Kivitelezhető lenne -e egy kis fúzió a tűzdugattyúhoz hasonló módszerral csak azt nagyon nagy méretekben alkalmazva? Hogyan lehetne ezt kiszámolni mekkorát kellene építeni ehhez?
Hosszabban leírom mire is gondolok.
Jelenleg két nagy project szál van a világon a fúzió gyakorlati megvalósítására.
- Az Európai és Kínai módszer tokamak rendszerű eszközökben a plazmát nagyon erős mágneses gyűrűben megtartva készíti eszközeit.
Magnetronokkal hevítik fel a kellő hőmérsékletre.
- Az amerikaiak módszere hogy egy gigantikus lézerrel egy nagy masszív gömb belsejének közepében lőnek fúziós anyagot tartalmazó kicsi gömbre. A nagy masszív burkolat itt azért kell mert kis hidrogénbomba robbanások "döngetik" belülről.
Tehát ez egy "szakaszos" működésű megoldás. Bepottyan az aranygömb szétlövik felrobban jön a következő.
Mindkét módszer lényege hogy a csillagokon (például a napunkon) belüli hőmérsékleteknél lényegesen nagyobb hőmérsékletet kell elérniük és megtartaniuk.
Azért mert a nyomást nem tudják tartani, illetve bonyolultabb és drágább lenne olyan berendezést építeni ami extrém nyomást tat fent de kisebb hőmérséklet mellett.
Na de csak úgy kísérleti szempontból felvetődött bennem hogy egy igen nagy méretű a "tűzdugattyúhoz" hasonló berendezéssel azért egy kisebb fúziós robbanást elképzelhető hogy ki lehetne váltani.
Ezt kb úgy kell elképzelni hogy egy nagyon vastag és magas hengerbe egy kevés Deutériumot és Tríciumot betölteni. Kihúzni a dugattyút a cső felső végéig szép lassan.
A kis mennyiségű betöltött anyag így az egész csövet kitöltve majdnem vákuumhoz közeli állapotban van.
Majd a dugattyú tetején begyújtani egy erős rakétát ami lefelé összenyomja ezt a kevés gázt nagy sebességgel.
Kezdetben ugye quázi vákuumnak számít ami a csőben van tehát a rakéta elég jól tudna gyorsítani a dugattyún lefelé és a légkör nyomásával is "megsegítve".
Aztán ahogy sűrűsödik bent a töltet úgy forrósodik is és nő a nyomása.
Folyékony majd fémes állapotba kerül a deutérium és trícium keverék benne.
Ha kellően gyorsan összenyomjuk és kellően nagy erővel akkor akár elérhető is lenne az az extrém nyomás és "mindössze" pár millió fok ami az ilyen fúzióhoz kell.
Természetesen vannak technikai problémák ezért elméleti a kérdés!
Mert mindezt a nyomást és hőmérsékletet csak a másodperc tört részéig lesz képes bármilyen szerkezet is tartani. A dugattyú hengercsövének alsó része akármilyen vastag is egy működtetést bír ki, még akkor is ha fúziót nem sikerül elérni. A nyomástól szétreped vagy kiöblösödik.
Amennyiben létrejön fúzió az meg egy pár kilotonnás robbanásban megsemmisíti a csövet és a dugattyút kb kilövi az űrbe (hacsak el nem ég a légkörben a nagy sebességtől.).
A hőtan és gázállandók törvényei alapján elvi fizikai akadálya (felső határa) nincsen egy bármilyen gáz összenyomással a hőmérséklet és nyomás növelés mértékének!
Csak a szerkezet akadály ami ki is bírja egy rövid ideig.
De most mégis furdal a kíváncsiság ugyan mekkora dugattyú (henger) kellene ehhez? Mekkora sebességre kellene gyorsítani a benne mozgó dugattyú fejet hogy létrejöjjön egy kis fúziós robbanás? Hogy lehetne ezt megsaccolni vagy kiszámolni?
(Hacsak valaki más fizikai akadályt nem talál erre?)
válasza:Tehat akkor vegeredmenyben csak arra vagy kivancsi, hogy ha a technikai lehetetlensegeket leszamitjuk, akkor mekkora meret kellene hozza?
Szerintem barmekkora. Az altalad linkelt tuzgyujto dolog is eleg lehet hozza.
válasza:A kérdésből egyértelmű, hogy a kérdező még az alapjait sem értette meg a problémakörnek.
Sértődés ne essék, de inkább egy Bunsen-égő lángszerkezetét tanulmányozd, az a tudás még jól jöhet valamire az életben!
válasza:Azt te is látod, hogy szilárdságtanilag és a hőmérséklet miatt is lehetetlen a szükséges rendszer létrehozása.
Ne feledd, hogy a fúziós nyomás és hőmérséklet létrehozásához a hidrogénbombában is egy kisebb fissziós bombára volt szükség.
A képzeletbeli dugattyúdnak körülbelül egy, a légkörbe érő meteor sebességével kéne haladnia a kívánt nyomáshoz és hőmérséklethez.
Az általad is említett lézerhevítésű pelletben éppen az a jó, hogy a nyomás és hőmérséklet egy nagy tágulási tér nagyon kicsi részén produkál csak nagy nyomást és hőmérsékletet, ami utána szét tud oszlani, mielőtt a falakat elporlasztaná.
Az alapötleted olyan formában lenne megvalósítható, amilyenben a gyakorlati haszna elveszne.
Mondjuk, mikrométeres üregbe nyúló mikrométeres hegyű tűre, mint dugattyúra fejteni ki erőt egy hangsebesség felett érkező 20 kilós kalapáccsal.
Talán elég lenne, talán nem vinné el a környezet elég gyorsan a hőt, az üreg falainak megolvadásával.
Talán.
De a nyert energia kihasználása gyakorlatilag lehetetlen.
Vannak egyébként olyan fúziós koncepciók is, amik gömbfelületen elhelyezett kis robbanásokkal operálnának folyadék közegben, a robbanások nyomáshullámai középen találkozva csinálnák meg a szükséges fúziós paramétereket, egy apró gázpelletben.
Sajnos itt is fennáll egyrészt a szilárdsági probléma, másrészt a nyert energia elveszése a környezetben.
A fúzió létrejöttéhez mindig emlegetik a magas hőmérsékletet és nyomást.
De valójában az a helyzet, hogy ebből a két paraméterből az egyik csökkenthető, ha a másik nő.
Technikailag valószínűleg a jó út nem a nyomás, hanem a hőmérséklet növelése, minél koncentráltabban kis helyen, minél kevesebb energianyelő környezettel.
A megvalósítási hardverkörnyezet költségében valószínűleg a tokamak módszer a drágább, a lézeres megoldás kisebb, kompaktabb és olcsóbb lehet.
Jó esélyt adok az Expanse sorozat Epstein-drive fúziójának. :)
válasza:"Az alapötleted olyan formában lenne megvalósítható, amilyenben a gyakorlati haszna elveszne."
"De a nyert energia kihasználása gyakorlatilag lehetetlen."
Ezekkel én is tisztában vagyok. És nem is erőltettem bele hogy ilyesmire valaha is jó lenne.
Ez mindössze egy "demonstrációs" kísérletnek lenne jó.
Megdönteni jó pár rekordot.
(Na ilyen is van, fizikusok ezt is megcsináltuk, pipa.)
Illetve atombomba és az ezzel járó nagyobb mennyiségű radioaktív kihullás nélkül hidrogénbombát robbantani.
Sajnos / vagy inkább szerencsére? valószínű hogy ezt hordozható méretben nem lehet kivitelezi. Mert akkor új fegyverkezési korszakot indítana.
Egyébként a dugattyú sebességéről és gyorsításáról ha rakétával gondoskodunk, abból van szuper és hyperszónikus is. Ezért ezekkel gondoltam ki a "meghajtást". Lehet igen nagy a sebessége ha a gyorsítás útja elég hosszú.
Illetve ha nagyon extrém megoldást akarunk akkor egy railgunnal belelövünk egy másik végén zárt csőbe nagy pontossággal és 7-9 mach sebességgel.
Erre a mikrométeres megoldásra bevallom nem gondoltam. Kísérletnek ez is megfelelhetne. Csak ugye a hőmérséklet vesztesége...nem véletlen gondolkodtam nagy méretben.
Hosszú dugattyúmozgási úton quázi sok gázt összenyomni sokkal nagyobb mennyiségű hőképzés. ami nehezebben hűl ki még ha a hely amiben van nagyobb is. Az egységnyi hőre sokkal kisebb felület jut amin távozhat.
Ez az összerobbantásos verzió nem is olyan rossz ötlet. Ha sokszor egymás után végzik egész jól fel lehet melegíteni a folyadék közeget amiben van.
Az az Epstein drive egy sci-fi sorozatban van ha jól értettem?
Tehát full fikció...
válasza:"Az az Epstein drive egy sci-fi sorozatban van ha jól értettem?
Tehát full fikció..."
Attól, hogy sci-fi sorozatban van, még nem "full fikció".
Amúgy Expanse sorozat.
Lézergyújtású pellet fúzió.
És hajtóműként valószínűleg könnyebben realizálható, mint erőműként.
Itt a nyert nyers energia különösebb veszteség nélkül közvetlenül használható hajtóerőnek.
válasza:Wadmalac - és azt tudod, hogy a "lézergyújtású pellet" mibe kerül?
Először is van egy néhány mm-es papírvékony gömböcske (halvány emlékeim szerint berillium), melynek a belső falára a lehető legegyenletesebben, vékony rétegben ki van fagyasztva a mikroszkopikus mennyiségű deutérium. Ahhoz hogy ezt lehetőleg gömbszimmetrikusan összepréseljék, nem elég egy sima rávilágítás, hanem egy aranyból készült mini hevítőkapszulába teszik, melynek a belső falára világítanak a lézernyalábok egy alkalmasan szimmetrikus mintában. (Minden pozicionálás századmilliméternél pontosabb.)
Ha vesszük a felhasznált nyersanyagok és azok megformázásának a költségeit, akkor aligha lehet ebből valami gazdaságosat kihozni. Természetesen ezek a kísérletek elsősorban az atomfegyverek fejlesztését szolgálják, ezért van pénz ilyesmire. Aranyplazmával hajtani egy űrhajót - hát nem tudom...
válasza:"Wadmalac - és azt tudod, hogy a "lézergyújtású pellet" mibe kerül?"
Tudod, mennyibe került az első számítógép?
Aminél ma az 5000 forintos kínai okosórád többet tud?
Az Expanse a 2500-as években játszódik.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!