| طراحی و تحلیل رآکتورهای میکروپلاسمایی مبتنی بر توریوم برای پیشرانش هوایی، همراه با چرخه پیشگرمایش پلاسما–هستهای و کنترل مگنتوهیدرودینامیکی (MHD) در اگزوز موتورجت های فوق تاکتیکی |
| کد مقاله : 1254-NAEC |
| نویسندگان |
|
ماهان کاوه * عضو هیئت تحریریه مجله بین المللی فلسفه آمریکا و عضو هیئت علمی |
| چکیده مقاله |
| در این پژوهش، یک معماری مفهومی نوآورانه برای پیشرانه جتهای هیپرسونیک و تاکتیکی نسل آینده ارائه میگردد که بر پایه رآکتورهای میکروپلاسمایی مبتنی بر چرخه سوخت توریوم (Th-232 → U-233)، ادغام چرخه پیشگرمایش تلفیقی پلاسما–هستهای و سامانه کنترل مگنتوهیدرودینامیکی (MHD) در نازل اگزوز استوار است. رآکتور میکروپلاسمایی توریوم با بهرهگیری از پلاسمای غیرتعادلی محدودشده در مقیاس میکرو، چگالی توان حرارتی بالا (در حد مگاوات بر مترمکعب) و پلاسماهای داغ پایدار تولید مینماید، که این امر راندمان رانش ویژه (Isp) را افزایش و وابستگی به سوختهای فسیلی را به طور قابل توجهی کاهش میدهد. در این سیستم، هوای ورودی پس از فشردهسازی اولیه، وارد ناحیه پیشگرمایش پلاسما–هستهای شده و از طریق تزریق انرژی نوترونی و یونیزاسیون غیرتعادلی به دماهای پلاسمایی (بالای ۵۰۰۰ K) میرسد، که فراتر از محدودیتهای چرخههای احتراق شیمیایی مرسوم است. خروجی یونیزهشده سپس توسط acceleratore MHD فارادی (با اعمال میدان مغناطیسی عمودی و نیروی لورنتز) در نازل اگزوز هدایت، شتابدهی و پایدارسازی میگردد، منجر به بهبود بردار رانش، کاهش drag حرارتی و افزایش نسبت رانش به وزن تا ۲۰-۳۰% میشود. مدلسازی عددی بر پایه معادلات MHD دوسیاله (با کدهای شبیهسازی مانند OpenFOAM) و نوترونیک مونتکارلو (MCNP) انجام شده که ضریب تکثیر نوترون (k_eff > ۱.۰۵) در رژیم بریدینگ توریوم و کاهش پسماندهای بلندعمر را تأیید مینماید. چالشهای کلیدی نظیر پایداری پلاسمای میکرو در حضور میدانهای قوی و مدیریت گرادیانهای حرارتی با راهکارهایی مانند seeding قلیایی (Cs/K) برای افزایش هدایت الکتریکی برطرف گردیده است. |
| کلیدواژه ها |
| رآکتور میکروپلاسمایی، چرخه سوخت توریوم، پیشرانش هستهای هوایی، کنترل مگنتوهیدرودینامیکی (MHD)، پیشگرمایش پلاسما–هستهای، موتور جت تاکتیکی |
| وضعیت: پذیرفته شده برای ارائه شفاهی |
