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Thema: Projekt Orion

  1. #61
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    Zitat Zitat von mac Beitrag anzeigen
    Hallo frontloop,

    willkomen im Forum.

    das sind eine ganze Menge, nicht einfach aus dem Ärmel zu beantwortende Fragen.

    Ich beschränke mich erst mal nur auf den übertragbaren Impuls.


    den Anteil der frei werdenden kinetischen Energie, der durch Impulsübertragung zum Antrieb beitragen kann, kann man sicher ziemlich gut errechnen. Sowas müßte ich aber erst mit viel Zeitaufwand zusammentragen, deshalb schätze ich ihn hier mal zu 1/10 der gesamten kinetischen Energie.

    Die Gesamtenergie beträgt 204 MeV pro Kernspaltung
    davon gehen
    167 Mev in die kinetische Energie der beiden Spaltfragmente
    5 MeV in die kinetische Energie von Neutronen
    Den Rest (32 MeV) lasse ich einfach mal weg, ebenso den Neutronenanteil. Die bringen nicht genug, um in meiner groben Schätzung die dafür (für mich) dann nötige Arbeit zu rechtfertigen.

    Wenn ich annehme, daß beide Spaltfragment gleich schwer sind (Atomgewicht 118) dann ergibt sich daraus eine (relative) Geschwindigkeit von 1,17E4 km/s für jedes Spaltfragment
    Aus
    V = Wurzel(2*Wkin/m)
    und
    1,6E-19 Joule = 1 Elektronenvolt (eV)
    mit
    V=Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde
    m = Masse in kg, hier: 118 * 1,67E-27 kg
    Wkin = kinetische Energie in Joule, hier: 1,6E-19 J/eV * (167 MeV /2)
    1MeV = 1.000.000 eV
    m = Masse in kg
    ergibt sich
    V = 11700 km/s


    Der Energieinhalt von 1 kT TNT wird mit 4,2E12 Joule angegeben. Mit den 204 MeV pro Spaltung ergeben sich daraus:
    4,2E12 J / (1,6E-19 J/eV * 204.000.000 eV) = 1,29E23 Kernspaltungen mit doppelt so vielen Spaltfragmenten. Also eine Masse von 1,29E23 * 2 * 118 * 1,67E-27kg = 5,07E-2 kg.
    Bei der oben errechneten Geschwindigkeit hat diese Masse einen Impuls von
    11,7E6 m/s * 5,07E-2 kg = 5,9E5 kg m / s

    Nehmen wir an, solch ein Raumschiff wiegt 10000t und 1/10 (man kann das Ausrechnen, aber ich müßte erst noch lernen wie, deshalb nur diese sehr grobe Schätzung) des Impulses kann übertragen werden, dann würde ein 1kT-‚Treibsatz‘ dieses Schiff über die Impulserhaltung
    m1 * v1 = m2 * v2
    um
    v1 =1/10 * (5,9E5kg*m/s) /1E7kg = 5,93E-2 m/s
    beschleunigen.

    Kommt mir etwas wenig vor, ich müßte aber erst mal raussuchen, wieviel ein solcher ‚Treibsatz‘ heutzutage wiegt. Das kannst Du aber auch und nachrechnen ob ich irgendwo noch einen groben Schnitzer drin hab‘ auch.

    Herzliche Grüße

    MAC

    Verwendete Links:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Kernspaltung
    http://de.wikipedia.org/wiki/Proton
    http://de.wikipedia.org/wiki/Elektronenvolt
    http://de.wikipedia.org/wiki/TNT
    und eigenes Gedächtnis
    Den kugelförmigen Gesamtimpuls berechne ich aus der Sprengsatzmasse x Teilchenenergie(MeV).
    Den effektiven Impuls an der Prallplatte berechne ich aus Kreis-Kegelfläche.
    Je größer der Explosionsabstand zur Prallplatte ist, desto kleiner wird der effektive Impuls.
    Sehe ich das so richtig?

    Den Gesamtwirkungsgrad des Antriebes berechne ich aus der Kreisfläche in % x Wirkungsgrad des Stoßdämpfers in %.

    Gruß,
    Jens
    Geändert von JensU (01.09.2018 um 11:26 Uhr)

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