Die Kühlung mittels Radiatoren dürfte ein zu lösendes Problem sein. Das dringendste Problem ist wohl der Start von der Erde aus.
Meiner Meinung nach stellen die Radiatoren einer der größten Probleme dar. Mit steigender Reaktorleistung steigt dann auch die Radiatorfläche dementsprechend je nach Temperatur stark an. Bei meisten Missionsanalysen geht man meistens ja von < 1MW Reaktorleistung (mesitens 200 - 500 kW). Darüberhinaus wird dann die Abstrahlfläche doch recht groß. Man kann dann die T erhöhen, mit flüssigmetall usw. und plötzlich wird das Ganze dann sehr teuer und recht schwer ... ausserdem brayton cycle ...
Naja und der Start ist eh ein politisches bzw. evtl. ein ökologisches Problem.
Meiner Meinung nach stellen die Radiatoren einer der größten Probleme dar. Mit steigender Reaktorleistung steigt dann auch die Radiatorfläche dementsprechend je nach Temperatur stark an. Bei meisten Missionsanalysen geht man meistens ja von < 1MW Reaktorleistung (mesitens 200 - 500 kW). Darüberhinaus wird dann die Abstrahlfläche doch recht groß. Man kann dann die T erhöhen, mit flüssigmetall usw. und plötzlich wird das Ganze dann sehr teuer und recht schwer ... ausserdem brayton cycle ...
Naja und der Start ist eh ein politisches bzw. evtl. ein ökologisches Problem.
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Im Prinzip ja, allerdings stimmt das mit der Größe so nicht.
Will man z.B. den Wärme mittels Flüssigkeiten abtransportieren, so bekommt man bei doppelt so großen Leitungsquerschnitten viermal so große Flüssigkeits, oder Gasmängen durch. Wie man sieht steigt zumindest in Niederdrucksystemen die Leitungsmasse langsammer an als der Massendurchsatz.
Gennerell haben kleine Systeme vor allem in kerntechnischen Anlagen auch kleinere Wirkungsgrade und das Verhältnis Anlagenmasse/Energieertrage ist kleiner.
Das kann man auch gut an Gasturbinen zeigen, sehr kleine Turbinen sind deshalb unwirtschaftlich.
Da es eher schierig ist den Währmetransport vollständig mittels Flüssigkeiten/Gasen durchzuführen, kann man vielleicht ein System entwickeln das erstmal über Leitungen mit großem Querschnitt in meheren Stuffen sich zu dünneren Leitungen verzweigt und dann in den dünnsten Schichten Matten zu verwenden die über Kohlenstoffnanofasern die Wärme auf möglichst dünne Filme transportiert. Wollte man das mit Kupfer oder Aluminium machen, hätte man sehr schwere Kollectoren, macht man das aber wie beschrieben mit C-Tubes, hat man bezogen auf die Masse einen ca. 110x keinere Masse wie bei der Verwendung von Kupfer.
Eigendlich ist das den meisten Menschen wohl noch nicht bewusst, was dies gerade für Wärmemachinen bedeutet. Einen Faktor 100 ist riessig und lässt Lösungen zu die vorher undenkbar waren.
Ich hatte dies hier schonmal erwähnt, ich würde am ehsten einen Hochtemperaturreaktor verwenden und die Energie direkt mittels Helium zu einer oder mehreren (=redundanz) Gasturbinen leiten. Diese mit möglichst hoher Temperatur betreiben um den Wirkungsgrad so hoch zu betreiben wie es nur geht.
Für die Kühlung muss man dann schauen bei welcher Turbineneintritstemperatur ein Optimum von Turbinenwirkungsgrad zur Gesamtmasse vom Reaktor+Turbinen+Kühlleitungsnetz+Kühlgas+passive_Kühlflächen erreichbar ist. Vielleicht ist es sogar sinnvoll einen zweistufigen Kühlkreislauf zuhaben und eine Dampfturbine(n) im zweiten Kreis unterzubringen, falls dadurch das Leistungsgewicht verbessert wird.
Weiterhin könnte man bei relativ kalter Kühlflüssigkeit, diese in einem Mantel an der Aussenseite der Passagierkabine entlangführen um zusätzlichen Strahlenschutz für die Besatzung zu erreichen (in bemanten Einsätzen).
Hier kommt leider noch eine Krux: Da man mit cTubes noch wenig Erfahrung hat und die natürlich immer noch teuer sind, begibt man sich hier komplett auf Neuland. Allerdings wird das in den nächsten 10 Jahren viel besser werden, weil zum einen die Herstellung besseres und/oder billigeres cTube-Material erlaubt, was solche Einsatzzwecke zumindest für kleinräumliche Anwendungen immer interressanter macht (z.B. CPU-Kühler)
