klasyczny mechaniczny silnik na synteze wodoru
no.email
mechaniczny silnik na takiej samej zasadzie dzia�ania jak diesel, ale
zamiast mieszanki paliwowej do t�oka wstrzykiwany by�by deuter, kt�ry
poddany silnej kompresji ulega� by j�drowej reakcji syntezy....
niekoniecznie musia�o by si� to odbywa� tylko efektem ci�nienia, mo�e
jest jaki� patent kt�ry rozpoczyna� by t� reakcj� w ni�szym ci�nieniu
oczywi�cie tylko u�amek wodoru znajduj�cy si� akurat w t�oku ulega� by
syntezie, ale energia z syntezy bardzo du�a - zreszt� na wydechu by�y
by filtry kt�re zawraca�y by gaz spowrotem do silnika, a w ca�ej
instalacji by�y by filtry usuwaj�ce nadmiar helu je�li jego st�enie
przekroczy�o by pewien poziom
ca�a instalacja by�a by pod sporym ci�nieniem i temperatur�, aby
ograniczy� szok zwi�zany z osi�ganiem wysokiego ci�nienia przez wod�r
w t�okach, tak aby gaz wymaga� relatywnie niewielkiego zwi�kszenia
ci�nienia w celu rozpocz�cia syntezy
ciekawe czy jest materia� wytrzymuj�cy powy�ej 3000 K w obecno�ci
wodoru...
Wojciech Puchar
> mechaniczny silnik na takiej samej zasadzie dzia�ania jak diesel, ale
> zamiast mieszanki paliwowej do t�oka wstrzykiwany by�by deuter, kt�ry
> poddany silnej kompresji ulega� by j�drowej reakcji syntezy....
a jakie materia�y wystrzyma�y by te miliony stopni pomy�la�e�?
je�li ju� - silnik i do b. du�ego t�oka wci�ga gaz jaki�, potem w
odpowiednim momencie wrzuca automat kulk� z deuterem w �rodku i odpowiedni�
"obudow�" i odpala to impulsem z laser�w.
miniwybuch j�drowy ogrzewa gaz i reszta jak silnik diesela.
dodatkowo trzeba by (tu nie widze problemu technicznego) mechanizm
oddzielaj�cy resztki deuteru i ew. trytu od gazu roboczego by robi� z tego
nowe kulki paliwowe.
Silnik na rozszczepienie, maj�cy mieszank� He i UF6 lub PuF6 jest natomiast
realny. Nawet bardzo.
bartekltg
> niekoniecznie musiało by się to odbywać tylko efektem ciśnienia, może
> jest jakiś patent który rozpoczynał by tą reakcję w niższym ciśnieniu
I o to sie ta cala sprawa rozbija. Jesli znajdziesz sposob na
przeprowadzenie
tej reakcji w nizszej temparaturze, to juz sie reaktor zrobi. Jak nie
silnik to cos tradycyjnego, np podgrzewanie wody i turbine.
pozdraiwam
bartekltg
J.F.
napisa� w wiadomo�ci
news:12614023...@wojteks.tensor.gdynia.pl...
>> pomysďż˝:
>> mechaniczny silnik na takiej samej zasadzie dzia�ania jak
>> diesel, ale
>> zamiast mieszanki paliwowej do t�oka wstrzykiwany by�by deuter,
>> kt�ry
>> poddany silnej kompresji ulega� by j�drowej reakcji syntezy....
>
> a jakie materia�y wystrzyma�y by te miliony stopni pomy�la�e�?
Kilka szybkich wkleslych tlokow i niech wytworza fale uderzeniowa
skupiajaca sie w jednym punkcie :-)
> je�li ju� - silnik i do b. du�ego t�oka wci�ga gaz jaki�, potem w
> odpowiednim momencie wrzuca automat kulk� z deuterem w �rodku i
> odpowiedniďż˝
> "obudow�" i odpala to impulsem z laser�w.
> miniwybuch j�drowy ogrzewa gaz i reszta jak silnik diesela.
I to brzmi bardzo rozsadnie .. tylko czy wiekszosc energii nie jest
w neutronach ?
Jak duzy musialby byc cylinder, zeby przy powiedzmy 100 atm
neutrony zdazyly sie spowolnic ?
J.
myszek
> mechaniczny silnik na takiej samej zasadzie dzia�ania jak diesel, ale
> zamiast mieszanki paliwowej do t�oka wstrzykiwany by�by deuter, kt�ry
> poddany silnej kompresji ulega� by j�drowej reakcji syntezy....
Hy hy, pomysl 'mechanicznego' reaktora calkiem niedawno sie pojawil:
http://www.generalfusion.com/t5_general_fusion.php
Nie zebym uwazal to za sensowne...
***
No dobra, to teraz moja wersja reaktora fuzyjnego. Calkiem na
powaznie, nie bijcie. Od wrzesnia nad tym pracuje ;-)
Jest to kompilacja paru starych, znanych pomyslow,
zreszta moze i w tej postaci jest znane, nie wykluczam.
Wyobrazmy sobie wiazke jonow trytu o energii kinetycznej
kilkudziesieciu keV, przeplywajaca przez plazme deuterowa o
temperaturze elektronowej kilku keV (temp. jonowa moze byc mniejsza,
wszystko jedno). Przy takiej temperaturze elektronowej mamy akurat
rownowage miedzy nagrzewaniem elektonow od wiazki jonow a stratami
energii na bremsstrahlung.
Przy takich parametrach plazmy i przy reakcji D-T (tylko przy niej!)
energia tracona na zderzeniach jonow wiazki z jonami i elektronami
jest mniejsza (ok. 3-krotnie) od sredniej energii syntezy na tym
samym dystansie. Jezeli dodamy do tego wtorna reakcje neutronow
z chlodzacym litem, potrzebna do uzyskiwania trytu, a egzotermiczna,
to mozemy uzyskac i 4x wiecej energii niz tracimy.
Jony mozna spowolnic od 100 do jakichs 30keV zanim przekroj czynny na
synteze zmniejszy sie zanadto - tak ze caly czas mamy dodatni bilans
energii. Jezeli uda sie odzyskiwac energie cieplna ze sprawnoscia
wieksza niz 1/3 (i zminimalizuje inne straty) to wyjdziemy na swoje
- no owszem, tylko kilka procent do przodu, ale do przodu.
To oczywiscie juz dawno zauwazono.
Jak uzyskac dostatecznie silna wiazke jonow? - to tez wiadomo,
nalezy kazac jonom zasuwac w koleczko w polu magnetycznym.
Najprosciej - w takim polu jak w starych cyklotronach, lekko malejacym
im dalej od osi. Strumien czastek naladowanych w takim polu jest
stabilny, a indukcja potrzebna do utrzymania toru ruchu o promieniu
rzedu kilkunastu cm bylaby rzedu tesli - tyle to w tej chwili nawet
z trwalych magnesow da sie wycisnac.
Wysokoenergetyczne jony nalezy caly czas doprowadzac do naszego
reaktorka, tez wiadomo jak sie to robi: np. poprzez iniekcje atomow
neutralnych. Znaczy, przyspieszamy jony do tych 100keV, ogniskujemy,
laczymy z wiazka elektronow o tej samej predkosci
(czyli energii rzedu 20eV), wprowadzamy do komory reaktora,
gdzie po kilku mm z powrotem sie jonizuja i zaczynaja poruszac po
zakrzywionym torze. Wiazka na wejsciu ma ulamek milimetra srednicy,
robiac kolejne rundki i nabierajac wskutek zderzen predkosci poprzecznej
poszerza sie do, powiedzmy, centymetra czy dwoch.
Plazme nieruchoma tez trzeba uzupelniac, jezeli wstrzyknie sie
ja tak, aby wyrownac ped wiazki jonow to nie mamy klopotu z tym, ze
calosc zacznie wirowac w jedna strone.
Kluczowa jest, jak zwykle, stabilnosc strumienia jonow.
Ruch elektronow w plazmie jest koszmarnie niestabilny, bo energia pola
magnetycznego przezen wytworzonego jest (przy porzadnych gestosciach)
sporo wieksza od energii kinetycznej. Z jonami jest lepiej, bo
ciezsze. Gdybysmy chcieli, zeby energia pola magnetycznego wewnatrz
wiazki o promieniu 1cm byla mniejsza od jej energii kinetycznej,
to dla trytu gestosc nie moze przekroczyc 10^21 jonow/m^3
To bardzo duzo - mozna sporo zmniejszyc i tez bedzie dobrze.
Jezeli jednak trzeba byloby zmniejszyc gestosc o czynnik 100
(dlugosc wiazki/srednice) to juz byloby kiepsko - lepiej pomyslec
nad dodatkowymi polami stabilizujacymi. Jakies przemienne gradienty,
te rzeczy - generalnie latwiej jest ustabilizowac poruszajacy sie
strumien niz stacjonarna plazme.
Teraz najciekawsze. Poniewaz plazma poza strumieniem jest kilkanascie
razy zimniejsza, do jej utrzymania potrzeba niezbyt silnego pola
magnetycznego. Pole, wytwarzane przez nasza wiazke jonow, ma
konfiguracje bardzo przyzwoitej pulapki magnetycznej, wiec bez
zadnych dodatkowych zabiegow utrzyma sie w nim 10x tyle plazmy
co gestosc strumienia. Mamy wiec 10^21/m^3 gestosc wiazki,
10^22/m^3 gestosc plazmy deuterowej, co daje ponad 10^10W/m^3
mocy, czyli kilka MW z metra dlugosci przy 1cm srednicy wiazki.
OK, gestosci beda kilka razy mniejsze, do tego nieszczesna sprawnosc,
w rzeczywistosci wyjdzie pare kilowatow.
Z precelka 30cm srednicy, 2cm grubosci... jak dla mnie, wystarczy.
Znaki zapytania to:
-mozliwosc ustabilizowania strumienia jonow o przyzwoitej gestosci
-efektywnosc pulapkowania plazmy przez strumien
-przebieg poszerzania strumienia, jego przekroj gestosci itp.
-rozne straty, ktorych nie uwzglednilem
Niby wszystko to jest do policzenia... i jeszcze problemy
inzynieryjne, w tym:
-mozliwosc odzyskania wystarczajacej czesci energii
-moze jakis pomysl na bezposrednie pozyskanie czesci energii?
pozdrowienia
krzys
--
_^..^_)_
\ /
\____/
myszek
> Silnik na rozszczepienie, maj�cy mieszank� He i UF6 lub PuF6 jest natomiast
> realny. Nawet bardzo.
Do tego to na oko najlepiej pasowalby silnik Stirlinga.
Az dziwne, ze jeszcze lodzi podwodnej z takim napedem nie ma...
no chyba ze jest :-)
Wojciech Puchar
>
> Kilka szybkich wkleslych tlokow i niech wytworza fale uderzeniowa
> skupiajaca sie w jednym punkcie :-)
realne. przy pojemno�ci t�okowej rz�du 1km^3 i mocy 1000GW.
wtedy straty ciep�a przez promieniowanie b�d� nieznacz�ce.
>
>> je�li ju� - silnik i do b. du�ego t�oka wci�ga gaz jaki�, potem w
>> odpowiednim momencie wrzuca automat kulk� z deuterem w �rodku i
>> odpowiedniďż˝
>> "obudow�" i odpala to impulsem z laser�w.
>> miniwybuch j�drowy ogrzewa gaz i reszta jak silnik diesela.
>
> I to brzmi bardzo rozsadnie .. tylko czy wiekszosc energii nie jest
> w neutronach ?
> Jak duzy musialby byc cylinder, zeby przy powiedzmy 100 atm
> neutrony zdazyly sie spowolnic ?
generalnie 99% energii neutrony oddajďż˝ na paru centymetrach wody pod
normalnym ci�nieniem.
w reaktorach CANDU p� metra zwyk�ej (nie ci�kiej) wody wok� reaktora jest
aby poch�on�o uciekaj�ce neutrony i to wystarcza aby praktycznie 100%
poch�on��.
najprostszy by�by silnik kt�ry by dzia�a� w trybie:
1) 1/20 ruchu t�oka - wci�ganie wody i kulki paliwowej, zamyka si� zaw�r
wody
2) t�ok idzie dalej, lasery odpalaj� �adunek.
3) woda zmienia si� w par� i popycha t�ok a� si� rozpr�y
4) cykl powrotny wypycha par� na zewn�trz.
minimalne wymiary t�oka jakie 1m �rednicy �eby neutrony poch�on�o,
pojemno�� wi�c rz�du 2m^3 i moc rz�du 1MW.
W praktyce wi�kszy bo odpalanie tam ma�ych �adunk�w "atomowych" nie by�oby
chyba ekonomiczne.
Wojciech Puchar
>> Silnik na rozszczepienie, maj�cy mieszank� He i UF6 lub PuF6 jest natomiast
>> realny. Nawet bardzo.
>
> Do tego to na oko najlepiej pasowalby silnik Stirlinga.
do tego? a czemu akurat - a nie klasyczny "diesel"?
> Az dziwne, ze jeszcze lodzi podwodnej z takim napedem nie ma...
> no chyba ze jest :-)
nie. sďż˝ z reaktorami atomowymi+wytwornicami pary i turbinami.
Wojciech Puchar
>
> Przy takich parametrach plazmy i przy reakcji D-T (tylko przy niej!)
> energia tracona na zderzeniach jonow wiazki z jonami i elektronami
> jest mniejsza (ok. 3-krotnie) od sredniej energii syntezy na tym
> samym dystansie. Jezeli dodamy do tego wtorna reakcje neutronow
> z chlodzacym litem, potrzebna do uzyskiwania trytu, a egzotermiczna,
> to mozemy uzyskac i 4x wiecej energii niz tracimy.
a wi�c przy 40% skuteczno�ci konwersji energii cieplnej i 60% skuteczno�ci
akceleratora mamy grza�k� kt�ra wyprodukuje ciep�� wod� i zero pr�du ;)
NAPRAWDE klasyczna elektrownia atomowa to lepszy pomysďż˝?
I ZNACZNIE mniej gro�ny ni� Tw�j, kt�ry mo�e i by dzia�a� (zak�adam �e te 4x
da si� poprawi� do 10x albo wi�cej) ale mia�by full radioaktywnego trytu w
obiegu i ka�da awaria rurki w uk�adzie = ska�enie.
Z podobnego powodu nie wierze w reaktory j�drowe z paliwem w postaci
stopionej soli (typu LiF+BeF2+PuF3+ThF4) - NIE WIERZE �e da si� to zrobi�
tak �e nie b�dzie regularnych wyciek�w radioaktywnego p�ynu.
myszek
>
> >
> >> Silnik na rozszczepienie, maj�cy mieszank� He i UF6 lub PuF6 jest natomiast
> >> realny. Nawet bardzo.
> >
> > Do tego to na oko najlepiej pasowalby silnik Stirlinga.
>
> do tego? a czemu akurat - a nie klasyczny "diesel"?
Bo w Stirlingach dosc dobrze dopracowano kwestie szczelnosci calej
instalacji, a takze chlodzenia czynnika roboczego. Diesla trzeba
byloby mocno adaptowac do zasilania paliwem jadrowym.
BTW, policzyles moze, jak duzy musialby byc taki silnik?
Bo masa krytyczna w fazie gazowej bedzie chyba strasznie duza...
myszek
> NAPRAWDE klasyczna elektrownia atomowa to lepszy pomysďż˝?
>
> I ZNACZNIE mniej gro�ny ni� Tw�j, kt�ry mo�e i by dzia�a� (zak�adam �e te 4x
> da si� poprawi� do 10x albo wi�cej) ale mia�by full radioaktywnego trytu w
> obiegu i ka�da awaria rurki w uk�adzie = ska�enie.
Niezupelnie. Owszem, tryt jako paliwo nie jest idealny, ale zadna
inna znana reakcja nie da zysku energetycznego w warunkach
nietermicznych. A reaktor termiczny musi byc duzy i drogi, inaczej
nie idzie.
Tyle ze tego trytu w obiegu jest jakis malutki ulamek grama,
w porownaniu z ilosciami substancji radioaktywnych w przecietnym
reaktorze rozszczepieniowym tyle co nic. Wiec od tej strony bym
sie nie martwil.
Najwazniejsze pytanie brzmi: czy cos takiego w ogole mialoby szanse
zadzialac - bo jeszcze nikomu sie przeciez nie udalo...