Ein ideales UV-transparentes Kältemittel finden oder einen Fulminium-Reaktor miniaturisieren

In meiner Umgebung habe ich Fulminium-Kristallreaktoren. Fulminium zerfällt, wobei es spontan einen elektrischen Strom abgibt, jedoch mit einer größeren Geschwindigkeit, wenn es durch UV-Licht angeregt wird, und es emittiert auch UV- und orangefarbenes Licht sowie Wärme als Nebenprodukt. Fulminium-Reaktoren sind daher selbststimulierend und benötigen Blenden, um das UV-Übersprechen zwischen den Kristallen zu reduzieren, um ihre Leistung zu steuern.

„Herkömmliche“ Fulminium-Reaktoren sind jedoch luftgekühlt, was die Reaktoren ziemlich sperrig macht. Wenn die Reaktoren nicht gekühlt werden, führt dies normalerweise zu ihrer Selbstzerstörung.

Ich suche nach einem flüssigen Kühlmittel, das um die Fulminium-Kristalle gepumpt werden kann und das für den Betrieb des Reaktors erforderliche UV-Strahlung nicht absorbiert.

Leider reicht Wasser nicht aus ... es absorbiert eine erhebliche Menge an UV-Strahlung, und die Verwendung als Kühlmittel würde den Reaktor effektiv vergiften und ihn unbrauchbar machen.

Welche Flüssigkeit mit einer relativ hohen spezifischen Wärme und relativ geringer Reaktivität und Toxizität, die im UV-Teil des EM-Spektrums nicht wesentlich absorbiert, wäre das beste Kühlmittel? Eine hohe Siede-/Zerfallstemperatur (>100°C) und ein niedriger Gefrierpunkt (<0°C) wären von Vorteil.

Während Fulminium „magisch“ ist, suche ich nach einer realen Substanz, die ich als Kühlmittel verwenden kann.

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Ich bin auch bereit, alternative Reaktordesigns in Betracht zu ziehen, die nicht unbedingt ein UV-transparentes Kühlmittel erfordern. Zu diesem Zweck funktioniert Fulminium folgendermaßen:

Fulminium ist ein transparentes orangefarbenes kristallines Element mit hoher Ordnungszahl, das nur in magischen Umgebungen vorkommt. Fulminiumatome können spontan einem Atomzerfall unterliegen und gepaarte Elektronen und Elektronenlöcher erzeugen, zusammen mit Licht im UV- und orangefarbenen Teil des EM-Spektrums sowie Wärme. Etwa 5 bis 10 % der gesamten Energieabgabe des Fulminium-Zerfalls ist Wärme (abhängig von der Reinheit der Kristalle), und die elektromagnetische Strahlungsabgabe beträgt etwa 1 % der freigesetzten Gesamtenergie.

Die Atomzerfallsstimulation von Fulminium ist nicht alles oder nichts wie der Neutroneneinfang von U235. Je mehr UV-Strahlung ein Fulminium-Atom pro Zeiteinheit absorbiert, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es zerfällt. Fulminium hat piezoelektrische und halbleiterähnliche Eigenschaften, was bedeutet, dass es einen elektrischen Gleichstrom erzeugt, wenn es zwischen ungleichen Metallen geklemmt wird, und wenn es auf einem Metall montiert und von einem ungleichen Metallschläger am gegenüberliegenden Ende getroffen wird, kann es eine höhere Spannung und einen höheren Strom abgeben zwischen Schlägen akkumulierte Ladung als die von geklemmten Kristallen.

Ein neuer Fulminium-Reaktor ist normalerweise so ausgelegt, dass er seine volle Nennleistung erzeugt, wenn seine UV-absorbierenden Klappen auf etwa 25 % geöffnet sind. Wenn ein Reaktor durch den Gebrauch altert, wird er durch seine undurchsichtigen Zerfallsprodukte vergiftet, und die Klappen müssen weiter geöffnet werden, um die gleiche Leistung zu erzielen. Wenn die maximale Leistung trotz vollständig geöffneter Klappen unter die Nennleistung fällt, ist es an der Zeit, dass die Fulminium-Kristalle eingeschmolzen, gereinigt und wiederaufbereitet werden.

Wenn die Klappen eines Fulminium-Reaktors zu weit geöffnet sind, kann die Reaktion davonlaufen und der Reaktor kann schmelzen oder explodieren.

Ein herkömmlicher Fulminium-Reaktor besteht typischerweise aus einer Reihe von Fulminium-Kristallen, die zwischen unterschiedlichen Metallen in einem mit Spiegeln ausgekleideten Kasten eingespannt sind, durch den Luft als Kühlmittel geleitet wird. Zwischen den Kristallen sind zur Kontrolle bewegliche, undurchsichtige Blenden angebracht. Aufgrund der Notwendigkeit der Luftkühlung müssen die Kristalle relativ weit beabstandet sein.

Ein alternatives Design, das sehr hohe Spannungs- und Stromspitzen über kurze Zeiträume erzeugen soll, ähnelt dem ersten Reaktortyp, außer dass das Metall an einem Ende der Kristallbänke nicht an die Kristalle geklemmt ist, sondern darauf ausgelegt ist, sie zu treffen, und Die Fensterläden sind so konzipiert, dass sie sich für kurze Zeit öffnen, bevor sie sich wieder schließen, bis die Kristalle getroffen werden.

Fulminiumkristalle sind relativ zerbrechlich und neigen dazu, zu zerbrechen, wenn sie einem ausreichend großen thermischen Gradienten über ihr Volumen ausgesetzt werden. Da ein Reaktor darauf angewiesen ist, dass die Kristalle von einem Ende zum anderen fest sind, würde ein gebrochener Kristall sowohl die Leistung des Reaktors verringern als auch die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass der Reaktor in einen Fehlermodus eintritt.

Der Zweck dieser Frage besteht darin, einen Weg zu finden, einen Fulminium-Reaktor mit einer bestimmten Nennleistung so umzukonstruieren, dass er kleiner und leichter ist.

Wenn Sie den Einfluss von UV auf Ihre Substanz unterschätzen, ist Wasser kein Problem, da UV in 2 Richtungen emittiert wird und nach Erregung im Grunde explodiert und die kritische Masse aufgrund des Wechselwirkungsquerschnitts von UV mit dem beliebig klein sein kann Material ist riesig im Vergleich zu Kern und Neutron. Vielleicht möchten Sie noch mehr absorbierenden und die Substanz in Form von Staub haben, damit das Ding langsam brennt

Antworten (3)

Sie brauchen einige ziemlich chemisch fortgeschrittene Substanzen (irgendwie denke ich, dass Sie auf eine "Steampunk" -Stimmung abzielen - das wird es nicht sein).

Was Sie jedoch wollen, ist so etwas wie linearer Perfluorpolyether . Diese sind flüssig, in einem weiten Temperaturbereich stabil, nichtleitend (was gut ist, da Sie in einem Fulminiumkern keine Streuströme wollen, würde ich vermuten) und chemisch inert. Die Monomereinheiten absorbieren Ultraviolett fast vollständig und härten zu einer Polymerform aus, die für UV (und auch für sichtbares Licht mit einem sehr niedrigen Brechungsindex) transparent ist.

Auch verschiedene andere Fluorkohlenstoffflüssigkeiten sind geeignet. Hier ist ein Absorptionsspektrum für eines der letzteren; unterhalb der Absorption für einige gewöhnliche und hochreine Wässer (wie Sie sehen können, sind es hauptsächlich die Verunreinigungen, die die UV-Absorption steuern). Fluorkohlenwasserstoffe verhalten sich in dieser Hinsicht besser als Reinstwasser und haben eine erhebliche Wärmekapazität.

Ein völlig anderer Ansatz wäre, die Kristalle beispielsweise in Ethanol zu tränken und sich auf dessen Phasenänderung zu verlassen, um Wärme abzuleiten. Die Kristalle würden bei einer Temperatur von etwa 80 ° C oder weniger bleiben, wenn der Druck verringert wird, und die gesamte vorhandene Flüssigkeit müsste nicht so hoch sein wie beim Wasserkühlungsmodell, selbst wenn die Absorption von Ethanol mit der von Wasser vergleichbar ist , wäre die absorbierte Gesamtenergie viel geringer. Sie würden denselben Wärmetauscher benötigen, um das Ethanol wieder zu kondensieren und wieder in den Kreislauf zu bringen. Grundsätzlich würde sich der Reaktorkern wie ein Wärmerohr verhalten , was einige interessante Fehlermodi einführt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

PFPEs klingen, als ob sie ziemlich viskos sein könnten ... Es wäre nicht nötig, eine große, leistungsstarke Pumpe zu verwenden, um das Zeug im Reaktor zu bewegen, da ich versuche, die Größe der Reaktoren zu verringern. Können Sie dazu etwas sagen?
Hinweis: Wenn Sie "isolieren" sagen, meinen Sie elektrisch und nicht thermisch ? An sich könnte das Wort beides bedeuten, und letzteres scheint das Zeug als Kühlmittel unbrauchbar zu machen. Außerdem scheinen die Linien in Ihrem Diagramm nicht mit den Farben der Legende übereinzustimmen ...
PFPE reichen von überhaupt nicht viskos bis viskos, je nach Länge der Polymerketten. Die Viskosität pro Monomereinheit ist ziemlich niedrig, wie bei den meisten Fluorkohlenstoffen (ein Cousin-Molekül, PTFE, Polytetrafluorethylen, wird als Antihaftbeschichtung für Töpfe und Pfannen verwendet). Aber ja, Sie brauchen auf jeden Fall eine Art Pumpe. Andere geeignete Substanzen werden, wie ich herausgefunden habe, zur Kühlung von Motherboards verwendet . Anscheinend handelt es sich jedoch um Mineralöle, aber ich habe Hinweise auf "fluorierte Öle" gefunden, von denen ich vermute, dass sie tatsächlich PFPEs sind. Versuchen Sie, nach "CPU-Kühlung" zu suchen.
@Matthew ja, tut mir leid. Ich meinte elektrisch isolierend; Wie Sie vermutet haben, würde eine Wärmedämmung den Zweck zunichte machen. Was die Diagrammlegende betrifft, jetzt, wo Sie darauf hinweisen, ja, ich vermute, die Farben stimmen nicht ganz überein. Ich schaue mal, ob ich ein besseres Diagramm finde.

Schnaps.

Nämlich Äthanol.

Erstens, wo ist UV? Es sind die nur kürzeren Wellenlängen von sichtbarem Licht.

Spektrum Quelle

Es kann manchmal wichtig sein, zu bestimmen, wie viel Wasser in Ethanol enthalten sein könnte, sowohl um wässrige Getränke zu vermeiden als auch um das Einbringen von Wasser in ethanolische Kraftstoffe zu begrenzen. Sie können dies tun, indem Sie nach der UV-Absorption des Wassers suchen, die reines Ethanol nicht hat.

Bestimmung des geringen Wassergehalts in Ethanol mit einem faseroptischen evaneszenten Absorptionssensor

Wasser- und Etoh-Absorption

Sehen Sie die große Spalte in der grünen Linie? Das ist Wasser, das das UV absorbiert. Ethanol hat das nicht.

Sie können Ethanol als Kühlflüssigkeit verwenden. Es ist billig und sicher. Außerdem können Sie, wenn es in der Pflanze langsam wird, einen kleinen Schluck nehmen, denn es wird diesen großartigen Geschmack von Fulminium haben!

Sie beschreiben etwas, das nicht sehr weit von einem herkömmlichen Kernspaltungsreaktor entfernt ist, bei dem radioaktiver Zerfall durch Neutronen ausgelöst wird und Neutronen und Energie freisetzt. Was Sie tatsächlich tun müssen, ist, die Geschwindigkeit der Reaktion zu kontrollieren, damit sie nicht explodiert, und sich dann auf die Dichte des Fulminiums zu verlassen, um sie aufrechtzuerhalten.

In Kernreaktoren werden Steuerstäbe (aus einer Neutronen absorbierenden Substanz) verwendet, um die Reaktion zu steuern, oft durch mechanisches Anheben/Absenken in das Reaktionsgefäß. Sie können hier so ziemlich den gleichen Trick anwenden, fast alles, was UV-absorbierend ist, funktioniert, und Sie können dann die Reaktion steuern, indem Sie es in den Reaktor hinein- oder herausbewegen. Sie könnten ein flüssiges Metall (z. B. Quecksilber) verwenden, das den Vorteil hätte, ein guter Wärmeleiter zu sein, und die Wärme auch an einen nützlichen Ort abführen könnte! Als Bonus könnten Sie es in schmale "Thermometer-ähnliche" Rohre stecken und es würde mit der Temperatur steigen / sinken, wodurch sich der Steuermechanismus selbst ausbalanciert.

Dies ignoriert die Art und Weise, wie ich gesagt habe, dass die Reaktoren funktionieren. Die Reaktionsgeschwindigkeit variiert proportional zum UV-Fluss. Es ist kein Fall, in dem ein einzelnes UV-Photon ein Fulminium-Atom zum Zerfall bringt ... es macht es nur etwas wahrscheinlicher, dass es zerfällt, also sind ziemlich hohe UV-Werte erforderlich, zumal das Ziel hier darin besteht, ein kleineres zu machen Reaktor.
@MontyWild Ich wollte das in meinem Kommentar zu uq kommentieren, entschied aber nicht so klar, dass es nicht der Fall ist, wie dein Reaktor nach deiner Beschreibung funktioniert, aber ich vermutete, dass es das sein könnte, was du denkst. In dem Fall, dass deine Reaktion nicht "kettet", sooo. Grundsätzlich gibt es nur 2 Fälle möglicher Reaktionskette oder nicht. Wenn es sich um eine Kette handelt, müssen Sie es auf diese oder andere Weise moderieren, und es hängt von der Partikelgröße, dem Moderator, der Zuchtnummer usw. ab. Wenn nicht, müssen Sie eine UV-Quelle haben, um Sie zu erregen, und dann muss Ihr gesamtes Design, wie das geht, überarbeitet werden, und Kühlmittel-UV ist nicht das Problem, das Sie haben.
@MontyWild auch wenn Sie anderer Meinung sind und all das, kein Problem, verständlich, aber selbst mit Ihrer eigenen Prämisse kann das Problem gelöst werden, indem Sie den Reaktor umgestalten, Rohre herstellen und sie mit Ihrer Substanz umwickeln, Wasser fließt hinein und es wird von außen erwärmt Zeug, damit es die Reaktion nicht stört, wie Sie es sich vorstellen (was wiederum ...). Und als Randbemerkung hast du keine Wellenlänge angegeben und wenn nicht, dann nochmal ....
@MolbOrg, Fulminium-Rohre zu haben, hat einige Möglichkeiten ... der Trick wäre, den Temperaturunterschied von einem Ende der Fulminium-Kristalle zum anderen zu minimieren, da Fulminium dazu neigt, unter thermischer Belastung zu brechen. Die Länge der Kristalle wirkt sich auf die Ausgangsspannung aus und die Querschnittsfläche auf den Strom ... aber es gibt keinen Grund, warum keine Reihen kurzer Kristalle in Reihe geschaltet werden können, um eine höhere Spannung zu erreichen. Darf ich vorschlagen, dass Sie dies in eine Antwort aufnehmen?
@MontyWild mm hat diesen Teil übersehen, wenn es heißt, dass es sich um Dinge zur direkten Stromerzeugung handelt, dann ist das Problem typisch für Elektronik, typische wassergekühlte Lösungen, es sieht dort nicht nach etwas Besonderem aus. Idk, wenn es einige Photovoltaik mit Kühlung gibt, könnte ein Beispiel sein. Sicher, es wird einige Einschränkungen geben ... Als Antwort zu viele undefinierte Variablen, zu viele zum Parametrisieren, und ich habe nicht bemerkt, dass direkte Elektrizität und große Einwände dagegen sind, dass ich sie als Reaktor zerschlagen habe. Entschuldigung, dass ich mich wirklich darum gekümmert habe. mein Fehler. Photovoltaik auf Steroiden, kein Reaktor, lol
@MolbOrg, du gibst dir selbst zu wenig Anerkennung ... die Idee, die Fulminium-Kristalle zu hohlen Röhren zu machen und dann Wasser durch ein reflektierendes Metallrohr zu leiten, das in der Mitte der Fulminium-Röhren platziert ist, ist inspiriert. Möglicherweise ist eine UV-transparente Kühlkörperpaste erforderlich, aber das ist besser als die Verwendung eines UV-transparenten Kühlmittels. Mit dieser Art von Aufbau konnte der Abstand zwischen den Kristallen auf genau das reduziert werden, was für die Platzierung der Steuerblenden erforderlich war.
Ein ideales UV-transparentes Kältemittel finden oder einen Fulminium-Reaktor miniaturisieren
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