Entwurf eines nuklearen Antriebssystems für interplanetare Flüge

In den Nachrichten wird häufig das folgende Schema eines nuklearen elektrischen Antriebsschleppers gefunden.


Höchstwahrscheinlich hat das Zeichnen, wie sie sagen, in der Vorstellung des Künstlers wenig mit Physik und Realität zu tun.

Zu den Grundelementen von Weltraumkernkraftwerken gehört der Strahlenschutz eines Kernreaktors. Wie ich hoffe, wissen die meisten Menschen, wenn ein Urankern zerfällt, werden 2-3 Neutronen gebildet. Für die weitere Reaktion wird nur eines benötigt, sodass 1-2 Neutronen frei in den Weltraum fliegen. Plus andere Strahlung. Der Weltraum ist alle gleich, aber es gibt überhaupt keine Nutzlast, besonders wenn es sich um Menschen handelt. Daher die erste Anforderung: Der Schutz wird hauptsächlich für die Nutzlast benötigt.
Es ist auch bekannt, dass das Einbringen einer Masse in die erdnahe Umlaufbahn ein sehr teures Vergnügen ist. Ein Kilogramm dort ist hier teurer als ein Kilogramm Gold. Das beste Material zum Schutz vor Strahlung - Blei - ist überhaupt kein Licht. Die zweite Anforderung: Die Anordnung des Schutzes sollte ein Minimum seiner Masse bieten.
Basierend auf unseren Anforderungen hat der Kegelstumpf das optimale Gewicht und Schutzniveau.


Die Schutzmasse hängt vom Volumen ab, wobei: die Dicke direkt vom Abstand zur Nutzlast, der Form von der Winkelgröße abhängt.
Die erste Schlussfolgerung: Es macht keinen Sinn, Motoren auf einer kreuzförmigen Basis anzuordnen. Es ist logischer, sie auf einem Kreis zu markieren.

Es ist ratsam, die Nutzlast so weit wie möglich zu entfernen, aber es reicht nicht aus, um Strom zu erhalten. Sie müssen ihn auf die Motoren übertragen. Ein Megawatt wird oft erwähnt. Nehmen Sie zum Beispiel ein Haushaltsstromnetz. Für die Übertragung von ca. 5 kW wird ein Kupferdraht mit einem Querschnitt von 2,5 mm ^{2 verwendet} . Dementsprechend benötigen Sie für ein Megawatt 200-mal mehr - 500 mm ². Bei einer Länge von 20 Metern wiegen solche Postings fast 100 kg, benötigen aber zwei. Plus andere Schwierigkeiten wie das Erweitern der Struktur nach dem Start in den Weltraum. Ich füge gleich hinzu, dass es zur Reduzierung des Stroms möglich wäre, die Spannung zu erhöhen, aber die Isolationsmasse würde proportional zunehmen.
Die zweite Schlussfolgerung: Es ist nicht nötig, die Motoren am Ende des Planeten zu platzieren.
Und hier ist das optimale Schema des gesamten Systems.

Source: https://habr.com/ru/post/de395437/