Ракетний двигун на тязі елементарних частинок

Реферат: Ракетний двигун на тязі елементарних частинок, що включає відбивачі нейтронів та сопла. Він має кільцеві електромагніти, які направляють потік частинок по тунелю. UA 101049 U (54) РАКЕТНИЙ ДВИГУН НА ТЯЗІ ЕЛЕМЕНТАРНИХ ЧАСТИНОК UA 101049 U UA 101049 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель, що заявляється, належить до реактивних двигунів, зокрема двигунів для космічних апаратів. Відомий прилад "ядерний реактивний двигун" (див. патент № 91438, опубліковано 26.07.2010, бюл. № 14), що містить блок запасу ядерних зарядів, оснащений механізмом їх викиду в реактивну камеру згорання із соплом, при цьому ядерний реактивний двигун, що забезпечений камерами інтенсифікації фізичних процесів із вкладеними в них циліндрамивідбивачами нейтронів з ізотопною сумішшю, забезпечує можливість генерувати в режимі регулювання повільні нейтрони високої щільності і направляти їх в реактивну камеру згорання, куди одночасно регульовано надходить ядерне паливо в пароподібному стані. В основу корисної моделі поставлена задача отримання реактивної тяги продуктів ядерних реакцій ділення та її використання для рушійної установки космічного апарата. Загальна схема двигуна показана на кресленні. Основним елементом конструкції двигуна є ядерний реактор 1, який виділяє потік нуклонів та інших частинок, а також відбивачі нейтронів та кільцеві електромагніти, які направляють потік частинок по тунелю. З-поміж усіх найбільш ефективними для створення реактивної тяги є швидкі нейтрони, тому в установці використовується реактор, який виділяє велику їх кількість. На першій фазі роботи цей реактор вмикається та доводиться до критичного стану (починає виділяти енергію); він живить інші бортові системи корабля. Один його бік, який не ізольований радіаційним захистом та не має відбивача нейтронів відкривається у тунель з кільцевих електромагнітів 2 (живляться від реактора), за ними знаходяться відбивачі нейтронів 3. Магніти призначені для скеровування частинок, чутливих до магнітного поля (альфа- та бета-частинок і уламків ядер), оскільки вони теж мають високу енергію та здатні істотно збільшити тягу двигуна. Тунель, у якому рухається потік частинок, обладнаний системою управління тягою двигуна. Керування тягою здійснюється спеціальною заслінкою 4 з матеріалу, який має високий коефіцієнт радіаційного захисту. У тунелі встановлені змінні пластини радіоактивного ізотопу 5. Пластини є робочим тілом двигуна та мають бути тонкими, щоб частинки змогли проникати крізь них. Після виходу з реактора потік частинок, утворений відбивачами нейтронів і керований електромагнітами, проходить крізь пластини та спричиняє ділення ізотопу. При цьому виділяються частинки різних видів (в залежності, яка частинка зіштовхнулася з ядром ізотопу). Отже, при проходженні потоку через пластини проходить ядерна реакція ділення з виділенням деякої кількості нейтронів, уламків ділення та гамма-квантів. Після численних реакцій ділення у пластинах потік частинок ущільнюється та стає потужнішим. У тунелі розташовані кілька пластин (їх кількість залежить від ресурсу однієї та заданої потужності двигуна), товщина кожної з них після проходження потоку зменшується в результаті ділення певної частини ізотопу. Пройшовши через усі пластини в тунелі, потік частинок виходить з сопла 6, створюючи реактивну тягу. Основними компонентами двигуна є ядерний реактор на швидких нейтронах та пластини ізотопу, які випромінюють значну кількість радіації, тому потрібно захистити інші системи космічного апарата від потоків іонізуючого випромінювання. Для цього у конструкції рушійної установки передбачені засоби радіаційного захисту - відбивачі нейтронів, та кільцеві електромагніти, які направляють потік частинок по тунелю. Це також збільшує ефективність двигуна, оскільки крізь пластини проходить більша кількість частинок та розпадається більше ядер ізотопу. Для того, щоб контролювати роботу пристрою (змінювати тягу, заправляти паливом), передбачені система управління тягою двигуна та механізм заміни паливних пластин 7. Керування тягою здійснюється стрижнями управління реактора 8 або ж за допомогою спеціальної заслінки, яка регулює величину потоку нейтронів на виході з нього. Ширина потоку частинок змінюється кільцевими електромагнітами. Пластини потрібно через деякий час заміняти, оскільки вони поступово тоншають внаслідок ділення частини ізотопу. Для цього наявний механізм заміни паливних пластин двигуна. Основні переваги: мала витрата палива, вироблення додаткової енергії для космічного апарата, великий ресурс роботи. Може використовуватися як рушійна та енергетична установка космічних апаратів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Ракетний двигун на тязі елементарних частинок, що включає відбивачі нейтронів та сопла, який відрізняється тим, що має кільцеві електромагніти, які направляють потік частинок по тунелю. 1 UA 101049 U 5 2. Ракетний двигун на тязі елементарних частинок за п. 1, який відрізняється тим, що у приладі використовується реактор, який виділяє велику кількість швидких нейтронів для створення реактивної тяги. 3. Ракетний двигун на тязі елементарних частинок за п. 1-2, який відрізняється тим, що має тунель з кільцевих електромагнітів системи управління тягою двигуна і механізму заміни робочого тіла, пластини в тунелі для ущільнення потоку і створення реактивної тяги. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2