'

СЕДОВ-100

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Конференция по механике сплошной среды, посвященная 100-летию академика Л.И. Седова 12-13 ноября 2007 г. СЕДОВ-100 КАВИТАЦИОННЫЙ КЛАСТЕР ПАРОВЫХ МИКРОПУЗЫРЬКОВ как НАНО-ТЕРМОЯДЕРНАЯ БОМБА Р.И. Нигматулин Российская академия наук Институт океанологии им. П.П. Ширшова nigmar@ocean.ru


Слайд 1

Multibubble & Single Bublle SONOLUMINESCENCE MBSL SBSL


Слайд 2

Дейтерий + + 50% СИНТЕЗ ЯДЕР ДЕТЕРИЯ Дейтерий


Слайд 3

THE START 1. R. Nigmatulin, R. Lahey (Jr) «Perspective of Bubble Fusion» Nuclear Reactor Thermohydrolics (NURETH-7), Invited Plenary Lecture, Saratoga-Springs, New-York, USA, 1995) 2. R. Nigmatulin, «Gas Dynamics of Sonoluminescence» NATO ASI on Sonochemistry and Sonofusion (Invited Lecture, Seattle, Washington, USA, 1997);


Слайд 4

THE TEAM Oak Ridge National Laboratory, TN, USA Purdue University, W. Lafayette, IN, USA R.P. Taleyarkhan, C.D. West, J.S. Cho, Y. Xu Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY, USA R. T. Lahey (Jr), R.C. Block Российская академия наук, Россия Р.И. Нигматулин, И.Ш. Ахатов, Р.Х. Болотнова, Н.К. Вахитова, A.С. Топольников


Слайд 5

КУМУЛЯТИВНОЕ СХОЖДЕНИЕ СФЕРИЧЕСКОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ («микроводородная бомба») Инициирование сферической ударной волны на сходящейся межфазной границе Фокусировка сферической волны в центре пузырька Сферическая волна после отражения от центра пузырька Автомодельная кумуляция сферической и цилиндрической ударной волны из бесконечности Guderley, 1942; Ландау и Станюкович, 1955; Нигматулин, 1967 (детонационноая волна) Хабиров С.В. 2007


Слайд 6

ГАЗ В ПУЗЫРЬКЕ: КОНДЕНСИРУЮЩИЙСЯ ПАР (ПАРОВАЯ КАВИТАЦИЯ) - Минимизировать торможение жидкости - Достичь большей кинетической энергии жидкости ХОЛОДНАЯ ЖИДКОСТЬ – Более интенсивная конденсация ЖИДКОСТЬ С ТЯЖЕЛЫМИ МОЛЕКУЛАМИ (ОРГАНИКА) - Низкая скорость звука в паре ( , где ? - молекулярный вес) - Большие значения коэффициента конденсации (аккомодации) ( ? ? 1, вместо ? ? 0. 04 для воды) - Высокая кавитационная прочность жидкости УСИЛИТЬ АКУСТИЧЕСКУЮ ВОЛНУ (?pI ? 15-20 bar) КЛАСТЕР ПУЗЫРЬКОВ КАК УСИЛИТЬ СВЕРХСЖАТИЕ ?


Слайд 7

Кинетическая энергия сходящейся жидкости вокруг пузырька Кинетическая энергия K в 105 раз больше, чем в однопузырьковой сонолюминесценции ШАНС: Tmax ? 108 K НО: Обеспечить сферичность схлопывающегося пузырька!!!


Слайд 8

Фотографии осциллирующих пузырьков Сферичность – - Сонолюминесценция Несферичность - - Нет сонолюминесценции


Слайд 9


Слайд 10


Слайд 11

PEER REVIEWED PAPERS Taleyarkhan, R., West, C., Cho, J.S., Lahey (Jr.) R., Nigmatulin, R., Block, R., Evidence for Nuclear Emissions during Acoustic Cavitation, Science, Vol. 295, pp. 1868-1873, 8 March 2002. Taleyarkhan, R., West, C., Cho, J.S., Lahey (Jr.) R.T., Nigmatulin, R., Block, R., Additional Evidence of Nuclear Emissions during Acoustic Cavitation, Physical Review E, Vol. 69, p.0361091, March, 2004. Nigmatulin, R., Akhatov, I., Topolnikov, A., Bolotnova, R., Vakhitova, N, Lahey, (Jr.) R., Taleyarkhan R. The Theory of Supercompression of Vapor Bubbles and Nano-Scale Thermonuclear Fusion, Physics of Fluids, Vol. 17, 107106, 1-31, 2005. Nigmatulin, R. I., Nano-Scale Thermonuclear Fusion in Imploding Vapor Bubbles, Nuclear Engineering and Design, 235, 2005, 1079-1091. Taleyarkhan, R., Block, R., Lahey (Jr.) R., R. I. Nigmatulin, and Y. Xu, Nuclear Emissions During Self-Nucleated Cavitation, Physics Review Letters, 96, 034301, 2006. Taleyarkhan, R., West, C., Lahey (Jr.) R.T., Nigmatulin, R.I., Block, R., Y. Xu, Reply on Naranjo Comment, Physical Review Letters, Vol. 97, LQK1005, 2006. R. Taleyarkhan, R., West, C., Lahey (Jr.) R.T., Nigmatulin, R.I., Block, R., Y. Xu, Reply on Lipson Comment, Physical Review Letters, Vol. 97, LQK1028, 2006. and 10 other papers


Слайд 12

Y. Xu & A. Butt, Confirmatory experiments for nuclear emissions during acoustic cavitation, Nuclear Engineering and Design, 2005 CLUSTER of Microbubbles: Formation and Evolution Spherical Cluster d ? 1 cm Comet like streamers Duration ? 50 ms Acetone, T0 = 4?C, p0 = 16.7 kPa ?p = ?17 bars, No strong Shocks on the Glass Wall Loosing of Spherical Shape and Last Neutron emissions


Слайд 13

Первое приближение для описания пузырьков в кластере R r? r r? - Лагранжева координата для двухфазного континуума в кластере r – Эйлерова радиальная микро-координата для пробного пузырька x(r, t) – Эйлерова радиальная координата для двухфазного континуума ?0 = ?(1 - ?G), ?1 = 4.5 ?G Р.И. Нигматулин “Динамика многфазных сред”, Москва, Наука, 1987 R. Nigmatulin, et al. The Theory of Supercompression of Vapor Bubbles and Nano-Scale Thermonuclear Fusion, Physics of Fluids, Vol. 17, 107106, 1-31, 2005.


Слайд 14


Слайд 15

Газ Жидкость a(t) Mасса Импульс Энергия Второе приближение для пробного пузырька


Слайд 16


Слайд 17

ДИССОЦИАЦИЯ 1. C3D6O = 3D2 + O2 + 3C + Qmol Qmol = 3.48 ?106 J/kg, Molecular Weight = 64 2. D2 = D + D + QD, QD = 111.0?106 J/kg 3. O2 = O + O + QO, QO = 15.6 ?106 J/kg C3D6O = 6D + O + 3C + Qdis Qdis = Qmol + QD + QO = 28.2 ?106 J/kg ?G = 1.125 (vapor) ? ? = 1.667 (mono-atomic gas)


Слайд 18

ИОНИЗАЦИЯ ДИССОЦИИРОВАННОГО ГАЗА Tk = 11 – 800 eV k = d, 0; C1, C2, C3, C4, C5, C6; D1; O1, O2, O3, O4, O5, O6, O7, O8. Qion = 7.66 ?109 J/kg Z = 15 number of electron levels


Слайд 19

КИНЕТИКА ТЕРМОЯДЕРНОГО СИНТЕЗА 0 1 2 - 2 - 0 3 3 - 3 6 0 1 1 1 1 6 8 9 1 T - - - averaged product of the cross section times the deuterons thermal velocity (reactivity)


Слайд 20

a,?m 500 t, ?s Tg=Tg(t, r) pg=pg(t) Теплопроводный, гомобарический газ (M < 10 -1) Tg=Tg(t, r) pg=pg(t, r) M ~ 1 30 Однопузырьковая сонолюминесценция Пузырьковый термояд РАЗЛИЧНЫЕ СТАДИИ РАСШИРЕНИЯ И СЖАТИЯ ПУЗЫРЬКА Режим с малым числом Маха (M << 1) ? ур-е Рэлея + ур-е теплопроводности Режим с умеренным и большим числом Маха (M ~ 1, and M >> 1) ? Газодинамический код


Слайд 21


Слайд 22


Слайд 23


Слайд 24

0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 0 0 20 40 60 80 1 0 1 0 1 0 4 3 2 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 8 7 1 0 1 0 1 0 1 0 9 8 7 6 1 0 9 r * 25 24 25 22 21 w, km/s TG, K 23 pG, bar ?G, kg/m3 200 ?400 ?800 ?1200 t21 = t? - 0.11 ps, t22 = t? - 0.06 ps, t23 = t? - 0.02 ps, t24 = t? - 0.01 ps, t25 = t?. r, nm r, nm r, nm r, nm Пространственные распределения для субпикосекундной термоядерной стадии D ? 1000 km/s


Слайд 25

Sh Sh Sh ?(4) ?max ?ad - 0.5 0.5 0 t - t*, ps ??, kg/m3 p?, bar T ?, K 108 106 104 ?Sh ?0 ?min 109 106 103 100 104 103 102 101 100 - 30 0 t - t*, 106 ps - 10 - 40 - 20 0 t - t*, 106 ps - 10 - 40 - 20 - 30 - 30 10-1 pmin pmax Tmax t - t*, ps -1 0 -0.5 0.5 Обострение Эволюция плотности, давления и температуры там, где происходит максимальное производство нейтронов( r = r*).


Слайд 26

. r * Nr , nm-1 0.04 0.08 0.12 0 20 40 60 80 r, nm r* = 27 nm – радиус, где максимальное производство нейтронов rF ? 60 nm – радиус термоядерного ядра THERMO-NUCLEAR CORE СВЕРТКА: (? ? 0)


Слайд 27


Слайд 28

ПАРАДОКСЫ Эффект ХОЛОДНОЙ жидкости КОЛЛЕКТИВНЫЙ эффект КЛАСТЕРА пузырьков НЕДИССОЦИАЦИЯ жидкости “ХОЛОДНЫЕ ” электроны ЗАОСТРЕНИЕ: Размер разностной сетки для термоядерного ядра ?r ? 0.1 нм << a? ? 10 нм << a ? 10 000 нм = 10 мкм УСТОЙЧИВОСТЬ СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ


Слайд 29

RESULTS OF ANALYSIS Density: 10-20 g/cm3 Temperature: 108 K = 10 KeV Pressure: 1011 bar = 102 Gbar Velocity: 1000 km/s Duration: 10?13 – 10-12 s = 10 ?1 – 1 ps Radius of the Thermonuclear Core: 100 nm Number of Ions in the Thermonuclear Core: 2 ? 109 Production of the Fast Neutrons and Tritium nucleus 105 - 106 s-1 Density: 10 g/cm3 Temperature: 106 K Pressure: 3?108 bar Velocity: 10 km/s Bubble Fusion (Ufa Branch of RAS +ORNL+RPI) Sonoluminescence (Livermore) Duration: 10 ps Radius of the Т = 106 К core: 1- 3 nm Number of Ions in the Core: 2 ? 105 t ? ? 50 ?s > 1 year t(M ?1) ? 300 ns > 2 days t(Dis, Ion) ? 2 ns > 20 min ?tFusion ? 0.2 ps > 0.1 s


Слайд 30

ПУЗЫРЬКОВЫЙ НАНО-ТЕРМОЯД Из искры пузырькового нано-термояда возгорится ТЕРМОЯДЕРНОЕ ПУЛЬСИРУЮЩЕЕ ПЛАМЯ». Получено не «термоядерное горение, а только термоядерные «искры»


×

HTML:





Ссылка: