Reaktordesigns wie Fission-Fragment und einige andere verwenden große Massen von Neutronenreflektoren, um Kritikalität zu erreichen. (Eigentlich der allererste Stapeltat es auch, und in einer gestaffelten Form, die ziemlich ähnlich der ist, die ich hier beschreibe.) Für einige dieser Anwendungen, wie z. B. Raketentriebwerke, ist die Gesamtmasse ziemlich wichtig; Für fast jede Anwendung sind die Kosten der Reflektoren zumindest ein relevanter Aspekt, wenn auch nicht der wichtigste. Und staubige Plasmareaktoren verwenden Strahlung ausschließlich zum Kühlen des Brennstoffs, was zu einer groben Obergrenze für die Größe eines Kerns führt. Ist es also praktisch, mehrere Reaktoren dicht beieinander zu platzieren und Teile ihrer Reflektorwände gemeinsam zu nutzen? Im Fall des staubigen Plasma-FFRE ist das grundlegende Reaktordesign ein länglicher Zylinder, der sich in einen sechseckigen Zylinder wie eine Bienenstockzelle verwandeln lässt, die schön tesselliert ist.
Wenn dies getan wird, könnte die Masse in jeder dieser gemeinsamen Wände auch leicht reduziert werden, um die spaltbare Masse auf jeder Seite zu berücksichtigen, die zum Querschnitt beiträgt?
Dies ist im Grunde das Druckrohrdesign im CANDU-Reaktor.
Die K-Unendlichkeit für ein 2D-CANDU-Bündel beträgt (nach DRAGON-Berechnungen, die wir in einem Kurs von E. Nichita durchgeführt haben) etwa 1,12 – jeder von ihnen ist für sich genommen kritisch. Alle Bundles sind von einem gemeinsamen D2O-Moderator umgeben.
Wenn ein Neutron aus einem Reaktor in Richtung eines anderen Reaktors austritt, kann es in dem anderen Reaktor immer noch eine Spaltung induzieren, daher wäre es nicht sinnvoll, einen Neutronenreflektor in Bereichen zwischen den Reaktoren zu platzieren. In diesem Sinne müssten die Reflektoren, wenn mehrere nahe beieinander liegende Reaktoren in Betracht gezogen werden, wie im Fall eines einzelnen Reaktors rundherum angeordnet werden. Wenn wir bei gleicher Leistung Masse einsparen wollen, ist es dann wahrscheinlich wirtschaftlicher, einen einzigen (größeren) Reaktor zu haben.
Nathan Tuggy