核聚变火箭发动机工作原理(行星发动机重核聚变后生成的铁元素怎么处理)

核聚变发动机产生推力的方式与普通火箭不一样,但两者有一个过程是一样的,就是必须抛射质量才能获得前进的动力,即需要牛顿第二定律的表现方式来换取飞行器的前进,否则就像一个手电筒一样明晃晃的,推力却可以忽略不计!

核聚变火箭发动机工作原理(行星发动机重核聚变后生成的铁元素怎么处理)(1)

上图是不同循环的化学火箭发动机,两者在循环原理上有些差别,但燃烧室燃烧和喷管膨胀原理是一样的,都是燃料燃烧后膨胀从尾喷管高速排出的气体获得向前推进的动力!

核聚变火箭发动机工作原理(行星发动机重核聚变后生成的铁元素怎么处理)(2)

这是当年暴力型猎户座火箭的核动力火箭方式,就是在屁股后面丢核弹,这个污染可不是一般的大,很明显这不是我们想要的动力方式!

核聚变火箭发动机工作原理(行星发动机重核聚变后生成的铁元素怎么处理)(3)

这种是比较文艺的核火箭,但这还是裂变型,仍然是加热工质气体获得膨胀取得动力!

核聚变火箭发动机工作原理(行星发动机重核聚变后生成的铁元素怎么处理)(4)

核聚变型才是理想中的核动力方式,但核聚变火箭的工作原理与化学火箭不一样,因为无法用膨胀的方式向后方喷出工质取得动力,而是四面八方没有方向性的乱闯!不过核聚变产生的大都是高能带电粒子,可以用磁场来约束这些粒子的方向,当然我们需要它向后排出,以达到排出工质获得前进动力的目的!

核聚变火箭发动机工作原理(行星发动机重核聚变后生成的铁元素怎么处理)(5)

在外层磁场的约束下,已经被高温电离的高能粒子向喷口方向排出,获得前进动力!因此回到标题,无论《流浪地球》中的行星发动机聚变到哪个阶段,向后方排出的就是这些最后阶段的聚变物生成的等离子态物质!

核聚变火箭发动机工作原理(行星发动机重核聚变后生成的铁元素怎么处理)(6)

当然您肯定发现了一个问题,比如氚氘聚变,氘元素是一个中子,聚变生成的氦元素是2个中子,那么多余的那个中子就没地方去了,成了四处游荡的自由中子!并且非常要命的是自由中子不带电,不受磁场控制,因此会产生多余中子的物质聚变时必须要有中子防护层,在IETER核聚变实验堆中有一个“第一壁”就是阻挡中子材料制成的,但中子是挡不住的,因为材料会吸收它并且会变成另一种物质,这个被称为嬗变,所以这第一壁是耗材!

核聚变火箭发动机工作原理(行星发动机重核聚变后生成的铁元素怎么处理)(7)

因此在行星发动机中,因为是一些列的物质聚变连续过程,中子释放无法避免,必须有中子防护层,还要有强大的磁场排出高温等离子态的物质!简单的说,生成的铁元素是看不到的,因为已经被排入茫茫的太空,成为地球前进的动力!当然地球成为铁球的可能性就更不可能了哈

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