Радиационная защита "Лучезарного"
Автор: Лев ВишняНаверное тоже последний пост, но уже на тему моего романа.
https://author.today/work/599826
Строить "Лучезарный" (Navis Radiosa) оказалось не менее прекрасным занятием, чем писать сам роман:-)
То что радиация в космосе колоссальная, а за пределами капсулы "Солнечной системы" - еще страшнее, это я знал.
Добавилось затем еще и обстоятельство скорости корабля на которой радиация стремительно растет в геометрической прогрессии. Поклонники "бастарда" мечтают собирать эту радиацию внутрь корабля и использовать как топливо - это 100% глупость, поскольку межзвездный газ, состоящий из одиноких протонов и маргинальных атомов (от водорода до железа) просто не приспособлен для использования в качестве топлива и использовать антиматерию в этих целях будет поверьте, намного проще.
Но как говорится, то что бессмысленно в плане пользы отлично работает в плане вреда.
Дополнительные свойства этого газа на субсветовых скоростях:
1) протоны и атомы межзвездного газа могут на скорости в 50-100 тыс. км/ сек расколоть атомы кристаллической решетки любого металла.
2) Превратить их из стабильных в изотопы.
3) Пролететь корабль насквозь, если только что-то на пути их не "свяжет".
4) Дать остаточную радиацию внутри в виде каскада вторичных элементарных частиц (бозонов, мезонов и еще какой-нибудь гадости). Сталкиваясь с массивными ядрами металлов, первичная радиация дробит их, порождая колоссальное количество опасных «осколков» внутри корабля:
Ядерные и субъядерные «осколки»
- Вторичные протоны и нейтроны: Быстрые нейтроны — одни из самых опасных осколков. Они не имеют заряда, поэтому легко пролетают сквозь обычную защиту и эффективно разрушают биологические ткани, выбивая атомы из молекул ДНК.
- Фрагменты ядер (легкие ионы): Обломки расщепленных атомов обшивки (ядра гелия/альфа-частицы, лития, бериллия, бора).
- Пионы (pi -мезоны): Нестабильные субъядерные частицы, которые рождаются при сильных столкновениях и быстро распадаются, порождая новые виды излучения.
Электромагнитные и лептонные «осколки»
- Тормозное излучение (Бремсштралунг): Когда высокоскоростные электроны резко замедляются в веществе обшивки, они испускают жесткие рентгеновские и гамма-кванты. Это электромагнитные «осколки», обладающие огромной проникающей способностью.
- Электроны и позитроны: Каскады легких заряженных частиц, которые выбиваются из электронных оболочек атомов корабля или рождаются в процессе распада пионов
Единственное что их может остановить, это...
не свинец, ни вольфрам и даже не обедненный уран.
Это... водород! Только самый первый элемент таблицы Менделеева обладает способность "связывать" межзвездную корпускулярную релятивистскую радиацию и тормозить ее, останавливать на "щите".
Водород присутствует в обычном жидком виде (Н) или в виде молекул воды (Н2О), гидрата лития (LiН), или полиэтилена (C₂H₄).
В любом абсолютно варианте связывает всегда только водород, а кислород, литий или углерод работают как "пластик", обеспечивающий погашения кинетической энергии. То есть "пули" корпускулярной радиации просто вязнут в теле защиты, примерно как в болоте, останавливаются, теряют свои импульс и энергию. А маленькие атомы вспомогательных элементов не раскалываются от удара на куски как большие тяжелые атомы материалов типа вольфрам или свинец.
Но все эти вещества типа воды, гидрата лития или полиэтилена не обладают нужной физической стойкостью. Они механически слабы, стало быть не могут погасить кинетическую энергию межзвездных частиц. Поэтому всегда перед ними надо ставить "расходный щит" на кинематику:
В космическом пространстве в среднем на кубический сантиметр приходится один ион. Стало быть, сопротивление среды движущегося на 0,3С корабля должно быть примерно в пять триллионов раз меньше, чем воздуха у поверхности Земли. Но даже подобного за глаза хватает в плане корпускулярного износа оболочки. Этот самый износ, создаваемый бесчисленными ударами частиц на скоростях в сотни тысяч километров в секунду, не спеша и очень медленно за один год снимал по одному миллиметру сверхтвёрдого материала, особенно в его самой крайней части — обтекателе обитаемого модуля. И за сто лет безаварийного полёта он уже благополучно «сработал» примерно десять сантиметров брони, превратив её в рыхлую, демолекулизированную массу с разрушенными валентными связями между атомами. Теперь то, что когда-то было сверхтвёрдым кобальт-хромо-никелевым сплавом, как желе висело на стенках и не соскальзывало лишь потому, что удерживалось общим импульсом движения корабля.
Я добавил к щиту еще и саму форму: она гиперболическая, то есть отталкивающая от себя направленные потоки.
И у меня получилось следующее:
Снаружи слой в 300-900мм кобаль-хромо-никелевого сплава (придется смирится с тем, что часть кобальта может стать радиоактивным все равно внутренние слои задержат остаточную радиацию). Кстати, длина монолитного шпиля - 9000мм.
Далее 3-6 метров наполнения из гидрата лития, как наиболее удачной формы LiН (мелкий белый порошок)
И за ним уже стена из полиэтилена слоем от 400 до 700мм. В районе шпиля совокупный слой защиты достигает 15 метров к краям - до 5-6м.
Ну и в самом низу, уже в контакте с экипажем - слой вольфрама толщиной 20-30мм. Это чтобы задержать уже естественные обычные ионы, что могут образоваться при ударах и расколах ядер.
Под защитой - та самая рубка, в которой происходили все ключевые события на корабле: первый этаж - каюты экипажа, второй - командорская рубка и пульт управления, третий -квантовый компьютер и его шкафы.
Там чуть чуть не дорисовано, но толщина защиты на стенках корабля уже существенно меньше - 1 метр в сумме (50мм -кобаль-хромо-никель, 700мм - гидрат лития, 250мм - полиэтилен и снова 20мм - вольфрам).
Полиэтилен, кстати непростой. Выбран для обтекателя слой 800-1000мм на слой из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (UHMWPE), армированного углеродными нанотрубками для прочности.
Так что пробить стенку "Лучезарного" из пистолета невозможно:-))
Но бластер с этим уже вполне справится (если выстрелит в боковую стенку, а не в сторону обтекателя).
Когда Андрей зашёл в командорский зал, Абдулл продолжал сидеть за пультом управления со взведённым бластером на коленях. Выстрел из такой страшной штуки, как Karl-Valdemar-DL-440, — это порядка 20 мегаджоулей плазменной энергии, идущей тончайшим лучом на противника. Она элементарно может насквозь прожечь от макушки до хвоста самого крупного африканского слона или 250-300 миллиметров гомогенной стали. И хотя оба противника находились внутри обтекателя, Андрей понимал, что это далеко не кольт Ганса. Хорошо если бы Абдулл разрядил свой бластер наверх в сторону лобовой брони корабля. А вот если он пальнёт вниз, то прожжёт все межэтажные перекрытия, а после энергия уйдёт на относительно тонкую оболочку и наверняка пробьёт её навылет. Так что тогда делать? Между тем Илларионов услышал долгожданные звуки «скрипа» маневровых реакторов и с пониманием покивал головой.