Diseño de un sistema de propulsión nuclear para vuelos interplanetarios.

En las noticias, a menudo se encuentra el siguiente esquema de un remolcador de propulsión eléctrica nuclear.


Lo más probable es que dibujar, como dicen, en la imaginación del artista, tiene poco en común con la física y la realidad.

Los elementos básicos de las centrales nucleares espaciales incluyen la protección contra la radiación de un reactor nuclear. Como espero, la mayoría de la gente sabe que cuando un núcleo de uranio se descompone, se forman 2-3 neutrones. Para una mayor reacción, solo se necesita uno, por lo que 1-2 neutrones vuelan al espacio libremente. Además de otras radiaciones. El espacio exterior es todo lo mismo, pero no hay ninguna carga útil, especialmente si se trata de personas. De ahí el primer requisito: se necesita protección principalmente para la carga útil.
También se sabe que poner cualquier masa en órbita cercana a la Tierra es un placer muy costoso. Un kilogramo allí es más caro que un kilogramo de oro aquí. El mejor material para protegerse contra la radiación, el plomo, no es la luz. El segundo requisito: el diseño de la protección debe proporcionar un mínimo de su masa.
Según nuestros requisitos, el cono truncado tendrá el peso y el grado de protección óptimos.


La masa de protección depende del volumen, donde: el grosor depende directamente de la distancia a la carga útil, la forma en el tamaño angular.
La primera conclusión: no tiene sentido organizar motores en una base cruciforme. Es más lógico marcarlos en un círculo.

Es aconsejable eliminar la carga útil tanto como sea posible, pero no es suficiente para obtener electricidad, debe transferirla a los motores. A menudo se menciona un megavatio. Por ejemplo, tome una red eléctrica doméstica. Para la transmisión de aproximadamente 5 kW, ^{se utiliza} un cable de cobre con una sección transversal de 2.5 mm ² . En consecuencia, para un megavatio necesita 200 veces más: 500 mm ². Con una longitud de 20 metros, tales publicaciones pesarán casi 100 kg, pero necesitan dos. Además de otras dificultades, como expandir la estructura después de ser lanzada al espacio. Agregaré de inmediato que para reducir la corriente sería posible aumentar el voltaje, pero la masa de aislamiento aumentaría proporcionalmente.
La segunda conclusión: no hay necesidad de colocar los motores al final del planeta.
Y aquí está el esquema óptimo de todo el sistema.

Source: https://habr.com/ru/post/es395437/