Jūs esate čia: Pradžia » Visos temos » Mokslas » Astronomija ir kosmonautika

Tarpžvaigždinių misijų erdvėlaiviuose – termobranduolinės alfa dalelių sintezės varikliai?

2011-06-30

(0)

(1)

(385)

Rūšis:	Standartinė publikacija
Parengė:	Saulius Žukauskas

Kontroliuojama termobranduolinė sintezė (angl. – „fusion power“) – sena alternatyvios energijos šaltinio besidairančiųjų svajonė, kurią įgyvendinus pavyktų apsirūpinti praktiškai neišsenkančiais energijos ištekliais. Kol kas šiame energetikos fronte nuveikti yra pavykę nedaug. Tačiau NASA mokslininkai jau ėmėsi ieškoti sprendimų, kaip „įkinkyti“ termobranduolinės sintezės variklius, kad šie į Visatos gelmes skraidintų tolimojo kosmoso tyrimams skirtus zondus.

Prisijunk prie technologijos.lt komandos!

Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.

Sudomino? Užpildyk šią anketą!

Vienas iš galimų sprendimų būtų toks: varomajai jėgai generuoti būtų naudojama ne termobranduolinės sintezės metu pagaminta energija, o kinetinė radioaktyvių dalelių skilimo energija.

NASA Langlio tyrimų centro (Langley Research Center) fizikos ir elektronikos inžinierius Džonas Čiapmanas (John J. Chapman) vietoj vandenilio izotopus deuterį ir tritį naudojančios termobranduolinės sintezės sistemos siūlo į tolimojo kosmoso zondus montuoti boro pagrindu veikiančius termobranduolinės sintezės variklius. Variklio koncepciją mokslininkas šią savaitę pristatė IEEE simpoziume Čikagoje (JAV).

Dž. Čiapmano siūlomoje variklio konstrukcijoje veiktų lazerinis spindulys, nukreiptas į dvisluoksnį 20 cm skersmens taikinį. Lazerio spinduliui pasiekus taikinio pirmąjį itin plonos metalinės folijos sluoksnį, būtų atpalaiduotas pulkas elektronų, o folijos plėvelė liktų įkrauta teigiamu krūviu. Jėga, kuri stumia protonus vieną nuo kito, sudraskytų folijos plėvelę, protonus nukreipdama į antrąjį taikinio sluoksnį – ploną boro-11 plėvelę. Čia metalinės folijos protonai susijungtų su boro branduoliais ir suformuotų anglies atomų branduolius, kurie nedelsiant suirtų į tam tikrus reakcijos produktus, o šie – į alfa daleles.

Kiekviena protono ir boro atomo pora generuotų tris alfa daleles, detalizuojama pranešime. Vienos tokios alfa dalelės kinetinė energija siektų 2,9 megaelektronvoltus. Elektromagnetinė jėga stumia alfa daleles priešingomis kryptimis, tačiau variklio konstrukcija daleles nukreiptų taip, jog jos erdvėlaivio variklį paliktų pro išmetamąsias tūtas, generuodamos varomąją jėgą.

Lazeris reikalingas visam šiam procesui suteikinėti impulsą. Kiekvienas lazerio impulsas generuotų 2 ×10¹⁸ vatų kvadratiniame centimetre arba 100 tūkst. alfa dalelių, tad galios prasme variklio koncepcija atrodo išties efektyvi. Anot Dž. Čiapmano, iš 11 gramų boro išeitų pagaminti 300 megavatvalandžių energijos. Mokslininkas neabejoja, jog dalį tokiu būdu pagaminamos energijos būtų galima panaudoti erdvėlaivio kompiuterinėms sistemoms.

Žinoma, kol žodis taps kūnu, laukia netrumpas kelias. Idėjos autoriaus vertinimu, funkcionalų erdvėlaivį ar zondą su termobranduolinės sintezės varikliu sukonstruoti pavyktų galbūt per dešimtmetį. Turint omenyje tai, jog boro ištekliai mūsų planetoje nėra menki, o vos keletas gramų šios medžiagos be vargo nugabentų erdvėlaivį į Marsą ar toliau, ši koncepcija mažų mažiausiai verta išsamesnės galimybių analizės.