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主题:聚变PK裂变 -- tojinge

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家园 热辐射?

很有意思的一个题目。在宇宙空间中,一根一端冷,一端热的棍子,在它到达热平衡之前,能不能凭借不对称的热辐射来产生运动?

家园 科幻中常见的依靠“太阳风”飞行的飞船?

靠太阳风的粒子辐射,扬帆远航

家园 不是,是发射光子反冲产生的推力

光子是有质量(动质量)和动量的

发射光子,也会产生反冲

和火箭一样的原理

和依靠太阳风的原理不同,那是帆船原理

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类似的例子是光帆,利用光压推进

网上找找,可以找到一个真空中的叶轮,一面是白色的一面是黑色的,在光照下会转起来

点看全图

外链图片需谨慎,可能会被源头改

家园 可以

维持这个温度差需要能量的

外链出处

类似的,有微波推进器,原理相同

外链出处

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被称为无工质推进器,其实是有工质的,光子.

家园 裂变产生的伽马射线能量占3%而已,伽马射线也很难反射

WIKI

When a uranium nucleus fissions into two daughter nuclei fragments, about 0.1 percent of the mass of the uranium nucleus[6] appears as the fission energy of ~200 MeV. For uranium-235 (total mean fission energy 202.5 MeV), typically ~169 MeV appears as the kinetic energy of the daughter nuclei, which fly apart at about 3% of the speed of light, due to Coulomb repulsion. Also, an average of 2.5 neutrons are emitted, with a mean kinetic energy per neutron of ~2 MeV (total of 4.8 MeV).[7] The fission reaction also releases ~7 MeV in prompt gamma ray photons. The latter figure means that a nuclear fission explosion or criticality accident emits about 3.5% of its energy as gamma rays, less than 2.5% of its energy as fast neutrons (total of both types of radiation ~ 6%), and the rest as kinetic energy of fission fragments (this appears almost immediately when the fragments impact surrounding matter, as simple heat).

大意是裂变能量包括3。5%的伽马射线,2.5%的中子流,其它85%都是分裂后的原子动能或者热能。用这热能发电,就是1/3的热效率,发电加速离子流显然也是更有效的能量利用。

家园 热辐射没那么大推进能力吧

这个问题我也胡思乱想过。用光辐射或者热辐射是否可以推进火箭。实际上够呛。

能量=mv2,质量和速度平方之乘积。

动量=mv, 质量和速度乘积。

假如所释放出的能量是不变的话,动量=能量/V,也就是说,喷射物质的速度越快,获得的动量也就越小。如果是电磁波的话,速度等于光速,那么飞船获得的动量将是非常小的一个值。

当然如果核聚变,能量无穷的话,自然不在乎这个损耗。其他方式就无法忍受了。

家园 兄弟你弄错了

对经典力学,

Ek(动能)=1/2mv^2

p=mv=m*sqrt(2Ek/m)=sqrt(2mEk)

速度越快,动能越大、动量越大。

兄弟只看到分母上的v,没看到分子上的v^2

对光子,要用相对论公式,不能用经典的牛顿力学公式了

对光子,速度是v=c,

E^2=(pc)^2+E0^2

E0=0, p=E/c

E=hw

p=hw/c

所以,波长越短(按照德布罗意波的理解,波长越短,能量越高,粒子效应越显著),能量越高,动量也越大。

光子推进力是比较小的,但在太空中阻力小、持续作用时间长,微小的加速度持续很长时间,最后的速度还是很可观的。

家园 伽马射线很难反射,但容易吸收

这里并不是直接反射裂变产生的辐射,而是裂变产物(裂变次重核、中子、伽马射线等)动能被吸收产生热能(反应堆的原理),加热,产生热辐射的光子

上述的俄罗斯方案是发电(目前技术效率大约1/3),再产生高能离子流(离子火箭),经过热-电-离子多道转换。

俺的观点是一来太复杂麻烦,二来转换效率可能不如直接热-辐射(需要仔细计算才能确定)。

家园 你说的和我的不矛盾呀

p=E/c E不变的话,C值很大,所以P小呀

至于波长啥的,还没轮到它说话。

家园 理论上能有推力,但是推重比可能太小

地球附近收到的太阳光的反射压力大约是每平方米半毫克。所以你的“燃烧室”要很大,单位面积的发光强度要远远超过太阳光才行。而整个系统又必须很轻:到底要多轻,要看你发光的能量密度能做到多大。

家园 兄弟你是学物理的么?

E=hw,h是普朗克常数,w是圆频率=2*pi*c/l,l是波长

对光子来说,p或者说E是很小,可这是微观

转换到宏观,阿夫伏伽德罗常数就要发威了

就像裂变,

微观上,每个U235裂变放出的能量只有200MeV大约才10^-11J啊

可宏观上,论kg计算,阿伏伽德罗常数10^23一发威,就成了10^12J了

家园 所谓辩证关系就是糊涂关系

有人迷信资本力量,有人迷信技术力量,我迷信产业力量。

技术-产业-资本,资本-产业-技术,无论怎么排,产业一定居中央。产业力量的培养建立是技术和资本的基础。就象武术家,有人以腿胜,有人以臂强,但根本的力量,还是发自于腰。产业就是这个腰。

别拿日本甚至于德国做反例,特别是日本,是被美国阉割和精神控制了的,无论产业怎样发展,也只能是一个提线木偶。

市场是产业发展空间。失去市场的产业就象离开了水的鱼,无论曾经多么强大都只能死去。

找准了市场发展产业,该利用资本力量就用资本力量,该利用技术力量就利用技术力量。“追科学”,毕竟“西方世界鞭先着”上百年,产业能力和技术能力积累都非常厚,相对他们,中国的产业能力特别是技术能力薄弱太多,但他们已找不到更大的市场。咱中国有市场,有资本(大头来自房地产土地,不管这资本怎么来的,反正很少很少是靠咱自个儿的技术能力搞来的),只要对产业发展有力,能买的技术一定要买。有钱,如果不买技术,难道象中东香港以及中国土豪一样把钱花到奢侈品上?该买能买的技术不仅是可以买,而是一定要买,还应该大买特买。

家园 请问2050年中国建造核电站应该是什么技术?

看我上面贴中链接里的图,如果美国核电全部延寿到80年,那么美国可以以现有的核电站保持现有发电量到2050年。

美国会在2050年大规模上100年前发明的所谓第四代核电么??-1951年发明(首运行)的钠冷快堆,到2050年不正是100年么?!

我孤陋寡闻,没去过挨打后赴死。但我固执地认为,所谓美国核能界的研究人员,也就剩下那么一小撮了。所谓美国核电想去抢化石能源的地盘,除了他们自己YY,就只有是忽悠人民包括从中国去的核电精英们了。氢能源,5-10年前曾是个热门话题,但如果现在还有人炒核能制氢,我也只能说他是YY或者忽悠了。因为没有比电能更方便的能量传输和利用方式了。只要电网在,就不可能有氢网,只要电动车在,就没有氢汽车的空间。同样的忽悠概念还有核能炼钢,这个50年前发明的概念至今还在被一部分人用来忽悠大众,尽管这些人哪怕是对他们的臆想客户炼钢厂一毛钱也不知。

腹黑地认为,美国保持一定的核电,保持一小撮核能人员,背后的主要目的是为了维持军用核能,特别是为前几十年的军用核能发展遗留擦屁股,尽管这个屁股应该是永远也擦不干净了。

所谓“三代堆”,本质上是二代改进,也就是二代加而已。因为堆的本质堆芯几乎完全没有动!改进的仅仅是外围的安全设施,特别包括你说的大水帽--从纯技术角度你可以藐视它,但从工程角度,我敬重它,我重视它。中国核能比美国后发30年,现阶段要上核电,当然是应该用现阶段的成熟的先进技术,也就是“三代堆”。

泼个凉水,四代堆,就这么着吧。

ICF,算了吧,谁都知道它是干什么用的,就是不是为了发电
这个我确实不懂,包括NIF,laser plasma,托克马克,Z-pinch,但很有兴趣,希望能多介绍一些。“就是不是为了发电”--到2050年也非不用它们发电??

家园 歪楼啦,这里只讨论反应堆吧

咱们不讨论光子推进火箭和星际旅行了,有兴趣就带上砖头石头去另砌一楼。

讨论反应堆吧,可以批一批俺的太空推进反应堆。

家园 这样的反应堆,如果核燃料球漏了不就SB了?
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