Газодинамический термоядерный реактор

Есть предложение к коллегам! Давайте посмотрим, не получится ли условие микротермоядерного синтеза при банальном помоле литий алюмидейтерида или дейтерида лития в вихревой мельнице кольцевого или тороидального типа! Если получится - сделаем коллективный патент участников Насколько я знаю, эта идея еще НИГДЕ и НИКОГДА в печати не высказывалась (только мной - лет семь назад и устно)! Кстати, если кто найдет образец соответствующего материала - у меня есть выход на установку, где можно произвести пробный помол! Вихревая мельница, это гиперзвуковые газодинамические течения с ударными волнами на периодических (по кольцу) преградах. На них то и осуществляется помол. Сама мельница размером с кастрюлю-самоварку, на нее работает 10-50 кВт компрессор. В цилиндрической структуре формируется кольцевой вихрь, в котором разность скоростей в течениях достигает сотен м/с. Помол осуществляется на взаимных соударениях частиц между собой и в ударных волнах на преградах. Насколько я знаю, теоретически обсчитать картину процессов в такой конструкции могут единицы людей в мире, одним из которых был покойный Заславский Б.И... Мелет карбид кремния до 5-10 микронной крупности. Таких "самоварок" в России всего пару-тройку. Эту идею я устно высказывал некоторым представителям ВПК лет семь назад. На меня посмотрели, сделав страшные глаза и сказали, что дейтерид лития - это стратегический материал .Поскольку, как правило, даже сама такая мельница (рабочая модель) - плод трудов и экспериментов умельцев (т.к. отличие в расчетах и эксперименитальных параметрах помола достигает порядков), эффект, о котором я говорю, может быть получен только экспериментально. А эксперимент крайне прост - сыпем, меряем флюенс нейтронов на разных входных давлениях. Получаем кривую с экстремумами, определяем оптимальные параметры конструкции. Поскольку заранее эффект не известен (я, например, его не берусь оценить даже по порядку величины), лучше измерения проводить в автономном режиме - держитесь подальше
- т.к. даже 10⁵ н/см2*c - уже для здоровья не есть хорошо.

Для того что бы хорошо оценить, надо писать распределение спектра скоростей частиц в таких сильно нестационарных параметрах.

Врядли мы это даже коллективно сможем сделать, не говоря уж о том, что бы сварзанить такую кастрюлю. Но что-то слабо вериться что вложив 10-50 КВт в килограммы материала, можно получить достаточный хвост, достаточный для энерговыделения в заметных масштабах.

Единственное что можно приникуть - по имеющимся данным о помоле карбида кремния прикинуть развиваемые давления, а из них в районе порядка - скорости движения частиц.

В принципе на мальцах модельку можно прикинуть такого явления.

CaRRibeaN>Для того что бы хорошо оценить, надо писать распределение спектра скоростей частиц в таких сильно нестационарных параметрах.

Точно! Реакция пойдет на хвосте распределения и в ударных волнах на преградах.

CaRRibeaN>Врядли мы это даже коллективно сможем сделать, не говоря уж о том, что бы сварзанить такую кастрюлю.

Кастрюля есть - дейтерида нет!

CaRRibeaN>Но что-то слабо вериться что вложив 10-50 КВт в килограммы материала, можно получить достаточный хвост, достаточный для энерговыделения в заметных масштабах.

В граммы в секунду (производительность не очень большая, зато мелет до микрон)... А если прореагирует миллиграмм в секунду... - десятки-сотни Вт (частично- в виде потока нейтронов - единицы рад в секунду). Не знаю, конечно не киловатты, но как интересный мощный источник нейтронов для научных исследований может подойти...

CaRRibeaN>Единственное что можно приникуть - по имеющимся данным о помоле карбида кремния прикинуть развиваемые давления, а из них в районе порядка - скорости движения частиц.

гиперзвуковые скорости у стенки и во фронтах ударных волн. Меряли сверхвысокоскоростной киносъемкой и на лазерных ножах.

CaRRibeaN>В принципе на мальцах модельку можно прикинуть такого явления.

CaRRibeaN, я в вас верю . Я-то ядерщик, а не газодинамик.
Хотя, с разработчиком "кастрюли" акад. Заславским общался со своего рождения

" Газодинамический измельчитель, в котором реализовано каскадное ударное измельчение при низких скоростях соударений, близких к порогу разрушения материала. При этих скоростях затраты энергии на образование новой поверхности минимальны. Если для распространенных струйных мельниц характерно использование сжатого воздуха при давлениях 0,7-1,4 МПа, то в вихревой мельнице аналогичный эффект достигается при 0,2-0,6 МПа. Это позволяет получать уникальные результаты при измельчении материалов, не допускающих локального разогрева и деструкции микрочастиц. В мельнице эффективно измельчаются хрупкие и пластичные материалы. Хорошие результаты получены при измельчении полимеров. "
Вещество
Исходный размер, мм Конечный размер, мкм Производительность, кг/ч Давление, МПа
Полиэтилен низкого давления (полупродукт) 2-3 60-400 300 0,4-0,6
Полиэтиленоксид 2-3 100-400 300 0,4-0,6
Отходы полиэтиленов 3-5 500-1000 100 0,4-0,6
Пластичные металлы
(стружка латуни) 1-3 50-100 100 0,3-0,6
Отруби 2-3 40-400 500 0,1-0,2
Биопрепараты 3-4 50-100 100-300 0,2-0,3
Сахар 1-2 10-20 200 0.2-0.3
Кварцевый песок 1-2 2-10 200 0,2-0,3
airbase.ru/sites/www.itp.nsc.ru/koi8/Images/Priklad/Priklad7-1.htm
С этого сайта http://www.itp.nsc.ru/koi8/Priklad/Priklad07.htm
Не указано только наличие периодических преград по стенкам для создания локальных ударных волн в вихревом течении.

Особенностью системы является так же то, что измельчаемый материал находится в зоне стационарного кольцевого вихря вплоть до момента уменьшения частиц до заданного размера - это весьма способствует выходу реакции.

AleX>А как решить вопрос с газом-носителем? Тут воздух не катит. Дейтериды (гидриды) щелочных металлов сгорают на воздухе и просто так, а тут, при таких давлениях/температурах... Факт тот, что нужно вдувать инертный газ, допустим аргон. Сколько его нужно - считайте. Дорогой получится эксперимент
AleX>Другое дело, что можно использовать давление газа в баллоне (200 атм). Можно попробовать "приискать и приспособить" подходящую конструкцию под эти условия... Только все равно хренушки выйдет - слишком уж серьезные нужны условия.

Думается, что дейтерием и надо дуть. А для экономии, система должна быть замкнутой.Давления баллона - не хватит. Требуется компрессор. Во ВНИИФТРИ, где есть такая установка, работают ДВА компрессора(колесных, как для отбойного молотка) впараллель. Правда, "кастрюля" у них на воздухе. Дело в том, что устойчивый вихрь образуется при определенных размерах установки (сантиметров 30), для чего требуется определенное давление на входе. Вопрос к химикам - кто знает, какие соединения лития тверды и инертны (если дуть дейтерием) или дейтериды лития с чем -нибудь еще, если дуть воздухом? А не подойдет ли оксид лития и дуть дейтерием или дейтерооксид лития (LiOD)(по аналогии с гидроксидом)или дейтерид лития и дуть инертным газом по замкнутой схеме ?А может испарить бутиллитий (вроде, жидкость, правда, дорогая) и дуть в смеси с дейтерием, а молоть титан как катализатор (хорошо впитывает дейтерий)? Это так, поток сознания... А что думает народ?

AleX>В общем, если на месте ВНИИФТРИ образуется воронка - Родина-мать и большая наука Вас не забудут

Да лаадно вам, тут в лучшем случае пахнет легкой активацией кастрюли + единицы-десятки Вт энерговыделения. А вот модификация предложения NickCrak-а может быть более впечатляющей. Имеется в виду синхронный встречный подрыв кумулятивных зарядов с литиевыми воронками, строго между которыми помещена тонкая мишень из дейтерированного пенопласта. Около 40 км/с встречная скорость, достаточно широкая струя жидкого металла, большое количество пузырьков с дейтерием - на каких-то из них может статистически получится условие имплозии по Лоусону.

AleX>>В общем, если на месте ВНИИФТРИ образуется воронка - Родина-мать и большая наука Вас не забудут

Адрон>Да лаадно вам, тут в лучшем случае пахнет легкой активацией кастрюли + единицы-десятки Вт энерговыделения. А вот модификация предложения NickCrak-а может быть более впечатляющей. Имеется в виду синхронный встречный подрыв кумулятивных зарядов с литиевыми воронками, строго между которыми помещена тонкая мишень из дейтерированного пенопласта. Около 40 км/с встречная скорость, достаточно широкая струя жидкого металла, большое количество пузырьков с дейтерием - на каких-то из них может статистически получится условие имплозии по Лоусону.

Кстати, я предлагал не просто кумулятивный, а ГИПЕРКУМУЛЯТИВНЫЙ заряд Между ними разница , как между кумулятивным зарядом и ударным ядром. И скорости там могут достигать..мнэээ, ну 150 кмсек ТЕОРИТИЧЕСКИ можно, но я о таком не слышал.
И там не ВОРОНКИ, а ТРУБКИ. Счас попробую нарисовать

Вот нарисовал(корявенько)
http://airbase.ru/cache/users/NickGS/files/468x468/ГИПЕР1.JPG [image link error]

Самое сложное -подобрать массы и формы ВВ1 и ВВ2. Делается это при помощи туевой хучи расчетов(формулы у меня есть), для того, что бы выяснить, что они всеравно подобраны неправильно и достигнуть этого чисто опытным путем.
ВВ должен быть ТВЕРДЫМ, поодаватся даже полировке. Металл -обычно медь, можно серебрянный припой, идеал -беррилий. "Линза" - любая твердая керамика.

Ник

Металл -обычно медь, можно серебрянный припой, идеал -беррилий. "Линза" - любая твердая керамика.

Nick_Crak>Ник
http://airbase.ru/users/NickGS/files/ГИПЕР.bmp

Ну, тут то в том и идея, чтобы струя была литиевой
А рисунка не видно...

Не видна картинка.

CaRRibeaN>Не видна картинка.

Да, чой то аплоад глючит
Счас еще попробую

Ник

В форуме физтеха kaa 26 июля 2002 г. 14:24 написал
Тема: Re: ТЯ реакция в кумулятивных струях.
Если у Вас много лишнего лития, поставте его рядом с активной зоной ядерного реактора:
Li+n=He+T+4.8MэВ
И мучиться не стоит.

Я ответил 26 июля 18:38

Сечения для кэвного диапазона энергии нейтронов.

Сечения для быстрых нейтронов от 2 МэВ.

Сечения в промежутке.
И точные значения в области максимума на 250 кэВ


Резюме - можно использовать в реакторах Сечение 3 Барна на 250 кэВ.

Правда, каа сказал чуть не по теме... Мы то хотим без ядерного реактора. А кстати, почему литиевые конверторы не используют для повышения энерговыделения ЯР? Я конечно понимаю, что дорогой литий и 4,8 Мэв много меньше 190 при делении...

CaRRibeaN>Не видна картинка.
И пока не будет
Описываю вербально

Представьте себе металлическую тонкостенную трубку покрытую снаружи равномерным осесимметричным слоем ВВ(1). Один конец трубки заглушен плоской циллиндрической линзой из керамики. За линзой находится еще один заряд ВВ(2) равномерно нанесенный на ее свободную поверхность. Причем размерность зарядов ВВ выбрана так, что бы равномерно обжать линзу, взаимоскомпенсировать силы действующие на нее, и главное, не дать ей сдвинутся.
При одновременном, строго синхронизированном подрыве обоих зарядов(достигается по разному, есть и весьма простые способы)металлическая трубка сжимается ударной волной ВВ1 в тоньчайший жгут, при очень высоких температурах и давлениях(этот жгут считают "жидкой среднетемпературной плазмой")и , так как один конец заглушен, жгут разгоняясь до очеень больших скоростей выбрасывается из открытого торца, при этом некоторое расстояние сохраняя свои высоких скорости и геометрию.
Усе.

Ник

Nick_Crak>Усе.

Понятно. Ну вот две таких конструкции - лицом друг к другу, а в середину пенопласт хоть с DT смесью.Тогда струи могут быть из любого материала (лишь бы навстречу), желательно материал полегче, чтобы скорость побольше.Правильно? И вперед. А картинку пихните в jpeg - тогда получится.

Nick_Crak>>Усе.

Адрон>Понятно. Ну вот две таких конструкции - лицом друг к другу, а в середину пенопласт хоть с DT смесью.Тогда струи могут быть из любого материала (лишь бы навстречу), желательно материал полегче, чтобы скорость побольше.Правильно?

Можно еще интересней Беррилиевая облицовка, изнутри покрыта литием. В месте рандеву - керамическая гильза, с проволочкой покрытой(насыщенной) дейтрием. Синхронизатор(криотроны) своевременно испаряют проволочку(микровзрыв)и инициируют заряды. Струи встречаются обжимая микрооблако плазмы.
Нет?

Ник

Nick_Crak>Струи встречаются обжимая микрооблако плазмы.
Nick_Crak>Нет?

Нет антагонизма Но мне кажется, что пенопласт с дейтерием или DT лучше. У нас будет сечение струи порядка 1 кв. мм, а пузырьки - по 10-20 мкм.Сколько их попадет в сечение струи? - дохрена! А на таких мелких пузырьках у Вас будет классная симметрия и хорошая статистика. Весьма много пузырьков пойдут под критерий Лоусона.

Nick_Crak>>Струи встречаются обжимая микрооблако плазмы.
Nick_Crak>>Нет?

Адрон>Нет антагонизма Но мне кажется, что пенопласт с дейтерием или DT лучше. У нас будет сечение струи порядка 1 кв. мм, а пузырьки - по 10-20 мкм.Сколько их попадет в сечение струи? - дохрена! А на таких мелких пузырьках у Вас будет классная симметрия и хорошая статистика. Весьма много пузырьков пойдут под критерий Лоусона.

Ну чтож. При некоторой ловкости рук можно и 1СМ² и 1 М²

Ник

Эксперименты с ядерным синтезом не оправдали надежд ученых

Идея создания ядерного реактора, который основан на высоком давлении и температуре, возникающей внутри лопающихся пузырей в жидкости, оказалась несостоятельной. Новые расчеты развеяли спорные предположения, сделанные ранее американскими исследователями.

Ученые путем пропускания звуковых волн через ацетон вызывали возникновение пузырей, которые затем лопались при температуре в миллионы градусов, испуская мелкие вспышки света. Участники эксперимента утверждали, что при таких условиях ядра атомов могут сливаться, выпуская колоссальный объем энергии, так, как это происходит на Солнце.

Однако новые исследования, проведенные Кеннетом Сасликом (Kenneth Suslick) и Юрием Диденко в Иллинойском университете, показали, что температура внутри отдельного лопающегося пузыря на несколько миллионов градусов ниже необходимой для начала ядерного синтеза.

Если расчеты подтвердятся, это станет большим разочарованием для ученых. Специалисты отчаянно ищут возможность практической реализации процесса ядерного синтеза, чтобы заменить им намного более "грязный" процесс ядерного распада, на основе которого работают атомные станции.

В марте сотрудники национальной лаборатории "Оук Ридж" (ORNL) в Теннеси и Ренсселаерского Политехнического Института (RPI) сообщили о проведении "настольной" реакции ядерного синтеза.

Они утверждали, что при пропускании интенсивной звуковой волны через ацетон возникают мельчайшие пузыри, которые затем лопаются, испуская вспышки света и вызывая локальное увеличение температуры до миллионов градусов.

Этот феномен, известный как звуколюминесценция, исследовался на протяжении долгого времени, однако ученые из Теннеси первыми заявили, что условия внутри пузырей достаточны для запуска реакции синтеза тяжелых ядер водорода. В качестве подтверждения они ссылались на образование трития и избыточных нейтронов.

Однако, когда исследователи из Иллинойского университета подробнее изучили процессы внутри отдельных пузырей, они выяснили, что химические реакции внутри пузырей существенно ослабляли энергию, необходимую для начала ядерного синтеза.

Профессор Саслик отметил, что вместо миллионов градусов, требуемых для инициации синтеза, температура внутри пузырей достигает всего лишь 15-20 тысяч градусов. Отчет о новых исследования ученых опубликован в журнале Nature.

Тут главное динамика, а не статика, в какой точне осуществляеться подрыв, какие требования к ВВ?

И все таки как измерялись 20 км/с?

CaRRibeaN>И все таки как измерялись 20 км/с?

Луч(так называется струя)направлялся на металлическую пластину, перед которой находился экран из фольги. Экран и пластина соединялись с осциллографом, на второй канал которого(ил нет..уже не помню, не я схему собирал )подавался и иницирующий импульс. Примерно так.

Ник

CaRRibeaN>Тут главное динамика, а не статика, в какой точне осуществляеться подрыв, какие требования к ВВ?

При малых размерах(! несколько см)достаточно инициации в одной точке, при условии, что ВВ1 и ВВ2 соединены(а вернее - просто один , единый массив ВВ). В этом случае скорость детонационой волны(у тротила около 2 км сек) делают погрешность неодновременности и осенесеметричности малой. Но тем не менее она была, что и не позволяло получить в кустарных условиях полный эффект (честно -получалось практически случайно, по интуиции )

Ник

Nick_Crack>Луч(так называется струя)направлялся на металлическую пластину, перед которой находился экран из фольги. Экран и пластина соединялись с осциллографом, на второй канал которого(ил нет..уже не помню, не я схему собирал )подавался и иницирующий импульс. Примерно так.

А что за осцилограф был использован?

Меня вообще смущяет, что для двух металлических экранов необходимо достаточно точно знать длину луча.