СПОСОБ СОЗДАНИЯ РЕАКТИВНОЙ ТЯГИ ЯДЕРНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2000 года по МПК F03H1/00 G21C1/00 

Изобретение относится к ракетной и ядерной технике и предназначено для освоения космического пространства.

Оно может быть использовано для получения электрической в тепловой энергии на космическом корабле.

Прототип - "Способ создания реактивной тяги ядерного ракетного двигателя", патент N 2064086 от 4 ноября 1993 г.

В прототипе рассмотрен способ создания реактивной тяги за счет выбрасывания из сопла двигателя высокоэнергетических осколков деления, образующихся в ядерном ракетном двигателе, в котором в разреженной плазме делящегося вещества протекает реакция резонансного деления движущегося делящегося вещества с тепловыми нейтронами (ТН).

Недостатками прототипа являются:
- на космическом корабле нужно иметь дело с очень большим количеством опасного и токсичного делящегося вещества. Так, например, при мощности двигателя 50 ГВт на космическом корабле необходимо ежедневно нарабатывать и "сжигать" примерно 50 кг делящегося вещества, например, плутония - 239, который представляет очень большую опасность как для экипажа, так и для корабля, в случае возникновения аварийной ситуации;
- в активной зоне (АЗ) двигателя от замедления быстрых нейтронов и γ-квантов выделится очень большая тепловая энергия, которую будет очень трудно утилизировать на корабле. Так, например, при мощности двигателя 50 ГВт, на корабле нужно будет утилизировать 2 ГВт тепловой энергии, что практически невозможно.

Задачей настоящего изобретения является:
- уменьшение количества нарабатываемого и "сжигаемого" делящегося вещества, не только при сохранении, но и при увеличении мощности ядерного ракетного двигателя в сравнении с прототипом;
- снижение радиоактивного загрязнения космического, межпланетного пространства;
- снижение выделяемой в АЗ двигателя тепловой энергии, которую необходимо будет утилизировать на космическом корабле.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе создания реактивной тяги ядерного ракетного двигателя, заключающееся в том, что делящееся вещество ускоряют до скорости его резонансного деления при соударении с тепловыми нейтронами, и затем вводят его в активную зону реактора, где и осуществляют цепную ядерную реакцию резонансного деления на тепловых нейтронах, полученных из быстрых нейтронов деления в замедлителе, при этом реактивную тягу создают осколками деления, выбрасываемыми из сопла двигателя, делящееся вещество ионизуют и перемещают вращением внутри магнитной ловушки, представляющей собой активную зону реактора, со скоростью его резонансного деления при соударении с тепловыми нейтронами, выходящими из замедлителя, окружающего активную зону, затем в центральную область вращения вводят дейтерий и гелий-3, в которых под действием высокоэнергетических продуктов деления инициируют термоядерные реакции дейтерия с дейтерием, дейтерия с гелием-3 и гелия-3 с гелием-3. Реакции D-D необходимо для того, чтобы нейтроны, рожденные в одной из ветвей ее реакций, после их замедления в замедлителе поддерживали цепную ядерную реакцию резонансного деления и снижали критическую (критическую плотность) делящегося вещества. Рожденные по одной из ветвей реакции дейтерия с дейтерием быстрые нейтроны направляют в замедлитель, а после их замедления в замедлителе - в активную зону для поддержания цепной ядерной реакции деления и снижения ее критической массы, при этом интенсивность протекания термоядерных реакций регулируют количеством энергии, передаваемой высокоэнергетическими осколками деления ядрам дейтерия и гелия-3, после чего их, вместе с продуктами синтеза, выводят из активной зоны - магнитной ловушки и направляют в выходное сопло двигателя для создания реактивной тяги, при этом для повышения интенсивности протекания реакции дейтерия с гелием-3 и гелия-3 с гелием-3 в активную зону вводят дополнительный гелий-3.

В заявке имеется две таблицы. В табл. 1 приведены исходные данные, которые взяты из работы /1/ и /3/. Эти данные нужны для проведения расчетов, результаты которых приведены в табл. 2. В первой строке табл. 2 приведены "параметры" и энерговыделения ядерных реакций. Во 2-й строке приведены все возникающие продукты реакций. В 3-й - скорости продуктов реакций. В 4-й приводятся ежедневные и ежесекундные количества образующихся продуктов реакций. В 5-й приведены импульсы продуктов реакций. В 6-й - ежесекундный и суточный расход массы через сопло двигателя. В 7-й суммарный импульс всех продуктов реакций. В 8-й приведена средняя скорость продуктов реакций.

Последовательность операций при осуществлении предлагаемого способа будет следующей: вращение делящегося вещества, подача дейтерия и гелия-3 в область вращения делящегося вещества, перемещения дейтерия и гелия-3 в приосевую область вращающегося делящегося вещества за счет центрифугирования, разогрев и приосевой области дейтерия и гелия-3 до термоядерных температур, вывод образующихся продуктов деления и синтеза вдоль магнитно-силовых линий и затем через конус потерь в сопло двигателя для создания реактивной тяги.

В предлагаемой заявке реактивная тяга, так же как и в прототипе, создается продуктами ядерных реакций. Отличие заключается в том, что к продуктам деления от цепной ядерной реакции резонансного деления в создании реактивной тяги принимают участие и продукты синтеза. Поэтому в АЗ ядерного ракетного двигателя будут протекать следующие, основные, ядерные реакции /1/:
²³⁹P₄ = L_п.оск = (V=1,4 • 10⁷ м/с)^* + T_т.оск (V=0,96 • 10⁷ м/с) + 2,9n (E_п ≈ 2 МэВ) (1);
D+D=T (V_т = 0,8 • 10⁷ м/с) + p(V_p = 2,4•10⁷ м/с) (2);
D+D = ³He(V₁=0,7•10⁷ м/с) +n(E_n= 2,45 МэВ) (3);
D+³He=⁴He(V₂=1,3•10⁷ м/с) +p(V_p=5,3•10⁷ м/с) (4);
3He + ³He=⁴He(V₃=1,1•10⁷ м/с) +2p(V_p =2,2•10⁷ м/с) (5).

^* - в скобках приведены скорости продуктов ядерных реакций в момент их возникновения.

В работе (2) показано, что при совместном протекании реакций деления (1) и термоядерных реакций (2, 3), реакцию (1) можно использовать только для того, чтобы она обеспечивала протекание реакций (2) и (3) и тогда практически вся выделившаяся ядерная энергия может быть обеспечена термоядерными реакциями. При этом долю энергии деления от суммарной выделившейся ядерной энергии можно регулировать в широких пределах (примерно от 3 до 100%).

Основным достоинством такого совмещения реакций является то, что в этом случае резко снижается потребность в опасном делящемся веществе на единицу выделившейся ядерной энергии и кроме того, благодаря вовлечению нейтронов синтеза в цепную ядерную реакцию деления на 1...3 порядка снижается критическая масса делящегося вещества (которая при резонансном делении уже и так мала, поскольку составляет от 3 до 30 грамм в зависимости от использованного резонанса), что также очень важно для протекания термоядерных реакций. При этом, существенным недостатком термоядерных D-D реакций является то, что 33% выделившейся термоядерной энергии уносится с нейтронами, имеющими энергию 2,45 МэВ, которая практически полностью переходит в тепло в замедлителе, окружающем АЗ реактора, т.е. в ракетном двигателе.

Как видим, достигнутый положительный эффект от совмещения ядерной и термоядерных D-D реакций совпадает с задачей настоящей заявки, однако упомянутый недостаток полностью исключает ее прямое использование в качестве ракетного двигателя из-за ограниченных возможностей утилизации выделившегося тепла на ракете.

Для сохранения достигнутого положительного эффекта и уменьшения недостатка обусловленного D-D реакциями, предлагается совместно с дейтерием в АЗ вводить и гелий-3, в этом случае к D-D реакциям добавляются еще две термоядерные реакции (4 и 5), дейтерия с гелием-3 (D-³He) и гелия-3 с гелием-3 (³He-³He), которые безнейтронные и с очень большим энерговыделением. Поэтому, повышая интенсивность протекания последних двух реакций, можно осуществить дальнейшее относительное (от всей выделившейся ядерной энергии) снижение количества "сжигаемого" делящегося вещества и нейтронного тепловыделения от D-D реакций в АЗ ядерного ракетного двигателя.

Реакция (4) достаточно подробно рассмотрена в работе (3), в которой показано, что в настоящее время традиционная термоядерная энергетика основной упор стала делать на реакцию D-³He, которая безнейтронная и с очень большим (в 5 раз большим чем по D-D реакции) энерговыделением. В указанной работе говорится, что при осуществлении этой реакции нельзя полностью исключить протекание D-D реакций, которые им очень мешают. Однако для целей настоящей заявки D-D реакции необходимо, поскольку только их нейтроны могут поддержать цепную ядерную реакцию деления и снизить ее критическую массу. В то же время указанная в этой работе опасность рождающегося по второй ветви D-D реакции трития из-за его взаимодействия с дейтерием, в результате чего испускаются высокоэнергетичские нейтроны с энергией 14 МэВ, которые интенсивно разрушают конструкцию АЗ и приводят к весьма опасным уровням наведенной активности, для предлагаемого способа несущественна, поскольку тритий, совместно с другими продуктами деления и синтеза, менее чем за 1 миллисекунду будет выведен из АЗ и направлен в выходное сопло двигателя для создания реактивной тяги (например, в АЗ термоядерных реакторов, время удержания продуктов реакций должно достигать 2...20 секунд (3), поэтому весь нарабатываемый тритий провзаимодействует). То есть за это время он практически не успеет провзаимодействовать с дейтерием и к тому - же его сечение взаимодействия, из-за большой кинетической энергии более чем на порядок меньше его сечения в резонансе, используемом в D-T реакторах.

Тем не менее рассмотренные в упомянутой работе условия для снижения выхода D-D реакций и повышения интенсивности D-³He реакции подходят и для целей настоящей заявки, поскольку и в предлагаемой заявке необходимо ограничить интенсивность протекания D-D реакций, чтобы снизить количество тепла, выделяемого в АЗ реактора космического корабля.

Другая проблема D-³He реакторов связана с циклотроннымм и тормозным излучением, падающим на первую стенку АЗ реактора.

Для предлагаемого способа эта проблема также будет значительно снижена.

Циклотронное излучение в основном связано с энергией электронов и величиной магнитного поля, в котором протекают термоядерные реакции. Как в Токамаках, так и в открытых магнитных ловушках величина магнитного поля принимается в пределах 5. ..10 Тл. В предлагаемом способе магнитное поле также будет в этих пределах, однако в приосевой области, где протекают термоядерные реакции, его величина будет значительно снижена. Это обусловлено тем, что вращающаяся с дрейфовой скоростью плазма из смеси ядер дейтерия, гелия-3 и делящегося вещества (для обеспечения резонансного деления) вытеснит из своей внутренней области магнитное поле. При этом, за счет эффекта центрифугирования, тяжелые делящиеся ядра сместятся на периферию и тем самым создадут дополнительную преграду между первой стенкой АЗ и областью протекания термоядерных реакций.

Созданная дополнительная стенка из плазмы тяжелого делящегося вещества (нагретая до сотен миллионов градусов - температура по кинетической энергии ядер) является идеальным зеркалом для электромагнитного излучения в широком его диапазоне в том числе и от циклотронного и тормозного излучения высокоэнергетических электронов.

При этом тормозное излучение в предлагаемом способе также будет несколько снижено за счет того, что эффект центрифугирования снижает на 3-4 порядка плотности ядер делящегося вещества в приосевой области, а на периферии, где вращается его основная масса, температура электронов будет мала как за счет охлаждения подаваемых в активную зону водорода и гелия, так и за счет того, что нагрев ионов плазмы до термоядерных температур осуществляется не посредством предварительного нагрева электронов, как в Токамаках и открытых ловушках, а напрямую путем нагрева самих ионов. Это связано с тем, что осколки деления, благодаря их большому заряду 20...24, в основном передают свою энергию непосредственно ядрам замедляющей среды, в данном случае ионам дейтерия и гелия-3 /4, стр. 196/. При больших суммарных энерговыделениях, деления и синтеза, передача энергии ионам дейтерия и гелия от продуктов этих реакций может также осуществляться напрямую без предварительного нагрева электронов по разным плазменным неустойчивостям (например, двухпотоковой (5, стр. 93), что может обеспечить протекание не только D-³He реакции, но также безнейтронной высокоэнергетической реакции ³He-³He.

Предположим, что верхний предел количества тепла, который допустим на космическом корабле от работы ядерного ракетного двигателя равен 0,4 ГВт (6). Это условие выполняется, если энергии, выделяемые по D-D реакциям, и реакции деления, например, равны и оставляют 1 ГВт. В этом случае выделившаяся тепловая энергия, обусловленная энергией нейтронов и гамма-квантов, равна 0,397 ГВт (0,333 ГВт от D-D реакций и 0,065 ГВт от реакции деления), что удовлетворяет поставленному условию и приводит к тому, что критическая масса делящегося вещества будет снижена примерно в 30 раз (2), что значительно упростит протекание цепной ядерной реакции резонансного деления.

Рассмотрим механизм нагрева осколками деления дейтериево-гелиевой смеси до энергии 70 кэВ, поскольку эта энергия, как сказано в работе (3), наиболее предпочтительна для поджига D-³He реакции.

На фиг. 1, взятой из работы (4, стр. 198), представлены зависимости, характеризующие пробег и соответствующие ему значения энергии, скорости и величины заряда легких и тяжелых осколков деления от момента рождения до их полной остановки в воздухе (плотность воздуха равна 5•10¹⁹ яд/см³).

При уменьшении плотности воздуха пропорционально возрастает длина пробега продуктов деления, поэтому при плотности воздуха 5•10¹⁴ яд/см³ длина пробега будет равна (2,5...1,7)•10⁵ см, соответственно для легкого и тяжелого осколков. Из фиг. 1 видно, что на половине их длины пробега осколки отдадут ядрам среды примерно 80% своей кинетической энергии. При этом время, за которое они преодолевают этот промежуток, или потеряют 80% своей энергии, составит ~ 1,2•10^-4c. При переходе от воздуха и дейтерию длина пути может увеличиться еще в 3...5 раз (4, стр. 180-198), и, следовательно, время его преодоления станет равным 6•10^-4. В связи с этим можно считать, что примерно за одну миллисекунду более 80% энергии осколков деления будет передано непосредственно ядрам дейтерия и гелия-3. При этом заряд легкого осколка деления снизится до а тяжелого Z_т=Z_о•V/V_o=10,2 (4, стр. 197).

Полученные значения зарядов осколков деления, как видим, еще весьма высоки и, следовательно, посредством регулирования проницаемости пробок магнитных ловушек АЗ (сопла, сопел) двигателя можно в широких пределах изменять количество энергии, передаваемое плазме, и тем самым регулировать интенсивность протекания термоядерных реакций. Однако, исходя из того, что напряженность магнитного поля в магнитных пробках имеют очень большие значения и поэтому их трудно изменять, поэтому регулировать интенсивность протекания реакций деления и синтеза можно за счет изменения средней плотности ядер дейтерия и гелия-3, которая, как видно из формулы (6), имеет квадратную зависимость от плотности и поэтому ее изменением можно весьма оперативно менять выходную мощность двигателя.

Предполагая, что все 80% энергии осколков деления идут на нагрев дейтериево-гелиевой плазмы, найдем количество этих ядер с энергией 70 кэВ.

В работе (1, стр. 936) показано, что при одном акте деления выделяется примерно 200 МэВ ядерной энергии, из которой примерно 170 МэВ приходится на осколки деления. Чтобы выделялась энергия, равная 1 ГВт, необходимо 3,1•10¹⁹ актов деления, при этом образующиеся осколки деления смогут нагреть до 70 кэВ Na=170000-0,8•3,1•10¹⁹/70=6,0•10²² ядер дейтерия и гелия-3. Предположим, что такое количество ядер дейтерия и гелия-3 постоянно находятся и поддерживается в 1 м³ АЗ ракетного двигателя. Скорости термоядерных реакций для двух наиболее характерных температур плазмы в активной зоне реактивного двигателя приведены в табл. 1.

Величину энергии, выделяемую по i термоядерной реакции, можно примерно оценить по формуле
Q = n₁•n₂•(σ_v)₁•E₁, MBт/м³, (6)
где n₁ и n₂ - плотности ядер взаимодействующих нуклидов;
E₁ - энергия, выделяемая при i термоядерной реакции.

Используя формулу (6), определим плотность дейтерия (n₁=n₂=n_D), при которой выделяемая термоядерная энергия равна 1000 МВт.

При такой концентрации дейтерия энергия, выделяемая по D-³He реакции будет равна:
Q_D-He = 1,04•10³³•(6•10²²-1,04•10²²)• 1,3•10^-22 • 18,3•1,6•10^-19 • 196349 (MBT) = 196 (ГВт).

Одновременно с этими основными реакциями будет протекать и реакция ³He - ³He, при энергии взаимодействия около 1 МэВ. Ядра гелия-3 с такой энергией будут образовываться при первичном соударении осколка деления с ядром гелия-3 (это примерно 30% от энергии, переданной осколками ядрам среды (4). Число ядер гелия-3 с такой энергией равно
N_я = 170000,0,8•0,3•3,1•10¹⁹/1000=1,26•10²¹ яд/с.

Ядра гелия-3 с энергией примерно 1 МэВ с вероятностью 1...2%, будут образовываться при взаимодействии, возникающих в каждой D-³He реакции, альфа-частицы и протона. Общее количество рожденных альфа частиц и протонов равно
N = 2• 196 • 10⁹/(18,3 • 10⁶ • 1,6 • 10^-19) = 1,34 • 10²³
При этом, количество высокоэнергетических ядер гелия-3 равно
N_я = 1,34 • 10²³ • 0,01 = 1,34 • 10²¹.

Кроме того, при 1 ГВт D-D реакции будет образовываться 8,6•10²⁰ ядер гелия-3 с энергией примерно 1 МэВ.

Общее количество рожденных в активной зоне высокоэнергетических ядер гелия-3 будет равно 3,46•10²¹. Сечение взаимодействия ³He-³He реакции при энергии 1 МэВ равно 10^-22 м³/с. Считая, что все они не уходят из активной зоны, то выделившаяся по ³He-³He реакции мощность будет равна
Q = 3,46•10²¹ • (6•10²²-1,04•10²²)•10²²• 1,0•10^-22•12,86•1,6•10^-19 = 35312 (МВт/с) = 35 (ГВт/с)
На самом деле образующиеся высокоэнергетические ядра гелия-3 так же, как и продукты реакций, будут быстро покидать активную зону реактора и поэтому требуются специальные расчеты по определению времени их удержания. Для проведения оценки влияния ³He-³He реакции в реактивную тягу двигателя предположим, что эти ядра в активной зоне реактора находятся 10 миллисекунд, то есть на порядок больше, чем продукты реакций. В этом случае выделившаяся в активной зоне мощность от ³He-³He реакции будет равна 0,35 ГВт. (Однако это значение может быть значительно больше, если учесть, что в таком маленьком объеме выделяются такие большие энергии, и поэтому принятая средняя температура плазмы может значительно возрасти, что приведет к повышению скорости протекания в активной зоне ³He-³He реакций).

Из рассмотрения основных ядерных реакций, протекающих в активной зоне ядерного ракетного двигателя, видно, что они выделяют различные энергии, а их продукты реакций сильно отличаются по массе и скорости. Поэтому для определения реактивной тяги двигателя необходимо найти их суммарный импульс и по нему определить среднюю скорость для этой массы.

Для этого в табл. 2 приведены соответствующие параметры протекающих в активной зоне ядерных реакций, по которым найден суммарный импульс и определена средняя скорость для суммарной массы продуктов реакций. Приведенные в табл. 2 данные показывают, что для рассмотренных реакций суммарная масса продуктов реакций равна 49,9 кг/сутки или 0,000577 кг/с, при этом средняя скорость продуктов реакций составляет 2,07•10⁷ м/с.

Полученные данные позволяют определить время полета ракеты заданной массы до любой планеты Солнечной системы. Для упрощения расчетов предположим, что двигатель ракеты работает с постоянной мощностью в течение всего времени полета, масса израсходованного горючего за время перелета мала по сравнению с массой ракеты, при этом ракета первую половину пути ускоряется, а вторую тормозится. В этом случае время работы двигаться будет равно времени полета до заданной планеты, а ежесекундный расход ядерного горючего и средняя скорость выходящих из сопла двигателя продуктов реакций позволяют определить скорость ракеты во время полета.

Из принятых предположений следует:
1. Время работы двигателя равно
t = (M₀-M_к)/Δm, (7)
где M_o - начальная масса ракеты;
M_к - конечная масса ракеты;
Δm - ежесекундный расход топлива.

2. Максимальная скорость ракеты, приобретенная за время работы двигаться, при условии, что вначале ракета покоилась, равна
v_макс = v₀•ln(M₀/M_к), (8)
где V_о - скорость истечения продуктов реакций из сопла двигателя.

3. Средняя скорость ракеты за время работы двигателя, равна
V_сред = V_макс/2 (9).

4. Расстояние, пройденное ракетой за время работы двигателя, равно

Поскольку считаем, что за время работы двигателя масса ракеты изменится незначительно, то формулу (8) можно использовать также и для торможения ракеты. В этом случае удвоенное значение выражения (10) может означать расстояние от Земли до выбранной планеты Солнечной системы. Подбирая значения t так, чтобы выполнилось равенство (10), можно определить время полета ракеты до выбранной планеты Солнечной системы. Так, если использовать данные, приведенные в табл. 2, то из выражений (7-8) получим, что ракета массой 100000 кг долетит до Марса, в период великого противостояния (L = 6,0•10¹⁰ м), за 8 дней, при этом ее средняя скорость будет равна 85 км/с, а за время полета расходуется - 410 кг ядерного горючего. Если же летать до Плутона (L= 5,9•10¹² м), то время полета составит 81 день, расходуется 4100 кг ядерного горючего и средняя скорость ракеты будет равна 850 км/с. Как видим, масса расходованного горючего, по сравнению с массой ракеты, даже при полете на Плутон, не превысит 5%, следовательно принятое допущение для ракеты массой 100000 кг правомерно.

Литература
1. Таблицы физических величин. Справочник, под редакцией И.К. Кикоина, М., Атомиздат, 1976.

2. Л. А. Ирдынчнев, А.М. Малофеев. Способ облучения делящегося вещества моноэнергетическими нейтронами, патент РФ N 2087042, от 12.07.1995.

3. И. Н. Головин. Малорадиоактивный управляемый термоядерный синтез (реакторы с D³He). М. ЦНИИатомзидат, 1989.

4. Экспериментальная ядерная физика. Под редакцией Э.Мегре, Том 1, Перевод с английского, ИЛ, Москва, 1955.

5. С. В. Коробцев, В.Д, Русанов. Плазменная центрифуга плазмохимический реактор нового типа, М., ЦНИИ и ТЭИ по атомной науке и технике, 1988.

6. Ю. С. Черепнин. Стендовые испытания твелов и ТВС реакторов ЯРД. Ядерная энергетика в космосе. Материалы, Топливо. Тезисы докладов. г. Подольск, 1993.

Способ создания реактивной тяги ядерного ракетного двигателя, заключающийся в том, что реактивную тягу создают осколками деления, выбрасываемыми из сопла двигателя, которые образуются в активной зоне двигателя при протекании цепной ядерной реакции резонансного деления в разреженной плазме делящего вещества. При этом для снижения количества "сжигаемого" в активной зоне опасного делящегося вещества и снижения тепловыделения в двигателе в активную зону вводят дейтерий и гелий-3, в которых под действием высокоэнергетических продуктов деления инициируют протекание термоядерных реакций дейтерия с гелием-3 (D-³Не) и дейтерия с дейтерием (D-D). Образующиеся нейтроны D-D реакций используют для снижения критической массы делящегося вещества, а заряженные высокоэнергетические продукты термоядерных реакций, так же как и продукты деления, для создания реактивной тяги. Уменьшается количество нарабатываемого и "сжигаемого" делящего вещества не только при сохранении, но и при увеличении мощности ядерного ракетного двигателя. 1 ил., 2 табл.

Способ создания реактивной тяги ядерного ракетного двигателя, заключающийся в том, что делящееся вещество ускоряют до скорости его резонансного деления при соударении с тепловыми нейтронами и затем вводят его в активную зону реактора, где и осуществляют цепную ядерную реакцию резонансного деления на тепловых нейтронах, полученных из быстрых нейтронов деления в замедлителе, при этом реактивную тягу создают осколками деления, выбрасываемыми из сопла двигателя, отличающийся тем, что делящееся вещество ионизуют и перемещают вращением внутри магнитной ловушки, представляющей собою активную зону реактора, со скоростью его резонансного деления при соударении с тепловыми нейтронами, выходящими из замедлителя, окружающего активную зону, затем в центральную область вращения вводят дейтерий и гелий-3, в которых под действием высокоэнергетических продуктов деления, инициируют термоядерные реакции дейтерия с дейтерием, дейтерия с гелием-3 и гелия-3 с гелием-3, причем рожденные по одной из ветвей реакций дейтерия с дейтерием быстрые нейтроны направляют в замедлитель, а после их замедления в замедлителе - в активную зону для поддержания цепной ядерной реакции деления и снижения ее критической массы, при этом интенсивность протекания термоядерных реакций регулируют количеством энергии, передаваемой высокоэнергетическими осколками деления ядрам дейтерия и гелия-3, после чего их вместе с продуктами синтеза выводят из активной зоны - магнитной ловушки и направляют в выходное сопло двигателя для создания реактивной тяги, при этом для повышения интенсивности протекания реакций дейтерия с гелием-3 и гелия-3 с гелием-3 в активную зону вводят дополнительный гелий-3.