![](/images/graphics-bg.png)
Reduced shielding mass for the vista spacecraft
Joint Authors
Shahin, Sumir
Shahin Aslan, Abd al-Muttalib
Shahin, Haji Muhammad
Source
The Arabian Journal for Science and Engineering. Section A, Science
Issue
Vol. 27, Issue 2A (31 Jul. 2002), pp.187-196, 10 p.
Publisher
King Fahd University of Petroleum and Minerals
Publication Date
2002-07-31
Country of Publication
Saudi Arabia
No. of Pages
10
Main Subjects
Abstract AR
نعرض في هذا البحث طريقة مبتكرة للاستخدام المباشر لطاقة الاندماج الناتجة بوساطة أشعة الليزر المستخدم لبدء التفاعل (T, D) في حويصلات الدفع ضمن ما يعرف بمبدأ (VISTA).
و يكون تشكل VISTA ذا زاوية نصف مخروطية قدرها (50º)، و ذلك لتجنب استخدام واقيات إشعاعية ثقيلة.
و تكون ضمن هذا الشكل الهندسي كفاءة الاندفاع المنتشر ذات قيمة قصوى و تعين باختبار أفضل موقع انطلاق على محور المخروط بالنسبة إلى مسطح الملف المغناطيسي في الفراغ.
و قد حسبت قدرة اندفاع الجسيمات المشحونة عند قدرة اندماج تعادل 17500 ميغاوات و بتردد 5 هيرتز و طاقة 3500 ميغاجول لكل نبضة، و كانت 7000 ميغاوات ؛ أي حوالي 40 % من قدرة الاندماج، في حين تحمل النيوترونات المنطلقة حوالي 60 % من الطاقة.
و ينطلق نحو 96 % من النيوترونات خارج المركبة الفضائية في حين ينفذ حوالي 4 % إلى منطقة الهيدروجين المجمد ذي الشكل المخروطي (حوالي 50 غم).
و قد قمنا أيضا بدراسة حدي التصميم : 5 و 1 ميلي واط / سم3، و من ثم حسبنا أقصى طاقة حرارية ناتجة عن الاندماج فكانت 4.7 ميلي واط / سم3، في حين كانت أقصى حرارة ناتجة عن النيوترونات تعادل 1.9 ميلي واط / سم3 و عن أشعة جاما 2.8 ميلي واط / سم3.
و من الجدير ذكره أن المعدل الحجمي للحرارة الناتجة في الملفات كانت أقل بكثير من هذه القيم حيث كانت على النحو التالي : 0.18، 0.48، 0.66 ميلي واط / سم3 لكل من النيوترونات، و أشعة جاما، و الحرارة النووية على الترتيب.
و قد تمكنا عند تطبيق حديات تصميم أعلى لإنتاج الحرارة النووية في الملفات باستخدام الليثيوم كوافي إشعاعي من تخفيض كتلة الواقي الإشعاعي المستخدمة من 595 طن إلى 170 طن ؛ أي إلى حوالي 3 % من الكتلة الكلية لمركبة VISTA التي تعادل 6000 طن.
Abstract EN
An innovative concept for the direct utilization of fusion energy with laser ignited (D,T) capsules for propulsion is presented with the so called VISTA (Vehicle for Interplanetary Space Transport Applications) concept.
VISTA’s overall geometry is that of a 50°-half-angle cone to avoid massive radioactive shielding.
The 50°-halfangle maximizes the jet efficiency, and is determined by selecting the optimum pellet firing position along the axis of the cone with respect to the plane of the magnet coil.
The pellet firing position is in the vacuum.
Assuming a total fusion power production of 17 500 MW with a repetition rate of 5 Hz and 3500 MJ per shot, the propulsion power in form of charged particles has been calculated as ~7000 MW, making ~40% of the total fusion power.
About 60% of the fusion energy is carried by the leaking neutrons out of the pellet.
Most of them (96%) escape into vacuum without striking the space ship.
Only 4% enter the frozen hydrogen expellant in the conical shape (about 50 gr.).
Two design limits are discussed, 5 and 1 mW/cm3.
Total peak nuclear heat generation in the coils is calculated as 4.7 mW/cm3.
The peak neutron heating is 1.9 mW/cm3 and the peak γ-ray heating density is 2.8 mW/cm3.
However, volume averaged nuclear heat generation in the coils is much lower.
It is calculated as 0.18, 0.48, and 0.66 mW/cm3 for neutron, γ-ray, and total nuclear heating, respectively.
With higher design limits for nuclear heat generation in the coils and using natural lithium in the shielding, it was possible to reduce the net shielding mass from 595 tonne down to 170 tonne, making <3% of the vehicle mass, by a total vehicle mass of VISTA ~6 000 tonne
American Psychological Association (APA)
Shahin, Sumir& Shahin, Haji Muhammad& Shahin Aslan, Abd al-Muttalib. 2002. Reduced shielding mass for the vista spacecraft. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section A, Science،Vol. 27, no. 2A, pp.187-196.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-359944
Modern Language Association (MLA)
Shahin, Sumir…[et al.]. Reduced shielding mass for the vista spacecraft. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section A, Science Vol. 27, no. 2A (Jul. 2002), pp.187-196.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-359944
American Medical Association (AMA)
Shahin, Sumir& Shahin, Haji Muhammad& Shahin Aslan, Abd al-Muttalib. Reduced shielding mass for the vista spacecraft. The Arabian Journal for Science and Engineering. Section A, Science. 2002. Vol. 27, no. 2A, pp.187-196.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-359944
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 196
Record ID
BIM-359944