En un escenario de ciencia ficción en el que estoy trabajando, la dinámica de poder entre dos civilizaciones es mantenida por una civilización ("cautivos") que depende completamente de la otra civilización ("captores") para la energía eléctrica, en un entorno (colonias artificiales en un planeta sin aire) donde la electricidad es un asunto de vida o muerte.
La principal fuente de energía es una enorme granja solar propiedad de los captores, pero algunas de las colonias de los captores funcionan con sus propios reactores internos y están separadas de la red eléctrica principal. Ambas civilizaciones llegaron originalmente al planeta a través de una nave de generación, y el combustible de los reactores debería haber sido traído como fuente de energía de la nave; cualquiera que sea este combustible, debería ser imposible o poco práctico para los cautivos extraerlo o producirlo.
Esto lleva a los cautivos a intentar robar el combustible del reactor de las colonias de los captores, con la razón de que si los cautivos pueden establecer su propio reactor y volverse independientes de la energía, pueden organizar una revolución sin temor a que les corten la energía.
Mi pregunta es: ¿ qué fuente de energía del reactor funcionaría mejor para configurar este escenario y qué tecnologías tendrían que ser imposibles/poco prácticas en el entorno para que este escenario tenga sentido ?
La fusión parece la fuente de energía más obvia para un entorno de ciencia ficción, pero el combustible más probable sería el deuterio, que es lo suficientemente simple como para que probablemente no sea particularmente difícil de encontrar o sintetizar.
La fisión se ajusta un poco mejor a los requisitos: depende del combustible radiactivo difícil de encontrar, como el uranio o el plutonio, y podría establecerse que el planeta no contiene ningún elemento fisionable, pero, para que el escenario funcione, la fusión tendría que ser completamente imposible o poco práctica. Dado que la historia se desarrolla varios miles de años en el futuro, ¿es razonable suponer que los científicos eventualmente descubrieron que la fusión eficiente simplemente no era posible ? ¿Es ese un resultado posible, con suficiente tiempo e investigación?
¿O hay otra opción de reactor mejor que podría estar ignorando? ¿Algo con antimateria u otro material exótico?
La fisión, en forma de reactor de lecho de guijarros , es el camino a seguir.
El combustible es portátil y tan seguro como cualquier suministro industrial: esferas del tamaño de una bola de billar, cada una de ellas una unidad sellada autónoma. Cada uno puede diseñarse para el combustible y las concentraciones disponibles, superponiendo capas de isótopos de combustible y absorbentes de neutrones de manera precisa. El combustible gastado y los residuos pueden fabricar diferentes guijarros con la formulación adecuada.
Apila un millón de ellos juntos y se calienta. ¡Pero no tan caliente como para arruinar el contenido o el recipiente! Cada guijarro es un sistema de retroalimentación de ingeniería de estado sólido que detiene la reacción a medida que se calienta. Por lo tanto, alcanza una temperatura prediseñada y nivela automáticamente la salida.
Para extraer energía, bombee refrigerante a través de la pila, que fluye muy bien entre las bolas. Cuanto más agresivo lo enfríes, más potencia emite.
Por lo tanto, alguien que robe un envío de guijarros puede tener un generador radiotérmico útil sin ningún esfuerzo de ingeniería, y una cantidad modesta de tecnología (y un suministro suficientemente grande de guijarros) puede brindarle un reactor de fisión de potencia total seguro.
El tamaño de un millón de guijarros puede ser difícil. Tal vez las cargas pequeñas no estén bien cerradas porque son demasiado pequeñas para ser útiles... eso piensan.
Esto puede ser parte de su trama: una sola carga o un pequeño suministro de guijarros no es suficiente para hacer funcionar su reactor según lo diseñado, por lo que no creen que está permitiendo a los ladrones construir una fuente de alimentación, incluso si saben que falta.
Sus protagonistas pueden usar fuentes de neutrones externas para trabajar con una pequeña pila. O tal vez el héroe descubra cómo alterar los guijarros; digamos, lime las capas exteriores y cubra con algo diferente, o separe los guijarros dentro de un fluido que en sí mismo tiene características de modulación de neutrones. Puede ser algo novedoso e inesperado por parte de los malos y/o depender de algo único para los buenos.
Puede ajustar los tamaños para adaptarse a la logística de la historia: puede especificar un tamaño nominal diferente, digamos 100K para una fuente de alimentación "pequeña". Luego, se podría usar una sola pila de 5000 o 10000 para el reactor encubierto. También podría hacer que los guijarros sean más pequeños en su historia, pero debe mencionarlo para que sea creíble al explicar el reactor en la exposición.
Creo que si logramos que la fusión funcione, la mayoría de los diseños esperados serán grandes y requerirán mucha energía para el reactor y mucha para iniciar/contener la reacción. Tienes un pequeño sol ahí dentro.
Entonces, si bien el combustible de fusión puede ser 'fácil' de conseguir, el reactor no será fácil de construir ni de esconder de los opresores. Los reactores de fisión probablemente serán mucho más fáciles de ocultar y crear (aunque no es fácil). La energía solar sería una fuente de energía mucho más fácil.
Tu dices...
pero el combustible más probable sería el deuterio
Hay muchos más ciclos de fusión que se pueden usar, y lejos de todos usan deuterio.
Los diversos proyectos de Polywell buscan utilizar el boro simple como combustible de fusión . No solo se trata de una reacción de fusión aneutrónica (*), sino que también convierte al helio en su "residuo", además de que tiene un aspecto de ciencia ficción hasta tal punto que avergüenza a todos los efectos especiales del "núcleo warp" de Star Trek.
El reactor "Wiffle-Ball 8" de EMC2 Fusion Development Corporation en funcionamiento
(*) Lo que significa que no tienes el molesto problema de hacer que toda tu maquinaria sea radiactiva
Dado que el elemento clave de esta historia es poder "robar" el combustible, entonces la fusión nuclear parecería ser el camino a seguir. La fusión es muy eficiente en términos de extracción de energía de la masa del material que se fusiona, por lo que una pequeña cantidad de combustible de fusión puede ser muy útil.
Sin embargo, hay varios problemas.
El tipo de fusión que hemos estado a 20 años de lograr durante los últimos 50 implica el uso de D2 como combustible, y la mayoría de las máquinas diseñadas para extraer la energía de fusión del deuterio son bastante grandes y complicadas. El ITER (Reactor Experimental Termonuclear Internacional) que se está construyendo tiene la masa y el costo de capital de un portaaviones, difícilmente algo que las personas bajo la restricción de monitorear y controlar su uso de energía puedan lograr en secreto. Además, la mayoría de las máquinas que utilizan la fusión de deuterio como fuente de energía emiten hasta el 80% de la energía en forma de neutrones, lo que requiere medidas elaboradas para mitigar (toda la coloniabrillará en la oscuridad de lo contrario) y para extraer energía útil. Una vez más, los intercambiadores de calor gigantes y las turbinas de vapor necesarias serán un poco difíciles de colocar debajo de un colchón cuando lleguen los conquistadores para ver qué está pasando en su colonia.
La fusión aneutrónica es teóricamente mucho mejor. Los reactores pueden ser un poco más pequeños ya que no necesitan tanto blindaje y pueden extraer un alto porcentaje de su energía de las partículas cargadas que emite el reactor. El problema aquí es que la fusión aneutrónica es un orden de magnitud más difícil que D2 (por varias razones), por lo que su reactor aneutrónico necesitará un suministro de diseñadores y constructores geniales y probablemente algunos materiales bastante elaborados para trabajar (imanes superconductores u otros exóticos). Hay muchos enfoques teóricos diferentes para este tipo de reacción de fusión ( https://en.wikipedia.org/wiki/Aneutronic_fusion), y muchas combinaciones diferentes de combustible posibles, pero probablemente la más "práctica" sería el boro para la reacción B+p, ya que llevar una caja llena de boro parece ser más práctico que llevar un dewar criogénico de 3He.
¿Quizás podría tener un conflicto relacionado con el paso de un cometa? Se sabe que el agua de la Tierra contiene pequeñas cantidades de deuterio (léase: 1 átomo de deuterio por 6420 átomos de protio de hidrógeno), y el cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko aparentemente tiene tres veces esta cantidad, en comparación con el suministro de agua de la Tierra.
En la inmensidad del espacio, probablemente haya un cometa o dos mil que tengan cantidades excesivas de esta sustancia.
Usaría esto como la "primera chispa" para iniciar un reactor Fusion. Inicialmente, solo los captores lo sabrían, sin embargo, un cautivo astuto se enteraría y planearía robar algo o todo. Esto crearía una trama, tensión y un motivo para que los Cautivos arriesgaran todo por esta única oportunidad de deshacerse de sus amos supremos.
Quizás ya hayan construido un reactor de fusión, simplemente no tienen las piezas necesarias para terminarlo, o la motivación porque no pueden terminarlo sin las piezas finales.
Creo que la mayoría de estas respuestas no son precisas, ya que descartan el hecho de que todos los elementos están presentes en todas partes, pero solo en pequeñas cantidades... puede procesar la suciedad fuera de su propia casa y obtener uranio en un porcentaje de aproximadamente 1 parte por millón. . el proceso de enriquecimiento es largo y requiere una investigación sustancial sobre el proceso, pero se puede hacer...
ckersch
adam r nelson
ckersch
adam r nelson