Концентрация нейтронов/неравномерность поля в реакторе, Какая достижима? Опции

[Татарин]

Вот темой про ЯРД навеяло...
Понятно, что энерговыделение в критмассе неравномерно - в центре больше.
А если поставить себе целью максимальную неравномерность, то какая достижима? И какими средствами/насколько сложно?

Полая сфера с отражателем и крупинкой делящегося материала в центре - интуитивно понятное решение. Опять же, интуитивно, все-таки основная энергия выделится в сфере. Так ли это? Можно ли что-то придумать лучше?

[AtomInfo.Ru]

Далее.

Макросечение деления есть произведение ядерной концентрации делящегося изотопа на его микросечение деления (в предположении, что у нас один делящийся изотоп; иначе это будет сумма таких произведений по изотопам).

Сильных изменений микросечения деления по реактору также добиться сложно.

Следовательно, остаётся последний множитель из исходной формулы, а именно, концентрация делящегося вещества.

И отсюда вытекает самый простой способ повысить неравномерность энерговыделения - профилировать по реактору обогащение (в предположении, что мы говорим о свежем уране).

То есть, располагаем в центре реактора (неважно сейчас, какой он формы) топливо с большим обогащением, на периферии - с малым. Et voila.

[Татарин]

Следовательно, остаётся последний множитель из исходной формулы, а именно, концентрация делящегося вещества.

Это вот понятно, что где урана больше - там его больше и делится, но не очень интересно в контексте...

Вот смотрите: есть ЯРД, реактор+сопло, из которого выкидывается теплоноситель. И есть задача как можно сильнее теплоноситель этот нагреть.
Первое решение тривиально: берём ТВЭЛы на максимальную температуру, прокачиваем водород, нагреваем его как можем - выкидываем. Но результат - так себе, и удельный импульс максимум 800-900с, и без грязи наружу всё равно не очень получается.

Вторая ветка решений: создать критичность в урановой плазме и выкидывать водород, нагретый плазмой, а то и вовсе уран. Грязно, сложностей много, но зато удельный импульс большой, раза в полтора поднять можно. Одна беда: у плазмы плотность никакая. Либо с критичностью проблемы, либо с размерами этого ужаса, либо с нагревом твердотельной части, либо ещё с чем-нибудь, либо со всем вместе и ещё с чем-нить в довесок.

Есть третий вариант, Зубриным предложенный. Топливо - жидкое, раствор, реактор на тепловых нейтронах, мы это топливо в реакции греем до максимума, и за время термализации нейтронов выкидываем в сопло, где "запасённые" в растворе нейтроны "добивают" газ до температуры выше, чем мы могли бы удержать. Беда та, что получается лишь, что чуть выше... Много нейтронов не запасти, а в сопле вместе с потерей плотности раствора мы потеряем и критичность.

Поэтому возникает идея: запустить замедлитель, окружающий топливо (водород) со скоростью гораздо бОльшей, чем само топливо, и значительную часть тепла выносить вместе с запасёнными нейтронами. Но и тут нужно как-то изголиться и выправить энерговыделение по оси зоны, чтобы максимум был там, где надо.

Но, похоже, что никак.