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Fusionsreaktoren kalt (HHe-Reaktoren) CARGO, BATTLE, RECON
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Typ I Direktstrahl
Der vom Aufbau einfacherer Reaktortyp liegt im Wirkungsgrad deutlich unter dem Kreislaufsystem. Der Kernbrennstoff wird nur zum Teil fusioniert, die Rückstände ohne Massenseparation am entgegen gesetztem Ende des Reaktors ausgestoßen.
Direktstrahlreaktoren werden überall dort eingesetzt, wo kurze Einsatzdauer den Brennstoffverlust relativiert (Offensiv-Waffensysteme) oder extrem kurze Aktivierungsphasen bzw. extreme Lastwechsel (Impulsantriebe) notwendig sind.
Typ II Kreislauf
Im Gegensatz zum Typ I wird hier der Kernbrennstoff im Kreislaufprinzip (siehe Massenseparator) einer weiteren Fusion zum "endgültigem" Helium unterzogen. Allerdings dauert der Aufbau einer stabilen Massenseparation beim Hochfahren des Reaktors Stunden, Lastwechsel erfolgen eher träge.
Kreislaufreaktoren versorgen primär Systeme mit hohem Energiebedarf und langen Betriebsphasen (z.B. Überlichttriebwerke, Schilde, Inerter).
Deuterium-Fusionsprozess
Der Ausgangsbrennstoff ist Deuterium (D), der zu etwa 82 % beim Brennerdurchlauf fusioniert wird. Beim Kreislauftyp werden über eine Massenseparation alle Isotope rückgeführt deren Verhältnis Positivladung:relative Kernmasse kleiner 0,4 bzw. größer 0,6 beträgt. 4He wird mit einem Verhältnis von 0,5 abgeschieden. Ein bedauerliche Schwund an Deuterium (ebenfalls ein Verhältnis 0,5) ist beim Trennungsverfahren nicht vermeidbar. Deuterium fusioniert nicht direkt zu 4He, alle Zwischenprodukte verbleiben bis zur endgültigen Umwandlung im Kreislauf.
Die primären Prozesse (Direktstrahl-, und Kreislauftyp)
|
D
D |
+
+ |
D
D |
>
> |
T (1,01 MeV)
3He (0,82 MeV) |
+
+ |
p (3,02 MeV)
n (2,45 MeV) |
|
|
(50%)
(50%) |
Die sekundären Prozesse (Kreislauftyp)
|
D
D T 3He 3He 3He 3He |
+
+ + + + + + |
T
3He T 3He T T T |
>
> > > > > > |
4He (3,5 MeV)
4He (3,6 MeV) 4He 4He 4He 4He (4,8 MeV) 4He (0,5 MeV) |
+
+ + + + + + |
n (14,1 MeV)
p (14,7 MeV) 2 n 2 p p D (9,5 MeV) n (1,9 MeV) |
+ + + + |
11,3 MeV 12,9 MeV n + 12,1 MeV p (11,9 MeV) |
(51%) (43%) (6%) |
Myonisierte Katalyse
Ein Myon gehört wie das Elektron zu der Elementarteilchengruppe der Leptonen (leichte Teilchen), die Ladung des Myons entspricht die dem Elektrons, ein Myon kann daher theoretisch den Platz eines Elektrons in einem Atom einnehmen. Mit 105,6 MeV hat ein Myon ca. die 207fache Masse eines Elektrons. Myonische Atome haben um den Faktor 207 verringerte Ausdehnung, Fusionsprozesse können bereits bei Zimmertemperaturen initiiert werden. Der praktischen Anwendung steht jedoch die extrem kurze Halbwertszeit von 1,54x10e-6 s im Wege.
Myon-Generator
Die arkonidische Technik nutzt eine dem Impulskonverter verwandte Technik. Ein Quintronenbeschuss bei einer Hyperfrequenz von 7,349x10e9 Hef erzeugt durch eine temporäre „Massenanlagerung“ eines Elektrons ein „pseudostabiles Myon“, dessen Masse zwar nur annähernd an die eines echten Myons heranreicht, dessen Halbwertszeit jedoch bis zu einigen Stunden betragen kann. Die Initialtemperatur einer Deuteriumfusion kann mit dieser Anwendung auf ca. 3000 K gesenkt werden.
Fusionsbrenner
Bei beiden Reaktortypen die Komponente in der der Deuteriumkernbrennstoff gezündet wird. Der Fusionsbrenner des Kreislauftyps fällt aufgrund des integrierten Massenseparators voluminöser aus.
Massenseparator
Integraler Bestandteil des Fusionsbrenners beim Typ I Kreislaufreaktor. Nach dem Zünden des myonisierten Deuteriums versetzt die freigesetzte Energie den Brennstoff in den Plasmazustand, die Isotope werden magnetisch beeinflussbar. Dieser Umstand wird genutzt das Plasma innerhalb des Brenners zu kontrollieren, über das abweichende Ladungs-Massenverhältnis werden die Isotope entsprechend ihrem Ladungs-Massenverhältnis getrennt.
Da die magnetische Massentrennung nur auf engstem Raum funktioniert, sind die Fusionsbrenner in Lamellenform nebeneinander angeordnet, die getrennten Massenströme werden abwechselnd in ebenfalls lamellenförmig angeordneten „Kammern“ des Thermalumformers eingeleitet.
Thermalumformer
Der volumenmäßig größte Teil des Reaktors. Hier wird die im Plasma gespeicherte Energie vom Umformer absorbiert und als Betriebsenergie in die Bordnetze abgegeben. Im Umlauf sind grundsätzlich zwei Formen von Thermalumformen. Solche die analog den später entwickelten Schwarzschildreaktoren (Super-Photovoltaik) eine Form des Thermovoltaik-Effekts nutzen, und solche die nach dem MHD-Prinzip arbeiten (Magneto-HydroDynamisch). Letzteres ist auch als MPD-Prinzip bekannt (Magneto-PlasmaDynamisch).
Wartungskonzept
Alle Anschlüsse beider Reaktortypen befinden sich auf einer Seite, dieses Gehäusesegment ist auf Höhe der umlaufenden Farbmarkierung (siehe Bildmaterial) zu beiden Seiten verlängert. In diesen Seitenteilen sind die internen Leitungssysteme, die Myon-Generatoren und die Schienenelemente nach dem „Schubladensystem“ untergebracht. Die weiteren Segmente (z.B. Thermalumformerblock lassen sich zu Wartungszwecken ohne Demontageaufwand herausziehen.
Deuteriumlagerung
Aus sicherheitsrelevanten Überlegungen wird der Kernbrennstoff nicht in myonisierter Form gelagert. Es werden stets die Mengen vor Ort in „KATALY-D-ULTRA“ umgewandelt die tatsächlich verbraucht werden.
Entsorgung Heliumabbrand
In früheren Zeiten wurde der Heliumabbrand in der Regel zwischengelagert und beim Betrieb der Impulstriebwerke der Stützmasse beigemischt und entsorgt. Das vermied den ortungstechnisch mehr als bedenklichen Einsatz der Abfall-Konverter.
Seit der Entwicklung der Schwarzschildreaktoren, die als Brennstoff jede mit den Spezifikationen des Reaktoreinspritzsystems kompatible Form der Materie akzeptierten, wird der Heliumabbrand in erster Linie genutzt die vorhandenen Deuteriumbestände zu schonen.
Anti-Neutronen-Feld
Die Fusionsprozesse innerhalb des Reaktors erzeugen hohe Mengen an freien Neutronen. Im Freien Raum verlässt man sich auf die massive Strahlenschutzummantelung der betroffenen Aggregate, der Aufenthalt in den Reaktorhallen bleibt bei vorschriftsmäßigem Verhalten im gesundheitlich unbedenklichen Bereich.
Bei zeitlich intensiveren Wartungs- und Reparaturvorgängen, sowie bei Nutzung der Impulsmotoren innerhalb einer Ökosphäre kommen aktive Strahlenschutzmaßnahmen wie das Anti-Neutronen-Feld zum Einsatz.
Ein auf freie Neutronen kalibriertes Resonanzfeld führt den Neutronen soviel Energie zu, dass eine spontane Abspaltung der negativen Ladung die Folge ist, das Neutron wird in ein Wasserstoffatom umgewandelt.
Von geschichtlichem Interesse war der großmaßstäbliche Einsatz eines Anti-Neutronen-Feldes in den Anfängen der Dritten Macht, der den Nuklearen Weltkrieg zwischen den irdischen Supermächten im Keim erstickte (Versagen aller A-Bomben und H-Bomben mit thermonuklearen Zünder).
Die kurz darauf gegen den havarierten arkonidischen Forschungskreuzer AETRON erfolgreich eingesetzten Meso-Katalysebomben waren in ihrer Funktion hingegen nicht beeinträchtigt.
Anmerkung
Die Funktionsweise des Anti-Neutronen-Feldes basiert auf einem Gespräch das ich auf dem Colonia-Con 2004 so halb mitbekommen habe (Rainer Castor und …??).
Die Angaben zur Herstellung „pseudostabilen Myon-katalysierten Deuteriums“ basieren auf einem frühen Datenblatt (ca. 1998) von Rainer Castor zum Korvettenprojekt:
„…Zur Herstellung "pseudostabilen" Myon-katalysierten Deuteriums dient ein Quintronenbeschuß bei einer Hyperfrequenz von 7,349*10e+9 Hef unter gleichzeitiger Einlagerung in eine Semi-Manifestations-Enklave; dies hat den Vorteil, dass dieser "Kraftfeld-Tank" auch als "Pressfeld" genutzt werden kann…“
Anmerkung
Ich gehe davon aus, dass die „Meso-Katalyse-Bomden“ mit denen in den ersten Perry Rhodan-Romanen der auf dem Mond gestrandete Arkonidenkreuzer vernichtet wurde, im Prinzip auf arkonidischer Technik basierten. Die Fehleinschätzung der automatischen Abwehrsysteme lediglich ein Anti-Neutronenfeld einzusetzen kam nur zustande, weil eine Zivilisation vom Entwicklungsstand der damaligen Erde diese Technologie nicht besitzen konnte. Wie sich erst im nachfolgendem Romanzyklus herausstellte war zum fraglichen Zeitpunkt die notwendige Technik und das Fachwissen sehr wohl in der Person Atlans vorhanden der im Einflussbereich westlicher Geheimdienste an „neuen Antriebstechniken forschte“.
Anmerkung
Eine Gesamtübersicht wie die Fusionsreaktoren im Schiff verteilt sind wird folgen sobald die Schwarzschildreaktoren ausgearbeitet und platziert wurden (Bei BATTLE und RECON sind zum Teil Fusionsreaktoren und Schwarzschildreaktoren nebeneinander in einer Halle untergebracht. Ebenfalls zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt die Festlegung der Leistungsangaben.
Anmerkung
Die Angaben der Fusionsprozesse sind folgender Quelle entnommen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion
Ergänzungsvermerk 11.10.2006
Mit der Konstruktion des Schwarzschild-Reaktors wurde die Anordnung der Reaktoren in den Kraftwerksräumen möglich. Wie versprochen habe ich das Bildmaterial der Reaktoranordnung hiermit nachgereicht. Bei den Farbdarstellungen ist mir ein Fehler unterlaufen den ich erst bei der Verlinkung bemerkt und nicht mehr geändert habe. Die Gehäuse der HHe-Direktstrahlreaktoren haben versehentlich einen gelben „Anstrich“ erhalten.