Можно ли построить ядерный реактор по принципу Бернулли?

Конечно можно, но это ОЧЕНЬ плохая идея...

При наличии достаточного количества времени и денег такой инженерный подвиг, который вы только что описали, преодолим. Вы, конечно, могли бы спроектировать и построить атомную электростанцию, которая делает это, но ни один здравомыслящий человек, имеющий опыт проектирования ядерного реактора, никогда бы этого не сделал. Это все равно, что потратить целое состояние на снятие всех ремней безопасности, подушек безопасности и зон деформации из вашего современного автомобиля.

Современные ядерные реакторы работают по отказоустойчивой конструкции. На самом деле им нужна энергия, чтобы поддерживать работу реактора. Конечно, это еще не все, но в основном управляющие стержни настроены так, что без питания они занимают положение, которое контролирует и ограничивает реакцию ядерного топлива. Они требуют, чтобы сила была поднята в сторону, чтобы дать возможность нарастать реакции. Это означает, что если по какой-либо причине отключится питание реактора, реакция остановится, а не достигнет критической массы и не расплавит реактор.

Ваш дизайн делает прямо противоположное. В основном требуется сила, чтобы замедлить реакцию, а не наоборот. Короче говоря, пока у вас есть мощность, вы можете контролировать свою реакцию довольно хорошо и визуально эффектно, но если по какой-либо причине отключится питание, или у вас возникнет механическая поломка вентиляторов охлаждающей жидкости, или какая-либо другая проблема, скорость вашей реакции и температура действительно начинает повышаться. Вы бы закончили с расплавлением.

Короче говоря, вы хотите, чтобы ваш реактор вышел из строя безопасно, или, другими словами, вышел из строя таким образом, чтобы положение реактора по умолчанию без питания или во время какого-либо механического отказа означало, что реакция остановилась. Эта конструкция позволяет контролировать реакцию только в том случае, если реактор работает правильно. При первом сбое на заводе у вас будет очень плохой день.

Ваш дизайн кажется абсолютным кошмаром безопасности. Я также отмечу, что ваше представление о безопасности маленьких топливных гранул, отделяющихся при удалении потока воздуха, скорее зависит от того, чтобы они не были настолько горячими, чтобы начать плавиться, что скорее сводит на нет весь смысл упражнения.

Основная идея, тем не менее, что если вы устраните утомительную необходимость избегать плавления вашего реактора в смертельный шлак, вы можете запустить его по-настоящему горячим и, таким образом, получить все виды повышения эффективности и различные другие преимущества, а) совершенно верно и б) что-то, что люди изучили, хотя и не обязательно для тех целей, о которых вы думали.

Эксплуатация такой штуки внутри гравитационного колодца, например, на поверхности Земли, является довольно ужасной идеей, потому что любой отказ разрушит ваш реактор, когда на пол защитной конструкции выльется очень горячая, сильно радиоактивная жижа. и тает и сгорает до тех пор, пока не остынет достаточно, или, альтернативно, интенсивный радиоактивный газ деления поднимется и покроет собой весь потолок, прожигая и расплавляя свой путь насквозь. Первое было бы неотличимо от краха, и его было бы намного труднее избежать, а второе — совершенно новый и захватывающий вид катастрофы.

Однако в космосе вам не нужно беспокоиться о гравитации или даже о конвекции, если вы этого не хотите. Черт, в чрезвычайной ситуации есть возможность взорвать активную зону реактора в космос, где он никому не причинит вреда (не рекомендуется на орбите вокруг планеты. или, возможно, даже в планетарной магнитосфере. или рядом с другими кораблями и т. д.) .

Вот, ядерная тепловая ракета с газовым сердечником открытого цикла!

(изображение из Project Rho , больше информации об этом и многих других проектах ядерной ракеты по ссылке)

Вы можете запустить свой реактор на довольно жарких 55000K , и единственный компромисс, который вам придется сделать, это то, что часть урановой плазмы просочится вместе с водородом, но вы не можете приготовить омлет, не разбив несколько яиц, а?

Возможно, но, вероятно, нецелесообразно

Удержание объекта, поддерживаемого столбом движущейся жидкости, требует, чтобы жидкость двигалась вверх с конечной скоростью объекта. Уран и плутоний невероятно плотные, а сферические таблетки не обеспечат большого аэродинамического сопротивления, поэтому в качестве охлаждающей жидкости вам придется либо использовать расплавленные соли, либо какую-то другую очень плотную жидкость, либо очень маленькие топливные таблетки, которые можно удерживать в воздухе с помощью воды. для того, чтобы поддерживать требуемую скорость струи управляемой.

Полученная конструкция не будет очень отказоустойчивой, поскольку теперь у вас будет критическая масса топлива, которая должна постоянно поддерживаться во взвешенном состоянии с помощью точно контролируемой струи жидкости, чтобы функционировать правильно. И да, вы можете спроектировать дно контейнера с жидкостью так, чтобы выход из строя форсунки приводил к распылению топлива по дну контейнера, но вам нужен какой-то способ вернуться из этого состояния в функциональное с минимальными затратами. вмешательство извне.

В любом случае, если вы собираетесь работать со сферическими топливными гранулами, вы можете избавить себя от возни с мощными струйными насосами, построив вместо этого реактор с галечным слоем . В них используются такие же сферические топливные таблетки, уложенные в статическом слое, через которые проходит охлаждающая жидкость из инертного газа. Использованные гранулы удаляются со дна, новые кладутся сверху, и в остальном гранулы просто остаются там, счастливо реагируя в своей куче.

Что-то в этом роде может быть включено в термоядерный реактор. Одна из основных проблем термоядерного синтеза заключается в том, что плазма должна быть очень горячей, 100 000 000 К. Она расплавит все, к чему прикоснется, поэтому ее нужно держать подальше от стен. Магнетизм был способом до сих пор, но, возможно, добавление быстро текущего газа могло бы помочь магнитам.