Motor a reacción nuclear de fase sólida

En los NRE en fase sólida ( SfNRE ), el material fisionable, al igual que en los reactores nucleares convencionales , se coloca en conjuntos de varillas ( TVEL ), lo que permite calentar eficazmente el fluido de trabajo gaseoso a una temperatura de 3000 ° C, que es simultáneamente un refrigerante que enfría los elementos estructurales y los ensamblajes mismos. Debido a la expansión del gas, el motor funciona.

Trabajos en TfYARD en USA

En la década de 1950, los científicos estadounidenses agregaron varios reactores nucleares a todo tipo de objetos: tanques , submarinos , automóviles, trenes e incluso aviones . Uno de los proyectos era un explosivo, que debería moverse debido al fuerte calentamiento del gas de un reactor nuclear. En 1954-1955, el Laboratorio de Los Álamos en los EE. UU. se interesó en este proyecto. Los científicos prepararon un informe sobre la viabilidad de construir un explosivo en ese momento. En 1957, se aprobó un proyecto para construir un reactor de grafito con combustible nuclear, cuyo nombre en código era "Rover". Paralelamente, se estaba construyendo un sitio de prueba para el TFYARD en Nevada. Dos años más tarde, el reactor Kiwi-A fue creado y probado el 1 de julio de 1959. La finalización para el Kiwi fue su explosión deliberada (después de calentarlo a 4000 ° C) para estudiar las consecuencias de su explosión: 45 kg de combustible radiactivo se esparcieron en un cuarto de milla (el YARD estaba en el suelo). Los científicos estaban en el aire y midieron la cantidad de radiación que terminó en la atmósfera, pero hasta el día de hoy, estos datos permanecen clasificados.

Trabajos en TfYARD en la URSS

El desarrollo en la URSS comenzó solo un par de años después, en 1959, cuando se presentó un informe sobre la instalación de un experimento en el reactor de investigación IGR (reactor de solución salina), cuya primera puesta en marcha tuvo lugar en 1961. Pero el proyecto no fue del todo exitoso y siguió mejorando hasta la década de 1980. En la Oficina de Diseño de Automatización Química, se desarrolló el YARD RD 0410 que, debido a estudios más prolongados, tenía una mayor resistencia al calor, tenía un mayor impulso específico: 9100 m / s (en comparación con el estadounidense 8200 m / s). En este caso, la potencia no superaba los 230 MW a un caudal de hidrógeno de hasta 16,5 kg/seg y su temperatura a la salida del reactor de 3100 K (~2800 °C). Todos los lanzamientos fueron exitosos y de acuerdo al plan.

Cómo funciona

En los NRE en fase sólida ( SfNRE ), el material fisionable, al igual que en los reactores nucleares convencionales , se coloca en conjuntos de varillas ( TVEL ) de forma compleja con una superficie desarrollada, lo que permite calentar eficazmente el fluido de trabajo gaseoso (generalmente hidrógeno , menos amoníaco , así como aditivos como hexano , helio ) hasta una temperatura de 3000 ° C, al mismo tiempo que es un refrigerante que enfría los elementos estructurales. La temperatura de calentamiento está limitada por el punto de fusión de los elementos estructurales (no más de 3000 °C).

Problemas y beneficios

El principal problema de TfYARD es la contaminación del medio ambiente tanto por radiación gamma como por compuestos altamente radiactivos de uranio y gases (fluido de trabajo), lo que hace que el lanzamiento de cohetes con TfYARD sea inconsistente desde la superficie de un planeta poblado.

De las ventajas: el impulso específico de un NRE de fase sólida, según estimaciones modernas, será de 850-900 s, que es más de tres veces mayor que el rendimiento de los motores de cohetes químicos más avanzados (2020), almacenamiento de energía significativo , compacidad, alto empuje (cientos de toneladas en vacío).

Enlaces

• Conversaciones sobre motores de cohetes