研究炉のお勉強その③です。前回は出力される熱量について観測しました。
主な放射線源一覧
| 放射線源 | 放射線量[rad/cycle] | 補足 |
|---|---|---|
| シャインバグ | 60 | |
| グロースティック | 100 | 複製人間の特性 |
| 手動RADボルト発生器 | 120 | |
| 宇宙放射線 | 175～375 | 惑星により異なる |
| 子ビータ | 480 | 寝ている間のみ |
| ウィーズウォート | 480 | 野生も栽培も同じ |
| 放射線ランプ | 720 | |
| ビータ | 1440 | 寝ている間のみ |
| ビータの巣 | 1800 | ウラン処理時にパルスで発生 |
| 堕落した衛星 | 2400 | |
| RADボルトエンジン | 10080 | 発射時のみ |
| 研究炉 | 12000 | |
| 研究炉(メルトダウン) | 24000 | 5cycleかけて0まで減少していく |
今回は研究炉について着目。
上表より研究炉がかなり放射線の強い部類だとわかります。
・研究炉の放射線
研究炉は12000rad/cycleの放射線を出します。範囲は中央から半径25tile分。
radボルト生成装置を置けば、この値の1/10をRADボルトとして取り出せます。
上手く活用して効率よくRADボルトを生成したいところ。
そして複製人間や植物に悪影響が出ないように漏れる放射線をなるべく減らしたい。
基礎知識①中心部分から離れていくほど放射線は弱まっていく
研究炉の中心のマスでは放射線は12000rad/cycle。
そこから１マス離れるごとに12000→11520→11040→10560・・・と減衰していった。
下記画像はRADボルト生成装置で研究炉から一番放射線を受けられる中心から4マス目。
12000 x (1 - 0/25) = 12000
12000 x (1 - 1/25) = 11520
12000 x (1 - 2/25) = 11040
12000 x (1 - 3/25) = 10560
となるのでおそらく計算式は12000 x (１－中心からの距離/25)？
強い放射線が欲しければなるべく放射源の近くがいい(当たり前)
基礎知識②セルに存在する気体・液体・固体は放射線を遮断する性質がある
真空では距離による減衰しか起きないが、水や酸素や蒸気などあらゆるものは放射線を減衰させる。
研究炉の稼働環境でよくありそうな蒸気100kg/tileの環境で観測。
中心のマスは11680rad/cycleでした。
中心から１マス離れるごとに11680→10914→10179→9476と減衰していった。
下記画像はRADボルト生成装置で研究炉から一番放射線を受けられる中心から4マス目。radiation Blocking:3%と書かれているが計算してみると2.667%くらい。小数点以下は四捨五入されている様子。
12000 x (1 - 0/25) x (1 - 2.667/100) ^1 = 11680
12000 x (1 - 1/25) x (1 - 2.667/100) ^2 = 10914
12000 x (1 - 2/25) x (1 - 2.667/100) ^3 = 10179
12000 x (1 - 3/25) x (1 - 2.667/100) ^3 = 9477
となるのでおそらく計算式は12000 x (１－中心からの距離/25) x (1-遮断率/100)^n)？
ちなみに蒸気を1/10である10kg/tileにしてみたが減衰率はさほど変わらず。もっと減るかと思ったのになー。
基礎知識③減衰率は何で決まる？
英wikiを見てみたら物質ごとのデータが詳しく載ってました
Radiation Absorption - Oxygen Not Included Wiki
物質ごとに最低限遮断する値が決まっていて、そこに質量ｘ1tごとの遮断率が加算されるみたいですね。
蒸気の部分を見ると最低2.4%遮断、そこから1tごとに2.8%増えていって100%遮断するには35,857.14kg必要と・・・。
ざっくり傾向的には気体は１～10%、液体は10～30%前後、固体は20～70％となっているみたいです。
透過は気体、遮断は固体と感覚的には普通ですね。最低遮断率というのがあるので質量よりは素材選びが重要そうです。
遮断するのに良さそうなの素材はよく聞く鉛。他には融点に気を付ければプラスチックも良さげ
しかしながら、砂岩の普通のタイルでも56%遮断してくれるので、鉛の金属タイルを4層の壁にするのと砂岩タイルを5層のするのとで大差がないので、適当なタイルを重ねるのが資源的に楽そうですね。どうせ大掛かりなスペースをとりますし１マスくらい増えたところでねぇ。
鉛4重
砂岩5重
逆に透過させたいときは液体で、素材は入手しやすいものは大体どれでもよさそうなので沸点を基準に選べば良さそう。固体の物は金アマや金、タングステン。
金アマの機械式エアロックは11%と固体の中ではかなり低いので使い道がありそう。
放射線源として利用する場合は燃料を絞ってこんな感じにするのかなーというざっくり案。
メルトダウン時には研究炉の放射線量は2倍の24000rad/cycleと非常に優秀に。
しかしメルトダウンの持続は5cycleな上に5cycleかけて0まで減衰していきます。
平均してしまえば平常運転と変わらないのならば狙う価値はあまり無いかなーと思ったのですが、濃縮ウランの省エネ化にはなりそうです。
メルトダウンは冷却水を途中で止めてしまえば簡単に発生させることは出来るので、稼働に必要な95℃の水30kgと濃縮ウランは5kgあればメルトダウン可能です。（濃縮ウランが少なすぎると熱があまり発生しないのでメルトダウンまでいかない）
また、水30kgを1kg以下に絞って400℃以上の臨界水にして注入すれば冷却液としては機能しないので濃縮ウランは1kgあれば可能。
通常5cycle稼働させようとすると濃縮ウランは50kg必要なことを考えるとどうなんでしょう？
また、メルトダウン時にはCoriumが飛び散って設備を破損させますが、飛び散るCoriumは隕石と同じ被害なのでシェルタータイルやシェルタードアで囲めば周りを壊しません。
試してみたところ破損は起きなかったのですが若干面倒な挙動をしました。
蒸気と核廃液物・Coriumが液体・気体の相変化が目まぐるしく行われるようで相変化の物質の転移が発生し、シェルタータイルよりも外へ物質が飛び出てきます。
相変化による物質の転移も見込んで何もないスペースをかませてもう１つ外に壁を作るかそもそも宇宙空間に設置してしまえば解決するかもしれません。
普通に稼働させたこともないのにこんなことを深く考察してもあまり実にならないのでここまで。また理解が深まったら検証してみたいと思います。
次回の予定はこれまでのことを生かして具体的な構成を考えたいと思いますが、しばらく間隔が空くかもしれません。
