在载人火星任务的背景下,描述了裂变碎片火箭发动机概念的电离辐射特性。这种推进系统利用悬浮在气凝胶基质中的微米级裂变燃料颗粒,可以在高功率密度(> kW/kg)下实现非常高的比冲量(> 10 6 s)。裂变芯位于电磁铁孔内,并位于外部中子减速剂材料内。低密度气凝胶可以对燃料颗粒进行辐射冷却,同时最大限度地减少与裂变碎片的碰撞损失,与以前的概念相比,可以更有效地利用裂变燃料产生推力。本文介绍了来自外部(例如银河宇宙射线)和内部(反应堆)源的宇航员机组人员的稳态电离辐射当量剂量的估计值。航天器设计包括一个离心概念,其中过境居住舱围绕航天器的重心旋转,为机组人员提供人工重力,并与核心分离。我们发现,裂变碎片推进系统与离心相结合可以缩短过境时间,降低等效辐射剂量,并降低长期暴露于微重力环境的风险。这种高比重脉冲推进系统将使其他载人快速过境、高 delta-V 行星际任务成为可能,其有效载荷质量分数远高于替代推进结构(化学和太阳能电力)。
(865) 298-5901 兴趣:主要兴趣包括聚变工程/材料研究和裂变燃料开发。重点是热工水力学、CFD、传热和中子学。其他兴趣包括电力转换技术、高温材料、物理和化学气相沉积、电子束和加速器、粒子传输和辐射损伤。教育:博士核工程,1989 年 8 月 宾夕法尼亚州立大学 核工程硕士,1984 年 8 月 宾夕法尼亚州立大学 核工程学士,1982 年 5 月 宾夕法尼亚州立大学 相关 聚变公私合作伙伴关系协调员 经历 聚变能源创新网络 INFUSE 主任 橡树岭国家实验室 2020 年至今 杰出科学家 – 聚变能源部门 聚变技术组 橡树岭国家实验室 2015 – 2020 杰出成员技术人员 – 电磁和辐射效应模拟 桑迪亚国家实验室,1353 部 2013 - 2015 杰出成员技术人员——面向等离子体的组件和材料的设计和测试 桑迪亚国家实验室,1658 部 1994 年 11 月 - 2013 年1994