23 października 2021


Prace nad nowymi sposobami napędu, zarówno pojazdów lądowych, jak i statków powietrznych, prowadzone są coraz intensywniej. Zajmują się nimi  niewielkie laboratoria jak i przemysłowi giganci. Wśród wielu zaprezentowanych w tym roku rozwiązań największe chyba dyskusje wywołał silnik opatentowany przez Boeinga.

Ryszard Romanowski

Nuklearny silnik wentylatorowy tej firmy oparty jest na syntezie jądrowej, wywołanej promieniem lasera. Przedstawiciele amerykańskiej firmy są bardzo oszczędni w komentarzach. Trafiają jednak do mediów tzw. przecieki, według których jednostka ta ma trafić do jednej z wersji rozwojowych Dreamlinera. Oznaczałoby to, że Boeing ma jakiegoś „asa w rękawie”.

Wystarczy mała pastylka
Zasada działania silnika jest pozornie prosta. W półkulistej komorze umieszczona jest pastylka paliwa zawierająca dwa izotopy wodoru: deuter i tryt. Przy pomocy impulsowego strumienia promieniowania laserowego pastylka osiąga wystarczająco wysoką temperaturę aby uwolnić energię, która kierowana jest, podobnie jak w silniku rakietowym, poprzez dyszę w wierzchołku półkuli. W zjawisku tym ważne jest dostrojenie odpowiedniej długości fali światła laserowego. Nie jest tajemnicą, że firma z Seattle prowadzi intensywne prace nad laserami co najmniej od 2009 roku.

the-engine-harnesses
Silnik kontroluje energię cieplną dzięki obiegowi chłodziwa po zewnętrznej stronie pokrytej uranem powłoki komory spalania

Prace nad fuzją jądrową prowadzone są w wielu laboratoriach świata. Na razie efekty są mizerne. Reakcja pochłania większą ilość energii niż można w jej wyniku uzyskać. Dopiero w lutym 2014 roku kalifornijski ośrodek NIF odzyskał niecały 1% energii więcej niż pochłonęła reakcja. Stało się to po napromieniowaniu scalonym promieniem otrzymanym ze 192 laserów miniaturowej pastylki paliwa o masie 150 mikrogramów. Deuter i tryt umieszczone są w metalowym walcu. W wyniku napromieniowania następuje implozja wyzwalająca temperaturę około 100 mln °C. Naładowane jądra deuteru i trytu przezwyciężają siły odpychające i łączą się w jądro helu. Powstaje energia, z której piąta część zużywana jest w celu podtrzymania reakcji. W opatentowanym silniku obok fuzji deuteru i trytu powstają neutrony prędkie, które uderzają w ściany komory wyłożone materiałem rozszczepialnym takim jak np. uran 238. W wyniku rozszczepienia jąder atomowych wyzwala się energia cieplna zasilająca turbiny produkujące energię elektryczną wykorzystywaną przez laser oraz inne odbiorniki prądu umieszczone w samolocie. W założeniach, dzięki reakcji termojądrowej silnik wymaga doprowadzenia bardzo niewielkiej ilości energii i może być wykorzystywany zarówno w samolotach, jak i pojazdach kosmicznych.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 7/8 (94/95) lipiec/sierpień 2015