Gas core reactor rocket
ન્યુક્લિયર ગેસ-કોર-રિએક્ટર રોકેટ સોલિડ કોર ન્યુક્લિયર રોકેટ કરતાં ઘણી વધારે ચોક્કસ આવેગ પ્રદાન કરી શકે છે કારણ કે તેમની તાપમાન મર્યાદાઓ નોઝલ અને કોર દિવાલ માળખાકીય તાપમાનમાં હોય છે, જે ગેસ કોરના સૌથી ગરમ પ્રદેશોથી દૂર હોય છે. પરિણામે, પરમાણુ ગેસ કોર રિએક્ટર પ્રોપેલન્ટને ઘણું ઊંચું તાપમાન પ્રદાન કરી શકે છે. સોલિડ કોર ન્યુક્લિયર થર્મલ રોકેટ હાઇડ્રોજન પ્રોપેલન્ટના ઓછા પરમાણુ વજનને કારણે પરંપરાગત રાસાયણિક રોકેટ કરતાં વધુ ચોક્કસ આવેગ વિકસાવી શકે છે, પરંતુ તેમનું કાર્યકારી તાપમાન સોલિડ કોરના મહત્તમ તાપમાન દ્વારા મર્યાદિત હોય છે કારણ કે રિએક્ટરનું તાપમાન તેના ઘટકોના સૌથી નીચા ગલન તાપમાનથી વધી શકતું નથી. ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત ન્યુક્લિયર ગેસ-કોર-રિએક્ટર રોકેટ સોલિડ કોર ન્યુક્લિયર રોકેટ કરતાં ઘણી વધારે ચોક્કસ આવેગ પ્રદાન કરી શકે છે કારણ કે તેમની તાપમાન મર્યાદાઓ નોઝલ અને કોર દિવાલ માળખાકીય તાપમાનમાં હોય છે, જે ગેસ કોરના સૌથી ગરમ પ્રદેશોથી દૂર હોય છે. પરિણામે, પરમાણુ ગેસ કોર રિએક્ટર પ્રોપેલન્ટને ઘણું ઊંચું તાપમાન પ્રદાન કરી શકે છે. સોલિડ કોર ન્યુક્લિયર થર્મલ રોકેટ હાઇડ્રોજન પ્રોપેલન્ટના ઓછા પરમાણુ વજનને કારણે પરંપરાગત રાસાયણિક રોકેટ કરતાં વધુ ચોક્કસ આવેગ વિકસાવી શકે છે, પરંતુ તેમનું કાર્યકારી તાપમાન સોલિડ કોરના મહત્તમ તાપમાન દ્વારા મર્યાદિત હોય છે કારણ કે રિએક્ટરનું તાપમાન તેના ઘટકોના સૌથી નીચા ગલન તાપમાનથી વધી શકતું નથી. વાયુયુક્ત કોર ડિઝાઇન દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવા ઘણા ઊંચા તાપમાનને કારણે, તે મોટાભાગની અન્ય પરંપરાગત પરમાણુ ડિઝાઇનની તુલનામાં વધુ ચોક્કસ આવેગ અને જોર આપી શકે છે. આ ભવિષ્યના અવકાશયાત્રીઓ અથવા મોટા પેલોડ અપૂર્ણાંકો માટે ટૂંકા મિશન પરિવહન સમયમાં અનુવાદિત થાય છે. મેગ્નેટોહાઇડ્રોડાયનેમિક રીતે વીજળી ઉત્પન્ન કરવા માટે ગેસ કોરમાંથી આંશિક રીતે આયનીકૃત પ્લાઝ્માનો ઉપયોગ કરવો પણ શક્ય બની શકે છે, જે પછી વધારાના વીજ પુરવઠાની જરૂરિયાતને નકારી કાઢે છે. પરમાણુ રિએક્ટરની સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ તમામ ગેસ-કોર રિએક્ટર રોકેટ ડિઝાઇન તેમના પરમાણુ રિએક્ટર કોરમાં ઘણા ગુણધર્મો ધરાવે છે, અને મોટાભાગની ડિઝાઇન સમાન સામગ્રી ધરાવે છે. સૌથી નજીકની પાર્થિવ રચનાનો ખ્યાલ વાયુયુક્ત વિખંડન રિએક્ટર છે. પરમાણુ બળતણ વિખંડનીય બળતણ સામાન્ય રીતે અત્યંત સમૃદ્ધ યુરેનિયમ ગોળીઓ અથવા યુરેનિયમ ધરાવતું ગેસ (યુ-235 અથવા યુ-233) હોય છે. કેટલીકવાર યુરેનિયમ ટેટ્રાફ્લોરાઇડ તેની રાસાયણિક સ્થિરતાને કારણે જરૂરી હોય છે; પ્રોપેલન્ટ સામાન્ય રીતે હાઇડ્રોજન હોય છે. ન્યુટ્રોન મધ્યસ્થી મોટાભાગના ગેસ કોર રિએક્ટર રેડિયલ પ્રથમ દિવાલથી ઘેરાયેલા હોય છે, જે કોરની અંદર હાજર આત્યંતિક વાતાવરણનો ભોગ બનવા માટે સક્ષમ હોય છે, દરેક વસ્તુને એકસાથે રાખવા માટે પ્રેશર શેલ અને સામાન્ય રીતે બેરિલિયમ ઓક્સાઇડથી બનેલો રેડિયલ ન્યુટ્રોન મધ્યસ્થી હોય છે. પ્રોપેલન્ટ પણ મધ્યસ્થતા પ્રદાન કરે છે. રિએક્ટર શીતક/રોકેટ પ્રોપેલન્ટ હાઇડ્રોજન પ્રોપેલન્ટ રિએક્ટર અને તેના વિવિધ માળખાકીય ભાગોને ઠંડુ કરે છે. હાઇડ્રોજનને પહેલા નોઝલ દ્વારા પમ્પ કરવામાં આવે છે, પછી દિવાલો દ્વારા અને કોર પ્રદેશમાંથી પાછા નીચે કરવામાં આવે છે. એકવાર તે મુખ્ય પ્રદેશમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન ખતમ થઈ જાય છે. જો પ્રોપેલન્ટમાંથી ઠંડક પૂરતું ન હોય, તો બાહ્ય રેડિએટર્સ જરૂરી છે. મોટાભાગની રચનાઓમાં આંતરિક વાયુ કોરનું તાપમાન અલગ અલગ હોય છે, પરંતુ સૌથી વધુ ચોક્કસ આવેગ ધરાવતી રચનાઓમાં સામાન્ય રીતે ઓછા દળના પ્રોપેલન્ટને ગરમ કરતા વિખંડિત વાયુ પ્લાઝમા હોય છે. આ ગરમી મુખ્યત્વે કિરણોત્સર્ગ દ્વારા થાય છે. ઉષ્મા પરિવહન ઊંચા તાપમાને, ઉષ્મા મુખ્યત્વે ઉષ્મા વહન (ઉષ્મા વહનને બદલે) દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે. જો કે, પ્રોપેલન્ટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા હાઇડ્રોજન ગેસ આ કિરણોત્સર્ગ માટે લગભગ સંપૂર્ણપણે પારદર્શક છે. તેથી, મોટાભાગના ગેસ કોર રિએક્ટર રોકેટ વિભાવનાઓમાં, અપારદર્શક ઘન અથવા પ્રવાહી કણો દ્વારા પ્રોપેલન્ટનું અમુક પ્રકારનું સીડિંગ જરૂરી માનવામાં આવે છે. કાર્બન [સૂટ] ના કણો (જે અત્યંત અપારદર્શક હોય છે અને 3915 કેલ્વિન, તેના ઉષ્ણતામાન બિંદુ સુધી ઘન રહે છે) એક કુદરતી પસંદગી હોવાનું જણાય છે; જો કે, ઊંચા તાપમાન અને દબાણ પર હાઇડ્રોજનથી સમૃદ્ધ વાતાવરણમાં કાર્બન રાસાયણિક રીતે અસ્થિર હોય છે. આમ, કાર્બનને બદલે, ધૂળના કણો અથવા ટંગસ્ટન (ગલનબિંદુ 3695 કે, ઉત્કલનબિંદુ 6203 કે) અથવા ટેન્ટેલમ હેફ્નિયમ કાર્બાઇડ (ગલનબિંદુ 4263 કે, કેટલાક અજ્ઞાત ઉચ્ચ તાપમાનના ઉત્કલનબિંદુ) જેવા પદાર્થના પ્રવાહી ટીપાંને પસંદ કરવામાં આવે છે. આ કણો એક્ઝોસ્ટ ગેસના જથ્થાના 4 ટકા સુધી હશે, જે પ્રોપેલન્ટની કિંમતમાં નોંધપાત્ર વધારો કરશે અને રોકેટની ચોક્કસ આવેગને સહેજ ઘટાડશે. 5000-7000 s ની ચોક્કસ આવેગ સુધી પહોંચવા માટે જરૂરી તાપમાન પર, જો કે, કોઈ નક્કર અથવા પ્રવાહી સામગ્રી ટકી શકશે નહીં (જરૂરી રિએક્ટરનું તાપમાન ઓછામાં ઓછું 50,000-100,000 K હશે), અને પ્રોપેલન્ટ પારદર્શક બનશે; પરિણામે, મોટાભાગની ગરમી ચેમ્બરની દિવાલો દ્વારા શોષાઈ જશે. આ ચોક્કસ આવેગની આટલી ઊંચાઈ સાથે પરમાણુ થર્મલ રોકેટના ઉપયોગને અટકાવશે, સિવાય કે પ્રોપેલન્ટમાં સીડિંગ અથવા હીટ ટ્રાન્સફરના અન્ય કોઈ માધ્યમો મળી આવે. વિખંડનીય બળતણ અને પ્રોપેલન્ટની સાપેક્ષ અથવા એકંદર ઘનતામાં ફેરફાર કરીને અથવા ન્યુટ્રોન શોષી લેનાર ડ્રમ અથવા રેડિયલ મધ્યસ્થીને ખસેડતી બહારની નિયંત્રણ ડ્રાઇવ્સ દ્વારા નિયંત્રણ નિયંત્રણ પૂર્ણ કરી શકાય છે. ખુલ્લા ચક્ર વિરુદ્ધ બંધ ચક્ર ગેસ કોર રિએક્ટર રોકેટની બે મુખ્ય ભિન્નતાઓ છેઃ ખુલ્લા ચક્ર ડિઝાઇન, જેમાં જહાજની અંદર બળતણ હોતું નથી, અને બંધ ચક્ર ડિઝાઇન, જેમાં નક્કર માળખામાં ગેસ પ્રતિક્રિયા કોર હોય છે. ખુલ્લા ચક્રની રચનાઓ ખુલ્લા ચક્રનો ગેરલાભ એ છે કે બળતણ નોંધપાત્ર બર્ન-અપ સ્તર સુધી પહોંચે તે પહેલાં નોઝલ દ્વારા કાર્યરત પ્રવાહી સાથે છટકી શકે છે. આમ, ઓપન-સાયકલ ડિઝાઇન માટે બળતણના નુકસાનને મર્યાદિત કરવાનો માર્ગ શોધવો જરૂરી છે. જ્યાં સુધી કોઈ બાહ્ય બળ પર આધાર રાખવામાં ન આવે (એટલે કે. ચુંબકીય બળો, રોકેટ પ્રવેગક), બળતણ-પ્રોપેલન્ટ મિશ્રણને મર્યાદિત કરવાનો એકમાત્ર રસ્તો, પ્રવાહ હાઇડ્રોડાયનેમિક્સ દ્વારા છે. બીજી સમસ્યા એ છે કે નોઝલમાંથી કિરણોત્સર્ગી પ્રવાહ ડિઝાઇનને પૃથ્વીના વાતાવરણમાં કામગીરી માટે સંપૂર્ણપણે અયોગ્ય બનાવે છે. ઓપન સાયકલ ડિઝાઇનનો ફાયદો એ છે કે તે બંધ ચક્ર ડિઝાઇન કરતાં ઘણું ઊંચું ઓપરેટિંગ તાપમાન પ્રાપ્ત કરી શકે છે, અને યોગ્ય બંધ ચક્ર ડિઝાઇન માટે જરૂરી વિદેશી સામગ્રીની જરૂર નથી. ખુલ્લા ચક્ર ડિઝાઇનમાં પ્રવાહ હાઇડ્રોડાયનેમિક્સ વિખંડનીય વાયુ કોરનો આકાર કાં તો નળાકાર, ટોરોઇડલ અથવા કાઉન્ટર ફ્લો ટોરોઇડલ હોઈ શકે છે. નળાકાર અને ટોરોઇડલ ડિઝાઇન સાથે વિખંડનીય બળતણના નુકસાનને લગતા મુદ્દાઓ હોવાથી, કાઉન્ટર-ફ્લો ટોરોઇડલ ગેસ કોર ભૂમિતિ એ સંશોધનનો પ્રાથમિક સ્રોત છે. કાઉન્ટર ફ્લો ટોરોઇડ સૌથી આશાસ્પદ છે કારણ કે તે શ્રેષ્ઠ સ્થિરતા ધરાવે છે અને સૈદ્ધાંતિક રીતે ઉપરોક્ત વિભાવનાઓ કરતાં વધુ અસરકારક રીતે વિખંડનીય બળતણ અને પ્રોપેલન્ટના મિશ્રણને અટકાવે છે. આ ડિઝાઇનમાં, વિખંડનીય બળતણને મોટે ભાગે હાઇડ્રોડાયનેમિક કન્ફિનમેન્ટ દ્વારા બેઝ ઈન્જેક્શન સ્ટેબિલાઇઝ્ડ રિસર્ક્યુલેશન બબલમાં રાખવામાં આવે છે. મોટાભાગની ડિઝાઇન મોડેલિંગની સરળતા માટે નળાકાર ગેસ કોર દિવાલનો ઉપયોગ કરે છે. જો કે, અગાઉના શીત પ્રવાહ પરીક્ષણો દર્શાવે છે કે ગોળાકાર આંતરિક દિવાલ ભૂમિતિ ડિઝાઇન સાથે હાઇડ્રોડાયનેમિક નિયંત્રણ વધુ સરળતાથી પ્રાપ્ત થાય છે. બળતણ વમળની રચના જટિલ છે. તે મૂળભૂત રીતે ભોળો આધાર સાથે પ્રક્ષેપ્ય આકાર પર વહેવા માટે નીચે આવે છે. આ વમળ ઇંધણ વમળના ઇચ્છિત સ્થાનની સામે અર્ધ-છિદ્રાળુ દિવાલ મૂકીને રચાય છે પરંતુ તેની બાજુઓ પર હાઇડ્રોજન પ્રોપેલન્ટ માટે જગ્યા છોડે છે. પછી પ્રોપેલન્ટને કુંડલાકાર ઇનલેટ પ્રદેશ સાથે રિએક્ટર પોલાણની અંદર પમ્પ કરવામાં આવે છે. પછી અર્ધ-છિદ્રાળુ દિવાલની પાછળ એક ખાલી જગ્યા વિકસે છે; ચીકણું અને શીયર બળોને કારણે, કાઉન્ટર ટોરોઇડલ પરિભ્રમણ વિકસે છે. એકવાર વમળ વિકસી જાય પછી, રિએક્ટરને જટિલ બનાવવા માટે અર્ધ-છિદ્રાળુ પ્લેટ દ્વારા વિખંડનીય બળતણને ઇન્જેક્ટ કરી શકાય છે. બળતણ વમળની રચના અને સ્થાન હવે વિખંડનીય બળતણની માત્રા પર આધાર રાખે છે જે અર્ધ-છિદ્રાળુ દિવાલ દ્વારા સિસ્ટમમાં લોહી વહે છે. જ્યારે દિવાલ દ્વારા સિસ્ટમમાં વધુ બળતણ લોહી વહે છે, ત્યારે વમળ વધુ નીચે તરફ આગળ વધે છે. જ્યારે ઓછું લોહી વહે છે, ત્યારે વમળ વધુ ઉપર તરફ આગળ વધે છે. અલબત્ત, ઉપર તરફનું સ્થાન અર્ધ-છિદ્રાળુ દિવાલની ગોઠવણી દ્વારા મર્યાદિત છે. બંધ ચક્ર રચનાઓ બંધ ચક્ર ફાયદાકારક છે કારણ કે તેની રચના બળતણની ખોટને દૂર કરે છે, પરંતુ બળતણ અને પ્રોપેલન્ટ વચ્ચેની ભૌતિક દિવાલની જરૂરિયાત અત્યંત શ્રેષ્ઠ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતી સામગ્રી શોધવામાં અવરોધ તરફ દોરી જાય છે. કોઈએ એક એવું માધ્યમ શોધવું જોઈએ જે ગામા ઊર્જાની વિશાળ શ્રેણી માટે પારદર્શક હોય, પરંતુ રિએક્ટરમાં હાજર કિરણોત્સર્ગ વાતાવરણનો સામનો કરી શકે, ખાસ કરીને નજીકના વિખંડન પ્રતિક્રિયાઓમાંથી કણ તોપમારો. કણોના આ અવરોધથી સ્પટરિંગ અને આખરે દિવાલનું ધોવાણ થઈ શકે છે. એક બંધ ચક્ર ગેસ કોર રોકેટ ડિઝાઇન (જેને ઘણીવાર ન્યુક્લિયર લાઇટબલ્બ કહેવામાં આવે છે) માં ક્વાર્ટઝ બિડાણમાં વિખંડન ગેસ હોય છે જે પ્રોપેલન્ટથી અલગ હોય છે. પ્રથમ, હાઇડ્રોજન શીતક નોઝલમાંથી પસાર થાય છે અને ઠંડક માટે ક્વાર્ટઝ બિડાણની દિવાલોની અંદર જાય છે. આગળ, શીતક ક્વાર્ટઝ ઇંધણ આવરણની બહારની બાજુએ ચલાવવામાં આવે છે. વિખંડનીય ગેસ દિવાલોના સીધા સંપર્કમાં હોવાથી, સંચાલન તાપમાન અન્ય ડિઝાઇન જેટલું સારું નથી કારણ કે દિવાલો આખરે દૂર થઈ જશે. ચુંબકીય બંધન બાહ્ય બળને બાદ કરતાં, હાઇડ્રોડાયનેમિક નિયંત્રણ એ રિએક્ટરમાં ઇંધણના રહેઠાણનો સમય વધારવાનો એકમાત્ર રસ્તો છે. જો કે, કોઈ પૂછી શકે છે કે શા માટે બાહ્ય બળને અવરોધે છે, ચુંબકીય બંધનનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી કારણ કે બળતણ અત્યંત આયનીકૃત (ત્રણ કે ચાર ગણું આયનીકૃત) હશે જ્યારે પ્રોપેલન્ટ માત્ર આંશિક રીતે આયનીકૃત છે? આ પ્રશ્નનો જવાબ આપવા માટે ચુંબકીય પ્લાઝ્મા બંધન વિશે થોડું સમજવું જરૂરી છે. ચુંબકીય બંધન માટે રસનો મુખ્ય પરિમાણ ગતિશીલ દબાણ અને ચુંબકીય દબાણ, β નો ગુણોત્તર છે. જ્યારે β <1 ચુંબકીય બંધન શક્ય હોય (મોટાભાગની ફ્યુઝન યોજનાઓમાં β 0.05 ની નજીક હોય છે). જો કે, ગેસ કોર રોકેટમાં દબાણ ફ્યુઝન ઉપકરણોમાં દબાણ કરતાં ઘણું વધારે હોય છે, લગભગ 1000 એટીએમ (100 એમપીએ). આ દબાણ માટે, માત્ર β = 1 ઉત્પન્ન કરવા માટે જરૂરી ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત 16 ટેસ્લાસની નજીક છે. આ તીવ્રતાના ચુંબકીય ક્ષેત્ર માટે, સુપરકન્ડક્ટિંગ ટેકનોલોજી જરૂરી છે અને આવી પ્રણાલીનું વધારેલું દળ હાનિકારક હશે. ઉપરાંત, β <1 સાથે પણ, પ્રતિરોધક પ્રસરણ બળતણ કોરને લગભગ તરત જ તૂટી જવાનું કારણ બનશે સિવાય કે β <<1, જેને વધુ મોટા ચુંબકીય ક્ષેત્રની જરૂર પડશે. જો કે, કારણ કે પ્રોપેલન્ટ અને બળતણ સમાન દબાણ પર હોઈ શકે છે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર માત્ર પ્રોપેલન્ટ સાથે સંવહન મિશ્રણને અવરોધિત કરીને બળતણને જાળવી શકે છે, અને રિએક્ટર ચેમ્બરમાં દબાણ જાળવવામાં કોઈ ભૂમિકા ભજવશે નહીંઃ બળતણનું દબાણ β ની ગણતરી સાથે સંબંધિત નથી. કારણ કે પરિસ્થિતિ શૂન્યાવકાશમાં ફ્યુઝન પ્લાઝ્માના બંધનથી સંપૂર્ણપણે વિપરીત છે, વિખંડન ઇંધણની જાળવણી માટે ચુંબકીય ક્ષેત્રની જરૂરી શક્તિનો અંદાજ મેગ્નેટોહાઇડ્રોડાયનેમિક વિચારણાઓ (ખાસ કરીને, તોફાની મિશ્રણનું દમન) ના આધારે થવો જોઈએ. રોકેટ પ્રવેગની અસર જી. સી. આર. નું બીજું મહત્વનું પાસું એ છે કે બળતણના પરપોટામાં બળતણના નિયંત્રણ પર રોકેટ પ્રવેગની અસર. જો શૂન્ય જી સ્ટાર્ટઅપથી અન્ય તમામ પ્રવાહ દર સ્થિર રાખવામાં આવે તો માત્ર 0.001 g (10 mm/s2) નું રોકેટ પ્રવેગક ઉછાળાની અસરને કારણે મુખ્ય નિયંત્રણમાં 35 ટકાનો ઘટાડો થશે. આખરે, જ્યાં સુધી રોકેટ કોઈ પ્રકારની સ્થિર સ્થિતિમાં ન પહોંચે ત્યાં સુધી બળતણ-પ્રોપેલન્ટના પ્રવાહને દબાવી દેવો પડશે. ન્યુટ્રોનિક વિચારણાઓ આવા કોઈપણ ગેસ કોર રિએક્ટરમાં તીવ્ર તાપમાનના ઢાળ હાજર હોવાથી, ન્યુટ્રોનિક્સ માટે ઘણી અસરો ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે. ઓપન-સાયકલ ગેસ-કોર રિએક્ટર (ઓ. સી. જી. સી. આર.) સામાન્ય રીતે થર્મલ/એપિથર્મલ રિએક્ટર છે. મોટાભાગના પ્રકારના ઓ. સી. જી. સી. આર. ને વાયુયુક્ત કોરની અંદર તીવ્ર તાપમાનના ઢાળને કારણે બાહ્ય મધ્યસ્થતાની જરૂર પડે છે. બળતણ ક્ષેત્રમાં જન્મેલા ન્યુટ્રોન પ્રમાણમાં વિના અવરોધે બાહ્ય મધ્યસ્થી સુધી મુસાફરી કરે છે જ્યાં કેટલાકને ઉષ્મીય કરવામાં આવે છે અને ગેસના કોરમાં પાછા મોકલવામાં આવે છે. ઉચ્ચ કોર તાપમાનને કારણે, જોકે, પરત ફરતી વખતે ન્યુટ્રોન બળતણ ક્ષેત્રમાં વિખેરાઈ જાય છે, જે નોંધપાત્ર નકારાત્મક રિએક્ટર મૂલ્ય તરફ દોરી જાય છે. નિર્ણાયકતા હાંસલ કરવા માટે, આ રિએક્ટર ખૂબ ઊંચા દબાણ પર સંચાલિત થાય છે અને બાહ્ય રેડિયલ દિવાલ અમુક પ્રકારના મધ્યસ્થીથી બનેલી હોય છે, સામાન્ય રીતે બેરિલિયમ ઓક્સાઇડ. બળતણ અથવા પ્રોપેલન્ટ પ્રવાહોમાં મધ્યસ્થ કણો દાખલ કરવાથી પણ મધ્યસ્થતા આવી શકે છે, પરંતુ આમ કરવાથી, રોકેટની કામગીરીમાં ઘટાડો થવાથી ન્યુટ્રોનિક્સના ફાયદાઓ રદ થાય છે. ટેક્નોલોજી સારાંશ અને દૃષ્ટિકોણ ઓપન-સાયકલ ગેસ-કોર રોકેટમાં ઘણા અનન્ય ડિઝાઇન લક્ષણો છે જે તેને આંતરગ્રહીય મિશન માટે અન્ય સૂચિત પ્રોપલ્શન માટે ગંભીર પડકાર બનાવે છે. બંધ ચક્ર ખ્યાલ માટે રિએક્ટરની અંદર પારદર્શક દિવાલની જરૂરિયાતને કારણે, નક્કર કોરમાંથી ગેસ કોર તરફ જવાનો ફાયદો લગભગ નકારવામાં આવે છે. ઓ. સી. જી. સી. આર. માટે શક્ય ઉચ્ચ ચોક્કસ આવેગ અને મોટા દબાણ ટૂંકા મિશન સમય અને ઉચ્ચ પેલોડ અપૂર્ણાંકોને અનુરૂપ છે. જો કે, તેની ડિઝાઇનમાં રહેલા તકનીકી પડકારો અને અજાણ્યો ઘણા છે. વધુમાં, પૃથ્વી પર કરવામાં આવતી પ્રણાલીનું કોઈપણ પરીક્ષણ 1 ગ્રામના ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્ર હેઠળ હશે, જે વાયુયુક્ત કોરની અંદર ઉછાળાની અસરો લાવશે. પૃથ્વી પર જીવંત પરીક્ષણ કરવાની અસમર્થતાને કારણે, સંશોધન મુખ્યત્વે આવી પ્રણાલીના કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલિંગ પર કેન્દ્રિત છે. અગાઉ ઉલ્લેખ કરવામાં આવ્યો હતો કે ચોક્કસ આવેગ 3000 સેકન્ડ જેટલો ઊંચો અથવા તેનાથી વધુ હોઈ શકે છે. જો કે, કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલિંગના પરિણામો આ સંખ્યા તરફ કંઈક અંશે આશાવાદી છે. જ્યારે થર્મલ હાઇડ્રોલિક્સને ડી. પોસ્ટન દ્વારા લાક્ષણિક બેઝ ઈન્જેક્શન સ્ટેબિલાઇઝ્ડ રીસર્ક્યુલેશન બબલ ગેસ કોર રોકેટ માટે વધુ સંપૂર્ણ રીતે મોડેલિંગ કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારે ચોક્કસ આવેગ> 3000 s થી <1500 s સુધી ઘટી ગયો હતો. બેઝ ઈન્જેક્શન સ્ટેબિલાઇઝ્ડ રીસર્ક્યુલેશન બબલ ગેસ કોર રોકેટ ખ્યાલમાં, એવું માનવામાં આવે છે કે ઇંધણ બંધનની કેટલીક વધારાની પદ્ધતિ ફાયદાકારક રહેશે. અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, ઇંધણના પરપોટાના ચુંબકીય નિયંત્રણ પર સંપૂર્ણપણે આધાર રાખવો હજુ સુધી વ્યવહારુ નથી. જો કે, ચુંબકીય ક્ષેત્ર નિયંત્રણમાં મદદ કરી શકે છે અથવા તોફાનને દબાવવામાં મદદ કરી શકે છે જે બળતણ-પ્રોપેલન્ટ મિશ્રણ તરફ દોરી જશે. તેથી આવા ઓ. સી. જી. સી. આર. માટે ભવિષ્યના સંશોધનના પ્રાથમિક ક્ષેત્રો બળતણ અને પ્રોપેલન્ટને શક્ય તેટલું ભળતા રાખવા પર કેન્દ્રિત હશે. જો કે આ લેખમાં બળતણ માટે સમૃદ્ધ યુરેનિયમ અને પ્રોપેલન્ટ માટે હાઇડ્રોજન પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવામાં આવ્યું છે, આ બંને માટે શ્રેષ્ઠ પસંદગી ન પણ હોઈ શકે. અન્ય ઇંધણ, જેમ કે પ્લુટોનિયમ, અને અન્ય પ્રોપેલન્ટ્સ, જેમાં હિલીયમ અથવા હિલીયમ-3 પણ સામેલ છે, તેના પર પણ વિચાર કરવામાં આવ્યો છે અને અમુક પરિસ્થિતિઓમાં તે ફાયદા પ્રદાન કરે છે. વાયુ વિખંડન રિએક્ટર સ્પેસક્રાફ્ટ પ્રોપલ્શન ન્યુક્લિયર લાઇટબલ્બ ન્યુક્લિયર મટિરિયલ એટોમિક ફિઝિક્સ પ્રોજેક્ટ ઓરિયન ન્યુક્લિયર પલ્સ પ્રોપલ્શન ડિસ્કવરી વન રેફરન્સ થોડે, એલ., ક્લાઇન, એમ., હોવે, એસ. (જુલાઈ-ઓગસ્ટ, 1998) પણ જુઓ. સ્કેલ્ડ ગેસ-કોર પરમાણુ રોકેટ રૂપરેખાંકનમાં વમળ રચના અને સ્થિરતા. જર્નલ ઓફ પ્રોપલ્શન એન્ડ પાવર. Pg. 530-536. પોસ્ટન, ડી., કમ્માશ, ટી. (જાન્યુઆરી, 1996). ઓપન-સાયકલ ગેસ કોર ન્યુક્લિયર રોકેટ માટેનું કોમ્પ્યુટેશનલ મોડેલ. પરમાણુ વિજ્ઞાન અને ઇજનેરી. Pg. 32-54. સ્ફોર્ઝા, પી. એમ., ક્રેસી, આર. જે. (મે 31,1997). ગેસ કોર ફિશન રિએક્ટર રોકેટ પ્રોપલ્શન માટે બળતણ કાર્યક્ષમ હાઇડ્રોડાયનેમિક કન્ટેઇન્મેન્ટ. ડીઓઇ/75786-3. ઇનોવેટિવ ન્યુક્લિયર સ્પેસ પાવર એન્ડ પ્રોપલ્શન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ. (છેલ્લે મેળવેલઃ 4/16/04). ગેસ કોર રિએક્ટર. [ઓનલાઈન] ઉપલબ્ધઃ https://web.archive.org/web/20051115182102/http:// www. ઇન્સ્પી. યુએફએલ. ઇડુ/સંશોધન/જીસીઆર/અનુક્રમણિકા. એચટીએમએલ સ્ટીવ હોવે, ન્યુક્લિયર રોકેટ ટેક્નોલોજીસ. ઓનલાઈન કોપી ઉપલબ્ધ છેઃ વેબ આર્કાઇવ, 2008 સાહુ, જે., નીટુબિઝ, સી. (સપ્ટેમ્બર, 1985). મોટા પાયે ઈન્જેક્શન સાથે અને વગર પ્રક્ષેપ્ય આધાર પ્રવાહની નેવિયર-સ્ટોક્સ ગણતરીઓ. AIAA જર્નલ. Pg. 1348-1355. કોરોતીવ, એ. એસ., પુત્ર, ઇ. ઇ. રશિયામાં ન્યુક્લિયર ગેસ કોર રિએક્ટરનો વિકાસ [ઓનલાઈન] સારાંશ ઉપલબ્ધઃ https://web.archive.org/web/20070930203345/http:// pdf. aiaa. org/પ્રિવ્યુ/CDRedyMASM07 _ 1064/PV2007 _ 35. pdf Busard, R. W., DeLauer, R. D. (1965), ફંડામેન્ટલ્સ ઓફ ન્યુક્લિયર ફ્લાઇટ, મેકગ્રો-હિલ, એન્થોની ટેટ દ્વારા બાહ્ય લિંક્સ ઓપનિંગ ધ નેક્સ્ટ ફ્રન્ટિયર, nuclearspace.com વેબસાઇટની આર્કાઇવ કોપી A સારાંશ ઓફ જનરેશન IV નોન-ક્લાસિકલ ન્યુક્લિયર સિસ્ટમ્સ// જનરેશન IV રોડમેપ સત્ર II, ANS વિન્ટર મીટિંગ રેનો, NV, નવેમ્બર 13,2001 બેરિલિયમ મોડરેટેડ રિએક્ટર