В поисках идеального УФ-прозрачного хладагента, или как миниатюризировать реактор Fulminium

В моем сеттинге у меня есть реакторы из кристаллов фулминиума. Фульминий распадается, излучая электрический ток спонтанно, но с большей скоростью при стимуляции ультрафиолетовым светом, а также излучает ультрафиолетовый и оранжевый свет, а также тепло в качестве побочного продукта. Таким образом, фульминиевые реакторы являются самостимулирующими, и им требуются заслонки для уменьшения перекрестных УФ-помех между кристаллами в качестве средства управления их выходом.

Однако «традиционные» реакторы Fulminium имеют воздушное охлаждение, что делает их довольно громоздкими. Отсутствие охлаждения реакторов обычно приводит к их самоуничтожению.

Я ищу жидкий хладагент, который можно прокачивать вокруг кристаллов фульминия и который не будет поглощать УФ-излучение, необходимое для работы реактора.

К сожалению, вода не годится... она поглощает значительное количество УФ-излучения, и использование ее в качестве теплоносителя эффективно отравит реактор, сделав его бесполезным.

Какая жидкость с достаточно высокой удельной теплоемкостью и относительно низкой реакционной способностью и токсичностью, которая не поглощает значительно в УФ-части электромагнитного спектра, будет лучшей охлаждающей жидкостью? Наличие высокой температуры кипения/разложения (>100°C) и низкой температуры замерзания (<0°C) будет преимуществом.

В то время как Fulminium является «волшебным», я ищу реально существующее вещество для использования в качестве охлаждающей жидкости.

Редактировать

Я также готов рассмотреть альтернативные конструкции реакторов, которые не обязательно требуют УФ-прозрачного теплоносителя. Вот как работает Fulminium:

Фульминий — прозрачный оранжевый кристаллический элемент с высоким атомным номером, встречающийся только в магической среде. Атомы фульминия могут спонтанно подвергаться атомному распаду, образуя спаренные электроны и электронные дырки, а также свет в ультрафиолетовой и оранжевой частях электромагнитного спектра, а также тепло. От 5 до 10% всей энергии, выделяемой при распаде фульминия, составляет тепло (в зависимости от чистоты кристаллов), а выход электромагнитного излучения составляет около 1% всей выделяемой энергии.

Стимуляция атомного распада фульминия не является методом «все или ничего», как захват нейтронов U235. Чем больше УФ-излучения поглощает атом фульминия в единицу времени, тем больше вероятность его распада. Фульминий обладает пьезоэлектрическими и полупроводниковыми свойствами, а это означает, что он производит постоянный электрический ток при зажиме между разнородными металлами, а если он закреплен на одном металле и ударяется бойком из разнородного металла с противоположного конца, он может высвобождать более высокое напряжение и ток. между ударами накапливается заряд, чем у зажатых кристаллов.

Новый реактор Fulminium обычно проектируется таким образом, чтобы он вырабатывал полную расчетную выходную мощность при открытии шторок, поглощающих УФ-излучение, примерно на 25%. По мере того, как реактор стареет из-за использования, он отравляется непрозрачными продуктами распада, и заслонки должны открываться больше, чтобы достичь той же мощности. Когда максимальная мощность падает ниже расчетной, несмотря на то, что заслонки полностью открыты, наступает время переплавить, очистить и переработать кристаллы фульминиума.

Если заслонки фульминиевого реактора открыты слишком далеко, реакция может выйти из-под контроля, и реактор может расплавиться или взорваться.

Традиционный реактор Fulminium обычно состоит из нескольких кристаллов Fulminium, зажатых между разнородными металлами внутри коробки с зеркальной облицовкой, через которую проходит воздух в качестве хладагента. Между кристаллами размещены подвижные светонепроницаемые шторки для контроля. Из-за необходимости воздушного охлаждения кристаллы должны располагаться относительно далеко друг от друга.

Альтернативная конструкция, предназначенная для создания очень высоких скачков напряжения и тока в течение коротких периодов времени, аналогична первому типу реактора, за исключением того, что металл на одном конце блоков кристаллов не прижат к кристаллам, а предназначен для ударов по ним, и затворы рассчитаны на то, чтобы открываться на короткий период времени, а затем снова закрываться до тех пор, пока не будут ударены кристаллы.

Кристаллы фульминия относительно хрупкие и имеют тенденцию к разрушению, если подвергаются достаточно большому температурному градиенту по всему их объему. Поскольку реактор зависит от того, что кристаллы будут твердыми от одного конца до другого, разбитый кристалл уменьшит производительность реактора и увеличит вероятность того, что реактор перейдет в режим отказа.

Цель этого вопроса — найти способ изменить конструкцию реактора Fulminium с определенной номинальной мощностью, чтобы сделать его меньше и легче.

Вы недооцениваете влияние УФ на ваше вещество, вода от него не проблема, так как УФ излучается в 2 направлениях и при возбуждении они в основном взрываются и критическая масса может быть сколь угодно малой, из-за пересечения взаимодействия УФ с материал огромен по сравнению с ядром и нейтроном. Таким образом, вы можете захотеть иметь еще более поглощающий материал и иметь вещество в виде пыли, чтобы оно медленно горело.

Ответы (3)

Вам нужны довольно химически продвинутые вещества (почему-то я полагаю, что вы стремитесь к атмосфере «стимпанка» - это не будет).

Однако вам нужно что-то вроде линейного перфторполиэфира . Они жидкие, стабильные в широком диапазоне температур, непроводящие (что хорошо, поскольку вам не нужны блуждающие токи в фульминиевом сердечнике, я полагаю) и химически инертные. Мономерные звенья почти полностью поглощают ультрафиолет, отверждаясь в полимерную форму, прозрачную для УФ (и видимого света, с очень низким показателем преломления).

Подходят также несколько других фторуглеродных жидкостей. Вот спектр поглощения для одного из последних; ниже поглощения для некоторых обычных и сверхчистых вод (как вы можете видеть, в основном это примеси, которые влияют на поглощение УФ-излучения). Фторуглероды в этом отношении ведут себя лучше сверхчистой воды и обладают значительной теплоемкостью.

Совершенно другой подход — пропитать кристаллы, скажем, этанолом и полагаться на его фазовое изменение для устранения тепла. Кристаллы останутся при температуре около 80 ° C или ниже, если давление уменьшится, и общее количество присутствующей жидкости не должно быть таким же, как в модели с водяным охлаждением, поэтому, даже если поглощение этанола сравнимо с водой. , общая поглощенная энергия будет намного меньше. Вам понадобится тот же теплообменник, чтобы повторно сконденсировать этанол и вернуть его в контур. По сути, активная зона реактора будет вести себя как тепловая трубка , что приводит к некоторым интересным режимам отказа.

введите описание изображения здесь

PFPE звучит так, как будто они могут быть довольно вязкими... Было бы нецелесообразно использовать большой мощный насос для перемещения материала вокруг реактора, так как я пытаюсь уменьшить размер реакторов. Вы можете это прокомментировать?
Примечание: когда вы говорите «изоляционный», я так понимаю, вы имеете в виду электрически , а не термически ? Само по себе это слово могло означать и то, и другое, и последнее, казалось бы, делало вещество бесполезным в качестве хладагента. Кроме того, линии на вашем графике не соответствуют цветам легенды...
PFPE варьируется от совсем невязкого до вязкого, в зависимости от длины полимерных цепей. Вязкость на единицу мономера довольно низкая, как и у большинства фторуглеродов (родственная молекула, ПТФЭ, политетрафторэтилен, используется в качестве антипригарного покрытия для кастрюль и сковородок). Тем не менее, да, вам понадобится какой-то насос, несмотря ни на что. Другие подходящие вещества, как я выяснил, используются для охлаждения материнских плат . По-видимому, это минеральные масла, но я нашел упоминания о «фторированных маслах», которые, как я подозреваю, на самом деле являются ПФФЭ. Попробуйте найти "охлаждение процессора".
@ Мэтью, да, извини. Я имел в виду электроизоляционные; как вы и предполагали, теплоизоляция не поможет. Что касается легенды диаграммы, теперь, когда вы указали на это, да, я подозреваю, что цвета не совсем совпадают. Я посмотрю, смогу ли я найти лучшую диаграмму.

Выпивка.

То есть этанол.

Во-первых, где УФ? Это длины волн чуть короче видимого света.

спектр источник

Иногда может быть важно определить, сколько воды может быть в этаноле, как для того, чтобы избежать водянистых напитков, так и для ограничения введения воды в этанольные топлива. Вы можете сделать это, глядя на УФ-поглощение воды, которого нет в чистом этаноле.

Определение минимального содержания воды в этаноле с помощью оптоволоконного датчика затухания поглощения

абсорбция воды и этоха

Видишь большую щель на зеленой линии? Это вода, поглощающая ультрафиолет. В этаноле этого нет.

Вы можете использовать этанол в качестве охлаждающей жидкости. Это дешево и безопасно. Кроме того, когда на заводе дела идут медленно, вы можете сделать небольшой глоток, потому что у него будет великолепный вкус Fulminium!

Вы описываете что-то, что не очень далеко от обычного ядерного реактора, где радиоактивный распад запускается нейтронами и испускает нейтроны и энергию. Что вам действительно нужно сделать, так это контролировать скорость реакции, чтобы она не взорвалась, а затем полагаться на плотность Фульминия, чтобы поддерживать ее.

В ядерных реакторах регулирующие стержни (изготовленные из вещества, поглощающего нейтроны) используются для управления реакцией, часто путем механического подъема / опускания в реакционный сосуд. Вы можете использовать практически тот же трюк здесь, почти все, что поглощает УФ-излучение, будет работать, и затем вы можете контролировать реакцию, перемещая его в реактор или из него. Вы можете использовать жидкий металл (например, ртуть), который будет иметь преимущество в том, что он является хорошим теплопроводником, поэтому он также может отводить тепло куда-нибудь полезно! В качестве бонуса вы можете поместить его в узкие «термометрические» трубки, и он будет подниматься / опускаться по уровню с температурой, делая механизм управления самобалансирующимся.

Это игнорирует то, как я сказал, что реакторы работают. Скорость реакции изменяется пропорционально потоку УФ. Это не тот случай, когда один фотон УФ-излучения вызовет распад атома фульминия... он просто увеличивает вероятность его распада, поэтому требуются довольно высокие уровни УФ-излучения, тем более что цель здесь состоит в том, чтобы уменьшить реактор.
@MontyWild Я собирался прокомментировать это в своем комментарии к uq, но решил, что не так ясно, что из вашего описания это не так, как работает ваш реактор, но я подозревал, что это может быть то, что вы думаете. В случае u реакция не "цепная", оооочень. В основном есть только 2 случая возможной цепи реакции или нет. Если это цепочка, вам нужно модерировать ее тем или иным способом, и это будет зависеть от размера частиц, модератора, числа размножения и т. д.; если это не так, у вас должен быть какой-то источник ультрафиолетового излучения, чтобы возбудить вас, и тогда вся конструкция, как это сделать, должна быть переработана, и УФ-охлаждающая жидкость не является проблемой, с которой вы сталкиваетесь.
@MontyWild также, если вы не согласны и все такое, без проблем, понятно, но опять же, даже с вашим собственным предположением проблема может быть решена путем перепроектирования реактора, сделать трубы и обмотать их своим веществом, вода течет внутри, а нагревается снаружи вещи, чтобы это не мешало реакции, как вы ее себе представляете (что опять же ...). И, как примечание, вы не указали длину волны, а если нет, то снова ....
@MolbOrg, наличие труб Fulminium имеет некоторые возможности ... хитрость будет заключаться в минимизации разницы температур от одного конца кристаллов Fulminium к другому, поскольку Fulminium склонен к разрушению под действием теплового напряжения. Длина кристаллов влияет на выходное напряжение, а площадь поперечного сечения влияет на ток... но нет никаких причин, по которым нельзя было бы использовать группы коротких кристаллов, соединенных последовательно, для достижения более высокого напряжения. Могу ли я предложить вам включить это в ответ?
@MontyWild ммм пропустил ту часть, когда говорится, что они связаны с прямой выработкой электроэнергии, тогда проблема типична для электроники, типичных решений с водяным охлаждением, это не похоже на что-то особенное. Не знаю, есть ли фотогальваника с охлаждением, это может быть примером. Конечно, будут некоторые ограничения ... Что касается ответа, слишком много неопределенных переменных, слишком много, чтобы написать для параметризации, плюс не заметил, что прямое электричество и оно подавляет основные возражения, которые у меня были к нему как к реактору, извините за беспокойство, действительно, Виноват. Фотовольтаика на стероидах, а не реактор, лол
@MolbOrg, вы слишком мало доверяете себе ... идея превратить кристаллы фульминия в полые трубки, а затем пропустить воду через отражающую металлическую трубу, помещенную в середину трубок фульминия, вдохновлена. Может потребоваться прозрачная для УФ-излучения паста для радиатора, но это лучше, чем хладагент, прозрачный для УФ-излучения. С такой настройкой расстояние между кристаллами может быть уменьшено до необходимого для размещения управляющих жалюзи.
В поисках идеального УФ-прозрачного хладагента, или как миниатюризировать реактор Fulminium
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v