【ネタ】原子力ぷっちょロケット

宇宙
03 /09 2015
先日、ぷっちょを固体燃料とするロケットに成功したそうですね!

おめでとうございますヽ(=´▽`=)ノこういうのステキですよね☆

http://www.uha-mikakuto.co.jp/candyrocket/
Candy Rocket Project

ぷっちょが溶けながら燃え、ガスとして噴射されることで飛び立つという仕組みだそうですね。
roketto.png
▲溶けたぷっちょがガスとなって噴射される。


和田所長「そうです。キャンディーは主に水飴と砂糖が主成分となり、どちらも糖(麦芽糖、ショ糖)です。さらに分解するとブドウ糖やフルクトース(果糖)などで構成されており、いわゆる炭水化物に分類されます。

 炭水化物は炭素と水素、酸素で構成されていて、燃焼すると炭と水になります。ここに液体の酸化剤を加えてさら高温にし、完全燃焼させることでこれら糖類の成分がガス化しロケットの推進力になります。糖類はカロリーが高いので多くのエネルギーを燃焼によって絞り出すことができるのです。」


(引用:http://weekly.ascii.jp/elem/000/000/311/311373/


なるほどキャンディの炭水化物と酸化剤を利用した推進剤というわけです。

それで!それでですね、炭素や水素は原子炉の減速材にもなるのです。

炭水化物に含まれる炭素と水素を中性子減速材にした原子炉で、その核分裂エネルギーで溶けたぷっちょを噴射する、原子力ぷっちょロケットも実は作れるのかもしれません!

原子炉(ぷっちょ炉)はぷっちょの炭水化物の水素と炭素によって中性子を減速させる体系であり、高濃縮ウランを使用した炉心の臨界質量はかなり小さくできるはずです。

中性子を減速させる熱中性子炉とすることで核分裂が起こりやすくなり(核分裂反応断面積が大きくなる)結果的に臨界に必要なウランの量を少なく出来ます。

原子炉が臨界に達すると核分裂連鎖反応によりぷっちょが高温に加熱されます。溶けたぷっちょが気化してガスとなって噴射されることでロケットは飛び立つのです。

こうすると、ぷっちょは中性子減速材でありつつ、ロケット推進剤でもあるのでこの燃料を噴射し尽くすと中性子の減速がほとんどされなくなる「スペクトル硬化」の状態となり、核分裂反応が起きにくくなります。そうすると炉心は未臨界となり、原子炉は自然停止します。

核燃料には高濃縮ウランを用いることで、手のひらサイズの原子炉が実現できます。そうした小型炉心だと中性子漏れ量が大きくなるので、中性子吸収体の制御棒を使うよりは周りの中性子反射体を操作するほうが反応度制御しやすいはずです。

ぷっちょ炉の構造は、構造材を兼ねた黒鉛ブロックに燃料集合体とぷっちょ集合体を装荷した炉心になるかと思います。
roketto2.png

核燃料には高濃縮ウランのほか、高富化度のプルトニウム燃料を用いる事も可能です。未臨界状態の時の崩壊熱量が大きいために熱制御が難しいことや、自発核分裂などによる中性子線やガンマ線の放射がある程度大きいために扱いづらいという欠点があるものの、臨界質量はウランよりも小さくできるため、ロケットに用いる炉心の小型化に役立ちます。

PropUlsion reaCtor Carbon-Hydrogen mOderated …炭素水素減速推進用原子炉…略して「PUCCHO」!

核エネルギーでキャンディを噴射して飛ぶロケット、ロマンじゃありませんか!

※発射時は出来る限りロケットから離れてくださいね!
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ともにゃん

宇宙開発や原子力が大好きな魔法少女(文系成人男子)です。同人サークル「東方旅客鉄道」「隙間科学研究所」の中の人。絵描いたり同人誌書いたり。たまに女装コスプレイヤー。 人工衛星・宇宙探査機/原子炉・原子力電池/核兵器・軍事(現代兵器)/ゴスロリ女装/自作PC/まどマギ/東方/無線/バイク/鉄道/創作など。日本原子力学会員

88年生まれ
三重県出身 東京都在住