In einer Science-Fiction-Umgebung, an der ich arbeite, wird die Machtdynamik zwischen zwei Zivilisationen dadurch aufrechterhalten, dass eine Zivilisation ("Gefangene") in Bezug auf elektrische Energie in einer Umgebung (künstliche Kolonien) vollständig von der anderen Zivilisation ("Eroberer") abhängig ist auf einem luftleeren Planeten), wo Elektrizität über Leben und Tod entscheidet.
Die Hauptstromquelle ist ein riesiger Solarpark, der den Entführern gehört, aber einige der Kolonien der Entführer werden von ihren eigenen internen Reaktoren mit Strom versorgt und sind vom Hauptstromnetz getrennt. Beide Zivilisationen kamen ursprünglich über ein Generationsschiff auf den Planeten, und der Treibstoff der Reaktoren hätte als Energiequelle des Schiffes gebracht werden sollen; Was auch immer dieser Brennstoff ist, es sollte für die Gefangenen unmöglich oder unpraktisch sein, ihn abzubauen oder zu produzieren.
Dies führt dazu, dass die Gefangenen versuchen, Reaktorbrennstoff aus den Kolonien der Entführer zu stehlen, mit der Begründung, dass die Gefangenen, wenn sie ihren eigenen Reaktor errichten und energieunabhängig werden können, eine Revolution inszenieren können, ohne befürchten zu müssen, dass ihnen der Strom abgeschaltet wird.
Meine Frage ist: Welche Reaktorstromquelle würde am besten funktionieren, um dieses Szenario einzurichten , und welche Technologien müssten in der Umgebung unmöglich / unpraktisch sein, damit dieses Szenario Sinn macht ?
Fusion scheint die naheliegendste Energiequelle für eine Science-Fiction-Umgebung zu sein, aber der wahrscheinlichste Brennstoff wäre Deuterium, das so einfach ist, dass es wahrscheinlich nicht besonders schwer zu finden oder zu synthetisieren ist.
Spaltung passt etwas besser ins Bild – sie hängt von schwer zu findendem radioaktivem Brennstoff ab, wie Uran oder Plutonium, und es könnte festgestellt werden, dass der Planet keine spaltbaren Elemente enthält – aber damit das Szenario funktioniert, Fusion müsste völlig unmöglich oder unpraktisch sein. Angesichts der Tatsache, dass die Geschichte mehrere tausend Jahre in der Zukunft spielt, ist es vernünftig anzunehmen, dass Wissenschaftler schließlich entdeckten, dass eine effiziente Fusion einfach nicht möglich war ? Ist das bei genügend Zeit und Recherche überhaupt ein mögliches Ergebnis?
Oder gibt es eine andere, bessere Reaktoroption, die ich möglicherweise ignoriere? Etwas mit Antimaterie oder einem anderen exotischen Material?
Die Kernspaltung in Form eines Kugelbettreaktors ist der richtige Weg.
Kraftstoff ist tragbar und so sicher wie jede Industrieversorgung: Billiardkugelgroße Kugeln, jede eine in sich geschlossene, versiegelte Einheit. Jeder kann für verfügbaren Brennstoff und Konzentrationen konstruiert werden, indem Brennstoffisotope und Neutronenabsorber präzise geschichtet werden. Aus abgebrannten Brennelementen und Abfällen können mit geeigneter Formulierung verschiedene Kieselsteine hergestellt werden.
Stapeln Sie eine Million davon zusammen und es wird heiß. Aber nicht so heiß, dass der Inhalt oder das Gefäß zerstört werden! Jeder Kiesel ist ein Festkörper-Feedback-System, das die Reaktion abschaltet, wenn es warm wird. So erreicht es eine voreingestellte Temperatur und regelt die Leistung automatisch herunter.
Um Energie zu extrahieren, pumpen Sie Kühlmittel durch den Stapel, der schön zwischen den Kugeln fließt. Je aggressiver Sie es kühlen, desto mehr Leistung bringt es.
Jemand, der eine Ladung Kieselsteine stiehlt, kann also ohne technischen Aufwand einen nützlichen radiothermalen Generator haben, und mit einer bescheidenen Menge an Technologie (und einem ausreichend großen Vorrat an Kieselsteinen) können Sie einen sicheren Spaltreaktor mit voller Leistung erhalten.
Die Größe von einer Million Kieselsteinen könnte hart sein. Vielleicht sind kleine Lasten nicht fest verschlossen, weil sie zu klein sind, um nützlich zu sein ... so denken sie.
Dies kann Teil Ihres Plans sein: Eine einzelne Ladung oder ein kleiner Vorrat an Kieselsteinen reicht nicht aus, um ihren Reaktor wie vorgesehen zu betreiben, sodass sie nicht glauben, dass dies den Dieben ermöglicht, eine Stromversorgung zu bauen, selbst wenn sie wissen, dass sie fehlt.
Ihre Protagonisten könnten externe Neutronenquellen verwenden, um mit einem kleinen Haufen zu arbeiten. Oder vielleicht findet der Held heraus, wie er die Kiesel verändern kann; Sagen wir, die äußeren Schichten abfeilen und mit etwas anderem beschichten, oder die Kieselsteine in einer Flüssigkeit, die selbst neutronenmodulierende Eigenschaften hat, auf Abstand halten. Es kann etwas Neues und Unerwartetes für die Bösen sein und/oder sich auf etwas Einzigartiges für die Guten verlassen.
Sie können die Größen an die Logistik der Geschichte anpassen: Sie können eine andere Nenngröße angeben, z. B. 100K für ein "kleines" Netzteil. Dann könnte ein einzelner Stapel von 5000 oder 10000 für den verdeckten Reaktor verwendet werden. Sie könnten die Kieselsteine in Ihrer Geschichte auch kleiner machen, sollten dies jedoch der Glaubwürdigkeit halber erwähnen, wenn Sie den Reaktor in der Ausstellung erklären.
Ich würde denken, dass, wenn wir die Fusion zum Laufen bringen, die meisten erwarteten Designs groß sein werden und viel Energie für den Reaktor und viel Energie benötigen, um die Reaktion zu starten / einzudämmen. Da drin geht eine kleine Sonne vor sich hin.
Während also Fusionsbrennstoff „einfach“ zu bekommen sein mag, wird der Reaktor nicht einfach zu bauen oder vor den Unterdrückern zu verstecken sein. Spaltungsreaktoren werden wahrscheinlich viel einfacher zu verstecken und zu erstellen sein (auch wenn es nicht einfach ist). Solar wäre viel einfachere Energiequelle.
Du sagst...
aber der wahrscheinlichste Brennstoff wäre Deuterium
Es gibt viele weitere Fusionszyklen, die verwendet werden können, und bei weitem nicht alle verwenden Deuterium.
Die verschiedenen Polywell- Projekte versuchen, einfaches altes Bor als Fusionsbrennstoff zu verwenden . Dies ist nicht nur eine aneutronische Fusionsreaktion (*), sondern macht auch Helium zu seinem "Abfall", und es sieht in einem solchen Ausmaß nach Sci-Fi aus, dass es jeden Star Trek "Warp Core" -Spezialeffekt in den Schatten stellt.
Der "Wiffle-Ball 8"-Reaktor der EMC2 Fusion Development Corporation in Betrieb
(*) Das bedeutet, dass Sie nicht das lästige Problem haben, alle Ihre Maschinen radioaktiv zu machen
Da das Schlüsselelement dieser Geschichte darin besteht, den Brennstoff "stehlen" zu können, scheint die Kernfusion der richtige Weg zu sein. Die Fusion ist sehr effizient in Bezug auf die Gewinnung von Energie aus der Masse des zu fusionierenden Materials, sodass eine kleine Menge Fusionsbrennstoff viel bewirken kann.
Es gibt jedoch mehrere Probleme.
Die Art der Fusion, von der wir in den letzten 50 Jahren 20 Jahre entfernt waren, beinhaltet die Verwendung von D2 als Brennstoff, und die meisten Maschinen, die zur Gewinnung von Fusionsenergie aus Deuterium entwickelt wurden, sind ziemlich groß und kompliziert. Der im Bau befindliche ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) hat die Masse und die Kapitalkosten eines Flugzeugträgers, kaum etwas, das Menschen unter dem Zwang, ihren Energieverbrauch überwachen und kontrollieren zu lassen, im Geheimen durchziehen können. Außerdem geben die meisten Maschinen, die die Deuterium-Fusion als Energiequelle verwenden, bis zu 80 % der Energie in Form von Neutronen ab, was aufwändige Maßnahmen zur Abschwächung erfordert (die gesamte Kolonieleuchtet sonst im Dunkeln) und nützliche Energie zu extrahieren. Wieder einmal werden die riesigen Wärmetauscher und Dampfturbinen, die benötigt werden, etwas schwierig sein, unter eine Matratze zu passen, wenn die Eroberer ankommen, um zu sehen, was in ihrer Kolonie vor sich geht.
Aneutronische Fusion ist theoretisch viel besser. Die Reaktoren können etwas kleiner sein, da sie weniger Abschirmung benötigen und einen hohen Prozentsatz ihrer Energie aus den geladenen Teilchen gewinnen können, die aus dem Reaktor emittiert werden. Das Problem dabei ist, dass die aneutronische Fusion um eine Größenordnung schwieriger ist als D2 (aus verschiedenen Gründen), sodass Ihr aneutronischer Reaktor einen Vorrat an genialen Designern und Konstrukteuren und wahrscheinlich einige ziemlich ausgefeilte Materialien zum Arbeiten benötigt (supraleitende Magnete oder andere Exoten). Es gibt viele verschiedene theoretische Ansätze zu dieser Art von Fusionsreaktion ( https://en.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion) und viele verschiedene mögliche Brennstoffkombinationen, aber wahrscheinlich wäre die "praktischste" Bor für die B + p-Reaktion, da das Tragen einer Kiste voller Bor praktischer zu sein scheint als das Herumtragen eines kryogenen Dewar-Gefäßes mit 3He.
Vielleicht könnten Sie einen Konflikt mit einem vorbeiziehenden Kometen haben? Das Wasser der Erde enthält bekanntermaßen geringe Mengen an Deuterium (sprich: 1 Deuteriumatom zu 6420 Protiumatomen Wasserstoff), und der Komet 67P/Churyumov-Gerasimenko hat anscheinend dreimal so viel, vergleichbar mit der Wasserversorgung der Erde.
In den Weiten des Weltraums gibt es wahrscheinlich einen oder zweitausend Kometen, die übermäßige Mengen dieser Substanz enthalten.
Sie würden dies als "ersten Funken" verwenden, um einen Fusionsreaktor zu starten. Nur die Captors würden anfangs davon wissen, aber ein hinterhältiger Gefangener würde es belauschen und planen, etwas/alles davon zu stehlen. Dies würde sowohl Verschwörung, Spannung als auch Motiv für die Gefangenen schaffen, alles für diese eine Chance zu riskieren, ihre Oberherren loszuwerden.
Vielleicht haben sie bereits einen Fusionsreaktor gebaut, sie haben einfach nicht die notwendigen Teile, um ihn fertigzustellen, oder die Motivation, weil sie ihn ohne die letzten Teile nicht fertigstellen können.
Ich finde, dass die meisten dieser Antworten nicht korrekt sind, da sie die Tatsache außer Acht lassen, dass jedes Element überall vorhanden ist, jedoch nur in geringen Mengen. Sie können den Schmutz außerhalb Ihres eigenen Hauses verarbeiten und Uran mit einem Prozentsatz von etwa 1 Teil pro Million erhalten . Der Anreicherungsprozess ist langwierig und erfordert umfangreiche Untersuchungen des Prozesses, kann aber durchgeführt werden ...
ckersch
Adam R. Nelson
ckersch
Adam R. Nelson