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核聚變火箭發動機工作原理

汽車 更新时间:2024-11-17 01:02:11

核聚變發動機産生推力的方式與普通火箭不一樣,但兩者有一個過程是一樣的,就是必須抛射質量才能獲得前進的動力,即需要牛頓第二定律的表現方式來換取飛行器的前進,否則就像一個手電筒一樣明晃晃的,推力卻可以忽略不計!

核聚變火箭發動機工作原理(行星發動機重核聚變後生成的鐵元素怎麼處理)1

上圖是不同循環的化學火箭發動機,兩者在循環原理上有些差别,但燃燒室燃燒和噴管膨脹原理是一樣的,都是燃料燃燒後膨脹從尾噴管高速排出的氣體獲得向前推進的動力!

核聚變火箭發動機工作原理(行星發動機重核聚變後生成的鐵元素怎麼處理)2

這是當年暴力型獵戶座火箭的核動力火箭方式,就是在屁股後面丢核彈,這個污染可不是一般的大,很明顯這不是我們想要的動力方式!

核聚變火箭發動機工作原理(行星發動機重核聚變後生成的鐵元素怎麼處理)3

這種是比較文藝的核火箭,但這還是裂變型,仍然是加熱工質氣體獲得膨脹取得動力!

核聚變火箭發動機工作原理(行星發動機重核聚變後生成的鐵元素怎麼處理)4

核聚變型才是理想中的核動力方式,但核聚變火箭的工作原理與化學火箭不一樣,因為無法用膨脹的方式向後方噴出工質取得動力,而是四面八方沒有方向性的亂闖!不過核聚變産生的大都是高能帶電粒子,可以用磁場來約束這些粒子的方向,當然我們需要它向後排出,以達到排出工質獲得前進動力的目的!

核聚變火箭發動機工作原理(行星發動機重核聚變後生成的鐵元素怎麼處理)5

在外層磁場的約束下,已經被高溫電離的高能粒子向噴口方向排出,獲得前進動力!因此回到标題,無論《流浪地球》中的行星發動機聚變到哪個階段,向後方排出的就是這些最後階段的聚變物生成的等離子态物質!

核聚變火箭發動機工作原理(行星發動機重核聚變後生成的鐵元素怎麼處理)6

當然您肯定發現了一個問題,比如氚氘聚變,氘元素是一個中子,聚變生成的氦元素是2個中子,那麼多餘的那個中子就沒地方去了,成了四處遊蕩的自由中子!并且非常要命的是自由中子不帶電,不受磁場控制,因此會産生多餘中子的物質聚變時必須要有中子防護層,在IETER核聚變實驗堆中有一個“第一壁”就是阻擋中子材料制成的,但中子是擋不住的,因為材料會吸收它并且會變成另一種物質,這個被稱為嬗變,所以這第一壁是耗材!

核聚變火箭發動機工作原理(行星發動機重核聚變後生成的鐵元素怎麼處理)7

因此在行星發動機中,因為是一些列的物質聚變連續過程,中子釋放無法避免,必須有中子防護層,還要有強大的磁場排出高溫等離子态的物質!簡單的說,生成的鐵元素是看不到的,因為已經被排入茫茫的太空,成為地球前進的動力!當然地球成為鐵球的可能性就更不可能了哈

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