Cañón nuclear: ¿alternativa viable a los cañones de bobina/riel?

No será un cañón en absoluto, sino una ojiva.

Este tipo de dispositivo se investigó ya en la década de 1980 bajo la Iniciativa de Defensa Estratégica, y fue parte de una investigación de mayor alcance para aprovechar el poder de los dispositivos nucleares para impulsar los efectos de las armas, las llamadas "armas nucleares de tercera generación".

La base de todos estos dispositivos es encerrar el "paquete de física" nuclear en una caja de radiación con una abertura, de modo que en los microsegundos antes de que se destruya la caja, la energía del dispositivo se libera preferentemente a través del agujero. Luego, esto se puede usar para energizar otros materiales y crear plasmas, cargas con forma o proyectiles forjados explosivamente e incluso "escopetas". Se calculó que el rendimiento de estos dispositivos era asombroso, la "escopeta" podía disparar perdigones a una velocidad de hasta 100 km/s (a esa velocidad, incluso un perdigón del tamaño de un gramo tendría la energía cinética equivalente a un cartucho de dinamita), mientras que el otro las propuestas tendrían proyectiles moviéndose a pequeñas fracciones de la velocidad de la luz.

Unidad de pulso Orión. Esta es la base de todas las armas de tercera generación.

Sin embargo, no hay almuerzo gratis. Si bien hasta el 85 % de la energía del dispositivo se puede capturar y usar para impulsar los efectos de las armas, intentar "estrechar" el cono de energía para aumentar el alcance provocará una caída en la cantidad de energía que se envía al objetivo. Hay una discusión en muchos de los enlaces a continuación, pero la conclusión general es que la mejor manera de usar este tipo de dispositivo es impulsar un proyectil forjado explosivamente, que tiene los beneficios de capturar una gran fracción de la energía y tener un largo alcance ( en virtud de ser simplemente una gran "bala de cañón" unitaria, en lugar de una nube de gránulos o una corriente de metal líquido que se mueve a varias velocidades a lo largo de la corriente). Un huso de plasma caliente estelar será energéticamente similar a un láser, al menos hasta que el plasma se disperse.

https://atomic-skies.blogspot.com/2015/03/tercera-generacion-de-armas-nucleares.html

https://toughsf.blogspot.com/2016/06/the-nuclear-spear-casaba-howitzer.html

https://toughsf.blogspot.com/2017/05/nuclear-efp-and-heat.html

Debido a que el conductor es una explosión nuclear, el caso de radiación será consumido por la activación del dispositivo. Esto significa que no tendrá un "cañón", sino la ojiva que puede dispararse desde un controlador de masa o montarse en un autobús de misiles. Los dispositivos de cuarta generación pueden ser más pequeños debido a la falta de un disparador de fisión, pero aun así tendrán una liberación energética masiva cuando se activen. Si reduce la cantidad de combustible nuclear para minimizar la explosión, la cantidad de energía total que se liberará también será menor. Recuerde, solo puede recolectar el 85% de la energía, por lo que una "granada de mano" nuclear tendrá mucho menos efecto que un dispositivo cuya salida se mide en kilotones o megatones. Dadas las grandes distancias y la posibilidad de fallar debido a un pequeño error de puntería o un pequeño movimiento del barco objetivo a 300.000 km de distancia,c son el tipo de armas que necesitarás.

Este es el verdadero fin comercial de un buque de guerra espacial.

Creo que estoy diciendo más o menos lo mismo que Tucídides, excepto en términos sencillos. El problema con el uso de una bomba nuclear sería el retroceso y las incrustaciones. El retroceso es la cantidad de energía liberada en el, supongo que podrías decir un cañón nuclear. Eso sería algo muy malo en gravedad cero. Actuaría como un propulsor contra la nave. Y el ensuciamiento podría ser potencialmente muy desagradable; cubriendo la nave disparando el arma con lluvia radiactiva.

¿Ha explorado el uso de tal vez un Railgun electromagnético? Aparentemente, el retroceso es muy bajo y, al mismo tiempo, puede acelerar la velocidad de un gran proyectil de metal sólido a velocidades increíbles.

TL;DR: No, no hagas esto.

Respuesta más larga:

La ineficiencia te matará, porque las armas nucleares generan mucha energía y no quieres que toda esa energía entre en tu nave o en tu lanzador. Todas las reacciones nucleares generarán mucha radiación. Está tratando de usar esta radiación para calentar algún tipo de propulsor (que puede ser simplemente la carcasa de la bomba) que luego se expandirá y empujará un proyectil fuera del cañón.

Absorber todos los rayos X, rayos gamma o neutrones de la reacción no será práctico a menos que tenga una carga propulsora colosal . Toda la radiación que no absorba calentará su arma y su entorno, y sufrirá fragilización de neutrones, activación de neutrones, fotofisión y fotodesintegración y radiación de bremmstrahlung secundaria (¡oh Dios mío!) con ninguno de los cuales quiere lidiar. si lo hacesabsorber toda (o la mayor parte) de la energía, es posible que el calor promedio de su propulsor sea simplemente demasiado bajo y no se expandirá lo suficientemente rápido y fuerte para darle la velocidad inicial de más de 30 km/s que necesita. Entonces te enfrentas a una desagradable compensación: si quieres energía, tienes que aguantar que te cocinen y te irradien. Si desea seguridad y una larga vida útil del arma, debe soportar velocidades de salida tranquilas.

En segundo lugar, impulsar eficientemente un proyectil es un problema incómodo . No toda la energía de su reacción propulsora se destinará al proyectil. Es posible que se las arregle mejor que el 30 % del enlace (para empezar, probablemente no usará el rifling), pero incluso los pequeños porcentajes de desperdicio son malas noticias. Su proyectil necesita al menos 450 GJ de energía cinética. Si la propulsión tiene una sorprendente eficiencia del 50 %, eso significa que necesita poner 900 GJ (y eso es energía útil en el propulsor, después de todas las pérdidas mencionadas anteriormente) y descargará los 450 GJ restantes (108 t de TNT equivalente) en el barril. calentamiento, desgaste del cañón y escape de gases calientes que actuarán como un motor de cohete en el barco que dispara.

Conseguir esa energía inicial puede ser incluso más difícil de lo que piensas. Los efectos de los regímenes de prohibición de pruebas nucleares en la innovación de armas de tercera generación , el autor habla de una eficiencia del 5% en el acoplamiento de la energía de salida de la bomba con la energía cinética del proyectil. Para obtener 450GJ en el proyectil, necesita un rendimiento de bomba de 9TJ (equivalente a 2kt TNT). Las altas velocidades iniciales que desea se pueden lograr (la prueba Chamita, parte de la Operación Granadero, aparentemente aceleró una placa de 1 kg a 70 km / s), pero mantener la placa intacta y volar en línea recta es otra cuestión completamente diferente. Con rendimientos superiores al equivalente de una kilotonelada, la radiación térmica de la explosión parece ser suficiente para interrumpir su proyectil mucho antes de que alcance su objetivo.

A pesar de la publicación tremendamente optimista de Matterbeam sobre los EFP nucleares, esta no parece una manera particularmente buena de disparar una bala. Considere, tal vez, usar sus micronukes para impulsar misiles mini-orion en su lugar.

Tal vez le interese saber que una de las primeras propuestas de diseño para el Proyecto Orión involucraba una gran cámara de combustión en la que se detonaba la unidad de propulsión, y los productos resultantes se expulsaban por una boquilla en la parte posterior. El diseño se abandonó porque aumentaba enormemente las dificultades de ingeniería, sin agregar nada al empuje o I _sp . Esto sugiere que su enfoque de cañón nuclear probablemente no sea mejor que un sistema de propulsión externo al estilo de Orion. Irritantemente, no tengo los detalles de este callejón sin salida a mano... Creo que lo encontré en The Starflight Handbook , y ya no tengo una copia convenientemente disponible. Si localizo uno pronto, lo actualizaré.