Вход в систему

Консульство Овалон-2

Навигация

Самодельный термоядерный реактор для небольшого космолета

От редактора: Автором пожелавшим остаться неизвестным описывается термоядерный реактор с выходом энергии от сотен ватт, и до нескольких мегават (в зависимости от размеров), и технология получения термоядерного топлива в "домашних условиях" (небольшая мастерская в гараже).
reaktor.GIF
ПОЛУЧЕНИЕ ТЕРМОЯДЕРНОГО ТОПЛИВА
В обычной воде содержание дейтеривых молекул примерно = 1 / 6000. Следовательно надо отделить D2O от H2O. Принцип получения тяжёлой воды -> медленно! выпарить не менее 2/3 обьёма обычной, водопроводной, воды (без нагрева, лучше всего поставить стеклянную банку с водой, с обвязанным тряпкой - от пыли, горлом, в ПРОХЛАДНОЕ место, на сквозняк, на долго) - тяжёлая вода испаряется хуже обычной, "лёгкой" (Т кипения = 101,4 град.С) - концентрация тяжёлой воды повыситься. Затем остаток медленно! заморозить - тяжёлая вода быстрее замерзает (при Т= +3,8 град.С). Кстати, попутно лёд очистится и от растворённых в воде ненужных солей.
Образующийся сверху воды тонкий ледок - "тяжёлый лёд"! Надо вовремя его снять - для получения Ваших запасов тяжёлой воды. Последний шаг - финальная концентрация дейтеря: "тяжёлый лёд" оставить в тени, НА МОРОЗЕ - произойдёт медленная сублимация оставшихся молекул "лёгкой воды" из кристаллической решётки "тяжёлого льда".
В принципе, для нижеописанных реакторов, этой степени очистки достаточно. В противном случае Вам придётся проделать несколько циклов выделения. В общем то можно "доотсеиваться" до практически полного удаления "лёгкой" воды - для этого - в заключении процесса надо слабым током провести электролиз воды - последние остатки "лёгкой" - разложатся.
soplo.GIF
Всё вышеописанное потребуется проделать Вам в любом случае.
Далее можно так: Обогащение тритием - подвергнуть тяжёлую воду облучению - взять шкалу со старых авиационных приборов (светящуюся), и собрать простейщую электрофорную машинку на трении, она даст 100-300.000 вольт. Собрать схемку ускорителя "ионов" от шкалы, и облучить достаточно долго ими тяжёлую воду. Идея не проверена, но - работать может (быть). Конечно, тритевая вода так же "природно" содержится в "обычной", но степень присутствия (концентрации) приблизительно 1 молекула на ~ несколько триллионов "обычных"....
Электролизом удалить из тяжёлой воды кислород - получится газообразное топливо (D2) для реактора, отлично (при повышенных давлениях) дифундирующее в металлы (здесь имеется ввиду - в металлическое рабочее тело).
Реактор <кавитационного типа>, рабочее тело - ртуть с растворённым в ней "ядерным катализатором" (скорее всего натрием или др. щелочным металлом) - растворять до тех пор, пока ртуть слегка не загустеет - образуется жидкая амальгама.
Натрий можно добыть распиливанием старых дизельных клапанов.
Насос - плунжерного типа, большого давления - можно подобрать от мощного дизеля.
В результате "обычного" кавитационного процесса (к примеру - вода из центробежного насоса, под давлением 10 атм.) в кавитирующих пузырьках образуется плазма с температурой 10-50.000 градусов в зависимости от конфигурации сопла. При использовании рабочего тела - ртути, под давлением (перед кавитатором) в несколько тысяч атмосфер, которое обеспечивает плунжерный насос на рабочем теле - образующаяся "пузырьковая" плазма будет иметь температуру достаточную для термоядерного процесса.
Перед началом сужения сопла кавитатора надо осуществить впрыск в рабочее тело дейтерий-тритевой смеси газов.
В результате термоядерной реакции рабочее тело - ртуть с растворённым в ней катализатором сильно нагреется получаемыми нейтронами - надо подать её в парогенератор (змеевик). Пар, как обычно, пустить в турбинку электрогенератора.
Это была более менее привычная, хоть и ново-НЕ распространённая схема реактора. Имеется в виду не предложенное рабочее тело, а сама конфигурация, состоящая из насоса, сопла и теплоотборного змеевика. Вот только могу предложить ИНОЕ сопло (параболическое), с использованием эффекта Коанда - такой профиль сопла придаст гораздо большую эффективность, да и новое рабочее тело (амальгама, с растворённым в ней дейтерием...)

ПОСЛЕДНЕЕ - надо помнить, что как ртуть, так и водород (дейтерий) легко и довольно быстро диффундируют в металлы, из которых состоит конструкция реактора, что, безусловно, снижает время эксплуатации изделия. Можно надеяться, что комплексное рабочее тело, состоящее из ртути, с растворёнными в ней дейтерием и натрием (амальгама), будет не столь агрессивным.

НО - можно и НЕ ТАК!

Ниже я опишу 2 простых варианта "холодных" термоядерных реакторов, правда уже намного меньшей мощности (единицы - сотни ватт, максимум единицы киловатт).
И так, оба этих варианта используют в виде рабочего тела "тяжёлую воду" с добавкой в неё солей лития (это распространённая добавка в электролит щелочных аккумуляторов). Хотя 1й вариант можно запустить и с вышеописанным "амальгамным" рабочим телом. Шанс на работоспособность при этом только возрастёт. И так:
1й вариант - использование дискового кавитатора (с выемками или зубчиками специальной формы, как на роторе, так и на станине), приводимого в движение мотором от пылесоса (им. ввиду - высокооборотным, коллекторным = 10.-15.000 об\мин).
Надо предупредить, что я не совсем уверен в "дееспособности" этого устройства. При всей подкупающей простоте, здесь может не хватить "кавитирующей способности" ротора.
Есть ещё 2й вариант (наиболее перспективный): используется высоковольтный искровой разряд в замкнутой шаровидной ёмкости с тяжёлой водой, а в качестве "вспомогательного фактора" выбрано движение искровой плазмы во встречном магнитном поле (соответственно: параболически расширяющееся - спиральное; движение, с поворотом "спина" искрообразующих электронов и излучением ими, при этом, сверхвысокочастотной электромагнитной волны, вероятно - близкой к резонансу с нуклонами ядерного ядра). Что даёт эффект максимальной скорости раздутия кавитационного пузыря в единицу времени, приводящий к сильно выраженному звуковому давлению (распространяющейся ударной волне), а также эффект "перегрева", что, в свою очередь выявляет свойства неравновесной плазмы в части создания внутри образующегося пузыря повышенного градиента электростатического поля, что - следовательно, повышает реагентность ионов дейтерия и лития, радиантно направляемых магнитным полем.
О!!!, как я тут "накрутил".... в общем пришлось написать вышеприведённую фразу, чтоб как можно правильней описать суть приосходящих явлений. У-вы, проще не получилось....
Понятие "необходимая рабочая температура процесса" - это не только скорость движения "частиц", но и мера колебания "облака поля зарядов" злементарных частиц. Обычное тепловое колебание элементарной частицы можно представить сферическим полем векторов

vektor0.gif

Если разрешить частице колебаться в 1й координате, "остановив" тепловые колебания в других плоскостях, то это выразится в "линейном" векторе
vektor-.gif

И того температурный градиент станет "одномерный", с соответственно большей амплитудой, что даст ту же "СРЕДНЮЮ температуру реагентов", НО реактоспособность резко возрастёт.
Это можно сделать, к примеру, поместив "ядра" в продольное магнитное поле.

Используются (1)"магниты от динамиков" (это я специально выделил кавычками сие словосочетание, любимое народом), (2)выточенные стальные конические втулки, выполняющие функции магнитопровода и защитного прикрытия магнитной системы от ударной волны, (3)центральные электроды от автомобильных свечей звжигания (((добытые методом ударистого расплющития свечей молотоком))) - не забудте заточить острия разрядников. Понадобится и электростатический генератор, подойдёт школьная электрофорная машина. Существуют весьма хорошие самодельные конструкции, описанные в интернете. Попадалось мне и описание в журнале "Техника Молодёжи" N1 за 1974 год "паровой электростатический генератор" - простая и достаточно интересная конструкция.
Схема реактора в начале статьи.

(4)Изоляционные вставки, особое требование к ним - повышенная стойкость к ударным волнам. (5)высоковольтный провод - подойдёт от автомобильного зажигания или от трубочного монитора (телевизора). (6)заливка магнитно - электродной системы изолятором, к примеру строительной полиуретановой пеной. (7)станина магнитно - электродной системы (сталь), показана весьма условно, т.к. испытывает ударные нагрузки и одновременно является "усреднителем" магнитного поля, соответственно должна быть прочной и не иметь внешних острых углов (концентраторов напряжений и рассеивателей магнитного потока), корпус должен быть (по возможности) овального сечения и ПРОЧНЫЙ, в этом случае ударная волна, вызванная искровым разрядом, отразится от стенок и снова соберётся в центре, произведя нужный эффект.
ВНИМАНИЕ: я "случайно" не указал - 1) магнитное поле ВСТРЕЧНОЕ. 2)выточенные стальные конические втулки(2) - могут быть НЕ конические, а ПАРАБОЛИЧЕСКИЕ (это усложняет геометрическую конструкцию корпуса реактора, т.к. потребуется учесть траекторию отражения волны, но несколько повысит эффективность).
А теперь описание ПРОЦЕССА: 2е параболические втулки(2) образуют собой кольцевое сопло (аналог верхней картинки, только в виде кольца), в момент разряда образуется кавитационная полость, искровой разряд, взаимодействуя с встречным магнитным полем раскручивается в спираль (а потом "закручивается"), скачёк давления (читаем "ЗВУК"), проходит по расширяющемуся соплу (меж 2х параболоид), доходит до стенок реактора (надо, чтоб ОДНОВРЕМЕННО - для этого и учитывается "путь" скачка давления, и корпус реактора должен иметь в сечении форму овала, вытянутого перпендикулярно "конусам"), отражается и ОДНОВРЕМЕННО "схлопывается" в точке возникновения разряда.
Последнее: совместимость функций станины магнитно - электродной системы и стенок реактора - в одной конструкции.
Эффект выделения добавочного тепла от реакции ядерного синтеза должен быть, что позволяет (как минимуи) использовать такой реактор для целей отопления.
Схема "экспериментального" пуска:

shema.GIF

Чем больше ёмкость конденсатора, тем больший ток пройдёт через разряд. Чем шире зазор в разряднике, тем большим напряжением "пробьёт" реактор. И, при всём этом, тем меньше частота разрядов, а ей регулируется выходная мощность реактора.
Конденсатор необходим с рабочим напряжением в несколько сотен тысяч вольт, вполне подойдёт так называемая "лейденская банка", в качестве изолятора которой советую использовать не стекло, а прозрачный плексиглас (оргстекло, из которого делают пластиковые бутылки).

* Не забудте - моё авторство защищено законами "об авторстве"
* При перепечатке (или упоминании) ссылка на первоисточник обязательна!

PS: Вот, что пишут на эту тему -
"Некий Крейг Уоллес, будучи студентом-первокурсником университета штата Айдахо, вместе с отцом изготовил компактный термоядерный реактор.
Рыская в интернете, пытливый Уоллес наткнулся на аналитический обзор деяний своего предшественника по увлечению - изобретателя Фила Франсуорта. Еще в 1950-е Франсуорт предложил решение ключевой задачи мирного термоядерного синтеза - удержания раскаленной плазмы в активной зоне. Его решение назвали «инерционным электростатическим», но из-за недоказанности ряда выкладок отвергли.
Вчерашний школьник Уоллес задался воплощением идеи Франсуорта. На свалке в Айдахо Фолс юноша со своим папашей обнаружили нейтронный детектор. Из подручных сотен болванок Крейг собрал нейтронный замедлитель. На задворках бывшей фабрики выискал сломанный турбомолекулярный насос.
За 20 долларов Уоллесы приобрели контейнер «тяжелой воды». Два года ушло у них на поиск необходимых узлов, методов и реактивов. Еще полгода - на сборку устройства. Наконец, реактор закрасовался на кабинетном столе умельца.
При работе аппарата монитор высвечивает активную зону: светящееся облако газа внутри металлической спирали, где ионы дейтерия сталкиваются и время от времени сливаются в гелий. При каждом таком слиянии выделяется нейтрон и энергия. Доза выделения - 36 нейтронов в минуту.
Это - абсолютно безопасный мизер, и как источник энергии реактор Уоллеса в таком виде не годится. Зато как прибор научных изысканий он бесценен. В США аналогичных установок не более 3-х десятков и все - в крупнейших лабораториях. Такая вот ручная поделка."

Так же вот ссылка http://nuclearfusion.narod.ru/rrrrr.htm на интересную работу, в ней автор досконально подошёл к рассмотрению реакторов именно "кавитационного" типа.
К сожалению здесь присутствуют и технические и "стилистические" ошибки. В частности автор много внимания уделил малоэффективному, в данном устройстве, пьезоэффекту (так же, как и магнитострикционному), совершенно упустив из вида возможность создания СФЕРИЧЕСКИ направленной звуковой волны с помощью обычной искры. И, кстати, в этом случае имеется возможность использовать РЕЗОНАНСНЫЕ явления принудительно схлопывающегося под действием СФЕРИЧЕСКИ направленной звуковой волны, кавитационного пузыря.
КОММЕНТАРИЙ РЕДАКЦИИ: Очень интересная работа, еще раз показывающая, что в ближайшее время строительство космолетов любителями станет возможным.

Rambler

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте 0 пользователей и 0 гостей.