного пуска с "Восточного" выглядело так же безобразно, как и в истории с "Прогрессом" год назад -…

  • На орбите ЖЖ: Астрономия

    Продолжаем вспоминать написанные ранее лонгриды. Одна из основных тем журнала - астрономия, и в заголовок она вынесена по праву. Тут можно найти…

  • На орбите ЖЖ: Незаметные сложности

    Как и обещал, первая подборка. Раз уж вспоминать, то сначала. А именно регулярно писать о космосе я начал с материалов, которые выросли в серию…


promo lozga november 4, 2014 17:00
Buy for 20 tokens
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…

  • 1
Описание Kilopower тут.
Ссылочки не хватат :)

Ссылка в предыдущем предложении.

Здравствуйте! Ваша запись попала в топ-25 популярных записей LiveJournal России! Подробнее о рейтинге читайте в Справке.

Машина может быть и так себе, но самим появлением поможет продавить реакторы в космос.

Почитал про мирный космический реактор, и подумалось про использование на покрытии радиатора термолюминисцентных покрытий для усиления эффекта излучения тепла (что повышает кпд установки при той же площади радиатора), а также про использование гомогенных жидкофазных реакторов с транспортом тепла к преобразователям циркуляцией самой активной зоны, при этом радиоактивное излучение, по выходе из критического объема производимое практически только за счет короткоживущих бета-излучающих изотопов, и соответственно крайне малополезное в активной зоне, будет как инициировать термолюминофор, так и переносить на него заряд, который можно собирать и использовать как некоторый довесок к энергогенерации.

Ну это так - чисто воображение. Тем более, что жидкостные гомогенники пока продвигает только Росатом и только для производства востребованных в медицине изотопов...

Где-то так, вот...

>Тем более, что жидкостные гомогенники пока продвигает только Росатом

Росатом продвигает только растворный реактор "Аргус", зато 100500 других организаций продвигают жидкосолевые реакторы. Растворные реакторы не могут быть хоть сколько-то мощными, они из-за больших температурных коэффициентов реактивности могут работать только пока ничего активно не перемешивается, не греется и не кипит.

По поводу солнечных панелей хорошие данные тут:

https://www.lpi.usra.edu/opag/nov_2007_meeting/presentations/solar_power.pdf

Уточнения 2:

- не только материал, но и технология батарей имеет значение ("многопереходные" панели лучше, у летавших у меня получилось до 260 Вт/м2 @ 1 AU)
- эффекты LILT (есть данные по деградации мощности в зависимости от расстояния, с учётом падающей равновесной темп-ры)

По поводу реакторов имхо тема отличия реактора от не-реактора не раскрыта. Я так понимаю, что плутоний делится спонтанно и нейтронами, и управлять количеством нейтронов можно как в ритегах (меняя "концентрацию"), так и в реакторах (механически перемещая стержни-отражатели-что у них там)

И проблема ритегов (имхо) в том, что они должны работать в широком диапазоне температур "рабочей зоны": при запуске она слишком горячая (т.е. делают максимально возможно горячей), а при подлете к условному Урану - слишком холодная. И от этого перепада разрушаются материалы, т.е. реактор позволяет выдерживать "нежный" температурный режим и его можно "раскалять" только когда работают инструменты. Время включения там часы-дни, т.е. "лететь до Урана" можно с холодным реактором, когда никто не страдает от перегрева и кроме того материал делится медленно. А при подлете материал можно "быстро поделить", таким образом сократив общую массу материала из-за более оптимального расхода.

Короче, хотелось бы видеть комментарии по поводу вышеописанного. И интересно, как 100-летние миссии типа вояджеров выиграли бы от реактора. Т.е. можно ли в таких миссиях включать его "раз в год" и/или использовать материалы с другим периодом полураспада. Из интересных таких миссий - пожалуй https://www.researchgate.net/publication/283613692_Focal_space_mission_to_550_AU_and_beyond_2010_status_review и его более ранний вариант https://en.wikipedia.org/wiki/TAU_(spacecraft)

Для космоса важнее не Вт/м2, а Вт/кг - места много, основная проблема довезти.

Отличие реактора от не-реактора простое - есть цепная реакция или нет. При делении не тех изотопов нейтронов слишком мало, даже если бы все в дело пошли.

> важнее не Вт/м2, а Вт/кг

Так не в этом дело. А в том, что использовать данные с сайта Сатурна некорректно, т.к. не указана технология.

В том же Пдф написано, что многопереходные панели дают нам "Thinned substrate or no-substrate technology to drastically reduce cell/array mass", т.е. не только рост КПД (как выше) но и снижение кг/м2.

Данные по кг/м2 в пдф тоже есть на слайде "Other missions", причём для всех вариантов: текущие (на 2007 год) и перспективные батареи, у земли - у объекта исследования, в начале - в конце миссии.

> При делении не тех изотопов нейтронов слишком мало, даже если бы все в дело пошли.

Cпасибо. Я тут почитал, оказывается много всяких тонкостей.

НАСА использует Плутоний-238, который почти не делится. То есть, почти единственный канал распада - это альфа-распад. Это имеет дополнительные преимущества, поскольку от альфа-радиоактивности легко защититься.

А в реакторе используется деление при попадании нейтрона, при этом выделяется больше энергии в пересчете на 1 атом, но возникает много гамма-излучения и нейтронов, защита оборудования от которых требует более толстых экранов.

Интересно, что нейтроны необязательно "свои собственные" - были предложения
http://www.jbis.org.uk/paper.php?p=2011.64.314 использовать образование нейтронов при облучении бериллия вылетающими из плутония-238 альфа-частицами

А дефицит плутония-238 потому, что он больше никому не нужен, и получается не центрифугированием, а облучением нептуния.


Edited at 2017-12-18 20:25 (UTC)

С солнечными панелями тоже много тонкостей :)
Сам фотослой толщиной в микроны, но для прочности его наносят на основу толщиной в миллиметры. Понятно что если несколько слоёв на одну основу нанести будет выигрыш.
Но в космосе невесомость и основу можно иметь тоже очень тонкую. Главное научиться её разворачивать.

Это ж и есть "Thinned substrate or no-substrate technology to drastically reduce cell/array mass" из моего коммента

Hу и в многопереходных не просто несколько слоев, а слои из разных полупроводников, работающие в разных частях спектра, при этом верхние слои оказываются прозрачными в тех областях, в которых работают более нижние.

  • 1