The Application of the Wave Superheater in Nuclear Rocket Systems

Abstract

The wave superheater is a machine which uses shock waves to generate very hot gas. The use of such a machine in conjunction with a nuclear reactor for rocket propulsion is examined theoretically. It was found that: 1) the simplest cycle, in which the same gas is first used to generate the shock wave and is then heated by a shock wave, does not appear practical; 2) a cycle in which a gas which can be condensed and reused, generates the shock wave, increases the specific impulse, but it is questionable whether the increase is large enough to compensate for the additional complexity and weight; and 3) the wave superheater may be a suitable method for utilizing the very hot gas from a gaseous fission reactor without losing a large amount of unreacted uranium.

Résumé

Ce surchauffeur utilise les ondes de choc pour produire des gaz extrêmement chauds. Son emploi en liaison avec un réacteur nucléaire pour la propulsion des fusées est étudié théoriquement. On a trouvé que 1°) le cycle le plus simple dans lequel le même gas est d’abord utilisé pour produire l’onde de choc et est ensuite échauffé par une onde de choc n’est pas utilisable; 2°) un cycle dans lequel un gaz condensable et réutilisable produit l’onde de choc augmente l’impulsion spécifique, mais il n’est pas certain que l’augmentation soit assez grande pour contrebalancer l’accroissement de complexité et de poids; 3°) le surchauffeur à onde de choc peut être un bon moyen d’utiliser les gaz extrêmement chauds d’un réacteur à noyau gazeux sans perdre une grande partie de l’uranium qui n’a pas réagi.

Абстрактный

Волновой нагреватель для сверхвысоких температур является устройством, которое использует ударные волны для создания сильно нагретого газа. Теоретически исследуется применение такого устройства для ракетных двигателей. Найдено, что: 1. Простейший цикл, в котором газ сначала используется для генерации ударной волны, а затем тот же газ ударной волны нагревается — практически нецелесообразен. 2. В цикле, в котором газ может конденсироваться, а затем повторно использоваться для генерации ударной волны,удельный импульс повышается. Но при этом возникает вопрос, достаточно ли это улучшение для скомпенсирования увеличения веса и дополнительных трудностей. 3. Рассматриваемый волновой перегреватель может оказаться подходящим устройством для утилизации весьма горячих газов в газовом реакторе без заметной утечки нераспавшегося урана.