为什么不用小当量氢弹推进火箭?(为什么没有核能火箭)
为什么没有核能火箭
因为火箭一般是靠氢气燃烧获得动力,较为洁净,燃烧效率高。现在已在研制氢聚变的动力,就像是太阳燃烧的原理。
核裂变危险较大,且不易控制。因而在发射火箭时不作考虑。
目前已经开始研制核能火箭了。
核火箭的发动机利用核反应或放射性物质衰变释放出的能量加热工作介质,工作介质通过喷管高速排出,产生推力,使宇宙飞船高速飞行。
核火箭的设想
核火箭的设想最早由美国核科学家乌拉姆提出,利用核聚变使一颗颗小型氢弹在飞船尾部相继爆炸而产生推力。若每颗原子弹的爆炸当量为1000吨TNT,估计爆炸50颗原子弹后飞船速度可达12千米/秒。20世纪50年代末,美国核科学家泰勒提出了类似的“猎户座”计划,每颗原子弹的爆炸当量为2000吨TNT(在大气层外),爆炸50颗后飞船的最大速度可达70千米/秒。
核火箭的原理
核火箭的发动机利用核反应或放射性物质衰变释放出的能量加热工作介质,工作介质通过喷管高速排出,产生推力,使宇宙飞船高速飞行。根据核能释放方式的不同,核火箭可分为放射性同位素衰变型、核裂变型和核聚变型三种。所谓核裂变是在一定条件下,原子核发生分裂,同时释放出大量的能量。所谓核聚变是在一定条件下,较轻的原子核会聚合成新的较重的原子核,同时释放出大量的能量。
1968年,曾参加过“猎户座”计划的科学家戴森首次提出利用核聚变推进的恒星际航行方案,飞船总质量为3000万吨,携带3000万颗氢弹。经过连续脉冲爆炸可在10年内将飞船加速到300千米/秒。
1970年,美国内华达大学温特伯格提出了用高能电子束引发核聚变。他设计的发动机每次核聚变可释放出约100亿焦的能量,可实现 300千米/秒的高速航行。
核火箭的研制
目前,美国科学家詹姆斯·鲍威尔和乔治·梅兹宣称。在10年内将开发出用于未来宇宙航行的探险飞船用的核发动机。美国马歇尔太空飞行中心太空运输研究室负责人约翰·科尔认为有许多美国科学家对核火箭的研制饶有兴趣。核火箭无疑是未来飞行器的发展方向,也是解决宇宙航行动力问题的发展方向之一。
显然,核火箭存在着很大的隐患。特别是核辐射对航天员健康可能造成威胁。因为核火箭飞船内的辐射量相当于航天员每天要做8次X线胸部透视,较长时间的作用会对航天员的身体造成严重的伤害。航天员返回地面后,肌肉量一般会减少30%,骨密度会下降。
高效核燃料镅的出现,催生了宇宙航行的一种最新方案。由于镅产生裂变反应的临界状态的质量只需铀和钚的1%。因此其裂变极易发生,而且一经发生就会持续下去,这样就可以大大减少宇宙飞船需要携带的燃料,也就可以缩短宇宙飞行的时间。以从地球飞往火星为例。使用核子动力火箭飞行时间只需2个星期,而用化学燃料火箭飞行时间至少需要6-10个月。这种核火箭有望于2020年前后研制成功。
为什么不用核聚变?
制约核聚变的因素主要是高温。
聚变,特别是氢核(目前氢弹原料)的巨变是需要两千五百万度的高温才能引发,然后发生巨变,之后便可自行靠产生的热量进行反应,最高温度可达两亿摄氏度。所以所有的“氢弹”都是靠“原子弹”引发的。氢弹的内部有一颗小当量的原子弹负责做“引信”。
若是用聚变来产能,第一,你没有办法引发反应,除非做一个原子弹去“点”它。第二,反应了你没办法控制,因为聚变是无法用慢化剂减速的,即使有,减速之后氢核降温,反应停止。第三,我们没有能承受如此高温的容器来当反应堆。
虽然目前有设计方案用磁场约束氢核,但是短期内,氢核聚变只能用于杀伤性武器。
希望我的回答对你有帮助
不用火药为什么能把火箭发射升空
运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等作为燃烧剂,而用硝酸、液态氮等提供的氧化剂帮助燃烧的,人们习惯上把燃烧剂和氧化剂通称为火箭发动机的燃料或推进剂。
从物理形态上讲,火箭发动机使用的推进剂有两种形式,一种是液态物质,另一种是固态物质。燃烧剂和氧化剂都是呈液体形态的发动机则称为液体燃料发动机,或称为液体火箭发动机,两者都是呈固体状态,则称为固体燃料火箭发动机或固体火箭发动机。如果在两种燃料中,一种为固体,一种为液体,则称为固-液火箭发动机或直接称其物质名称的火箭发动机。如,氢氧火箭发动机。由于固态燃烧剂产生的能量比液体氧化剂发出的能量高,所以,目前研制的火箭发动机多是固-液火箭发动机,两种燃料相遇燃烧,形成高温高压气体,气体从喷口喷出,产生巨大推力而把运载火箭送上了太空。
为何各国喜欢用原子弹,不用氢弹
原子弹是裂变武器,而氢弹是聚变武器。引发聚变反应需要使用裂变反应来触发,而且聚变材料的获取难度远远比裂变材料的获取高。由于裂变的原理已经为各国所熟识,所以但凡能建核电站的国家理论上都能制造原子弹,但是却基本造不出聚变武器。
其次,现在原子弹的威力可以精确的控制到很小,而聚变武器的威力要比裂变武器大几个数量级。使用氢弹很可能玉石俱焚。