Co do projektu Pana Slovaak'a to prócz wspomnianego przez P.reyden'a "trytowego problemu" ma on jeszcze jeden poważny "feler". Otóż neutrony z reakcji termojądrowej mają na tyle dużą energię, że byłyby zdolne do rozszczepienia nawet Uranu-238 (zwykle trudno rozszczepialnego). Uran tenże jest zaś głównym składnikiem paliwa reaktorów jądrowych.
Mogłoby to spowodować niekontrolowaną reakcję jądrową - tak jak w trójstopniowej bombie termojądrowej - i zmieniłoby statek kosmiczny w kolejny obłok zjonizowanego gazu w kosmosie...
reyden:
Slovaak
Na pierwszy rzut oka twój świat jest ok.
Ale przydało by się naprostowac trochę technologię .
W wyniku typowej reakcji jądrowej nie powstanie tryt , z Uranu 238 w powstaną izotopy Toru i Helu .
Tor rozpada się na Rad i Hel
Z Radu powstaje Radon wraz z izotopem Helu .
Generalnie pierwiastki powstałe wskutek rozpadu alfa liczbę atomową mniejszą o 2 , a masową o 4 .
Wodór ma liczbę 1 - reakcja rozpadu musiała by zajść ok. 46 razy aby otrzymać wodór .(...)
Widzę, że zna się Pan co nieco na podstawach fizyki jądrowej, ale muszę jednak chcąc niechcąc, uściślić powyższe informacje...
Uran238 podlega powolnemu samorzutnemu rozpadowi na Tor, potem Protaktyn oraz kolejne izotopy (w tym Rad i Radon), ale kresem jego SZEREGU PROMIENIOTWÓRCZEGO jest stabilny Ołów206.
Na marginesie dodam, że jest to skomplikowana droga przemian, w których zachodzą nie tylko przemiany alfa-promieniotwórcze, ale również niekiedy i beta(minus)-promieniotwórcze.
Sugerowany przez Pana 46-krotny rozpad alfa Uranu238 nie wytworzy wodoru lecz niemożliwe do istnienia w Przyrodzie jądro pozbawione protonów, ale mające wciąż... 54 neutrony!
Dlaczego? Ponieważ jądro Uranu238 składa się z 92 protonów i 146 neutronów! Myślę że najlepiej wyjaśni to poniższy wykres:
Ogromna energia jądrowa czerpana jest nie z powolnego naturalnego rozpadu Uranu238, lecz z stosunkowo łatwego rozszczepiania lżejszego jego "kuzyna" - U235 (ewentualnie U233). Do tego celu nadaje się też Pluton239.
Jest to na tyle wydajne źródło, że w reaktorach wystarczy góra kilka % U235 w Uranie, by móc uzyskać wiele MW energii...
Produktem rozszczepień jest zwykle kilka neutronów oraz dwa fragmenty będące jadrami różnorodnych izotopów głównie o masie ok. 1/3 + 2/3 dawnego jądra Uranu 235 (lub U233/Pu239); a więc nadal dużo cięższe od wodoru...
reyden:
(...)O wiele łatwiej zrobić reaktor fuzyjny .
Teoretycznie jest mniej szkodliwy ( w wyniku syntezy powstaje izotop helu ) , powszechnie stosowanym paliwem jest Deuter - kolejny izotop wodoru - w 7 000 cząstek H mozna znaleść 1 cząstkę D .
Dodatkowo deuter jest składnikiem ciężkiej wody - cw zawarta jest w zwyłej wodzie morskiej w ilości 115 ppm .
Wodoru w kosmosie jest od groma - chociażby gazowe giganty .
Sama reakcja fuzji jest 1 000 razy poteżniejsza niż reakcja rozpadu .
O "nieszkodliwości" reaktorów termojądrowych narosło sporo mitów; owszem w odróżnieniu od reaktorów jądrowych nie produkują z paliwa jądrowego prócz energii tegoż nieszczęsnego radioaktywnego "badziewia", ale reaktory termojądrowe emitują podczas fuzji wysokoenergetyczne fotony gamma oraz prędkie neutrony. Neutrony te mogą zmieniać przy tym pierwiastki w toczeniu z niepromieniotwórczych w promieniotwórcze!
Ochrona przed nimi wymagać będzie zamontowania na statku kosmicznym grubych osłon kabiny pasażerskiej: strumień fotonów gamma osłabiają gęste substancje takie jak Ołów czy Wolfram (a więc bardzo ciężkie), Ołów też się dobrze nadaje do ochrony przed neutronami; jak również można stosować lżejsze od niego tzw. pochłaniacze neutronów (np. Kadm, Hafn, Gadolin) - świetnie pochłania neutrony też... woda!
Co do tych neutronów, to one nie są tak całkiem "be", bo pod ich wpływem niektóre lekkie izotopy (Hel, Lit) przekształcają się w... Tryt:
· neutron+Hel3 --> Tryt + proton [+energia]
· neutron+Lit6 --> Tryt + Hel4 [+energia]
· neutron+Lit7 --> Tryt + Hel4 + neutron [+energia]
tak więc wystarczy zrobić obudowę reaktora termojądrowego z Litu i sam będzie produkował Tryt. Jest to najrozsądniejsze rozwiązanie, gdyż przechowywanie "na dłuższą metę" Trytu ma poważną wadę:
· Wodór jest niepromieniotwórczy
· Deuter jest niepromieniotwórczy
ale
· Tryt JEST PROMIENIOTWÓRCZY
Połowa danej ilości Trytu przemienia się ciągu ponad 12 lat w Hel3 emitując cząstki Beta(minus). Wprawdzie jak na zjawiska związane z promieniotwórczością mają w tym przypadku stosunkowo "niską" energię i w powietrzu przebiegają góra kilka cm. Ale gdyby się dostał tenże Tryt do wnętrza organizmu, to te cząstki beta zdolne do jonizacji materii żywej tkanki z możliwymi skutkami zdrowotnymi...
Trzeba pamiętać, że 1 gramie Trytu następuje emisja aż 358 BILIONÓW cząstek beta- na sekundę! Szacuje się, że w przyszłościowym reaktorze termojądrowym ma być wykorzystywane 150 kg Trytu na rok - czyli przy tej ilości mielibyśmy do czynienia z aktywnością rzędu już 5,37e+19 rozpadów/sek!
A pojazd kosmiczny z pewnością będzie wymagał większych ilości Trytu, toteż przechowywanie go będzie wymagało pewnego odizolowania zbiorników od załogi, tak by w przypadku nieszczelności nie zaczął skażać statku (np. poprzez wentylację).
A co do wydajności reakcji fuzji, to porównując ile % masy zamienia się w energię, to owszem w przypadku:
· synteza vs. spalanie węgla = ~72500000:1
· synteza vs. rozpad alfa U238 = ~1000:1
· synteza vs rozszczepienie U235 = ~10:1
a więc synteza termojądrowa jest tu nie "do przebicia"!
...ale gdy porównamy ją z najwydajniejszym możliwym w przyrodzie źródłem, to okazuje się, że:
· synteza vs anihilacja (materii z antymaterią) = 1:138
W wyniku anihilacji powstaje jednak wysokoenergetyczne promieniowanie gamma (a więc i tu nie uniknie się osłon)
Szkopuł w tym jeszcze, że antymaterii we Wszechświecie jest z nieznanej dokładnie przyczyny jak "kot napłakał", a wytworzenie jej w akceleratorach jest jak dotąd nieopłacalne - więcej energii trzeba "w to" włożyć niż się potem uzyska.
Przy obecnym stanie techniki jest to też na dodatek żmudny i powolny proces. LHC zdolny jest do produkcji 10 milionów antyprotonów na sekundę. By wyprodukować ich antygram:
tj. 602,214,179,000,000,000,000,000 antyprotonów (~6e+23)
musiałby pracować bez przerwy... 1,9 MILIARDA LAT!
Aczkolwiek w przyszłości, być może technika na tyle się rozwinie, że wydajność produkcji uda się zwiększyć kilkaset milionów razy za "rozsądną" cenę...
