KR20140146293A

KR20140146293A - 핵융합 발전용 초고속 총

Info

Publication number: KR20140146293A
Application number: KR20130068673A
Authority: KR
Inventors: 전홍석
Original assignee: 전홍석
Priority date: 2013-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2014-12-26

Abstract

본 발명은 여러 개의 용기 속에 든 고압 수소 가스를 차례로 아크 방전시켜 급속 팽창시키거나 수소와 산소 또는 암모니아와 산소, 또는 메탄 같은 다른 연료가스와 산소, 또는 무연화약을 폭발시켜 피스톤을 움직이고 이 피스톤이 고압의 수소가스를 압축시켜 버스팅 디스크를 파열시키고 수소가스가 뿜어져 나와 총알을 출발시키고 가속시키는 초고속 총이다. 총알을 감싼 세보우를 밀어서 총알을 차례로 가속시켜 초속 7~10km 가 넘는 초고속에 이르게 하여 서로 충돌시키거나 표적에 충돌시켜 핵융합 반응이 일어나게 할 때 사용하는 핵융합 발전용 초고속 총에 관한 것이다. 이렇게 가속된 총알은 핵융합 연료로 만들어져 있거나 포함하고 있고 총알끼리 또는 총알과 표적이 충돌하거나 총알과 총알 사이 또는 총알과 표적 사이에 있는 고온의 핵융합 연료 플라즈마를 순간 압축시켜 핵융합을 일으키고 총알을 구성하는 것들도 연쇄적으로 핵융합 반응에 참여한다.

Description

핵융합 발전용 초고속 총 {Hypervelocity gun for nuclear fusion power}

본 발명은 고압의 수소가스를 방전폭발시키거나 수소와 산소 또는 암모니아와 산소, 또는 다른 연료가스와 사소를 폭발시켜 피스톤을 움직이고 이 피스톤이 고압의 수소가스를 압축시켜 폭발시킴으로써 초고속 총알을 쏘는 핵융합 발전용 초고속 총에 관한 것이다.

초고속 총알 발사 장치 http://www.nasa.gov/centers/wstf/laboratories/hypervelocity/gasguns.htm

본인이 이전에 출원한 총알을 이용한 핵융합 발전(nuclear fusion power)을 위해서는 총알을 경제적으로 연속 발사하는 총이 필요하다.

본 발명은 총신을 따라 일렬로 늘어놓은 고압 수소 용기에 차례로 아크 방전을 일으켜서 폭발시켜 총알을 가속하는 것이다. 고압 수소가 버스팅 디스크를 파열시키고 수소가 총알을 밀어낸다. 수소 용기의 거리를 발사지점에서 멀수록 더 떨어뜨려 놓을 수도 있고 폭발 시간 간격을 단축시켜서 총알이 가속하는 것에 맞추어 총알을 가속시킬 수 있다. 발사 후 가속된 총알을 점점 빨라지므로 이에 맞추어 폭발시키는 수소의 양이나 온도나 압력이나 폭발 타이밍을 적절하게 조절할 수 있다.

수소+산소, 암모니아+산소, 메탄+산소, 무연화약 등을 폭발시켜 피스톤을 밀어내고 이 피스톤이 고압 수소를 밀어서 압축하면 버스팅 디스크가 터져서 총알을 밀게 할 수도 있다.

초고속 총알과 플라즈마를 이용한 핵융합 발전을 위해 초고속 총알을 짧은 주기로 연속 발사해야 하는데 이 방법이 이전 개틀링건 방식의 초고속 총보다 더 안정적이고 경제적일 수 있다. 총을 자동화, 모듈화하여 유지관리하기 쉽다.

제1도는 총알끼리 정면 충돌시킬 총알의 한 예. 고정 표적에 충돌시킬 수도 있다.
제2도는 표적에 충돌시킬 총알의 한 예를 감싼 세보우와 세보우 분리될 때 모습
제3도는 총알, 세보우, 버스팅 디스크의 일체형
제4도는 핵융합 반응로와 수소 폭발 이용한 초고속 총
제5도는 핵융합로와 연료+산소 폭발, 피스톤, 수소 폭발을 이용한 초고속 총
제6도는 세보우 정지 제거 탱크 등 장치와 초고속 총
제7도는 세보우 정지 제거 탱크 등 장치와 초고속 총
제8도는 수소 폭발을 이용한 초고속 총의 발사장치와 1차, 2차 가속 장치
제9도는 수소 폭발을 이용한 초고속 총의 발사장치와 연로+산소 폭발, 피스톤, 수소 폭발을 이용한 1차, 2차 가속 장치
제10도는 연료+산소, 피스톤, 고압 수소가 든 실린더

헬륨에서의 음속은 일반 공기의 3배, 수소에서의 음속은 일반 공기의 3.8배다. 하지만 매질 온도가 높아지면 음속은 증가한다. 기체는 압축하면 온도가 올라가므로 고압 수소를 압축해서 온도를 높여 총알을 음속의 수십 배까지 가속할 수 있다.

초고속 총은 아크 방전으로 수소를 급속 팽창시켜 버스팅 디스크가 파열하게 해서 수소로 밀어 총알을 출발시킬 수도 있고 수소나 암모니아 같은 연료와 산소를 폭발시켜 피스톤을 밀고 이에 고압 수소가 더욱 압축되고 그 힘에 버스팅 디스크가 터져서 수소가 총알을 밀어 출발시킬 수도 있다. 총알이 광학센서 부분을 통과하면 다음 단계의 폭발이 일어나서 총알을 가속시킨다. 차례로 총알을 가속시키는 것도 마찬가지로 고압 수소 가스에 아크 방전을 일으켜서 고압 고온의 수소 가스가 폭발하고 버스팅 디스크가 터져 수소가 총알을 가속시키거나 연료와 산소를 폭발시켜 피스톤을 밀고 이에 고압 수소가 더욱 압축되고 그 힘에 버스팅 디스크가 터져서 수소가 총알을 가속시킬 수 있다.

광학센서로 총알이 통과하고 나서 언제, 또는 총알이 얼마나 진행한 후에 가속용 가스를 폭발시킬지는 여러 조건에 따라 적절한 시기에 하도록 소프트웨어가 제어한다. 가속용 수소가스가 버스팅 디스크를 파열시키고 뿜어져 나와서 방금 지나간 총알을 가속시킬 때 수소가 총신 안으로 뿜어져 나오기만 하게 할 수도 있고 버스팅 디스크가 터지면서 밀고 나온 수소가 총신을 막는 셔터를 밀어서 총알이 지나가고 난 뒤 통로를 초고속으로 막아 버리고 새로 터져나온 수소가 총알을 밀게 할 수도 있다. 두 가지 방법 중 한 가지는 초기에 나머지는 후기에 사용할 수도 있다.

피스톤을 사용하는 경우 피스톤은 수소 가스의 압력만으로 다시 원래 자리로 밀어 올릴 수도 있고 위에서 쇠막대가 나와서 피스톤을 원래 위치로 끌어올릴 수도 있고 아예 막대가 피스톤 위에 피스톤의 일부로 붙어 있는 형태를 사용할 수도 있다.

세보우(sabot)에 든 총알을 버스팅 디스크(bursting disk)와 일체형으로 만들어 리볼버 총에 총알을 장전하듯이 자동 장전하고 나머지 밸브 개폐 등을 모두 자동화한다.

가속할 때 터지는 버스팅 디스크도 리볼버 총에 총알을 장전하듯이 자동으로 장전하고 터진 것도 자동으로 제거하고 새것으로 넣어주는 것도 로봇 자동화한다.

세보우 제거 탱크(sabot stripping and stopping tank)를 지나서 총알이 반응로로 들어갈 때 차단문이 닫혀서 총알을 추진하던 수소 가스가 반응로 안으로 들어가는 것도 막고 반응로 안에서 발생한 파편이 총구로 들어가는 것도 막는다.

현재 쓰이는 초고속 총은 2단 경가스 총인데 본 발명은 고압 수소 용기를 첫 총알을 발사하는 것 외에 여러 개를 더 나열해서 여러 단계에 걸쳐 총알을 가속할 수 있다.

산소와 수소가스를 폭발시키면 수증기만 생긴다. 암모니아와 산소를 폭발시키면 질소와 수증기만 생긴다. 수소가스에 아크 방전만 사용하면 잔류물이 생기지 않는다. 그래서 유지 관리하기 쉽다.

지름 10미터나 15미터의 진공 핵융합 반응로 중앙에서 두 총알이 충돌하게 하려면 총알이 초속 10000미터일 때 1만분의 1초에는 1미터를 가므로 고속으로 제어하면 총알이 반응기 안에서 핵융합을 일으키게 할 수 있다.

그림은 실재 축적대로 그린 것이 아니다. 핵융합 반응로는 지름 15m 이상일 수도 있다. 초고속 총의 길이는 몇백 m 가 넘을 수도 있다. 그림에는 반응로 둘레에 6대의 총을 그렸지만 실제로는 수십 또는 수백 대 이상이 쌍으로 서로 돌아가며 쏠 수도 있다. 총신을 여러 부분으로 나눠서 모듈화하여 수리, 정비하기 쉽게 할 수 있다.

총알의 발사와 가속에 수소만 사용할 경우 수소는 총을 쏠 때 완전히 소모되는 게 아니라 조금 팽창했던걸 다시 압축해서 쓰면 되는 것이라 재료비와 에너지가 적게 든다. 아크 방전시킬 때 전기 에너지는 핵융합발전으로 생산한 에너지의 아주 일부만 사용하면 되므로 경제적이다.

1. 팔라듐+중수소+삼중수소
2. 리튬+중수소 또는 리튬+중수소+삼중수소
3. 중수소+삼중수소
4. 탄도 제어용 강철링(steel ring)
5. 고온 플라즈마 포집용 홈
6. 세보우(sabot)
7. 총알 (표적 충돌용과 총알끼리 충돌용 중 표적 충돌용)
8. 총알, 세보우, 버스팅 디스크 장전용 깔때기
9. 버스팅 디스크
10. 초고속 총알이 서로 정면 충돌하거나 표적에 충돌하는 핵융합 반응로
11. 세보우 제거 정지 탱크, 총알 센서,총알 탄도 제어장치, 차폐 셔터 등을 포함하는 탱크
12. 다단계 수소 폭발을 이용한 핵융합 발전용 초고속 총
13. 다단계 연료+산소 폭발, 피스톤, 수소 폭발을 이용한 핵융합 발전용 초고속 총
14. 버스팅 디스크를 자동교환하는 장치
15. 고압 수소 용기
16. 폭발에 견디는 고압 밸브로 대포의 브리치(breech)처럼 견고하다.
17. 총알이 지나가는 것을 감지하는 광학센서
18. 총신
19. 고압 수소 공급 파이프
20. 총을 쏜 후 총신 내부를 다시 진공으로 만들 때 여는 밸브
21. 도3의 총알, 세보우, 버스팅 디스크 일체형을 자동교환하는 장치
22. 총을 쏜 후 총신 내부에 있는 수소를 다시 수소 저장 공급 탱크로 보내는 고압 압축기
23. 고압 밸브
24. 수소 저장 공급 탱크
25. 산소 저장 공급 탱크
26. 산소 공급 파이프
27. 연료+산소가 든 실린더로 내부 지름이 피스톤보다 작다.
28. 피스톤
29. 고압 수소든 실린더로 내부 지름이 피스톤과 같다.

Claims

초고속 총알의 충돌을 이용한 핵융합 반응에서 고압 수소 가스의 폭발과 버스팅 디스크의 파열을 이용해서 총알을 초고속으로 쏘고 총알이 진행함에 따라 총알이 일정한 위치의 센서를 통과하면 다음 가속을 위한 고압 수소 가스가 폭발하고 버스팅 디스크가 폭발하고, 그 다음에 총알이 일정한 위치를 지나면 다음 고압 수소 가스가 폭발하고 버스팅 디스크가 폭발하기를 연속으로 여러 차례 반복하여 총알을 초속 7~10km 넘게 가속시키는 핵융합 발전용 초고속 총.
초고속 총알의 충돌을 이용한 핵융합 반응에서 고압 수소와 고압 산소의 혼합물 또는 고압 암모니아와 고압 산소 혼합물, 또는 고압 메탄과 산소 혼합물 등 연료와 산화제를 폭발시키거나 무연화약을 폭발시켜서 피스톤을 밀고, 이 피스톤이 고압 수소 가스를 더욱 고압 고온으로 폭발시켜 버스팅 디스크가 터지면서 총알을 초고속으로 쏘고 총알이 진행함에 따라 총알이 일정한 위치의 센서를 통과하면 다음 가속을 위해 총알을 발사할 때와 마찬가지 폭발이 일어나고 그 다음에 총알이 일정한 위치를 지나면 다음 마찬가지 폭발이 일어나기를 연속으로 여러 차례 반복하여 총알을 초속 7~10km 넘게 가속시키는 핵융합 발전용 초고속 총.
청구항 1과 2에서 사용하는 방법 중에 한가지로 초고속으로 총알을 발사하고 그 후 청구항 1과 2에서 사용하는 방법 중에 나머지 한가지로 총알을 가속하기를 반복하는 핵융합 발전용 초고속 총.