Lisäksi yksi useimpien kosmisen säteen hiukkasten määrittävä piirre on, että ne ovat yksittäin erittäin energisiä. Se tekee niistä melko vaarallisia eläville olennoille, mutta koska kokonaisenergia jakautuu vähemmän hiukkasiin, vähemmän vaarallisia reaktoreille. Annettu GCR voi laukaista useiden hiukkasten kaskadin, levittäen energiansa keskenään, mutta todennäköisyys tehdä se tavalla, joka luo maksimaalisen määrän neutroneja, joilla on riittävästi energiaa fissioiden käynnistämiseksi, on pieni.

( Ei ole neutronigrafiikoita; vapaiden neutronien puoliintumisaika on noin 15 minuuttia.)

Muutama asia:

Kosmisille säteille annettu OP-viitetunnus sanoo:

Kosminen säteily: Kosmiset säteet sisältävät olennaisesti kaikki jaksollisen taulukon elementit ; noin 89% ytimistä on vety (protonit), 10% heliumia ja noin 1% raskaampia alkuaineita.

Tämä tarkoittaa, että neutronit eivät ole merkittävä kosmisen säteen komponentti. Koska fissio johtuu neutroniabsorptiosta, ei-neutronisäteily todennäköisesti vaikuta reaktorin hallintaan.

Keskustelu myös nopean neutronin OP-tilojen fissiosta:

ei löytänyt viittausta uraaniin, mutta oletan, että sen on oltava samanlainen.

Haulla "neutroniabsorptiopoikkileikkaus" saadaan tarkempia selityksiä, mutta periaatteessa neutronien absorptiotodennäköisyys riippuu suuresti neutronin energiasta, ja uraanin osalta LOW-energian neutronit ovat paljon enemmän todennäköisesti aiheuttaa fissiota. Näitä neutroneja kutsutaan lämpöneutroneiksi tai hitaiksi neutraaleiksi.

Puhuminen hitaista neutroneista:

Useat ohjausrummut, jotka sijaitsevat reaktorin ydintä ympäröivällä heijastinalueella, säätelevät neutronia väestö ja reaktoritehotaso

Nämä heijastimet pitävät neutronit IN-tilassa eikä suojaa ulkoisilta neutroneilta. Fissiosta syntyneet neutronit syntyvät nopeasti. Jos ne hidastuvat ennen lähtöä ytimestä, ne todennäköisesti aiheuttavat fissiota. Jos ne eivät hidasta, ne vuotavat ytimestä eivätkä aiheuta fissiota. Neutronheijastimet antavat järjestelmän hallita tätä vuotomäärää: jos vuotonopeus on liian korkea, heijastakaa enemmän neutroneja takaisin ytimeen, jotta heillä on toinen mahdollisuus aiheuttaa halkeamia. Jos vuoto on liian alhainen, heijastaa vähemmän neutroneja takaisin ytimeen.

Yleensä tämän vuotonopeuden säätäminen tapahtuu sisälämpötilan säätämiseksi: reaktori pysyy suunnittelun mukaan kriittisenä (vakaan tilan), koska muutosteho aiheuttaa lämpötilan muutoksen aiheuttavan fyysisen reaktion, kuten lämpölaajeneminen / supistuminen, vuotomäärän muuttamiseksi , mikä tarkoittaa, että järjestelmä palaa itsensä vakaan tilaan. Mutta uusi vakaa tila ei välttämättä ole optimaalisessa lämpötilassa, joten käyttäjä säätää järjestelmän heijastimet / absorboijat palauttamaan järjestelmän vakaan tilaan haluamassaan lämpötilassa.

Kuten Nathan huomauttaa, tämä tarkoittaa, että järjestelmä on dynaamisesti vakaa. Jos kosminen säteily tuottaa joitain lämpöneutoneita, järjestelmä pysyy vakaana niin kauan kuin neutronituotantonopeus on pieni / vakio verrattuna muihin lämpöneutronien lähteisiin.

Kosmisten säteiden tuottama neutronivirta olisi pieni ja tekisi reaktorin hallinnan hieman helpommaksi neutronitalouden kannalta. Mitä enemmän ei-nopeita neutroneja on reaktorissa, sitä kauemmas pääset nopealta kriittisyydeltä säilyttäen reaktion, mikä helpottaa turvallisuutta. Tämä pieni etu olisi suurempi kuin vaara, että elektroniikka epäonnistuu kosmisista säteistä.

Neutronien tuottamiseen käytetään yleisesti korkean energian protonien spallaatiota. Tässä artikkelissa ( http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/23/015/23015552.pdf) on kätevä kaavio protonienergiasta suhteessa tuotettujen neutronien määrään. volframikohde. Se on melkein lineaarinen, noin 20 neutronia / GeV. Tämä vaihtelee hieman kohdekohtaisesti.

Useimmat kosmiset säteet ovat protoneja 1GeV: n ympärillä. ( https://fi.wikipedia.org/wiki/Cosmic_ray). Korkeamman energian kosmisia säteitä on olemassa, mutta 1 GeV: n yläpuolella virtaus putoaa hyvin nopeasti, joten korkeamman energian kosmiset säteet tuottavat vähäisen määrän kokonaisenergiasta. Lasketaan siis kosmisen säteen vuoksi 10 ^ 4 1GeV-protonia neliömetriä kohti sekunnissa. Oletetaan, että avaruusreaktorisi on tarpeeksi suuri, jotta se osuu 10 ^ 5 kosmiseen säteeseen sekunnissa, jotka tuottavat keskimäärin 20 neutronia kussakin.

Jokainen neutroni aiheuttaa ylimääräisiä ~ 0,5 fissiota 10 ^ -4 sekunnin välein ( koska reaktori on lämpö- ja viivästetty-kriittinen). Jokainen fissio on noin 200MeV, joten jokaisen neutronin arvo on 100MeV 10 ^ -4 sekunnin tai 10 ^ 6 MeV / s välein.

Lopullinen laskelma: 10 ^ 5 protonia / s * 20 neutronia / protoni * 10 ^ 6MeV / s / neutroni = 2 * 10 ^ 12 MeV / s ^ 2 = 0,32 wattia / s. Joten kosmisista säteistä johtuen reaktorin tehotaso nousee noin 0,32 wattia / s, ellet laske säätösauvoja hiukan kompensoidaksesi (ja päädyit siten hieman kauemmas nopeasta kriittisyydestä, mikä on hyvä turvallisuudelle)

Jos kosmisen säteilyn virtaus kasvaa miljardinkertaisesti lentämisen vuoksi liian lähellä supernovaa, se saattaa riittää aiheuttamaan sulamisen, mutta siinä tilanteessa sulaminen on todennäköisesti vähiten ongelmasi.