Спосіб сироти для здійснення вибухової реакції, в тому числі ядерної або термоядерної

Номер патенту: 79846

Опубліковано: 13.05.2013

Автор: Сирота Анатолій Васильович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб здійснення вибухової реакції, в тому числі ядерної або термоядерної, шляхом підриву заряду всередині масивного металічного тіла, розміщеного в міцному корпусі, при цьому енергія вибуху заряду розплавляє це тіло, а теплота розплавленого металу утилізується, який відрізняється тим, що при певному охолодженні розплаву після першого вибуху заряду послідовні вибухи наступних зарядів здійснюються при відповідному охолодженні розплаву з розміщенням заряду всередині цього розплаву.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до здійснення першого підриву вибухового пристрою внутрішній простір міцного корпусу заповнюється через відповідний канал або канали розплавом металу, всередині котрого після заглушки каналу здійснюються всі інші операції, передбачені п. 1.

Текст

Реферат: UA 79846 U UA 79846 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до енергетики. Відоме рішення отримання енергії в котлах вибухового згоряння - див. "НАУКА И ЖИЗНЬ" №7, 2002 год. Головною метою цього рішення є отримання практично необмеженого джерела енергії, застосовуючи для цього дейтерій. Дейтерій - ізотоп водню з одним "зайвим" нейтроном в ядрі - екологічно чисте, дешеве та доступне в необмеженій кількості паливо, бо виділяється з води. В одній тонні води його стільки, що ним можна замінити 250 тонн нафти. Відповідно і увага до нього підвищена. Вчені з Російського федерального ядерного центру - Всеросійського науково-дослідного інституту технічної фізики (РФЯЦ-ВНИИТФ) міста Снежинська (раніше Челябінськ-70) пропонують підривати невеликі термоядерні заряди. Вони вважають, тим самим можна врятувати світ від енергетичного голоду та екологічної катастрофи. Снежинці готові спроектувати та побудувати енергоустановку вибухової дейтеревої енергетики - "котел взрывного сгорания" (КВС). Це така залізобетонна діжка діаметром біля 150 та висотою 200 метрів, товщина стінки - 35 метрів. Всередині вона облицьована 20-сантиметровим шаром сталі, а зверху засипана ґрунтом товщиною більше сотні метрів. В цій споруді, всередині захисного шару рідкого натру з допомогою дейтерієвих вибухів потужністю до 10 кілотонн тротилового еквіваленту можна кожні півгодини отримувати 37 гігават теплової енергії, що рівноцінно 25 мільйонам тонн нафтового еквіваленту на рік. Розробники КВС, обґрунтовуючи це рішення, посилаються на відомі фактори розумного та ефективного використання вибухових технологій, які давно випередили КВС не теоретичними викладками та міркуваннями, а широкою та доведеною життям безперечно вигідною та корисною практикою. Пересуваємось ми на автомобілях, всередині котрих щосекундно відбуваються десятки вибухів, що створюють тиск набагато більший, ніж КВС. Потужні вибухи для мирних цілей також не новина. Розробці концепції вибухової дейтерієвої енергетики передувало створення спеціалістами РФЯЦВНИИТФ під керівництвом академіків Є.І. Забабахіна, Є.Н.Аврорина і Б.В. Литвинова "чистих" дейтерієвих зарядів. Адже науково-технічний потенціал інституту з самого початку був направлений не тільки на створення зброї. Для промислового застосування, наприклад, були розроблені півтора десятка типів ядерних зарядів, дев'ять з котрих багаторазово використовувались для сейсмозондування та гасіння газових пожеж, захоронення ядовитих відходів та попередження вибуху метану в вугільних шахтах, для багатьох інших проектів. "Вскришні" роботи та "рихлення" корисних копалин потребували створення зарядів з ще більшою "чистотою", ніж це потрібно для роботи КВС. Одначе, весь комплекс безпрецедентно принадних і начебто, навіть поза конкурентних переваг КВС, наштовхується на непереборну, перш за все психологічну перешкоду, що ґрунтується на загальному почутті страху перед ядерними та термоядерними вибухами. Тому, можна сміливо стверджувати, що, тільки від цього фактору, марно розмірковувати про переваги КВС, де передбачається здійснювати вибухи потужністю, що вимірюється десятками кілотонн в тротиловому еквіваленті, рівнозначному щогодинному повторенню вибухів в Хіросімі та Нагасакі разом взятих. Якщо ж усе-таки, розмірковувати про всі інші тактико-технічні та технологічні особливості КВС (що вченими та фахівцями проаналізовано з усіх можливих сторін), висновок про безперспективність КВС в цьому столітті стає ще більш вагомим. Вже декілька десятиріч ведуться пошуково-дослідні роботи в діаметрально протилежному напрямі (на відміну від КВС) вирішення проблеми керованого термоядерного синтезу. Зокрема, йдеться про інерційний термоядерний синтез. І нарешті, нам повідомляють, про керований термоядерний синтез - 19.10.2010 newsland.ru. Вперше в світі здійснена керована реакція і отриманий коефіцієнт потужності 30!!! Пристрій для керованої термоядерної енергії National Ignition Facility (NIF) отримав найпрестижнішу премію 2010 року за найкращий науковий проект. Національне управління ядерної безпеки (NNSA) та Ліверморська національна лабораторія (LLNL) повідомили, що Національна Установка керованої термоядерної реакції (N1F) завершила свій перший інтегрований експеримент з керованої термоядерної реакції. В тесті лазерна система з 192 лазерними променями запустила 1 мегаджоуль лазерної енергії в кріогенну шарувату капсулу з дейтерію та тритію, отримавши на виході енергію з фактором тридцять (виділення більше витрат в тридцять разів). Тепер NIF починає свою наступну фазу роботи для того, щоб досягти ще більш високих результатів з виходу енергії. Установка має 30 метрів висоти і такий же діаметр, розташована в будівлі загальною площею з три футбольних поля. Вона фокусує 192 надпотужних променів ультрафіолетового лазера на маленькій берилієвій капсулі діаметром біля 2 мм, що містить важкі ізотопи водню. Величезні температури і тиск, які утворюються всередині капсули за допомогою такого діяння, зіставні з умовами в надрах зірок. При цьому запускається реакція злиття ядер атомів водню з утворенням ядер гелію. Під час такого злиття виділяється величезна кількість енергії, рівна енергетичному еквіваленту дефекту маси. Енергетичний ефект такої реакції приблизно в 100 разів перевищує 1 UA 79846 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 витрати на створення надпотужного лазерного випромінювання. Іншими словами за час в одну 20-мілярдну секунди до капсули підводиться потужність в 500 трильйонів ват. Цієї потужності досить, щоб миттєво випарити оболонку капсули, підвищивши температуру до 100 млн. градусів і створити вибухову хвилю, що стискає пари дейтерію та тритію. При цьому щільність атомів водню перевищує щільність свинцю в 100 разів. В цих умовах починається дозована реакція синтезу атомів водню в атоми гелію. Здійснюється термоядерний мікровибух водню об'ємом менше сірникової голівки з виходом 20 МДж термоядерної енергії (20 МДж - еквівалент енергії для двох мільйонів 100ватних ламп накалювання протягом одної секунди). Машина здатна подавати капсули з ритмічністю декілька капсул на годину. Тепер питання в тому, щоб довести цю кількість до декількох в секунду (для отримання великих потужностей). Зборка гігантської лазерної установки, що дозволила добитись самого потужного лазерного випромінювання на Землі зайняла 12 років. Значення цієї події важко переоцінити. Хіба що з появою вогню в житті людини. Ще трохи - і газ, нафта та вугілля перестануть бути енергетичними монополістами, а разом з ними перестануть бути такими і політичні сили, які ними володіють… Будемо чекати перемін, і вони - не за горами. Автор: Володя Черномор (Фѐдоров)* Мощный рывок Запада в будущее.- Saturday, 16.10.2010. Інформація про успіх американців широко і прискіпливо обговорюється і аналізується вченими та фахівцями. При цьому рекламний фактор проглядається дуже чітко. Не кажучи вже про те, що потрібно виправдати і, тим більше, виправдовувати подальші багатомільярдні витрати на подібні наукові утіхи, котрі тільки США і можуть собі дозволити. Одначе пройшло більше року після цієї події, і перші радужні враження і захоплення починають тускніти в світлі критичних висновків та зауважень, котрі зводяться в цілому до того, з чого керований термояд починався понад 60 років тому назад. Тобто, до того, що принадлива геніальною простотою ідея послідовно і невблаганно перетворюється в нездоланний клубок протиріч, з котрого до сих пір нема реального виходу. А вищевикладене досягнення американців, при більш уважному аналізі, перетворюється в супердорогу іграшку, відділену від реальної енергетики безоднею з масою технічних та технологічних перешкод. Тому, коли лунають захоплення від тридцятикратного перевищення виходу енергії в порівнянні з витраченою енергією на здійснення термоядерного синтезу в дейтерієво-тритієвій горошині діаметром два міліметри, не можна забувати в скільки обійшлася вся гігантська установка з 192 лазерів. При тому, що ритмічна та надійна робота цієї установки в потрібному режимі (тепер питання в тому, щоб довести цю кількість до декількох в секунду для отримання більшої потужності), так от, забезпечити надійну і ефективну роботу надпотужних лазерів в такому режимі навряд чи можливо в нашому столітті, стверджують люди, що розуміються в цій галузі. Причому, це лише одна з множини, поки що неприступних наукових, технічних і технологічних перешкод, що повертають на круги своя захоплення від досягнутого результату американців в вирішенні проблеми керованого термояду. Так що, підпалення термоядерної горошини в Ліверморській національній лабораторії жодним чином не додає оптимізму в вирішенні проблеми необмеженого отримання енергії з дейтерію. Бо, в порівнянні з існуючим нині проектом ИТЕРА, розрахованим на декілька десятиріч, і при цьому не гарантуючим успіх в 21 столітті (про що сказано вченими та фахівцями більш ніж достатньо), так от американська термоядерна горошина (знову ж таки, на думку експертів, що розуміються на цій справі) ще менш обнадійлива для людства. Хоч зрозуміло, тільки часта результати майбутніх досліджень і розробок по цій темі дадуть остаточний висновок, підтверджуючи або спростовуючи нинішні прогнози. Можливе рішення, яке усуває недоліки вищенаведених аналогів. Це досягається тим, що в способі здійснення вибухової реакції, в тому числі ядерної або термоядерної, шляхом періодичного підриву заряду всередині міцного герметичного корпусу, що сприймає на себе і в себе утворену від підриву заряду енергію, котру відводять з корпусу для її потрібного використання, згідно з корисною моделлю, підрив заряду здійснюють всередині масивного металічного тіла, яке розплавляється в результаті цього вибуху, при цьому утворений розплав металу всередині герметичного корпусу періодично випускають з цього корпусу, звільняючи його для наступного циклу вибухової реакції. Вирішення задачі цим способом дозволяє найбільш ефективно в усіх смислах реалізувати керований ядерний або термоядерний процес, забезпечуючи при цьому незрівнянно менші негативні екологічні наслідки, що виникають при відомих способах вирішення даної проблеми. Одначе прототип, маючи надзвичайно важливі переваги, має можливість подальшого їх нарощування, перетворюючи керований процес вибухових реакцій в ще більш ефективний науково-інженерний та технологічний процес. Саме забезпечення цього нарощування, є задачею корисної моделі. 2 UA 79846 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Задача вирішується тим, що в способі здійснення вибухової реакції, в тому числі ядерної або термоядерної, шляхом підриву заряду всередині масивного металічного тіла, розміщеного в міцному корпусі, при цьому енергія вибуху розплавляє це тіло, а теплота розплавленого металу утилізується, згідно з корисною моделлю, при певному охолодженні розплаву після першого вибуху заряду послідовні вибухи наступних зарядів здійснюються при відповідному охолодженні розплаву з розміщенням зарядів всередині цього розплаву. Суть корисної моделі та її ефективність пояснюються кресленням, представленим на восьми фігурах. Почнемо з перших чотирьох фігур, на котрих показана головна особливість запропонованого рішення. Принципова послідовність процедур цього рішення наступна. Маємо міцний корпус 1, всередині котрого створено гніздо 2. В гніздо 2 вставляється масивне металічне тіло 3 - з розміщенням всередині нього заряду вибухового пристрою 4. Тип вибухового пристрою та вибухівки в ньому може бути будь-яким, про що скажемо ще додаткового. Призначення вибухового пристрою повністю аналогічно рішенню прототипу, де створена від вибуху теплова енергія повинна бути сприйнята та прийнята міцним корпусом 1, всередині котрого здійснюється вибух. Але особливість цієї відомої технологічної процедури (зафіксованої рішенням прототипу) полягає в тому, що переважне сприйняття енергії вибуху повинно здійснюватись масивним металічним тілом 3. Це сприйняття повинно бути таким, щоб після вибуху теплота від вибуху була б використана на розплавлення тіла 3, і таке розплавлення, котре б перевищувало температуру плавлення максимально можливим чином. Тобто, мова про те, щоб максимально підвищити температуру розплаву тіла 3, не доводячи його до кипіння, що виключає випаровування металу, котре збільшувало б тиск всередині гнізда 2. Розглянемо ґрунтовніше, що відбувається в нашому способі. Для цього оперуємо більш конкретними факторами, що присутні і що утворюються в цьому рішенні. Зокрема, маємо, наприклад, наступні умови. Тіло 3 зроблено з свинцю в формі кубу об'ємом один метр кубічний, хоч може мати будь-яку іншу форму, наприклад циліндра та др. Ця ж обставина стосується міцного корпусу 1, також в нашому ілюстративному варіанті показаному в формі кубу. Отже, маємо свинцеве тіло 3 масою 11340 кілограмів. Температура плавлення 327, а температура кипіння 1750 градусів Цельсія. Приймаємо температуру розплаву після вибуху вибухового пристрою 4 величиною 1500 градусів Цельсія. Щоб отримати такої температури розплав потрібно затратити 510300000 калорій теплоти. Це забезпечує термоядерна реакція синтезу дейтерію масою 2,87 грама, що відповідає теплотворній властивості 17860 кілограмів нафти. Таким чином, маємо розплав свинцю температурою 1500 градусів Цельсію. Теплова енергія розплаву 3 передається корпусу 1, від котрого здійснюється відбір теплоти будь-яким відомим технологічним прийомом, з подальшим використання цієї теплоти для певних потреб. Зокрема, наприклад в корпусі 1 можуть створюватись відповідна система трубопроводів, через які прокачується вода, що перетворюється в пару, яка подається до турбін електрогенераторів, для вироблення електроенергії. Це найбільш розповсюджена технологічна схема перетворення теплової енергії в електроенергію. Інші варіанти утилізації теплової енергії не згадуємо, вважаючи, що запропоноване рішення не має ніяких обмежень в цьому відношенні, і навіть навпаки, значно спрощуються відомі технології використання теплової енергії. Що стосується нашого способу отримання теплової енергії, то він значно простіший та ефективніший від прототипу, де потрібно постійно перезавантажувати корпус 1 новим тілом 3, шляхом випуску його розплаву з гнізда 2, в котре вставляється чергове тіло 3 з повторенням всіх вищезазначених процедур по його розплаву вибухом пристрою 4. Наше технологічне спрощення забезпечується тим, що, по мірі охолодження розплаву 3 (внаслідок утилізації теплової енергії, що відбирається від нього через корпус 1), температура цього розплаву періодично підвищується вибухом всередині нього чергового вибухового пристрою 4, що вводиться в розплав через канал 5 (див. фіг.4), котрий негайно (до здійснення вибуху пристрою 4) закривається будь-яким відомим пристроєм для цього - що в металургії досить ретельно розроблено та освоєно практично. В результаті отримуємо послідовне повторення вищевказаних циклів процедур, що забезпечують потрібний температурний режим всієї системи теплоутворення і утилізації теплової енергії, отриманої запропонованим способом. Сучасний рівень вибухової техніки цілком забезпечує викладену схему користування потрібними для нашого способу вибуховими пристроями. Разом з тим, необхідно наголосити особливо, що нами здійснюється пошукова проробка та відповідні дослідження нових рішень введення в розплав 3 потрібних вибухових пристроїв 4, котрі будуть представлені відповідними заявками на винахід. І справа навіть не в тому, що існуючі технології чимось обмежують наш спосіб, бо в переважній кількості випадків можна цілком задовольнятись 3 UA 79846 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 цими традиційними технологіями. Але, якщо створюється новий спосіб отримання теплової енергії, він повинен бути рівноцінним в усіх технологічних компонентах його здійснення, що ми і зробимо в наступних заявках на винахід. На фігурі 5 (вид в плані корпусу 1) та на фігурі 6 (розріз А-А на фігурі 5) показаний один з різновидів нашого способу, де забезпечується можливість інтенсивного використання вибухового пристрою 4. Зрозуміло, що така можливість і доцільність диктується в тих випадках, коли потрібно підвищити потужність та продуктивність вироблення теплової енергії. Для цього в корпусі 1 утворюють не один, а дев'ять каналів 5 (кількість умовна для ілюстрації, і вона може бути зміненою, як в одну, так і іншу сторону), через котрі можна відповідно збільшити як кількість, так і інтенсивність застосування вибухових пристроїв 4, які послідовно вибухають в розплаві 3, не виключаючи при цьому і послідовні групові вибухи пристроїв 4. Ясно, що в конкретних умовах потужність запропонованого способу можна регулювати і кількістю утворення корпусів 1, з забезпеченням в кожному з них вищезазначених технологічних процедур. Ми виклали і проілюстрували в певних чисельних параметрах запропонований спосіб, що дозволяє (на відміну від існуючих способів) забезпечити головні позитиви ядерного та термоядерного процесу, усуваючи його недоліки. Одначе представлені міркування про запропоноване рішення не вичерпують потенціал його позитивності, йдеться про наступне. Початок здійснення способу представлено на фігурі 1, де всередину міцного корпусу 1, а саме в гніздо 2, потрібно помістити масивне металічне тіло 3. Сама ця процедура, будучи разовим заходом, досить специфічна в технологічному відношенні. Бо доводиться мати справу з достатньо важким металічним пристроєм, де до того ж потрібна велика точність в виготовленні не тільки тіла 3, але і корпусу 1. Тому працювати з великою вагою при таких жорстких умовах досить не просто. Не кажучи вже про те, що ускладнюється конструкція міцного корпусу 1, так як його необхідно створювати з виконанням прорізу для поміщення всередину нього тіла 3. І цей проріз, після поміщення через нього на потрібне місце тіла 3, необхідно так зарівняти, щоб він був рівноміцним з усією іншою частиною корпусу 1. Ясно, що в конструктивному та технологічному відношенні це також не проста задача, складність якої зростає в міру збільшення потужності всього пристрою, в котрому реалізується запропонований спосіб. Тому, цей варіант способу може мати доцільність при відносно не великій потужності здійснення цього рішення, кількісна сторона котрого буде опрацьована та досліджена в відповідних пошукових роботах, що є обов'язковим для нового технічного рішення. Але вже зараз, розуміючи, що існує розумна межа такого рішення, викладаємо шлях цього розвитку, що звільняє від зазначених технологічних та конструктивних складностей та труднощів, див. фігуру 7 та 8. Суть цього вдосконалення полягає в тому, щоб, не створюючи масивного металічного тіла 3, що перетворюється потім в розплав енергією вибуху, заливати через канал 6 в гніздо 2 корпусу 1 уже готовий розплав 3. Після закриття каналу 6 будь-яким відомим способом, в масиві розплаву здійснюються всі інші вищевідмічені технологічні процедури запропонованого способу. На фігурі 7 і 8 (також, як і на перших трьох фігурах) умовно не показані канал (канали) 5 - див. фіг.4, через котрі всередину масиву розплаву 3 періодично подається вибуховий пристрій 4, вибух котрого компенсує всередині корпусу 1 відвід теплоти від нього, яка використовується для відповідних потреб, наприклад отримання електроенергії, опалення та др. Що стосується приготування поряд з корпусом 1 потрібної кількості металічного розплаву 3 та вливання його в цей корпус через канал 6, то це може бути будь-яка відома технологія, пристосована до конкретних умов. Наприклад використання електроіндукційних печей з відповідним набором всього необхідного підйомно-транспортного та ковшового обладнання. І треба відмітити, що весь комплекс такого обладнання, це не витрати для разового дійства запуску запропонованого способу. Бо запропонований технологічний процес отримання теплової енергії необхідно періодично припиняти для здійснення профілактичних заходів, без чого, як відомо, будь-який виробничий процес стає недієвим для надійної та довготривалої роботи. Це означає, що періодично (для здійснення профілактичних заходів) розплав 3 потрібно буде випускати з корпусу 1, здійснюючи в подальшому всі необхідні вищевідмічені процедури по запуску такої установки для подальшої роботи. Так що, вказане обладнання буде завжди в роботі з розумною періодичністю його використання. Тим більше, що цілком очевидно - на виробництвах типу ТЕС (навіть при середній потужності, а при більшій ще актуальніше) установки з запропонованим способом отримання теплової енергії будуть застосовуватись ще інтенсивніше, для кількісного та якісного виявлення цього питання, як вже було зазначено, будуть проведені належні пошукові проробки та дослідження. Але ясно, що згадане обладнання для профілактичного забезпечення установок, для отримання теплової енергії нашим способом, буде постійно задіяне. 4 UA 79846 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Дуже важливе питання, що собою повинен являти вибуховий пристрій 4, який застосовується в нашому способі. І хоч (вище стосовно цього є ствердження про відсутність якихось особливих обмежень) йдеться про те, що наша задача полягає в тому, щоб максимально використати енергію вибуху. Але, саме через цю обставину, необхідно доповнити це ствердження, посилаючись на досягнутий рівень розробок в цій галузі. Зокрема, коли ми відходимо від масштабів КВС, що вимагає заряди порядку 10 кілотонн, і в той же час забезпечуємо найбільш просте і зручне використання зарядів, що переважають потужність американської термоядерної горошини, потрібно давати собі звіт щодо того, про які ж реально існуючі заряди в нашому способі може іти мова. Для початку, щоб нічого не вигадувати від себе, проілюструємо сьогоденну ситуацію рядом інформацій з Інтернету. На відміну від балістичних ракет, старти котрих показують по ТВ і котрі навіть возять по центральній площі країни для залякування ворогів, маленькі і непомітні тактичні атомні бомби є одними з самих секретних видів зброї. І одними з самих небезпечних. Наявність ядерних мінізарядів офіційні особи признають з великою неохотою, хоч неофіційні джерела стверджують: ядерні бомби, що поміщаються в господарську сумку, давно стали реальністю. Згадаємо фізику. Щоб відбувся атомний вибух, потрібна критична маса - маса, достатня для виникнення ланцюгової реакції розпаду ядер атомів речовини. Маса заряду (а відповідно і потужність вибуху) не може бути менше критичної. Ось критична маса для ядерних матеріалів: уран - 45 кілограмів, плутоній -11 кілограмів, америцій - 4 кілограма, каліфорній ~ 3 грама. Критмасу можна зменшити сильним тиском на речовину, вибором форми заряду (оптимальна шар), використанням додаткового джерела нейтронів (ядерного "запалу"), відбивача нейтронів (наприклад, оболонки з золота або берилію) і, нарешті, застосуванням суміші різних ядерних речовин (наприклад, плутонію з каліфорнієм). Якщо вибрати як бойову речовину плутоній або суміш урану або плутонію з каліфорнієм, врахувати габарити та вагу електроніки, джерела нейтронів та другого начиння, то вийде, що міні-бомба буде важити біля 30 кілограмів і поміститься в чемодан. З чистого америцію можна створювати навіть атомні гранати, а з каліфорнію - атомні кулі. Перспективи застосування такої зброї уражає уяву - стандартний пістолет Макарова, споряджений патронами, знищує міський квартал, а, використавши магазин Калашникова, солдат зітре з лиця Землі невеличке місто. В 1961 році на озброєння американських повітряно-десантних військ, а також диверсійних підрозділів була прийнята система безвіткатних гладкоствольних гармат "Деві Крокет", що включає в себе легку 120-мм гармату М28 та тяжку 155-мм гармату М29. Обидві вони вели вогонь снарядом ХМ-388 з ядерною бойовою частиною W-54Y1 потужністю 0,01 кт. СРСР на "Деві Крокет" відповів створенням комплексу двох 230-мм безвідкатних гармат "Резеда" на шасі БТР-60ПА. Некерований надкаліберний твердотопливний реактивний снаряд 9М-24 міг летіти на шість кілометрів. Одначе перерахованими боєприпасами ядерні арсенали ведучих держав не обмежились. Навіть були створені та випробувані ядерні заряди для… стрілецької зброї! Нові кулі передбачались не тільки для крупнокаліберних (12,7 і 14,3 мм) кулеметів, але й для 7,62-мм кулемета Калашникова ПКС. Можливо це сталось завдяки використанню не традиційного для ядерних боєприпасів урану або плутонію, а трансуранового елемента каліфорнію і саме його ізотопу з атомною вагою 252. Заряд цієї речовини в вигляді заклепки або гантелі знаходився в кулі, а позаду неї розташовувався невеликий заряд вибухівки. При попаданні в ціль спеціально розроблений детонатор ініціював вибухову речовину, вона зминала каліфорній, і відбувався вибух. Також: для компенсації значно збільшеної маси кулі розроблений спеціальних порох, котрий залишав балістику кулемета незмінною. Одначе великим мінусом подібного боєприпасу є його тепловиділення - адже чим менше період піврозпаду радіоактивного елемента, тим більше він виділяє тепла. При нагріві кулі з каліфорнієвим зарядом у останнього погіршуються характеристики заряду вибухівки, котра при сильному розігріві могла і детонувати. В зв'язку з цим атомні патрони зберігалися в спеціальному холодильнику - товстій (15 см) мідній плиті з чарунками під патрони. Між котрими по трубках циркулював рідкий аміак. В зв'язку з тим, що вся установка споживала 200 ват електроенергії і важила біля 110 кілограмів, для її переміщення потрібен був автомобіль або інший транспортний засіб. При цьому, якщо куля знаходилась поза холодильником протягом 6 хвилин, вона, за вимогами техніки безпеки, повинна бути утилізованою. В усіх інших випадках вона або поверталась в холодильну установку, або нею стріляли в ворога. Одначе через труднощі в експлуатації і зберіганні даний проект не отримав розвитку. Як бачимо, для реалізації запропонованого способу, воєнними по суті вже розроблені та досліджені потрібні вибухові пристрої. Доцільність та ефективність цих розробок для нашого 5 UA 79846 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 способу здійснення вибухової реакції, практично повністю усуває вищевикладені недоліки та незручності, з котрими доводиться мати справу воєнним. Адже ми можемо вибирати любий рівень потужності вибуху для мирних потреб. Габарити вибухових пристроїв також прийнятні для нашої технології. При цьому, на відміну від воєнних, можемо суттєво підвищити ефективність розроблених ними вибухових пристроїв. Зокрема, в порівнянні з воєнними умовами, усуваючи практично всі ускладнення доставки та розміщення вибухового пристрою в потрібному місці (тобто, всередині блоку 1), маємо надзвичайно важливу перевагу. А саме, воєнний вибуховий пристрій можна застосовувати в раціональному поєднанні з термоядерними горошинами або з потрібним набором цих горошин, створюючи найефективніші можливості для здійснення сумісної вибухової дії, котра є мініатюризацією ядерно-термоядерного вибуху. Тобто, йдеться про те, що воєнні вибухові пристрої, при відповідній взаємодії з термоядерними горошинами, або навіть потрібної маси термоядерним зарядом, стають фактором ініціації для здійснення реакції дещо потужнішого термоядерного вибуху. Як запал термоядерної реакції приймаємо мініатюрний воєнний ядерний пристрій потужністю 0,01 кілотонн, тобто, 10 тонн тротилу. Який же потрібентермоядерний заряд дейтерію? Припустимо, приймаємо його такої ж потужності 10 тонн. Всього, загальна потужність вибухового пристрою становить 20 тонн в тротиловому еквіваленті. Яким повинно бути свинцеве тіло 4, щоб справитись з тепловою енергією вказаного 20-тонного тротилового еквіваленту, і перетворити це тіло в розплав температурою 1500 градусів Цельсію? Виявляється, для цього необхідно виготовити свинцеве тіло в формі куба, з розміром грані рівної 3,25 метра, всередині котрого буде розміщено вищевказаний вибуховий пристрій потужністю 20 тонн тротилового еквіваленту. В конструктивному та технологічному відношенні цілком здійснена задача без небажаних і обтяжливих факторів циклопічних конструктивних нагромаджень, що застосовуються для вибуху американської термоядерної горошини, і що перетворює весь задум термоядерного синтезу в багатократне збиткову справу. Розмірковуючи про наш спосіб здійснення вибухової реакції, не можна змовчати про проблеми створення міцного корпусу 1, всередині котрого цей спосіб відбувається. Щоб виключити сумніви, і навіть натяки на такі сумніви, адресуємо вірогідних опонентів до вищезгаданого рішення як КВС, так і американського "монстра"-реактора, в котрому відбувається термоядерна реакція двоміліметрової капсули. Бо в нашому способі, сама його науково-інженерна концепція усуває причини, що визначають циклічність цих аналогів. Так як, в нашому рішенні, на відміну від КВС та американського реактора, забезпечується технологічний оптимум, що усуває нераціональність та недоцільність всіх відомих намагань підібратись до керованого термоядерного синтезу. Наведений чисельний аналіз можна продовжити в будьякий бік - зменшуючи параметри металічного тіла 3 або ж їх збільшуючи. І це не створює задач, які важко вирішуються, чи взагалі не вирішуються. Якщо ж звернутись до інших металів, типа алюмінію, міді, заліза та інших, запропоноване рішення може бути ще більш ефективним та компактним. Що стосується безпеки, тут взагалі відсутні причини, щоб виходити за рамки вже існуючих та масово функціонуючих енергетичних об'єктів типу ТЕС, працюючих на органічних енергоносіях, не кажучи вже про АЕС. Все сказане одначе не зводить запропонований спосіб до примітивізму та спрощенства, як не є примітивними та спрощеними традиційні ТЕС та АЕС. Так що, створення надійного та безпечного корпусу 1, це задача великої науки та високої технології, що вимагає розуміння та застосування всього найкращого та найефективнішого в галузі енергетики з проведенням серйозних пошукових розробок та досліджень. Взяти хоч би фактор створення в корпусі 1 розплаву металу, температура котрого значно перевищує температуру його плавлення. Це нова задача, яка досі не вирішувалась, бо не було такої потреби. Але існуючий рівень наукових знань і великої практики в металургійній та енергетичній галузі цілком достатні, щоб таку задачу поставити і вирішити. Тобто, йдеться про те, що запропонований спосіб розплавлення тіла 3 всередині корпусу 1 направляє переважну частину енергії вибуху вибухового пристрою 4 саме на розплавлення і на нагрів металу тіла 3, що відповідно зменшує силову дію цього вибуху на корпус 1. Сказане одначе не усуває повністю силову дію цього вибуху на корпус. Тому прояснення цих обставин та особливостей повинно бути головною метою пошукових розробок та досліджень. Але в будь-якому випадку можна гарантувати максимальну надійність та безпечність такого корпусу. Бо ми не виходимо за рамки досягнутого науково-інженерного рівня створення конструкцій, працюючих в умовах високого тиску та температур. Більше того, наш спосіб допомагає роботі таких конструкцій, так як забезпечуються найбільш сприятливі умови відводу теплоти від корпусу 1, застосовуючи при цьому традиційні теплоносії, головним з котрих була і залишається вода. Так що, температурний режим корпусу 1 можна забезпечити на любому потрібному рівні, коли експлуатаційна безпека корпусу 1 є максимальною за рахунок 6 UA 79846 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 максимальної ефективності відводу від нього теплоти розплаву 3. Питання матеріалів, які потрібні для створення запропонованого технологічного комплексу, не обговорюємо, вважаючи (як вже було зазначено), що досягнутий рівень науково-інженерних розробок та досліджень в галузі енергетики дозволяє вирішувати цю проблему найбільш доцільним та ефективним чином. Завершуючи викладання суттєвих особливостей запропонованого способу, повторюємо ствердження про те, що в цьому рішенні можуть і повинні бути використані всі найновіші науково-інженерні досягнення, які забезпечують реалізацію запропонованого способу з найбільшою ефективністю. Наприклад, зайве навіть нагадувати, що запропонована технологія може і повинна бути повністю автоматизованою на основі існуючих інформаційних можливостей. Не кажучи вже про те, що наслідком та найголовнішою вимогою цієї автоматизації є незрівнянна з усіма видами ТЕС та АЕС екологічна безпека, що майже не дає відходів генерації теплової енергії. Опоненти будуть стверджувати, що міні-ядерні та термоядерні заряди не можна вважати безвідходними. Але кількість цих відходів на багато порядків менша в порівнянні з традиційними технологіями, і цілком зрозуміло, що екологічне знешкодження цього мінімуму шкідливостей реальне вже сьогодні, враховуючи рівень розробок та досліджень трансмутації ядерних матеріалів. В цьому зв'язку змушені повторити, що запропонована технологія є відправним пунктом подальшого її розвитку та вдосконалення, в результаті чого може взагалі не залишитись навіть мінімуму радіоактивних ускладнень і тим більше безпечностей. Зокрема, йдеться про вдосконалення вибухового процесу всередині корпусу 1. Тобто, в ідеалі прагнення до того, щоб термоядерний синтез здійснювався в чистому вигляді при абсолютній відсутності якихось ініціюючих ядерних вибухових компонентів. Запропонована технологія генерації теплової енергії передбачає та забезпечує можливість створення та спорудження принципово нового типу теплових електростанцій, позитиви та безпрецедентні переваги котрих нема потреби спеціально викладати. Не менш важливо, що наше рішення цілком прийнятне для реконструкції вже існуючих електростанцій як ТЕС, так і АЕС. Підводячи підсумок всього сказаного, в черговий раз, наголошуємо та стверджуємо, що дана робота відкриває принципово новий напрямок в енергетиці, який буде доповнений технологічними та конструкторськими розробками, що потребують патентного захисту. Що буде зроблено в найближчому майбутньому. Необхідно також зазначити не менш важливий фактор, стосовно типу вибухового пристрою 4, який розплавляє всередині корпусу 1 металічне тіло 3, перетворюючи його в розплав 3, температура котрого підтримується знову ж таки вибуховими пристроями 4, що послідовно вибухають в масиві цього розплаву з потрібною періодичністю. Повторно звертаємо увагу на назву корисної моделі Спосіб здійснення вибухової реакції, в тому числі ядерної або термоядерної. Це означає, як було вже відмічено, що тип вибухового пристрою та вид вибухівки можуть бути різними. Бо технологічна позитивність запропонованого способу зберігається при будь-якому виді вибухового пристрою або вибухівки, яка в ньому застосовується. Інша справа, що вибір такого пристрою та відповідно вибухівки повинні прийматися з забезпеченням максимальної ефективності з усіх можливих точок зору. Саме тому, запропонований спосіб здійснення вибухової реакції не обмежується ядерною або термоядерною реакцією, вважаючи, що не виключаються ситуації створення вибухових пристроїв, по цілому ряду міркувань не менш ефективних та доцільних, ніж застосування ядерних або термоядерних вибухових пристроїв. Запропоноване рішення, також, як і розглянуті аналог та прототип, передбачає одноманітну технологічну послідовність здійснення вибухової реакції. Зрозуміло, частота цих вибухів залежить від багатьох факторів, що враховуються при розробці відповідного проекту, в котрому головним параметром є потужність створюваного теплогенеруючого об'єкту. В цьому відношенні запропоноване рішення має надзвичайну та безпрецедентну перевагу, в тому сенсі, що забезпечується вибір найбільш раціональної та ефективної циклічності запропонованого способу. Аналоги не мають цієї якості, бо вони ґрунтуються на гігантоманії, варіації роботи котрої практично неможливі. Не кажучи вже, що такого роду енергетичні гіганти мають колосальну інерційність, котра буде тримати в енергетичних лещатах всю економіку, що буде споживати енергію подібних "монстрів". В нашому випадку, енергетична гнучкість запропонованої технології нічим не обмежується. Бо навіть, створюючи любої потужності енергетичний об'єкт, його можна споруджувати з потрібної кількості блоків, безпосередньо генеруючи теплову енергію. Тому, застосованість та можливість розповсюдження запропонованого рішення може мати необмежені варіації - від самих малих енергетичних потреб, що є в будь-яких економічних умовах, до будь-яких запитів крупних соціальних та виробничих споживачів. 7 UA 79846 U 5 10 15 20 25 30 35 Більше того, виникає несподіваний з першого погляду, а по суті абсолютно закономірна перевага застосування запропонованого рішення. Йдеться про доцільність застосування цього рішення на великотоннажних морських суднах, не виключаючи і річні судна на великих ріках. І це не просто доцільність, а надзвичайна доцільність, яка полягає в тому, що ні судна з традиційними енергетичними установками внутрішнього згоряння, ні судна з атомними енергетичними установками не мають комплексу переваг, що забезпечує запропоноване рішення. Зокрема, по аналогії з ядерними енергетичними установками, маючи можливість не возити на морських суднах велику масу енергоносіїв для енергоустановок, наше рішення звільнено від негараздів і небезпеки ядерних реакторів, створюючи ці недоліки не тільки на час експлуатації судна, але і не менш небезпечні та шкідливі наслідки після завершення цієї експлуатації. Одного цього достатньо, щоб усвідомити унікальну міру переваги запропонованого рішення. Крім того, що може бути не менш важливим, запропонований спосіб багатократно простіший і надійніший в експлуатаційному відношенні. Якщо з врахуванням сказаного співставити використання запропонованого рішення з найбільш розповсюдженими суднами, що мають енергетичні установки з двигунами внутрішнього згоряння, не важко прийти до висновку, що запропоноване рішення, на відміну від ядерних установок, має всі підстави масового застосування на морських великотоннажних суднах. Все вищевикладене потребує, до раніше сказаного ствердження про необхідність пошукових проробок та досліджень запропонованого рішення, додати особливу необхідність вивчення відміченого напрямку використання його на морських суднах. Більше того, не виключено, що саме цей напрямок стане першим та лідируючим в масовому розповсюдженні цього рішення в енергетичних сферах економіки - причому не тільки вітчизняної, але й в глобальному масштабі. До сказаного не можна не додати особливий фактор надзвичайної доцільності застосування запропонованого рішення на воєнних кораблях. Йдеться перш за все про кораблі, поіменованими авіаносцями, де вище позначені переваги цього рішення зростають багатократно. Те ж саме можна сказати про плавучі електростанції, які останнім часом набувають все більшої доцільності, не тільки в теоретичних дослідженнях, але й вже в практичній реалізації. І остання важлива обставина, що збільшує позитивність запропонованого рішення. В процесі передбачених пошукових розробок та досліджень буде вивчена можливість збільшення температури розплаву 3, доводячи його до кипіння. Така можливість забезпечується наданням корпусу 1 достатньої для цього міцності. В результаті, отримуємо більш ємну та більш потужну енергетичну систему, технологічне керування котрою стає більш стабільним, так як стабільним стає температурний режим цієї системи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 1. Спосіб здійснення вибухової реакції, в тому числі ядерної або термоядерної, шляхом підриву заряду всередині масивного металічного тіла, розміщеного в міцному корпусі, при цьому енергія вибуху заряду розплавляє це тіло, а теплота розплавленого металу утилізується, який відрізняється тим, що при певному охолодженні розплаву після першого вибуху заряду послідовні вибухи наступних зарядів здійснюються при відповідному охолодженні розплаву з розміщенням заряду всередині цього розплаву. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до здійснення першого підриву вибухового пристрою внутрішній простір міцного корпусу заповнюється через відповідний канал або канали розплавом металу, всередині котрого після заглушки каналу здійснюються всі інші операції, передбачені п. 1. 8 UA 79846 U 9 UA 79846 U 10 UA 79846 U 11 UA 79846 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for realization of explosive reaction, including nuclear or thermonuclear one

Автори англійською

Syrota Anatolii Vasyliovych

Назва патенту російською

Способ сироты для осуществления взрывной реакции, в том числе ядерной или термоядерной

Автори російською

Сирота Анатолий Васильевич

МПК / Мітки

МПК: G21C 7/00, G21J 3/00

Мітки: тому, термоядерної, вибухової, реакції, числі, ядерної, здійснення, сироти, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/14-79846-sposib-siroti-dlya-zdijjsnennya-vibukhovo-reakci-v-tomu-chisli-yaderno-abo-termoyaderno.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб сироти для здійснення вибухової реакції, в тому числі ядерної або термоядерної</a>

Подібні патенти