翻译部分Atomic Rockets网站的内容不过是机翻,但

NBPL 和 NLL 之间的区别
大多数提及的核泵送激光器都与核弹泵送激光有关。Excalibur项目就是例证:他们的想法是利用核装置的输出来用X射线爆破金属管,并让他们产生自己的相干光束。

我们不会关注它。
这个概念存在许多问题,不能成为传统激光器的有用替代品。你首先需要消耗一个核弹头,这是对裂变材料的极其浪费。只有一小部分弹头的X射线,这是从四面八方发射的,被金属管截获。从这些,其能量的一小部分被转换成相干的X射线。如果将两个分数相乘,则发现转换比极低。
进一步的研究表明,这是在<000001%的阶下。它也工作只有一微秒,每次拍摄破坏其周围环境,其有效范围受到相对差的光束发散限制。这些缺点是可以接受的系统,旨在采取突然和巨大的波的洲际弹道导弹在100至1000公里的范围,但不是很多其他。
相反,我们将研究核反应堆泵送激光。这些激光器从受控裂变反应的连续输出中吸取功率。
性能
我们讨论效率和功率密度,以比较本文中提到的激光器。我们如何处理它们?
为了提高效率,我们将反应堆的输出乘以激光转换步骤的单个效率,并假设所有低效都变成了废热。废热由在所有部件的最低温度下运行的扁平双面散热器面板处理,这些部件通常是激光本身。
这将给出比从现实世界工程概念中获得的稍微差一点的性能。散热器的选择受易于比较,而不是最大化单个设计性能的影响。
我们将注意到作为反应堆的Er,激光的 El和其他组件的 Ex的个人效率。整体效率将是OE。
Oe _ Er _ Ex _ El _ Eh
在大多数情况下,Er和Eh可以近似为等于 1。由于我们正在考虑在太空中使用以几兆瓦及以上的输出为一部分的激光器,因此使用设计的斜率比报告的效率更准确。毫瓦规模的实验室测试以阈值泵送功率为主,这会降低输出并降低效率。随着功率的扩大,阈值功率在总功率中所占的比值越来越小。
对于处理彼此输出的多个组件,计算功率密度(PD)(千克)有点复杂。如上所述,我们将注意它们PDR,PDL,PDH,PDx等等。 等式为:
PD = (PDR * Oe) / (1 = PDR (Ex/PDx = Ex*El/PDl = (1 - ex*El)/Pdh)
一般来说,反应堆对设备总质量的贡献微乎其微,因为它位于几百千瓦/千克,因此我们可以将等式简化为:
PD = OE / (Ex/PDx + Ex*El/PDl + (1 - Ex*El)/PDh)
输入PDx、PDl和 PDh值(以 kW/kg)也创建PD值(以 kW/kg)。
直接泵送
制造核反应堆激光器的最直接方式是让裂变产品直接与激光介质相互作用。只有气态的拉色介质,如霓虹灯或霓虹灯,才能无限期地在核反应堆内条件下生存下来,但这并没有阻止泵送固体拉西介质的尝试。
三种为激光介质通电或泵送的方法已经成功。
壁泵送
壁泵使用一个通道,通过该通道,气态的拉面介质在核燃料包围时流动。燃料被附近反应堆的中子轰击。然后,壁释放出裂变碎片,这些碎片与裂变介质中的原子碰撞,并转移其能量,以光子的方式释放。碎片又大又慢,所以它们不会进入气体中,而是倾向于将能量集中在墙壁附近。如果通道太宽,通道中心保持不变,拉面介质泵送不均匀。这会制造出质量很差的激光。
为了反驳这一点,通道尽可能窄,使片段的行驶距离变小。然而,这增加了产生一定功率所需的通道数量,并因此对许多墙体充满密集的裂变燃料进行质量惩罚
墙壁吸收一半的裂变碎片,他们立即创建。他们从裂变燃料墙的两面释放幸存的碎片。因此,很大一部分裂变碎片功率被浪费了。它们还受到燃料熔化温度的影响。如果吸收了太多的裂变碎片,则墙壁的热量会失效,因此高功率输出需要主动冷却。
当使用 Xenon 产生 1733 nm 波长光束时,FALCON 实验实现了 2.5% 的效率。
较低的转换效率
相对低温的气体激光实验报告单波长效率高达3.6%。报告的最佳性能是5.6%的效率,从Aron-Xenon混合生产1733纳米激光,从桑迪亚国家实验室。
使用其他拉光介质(如金属蒸汽)生成更短的波长会导致性能差得多(<0.01% 的效率)。
一氧化碳或二氧化碳的照射介质可以提高效率,其可能达到70%,但他们的波长分别是5和10微米(这使得射程非常短的激光),实际效率只有0.5%。
本文提出的一个估计是氦气和Xenon的壁泵混合,将400兆瓦的核电转化为1兆瓦的激光功率,波长为1733nm。预计预计重100吨。效率为 0.25%,功率密度只有 10 W/kg。
这个之前好像就没有人翻译过
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