winterberg가 쓴 논문임.
https://en.wikipedia.org/wiki/Friedwardt_Winterberg
위키피디아 보면 알겠지만, 핵융합 추진 쪽에서는 믿고 볼 수 있는 사람임.
https://arxiv.org/abs/0906.0740
Advanced Deuterium Fusion Rocket Propulsion For Manned Deep Space MissionsExcluding speculations about future breakthrough discoveries in physics, it is shown that with what is at present known, and also what is technically feasible, manned space flight to the limits of the solar system and beyond deep into the Oort cloud is quite well possible. Using deuterium as the rocket fuel of choice, abundantly available on the comets of the Oort cloud, rockets driven by deuterium fusion, can there be refueled. To obtain a high thrust with a high specific impulse, favors the propulsion by deuterium micro-bombs, and it is shown that the ignition of deuterium micro-bombs is possible by intense GeV proton beams, generated in space by using the entire spacecraft as a magnetically insulated billion volt capacitor. The cost to develop this kind of propulsion system in space would be very high, but it can also be developed on earth by a magnetically insulated Super Marx Generator. Since the ignition of deuterium is theoretically possible with the Super Marx Generator, rather than deuterium-tritium with a laser where 80% of the energy goes into neutrons, would also mean a breakthrough in fusion research, and therefore would justify the large development costs.arxiv.org중수소 폭탄은 위 그림처럼 생긴 작은 홀라움임. 내부에는 긴 모양의 고체 중수소가 들어 있음.
도체에 강한 전압을 걸어주면 전계 방출이 일어나서 전자가 뛰쳐나오는데 이 때 자기장이 걸리면 이 전자들은 도체 표면에 평행하게 움직임.
중수소에 GeV급 양성자나 중수소(양성자-중성자) 빔을 발사하면 핵융합 점화가 될 정도로 온도가 올라가는데 이 때 위에서 말한 자기장이 핵융합 생성물을 실린더 끝으로 발사함. 실린더 끝은 로켓의 노즐처럼 되어있어서 폭발력을 추력으로 변환함.
양성자 에너지의 일부는 저 홀라움 안에서 X선을 만들어서 수소를 가열하고 10^-7 초 정도의 짧은 시간동안 일어나기 때문에 열핵폭발이 일어나기 좋은 조건이 만들어지고 논문에 나온 대로라면 레이저 방식보다 10배 효율적임.
쉽게 설명하면, 입자빔으로 점화하는 텔러-울람 설계임. 입자빔 방식이 레이저보다 더 효율적이지만, 입자빔을 가속하기 위해서는 대략 1마일(1.6km)의 입자 가속기가 필요하다고 함.
우주선은 선체 자체를 축전기로 사용하는데, 선체 주변에 자기장을 형성해서 전자를 우주선 주변에 띄워놓고 폭탄을 발사함.
폭탄에 레이저를 비추면 폭탄 내부의 수소는 양성자와 전자로 분리되고 폭탄과 우주선 사이에 전도성 다리가 생겨서 우주선은 양전하를 띠게 되고 펠렛은 음전하로 대전되서 우주선 밖으로 밀려남.(아래 설명하겠음.) 우주선을 관통하는 자기장은 핵폭발 충격파를 흡수하고 전자를 우주선 주변에 가두는 역할을 함.
펠렛이 음전하를 띠기 때문에 양성자는 별도의 정밀한 조준 없이도 펠렛에 양성자 빔을 집중할 수 있음.
우주선 밖으로 밀려난 펠렛은 양성자 빔에 의해 점화되고 우주선 주변에 떠다니는 전자들은 핵융합 반응에서 생긴 양이온들과 같이 우주로 나가서 우주선 주변의 전체 전하는 보존됨.
우주선은 두 부분으로 이루어져 있는데 외부 토러스와 내부 토러스로 되어 있음. 외부 토러스응 양전하로 대전되어 있고 내부 토러스는 음전하로 대전되어 있음. 축전기라는 말처럼 둘 사이에 저장된 에너지는 입자가속기를 작동시키는 데 사용됨. 펠렛과 내부 토러스가 밀어내서 펠렛이 우주선 밖으로 나올 수 있음.
우주선에 저장된 에너지는 10^-7초 동안 30페타와트의 출력을 낼 수 있을 정도로 큼.
대충 이런 그림이 나옴.
중수소만 추진체로 사용하는데, D-T 반응보다 필요로 하는 조건은 더 어렵지만, 80%의 에너지가 중성자로 배출되는 D-T 반응과 다르게 방출된 에너지의 38% 만 중성자의 에너지이기 때문에 더 많은 에너지를 추진에 사용할 수 있음. 전하를 띠는 입자는 자기 노즐로 추진력을 집중할 수 있지만, 중성자는 방향을 꺾지 못하고, 중성자는 자기 노즐을 가열하기 때문에 노즐에 병로듸 냉각 장치를 요구함. 중수소는 구하기 쉽고 반감기가 없어서 중간에 연료가 반으로 준다거나 하지 않음. (삼중수소는 붕괴하면 헬륨-3이 되서 점화할 수 있다면 오히려 이득이긴 함)
논문에서는 플라즈마의 확장 속도(대충 말하자면 비추력)이 1000km/s 정도 나온다고 가정함. 고폭탄 구동 레이저로 지상 발사 오리온 만드는 내용도 나오는데, 이건 예전에 쓴 ToughSF 핵분열 물질 없는 핵융합 번역글에 더 잘 나와 있음.
폭발 구동 아르곤 이온 레이저 점화 중수소 폭탄.
논문 초록하고 3번까지 부분 읽어보면 재밌는데 어떻게 요약해야 할지 모르겠다.
나중에 논문 전체 번역하던지 해야겠음.
장황하게 써줘도 좋아