ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Применение термоядерных реакций в ракетных силовых установКонструктивные формы, структурный анализ и материалы космических летательных аппаратов (Э. Е., ехлер) из "Космическая техника " Измеренная величина температуры составляет около 5-10 °К это позволяет заключить, что нагрев плазмы осуществляется частично за счет выделения джоулева тепла, частично за счет неадиабатического ударного разогрева и только в незначительной степени за счет адиабатического сжатия. [c.555] Необходим значительный прогресс, если мы хотим достичь стократного повышения температуры, нужного для того, чтобы началась реакция В — О. Вследствие уменьшения проводимости плазмы с ростом температуры омический нагрев при высоких температурах значительно затрудняется поэтому дальнейшего исследования заслуживает только ударный нагрев. [c.555] Нужно подчеркнуть, что эта величина представляется верхним пределом до тех пор, пока не созданы диэлектрики, позволяющие получить большие напряженности электрического поля. Если бы каким-либо образом удалось уменьшить энергию, передаваемую газу, например поместив его в магнитное поле, обусловленное индуктивными токами включения, то допустимая плотность частиц уменьшилась бы. Несмотря на это, плотность 2-10 частиц/см достаточно высока для плазмы, нагретой до температуры свыше ста миллионов градусов при такой плотности выходная мощность реакции синтеза в плазме будет очень высока. [c.556] Если бы заряженные продукты реакции синтеза, которые обладают энергией более 1 Мэе, или скоростью около 10 ж сек, могли быть выброшены наружу через магнитное сопло, то такой реактор можно было бы использовать в качестве ракетного двигателя, удельный импульс которого был бы порядка 10 сек. Оказывается, что существуют причины, которые не позволяют достичь таких больших значений удельного импульса. [c.557] Если даже незначительная часть тормозного излучения или нейтронного излучения просочится в конструкцию летательного аппарата, то температура ее быстро повысится выше допустимого предела. К сожалению, но-видимому, невозможно излучить эту энергию в космическое простран- ство при любых мыслимых размерах поверхностей излучателей. Одним из способов отвода этого тепла является использование охладителя, который выбрасывается за борт корабля, когда его температура достигает максимально допустимой по условиям прочности конструкции. Если принять во внимание этот дополнительный расход массы, то значение эффективного удельного импульса быстро уменьшится до обычных величин. Однако дело можно спасти. Если охладитель смешать с заряженными продуктами реакции и смесь использовать в качестве рабочего тела, то можно получить значения удельного импульса, хотя и значительно меньшие, чем 10 сек, но большие, чем развиваемые химическими ракетными двигателями. [c.557] Вследствие того, что нейтрон легче образующегося ядра гелия в четыре раза, энергия, сообщаемая при реакции нейтронам, в четыре раза больше энергии, сообщаемой заряженным частицам гелия. Это неудобно, так как магнитное поле не влияет на нейтронное излучение и его энергию. [c.557] Большая часть частот этого излучения лежит в ультрафиолетовой области спектра и в области жестких рентгеновских лучей поэтому выбор материала разрядной трубки, который был бы прозрачен для этого излучения, может оказаться трудным. С другой стороны, малые поперечные сечения захвата нейтронов большой энергии позволяют нейтронному излучению проходить через стенки трубки без значительного поглощения. [c.557] Следовательно, можно предположить, что энергия, которая должна быть передана охладителю, составляет 3% от полной энергии, заключенной в рассматриваемом объеме плазмы. В качестве охладителя можно выбрать литий, так как он обладает малым атомным весом, низкой температурой кипения и относительно высокой теплотой парообразования, что облегчает охлаждение. [c.558] Это значение скорости соответствует величине удельного импульса 3400 сек, что в десять раз больше величины удельного импульса химических ракетных двигателей. [c.559] Примерно такой же мощностью обладали большие ракетные химические двигатели в 1958 г. Такое значение вполне приемлемо, так как удельный импульс термоядерного ракетного двигателя в 10 раз больше, а тяга в 10 раз меньше, чем значения этих параметров двигателя межконтинентального баллистического снаряда. [c.559] Эта величина составляет 0,35% от полной требуемой мощности реактора. Для получения такой относительно малой мощности можно использовать вспомогательный источник энергии, однако существует другой метод, позволяющий использовать сам процесс реакции для получения необходимой величины мощности. Уже говорилось, что одной из привлекательных возможностей использования термоядерной реакции в стационарных генераторах мощности является преобразование энергии реакции в электрическую энергию. Такое преобразование возможно в силу того, что полезная энергия реакции связана с заряженными частицами, помещенными в магнитное поле. После того, как магнитный поршень, действующий подобно электрическому двигателю, сожмет плазму, в результате чего повысится ее температура и начнется реакция синтеза, реагирующая и расширяющаяся плазма будет двигаться назад и отдавать полезную мощность обратно в электрическую цепь, действуя подобно генератору. [c.560] Одной из причин того, что термоядерные источники энергии, возможно, найдут применение прежде всего в ракетных силовых установках, является тот факт, что в этом случае только небольшая часть энергии реакции синтеза дожна быть преобразована в электрическую, а остальная часть используется прямо как тепловая энергия. [c.560] Вернуться к основной статье