DE2649922A1

DE2649922A1 - Verfahren zum bewirken einer gasmassenrotation und reaktor auf der grundlage eines magnetohydrodynamisch bewegten ultraschallgaswirbels

Info

Publication number: DE2649922A1
Application number: DE19762649922
Authority: DE
Inventors: Jacob Kistemaker
Original assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Current assignee: Ultra Centrifuge Nederland NV
Priority date: 1975-10-29
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-05-12
Also published as: GB1561819A; US4174256A; AU1790276A; AU504841B2; JPS5254889A; NL7512635A

Description

.Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewirken einer Rotation einer Gasmasse, die in einem vorzugsweise rotationssymmetrischen Gehäuse enthalten ist, wobei ein Gasentladestrom einem axialsymmetrischen Muster entsprechend im Inneren eines magnetischen Feldes mit wenigstens einer nicht verschwindenden Vektorkomponente senkrecht zum elektrischen Strom fließt, der durch positiv geladene Teilchen gebildet wird, die aus der Gasentladung gewonnen werden_s und wobei die sich mit einer hohen Drehgeschwindigkeit bewegenden elektrisch geladenen Teil-

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chen von der Gasentladung die gesamte Gasmasse, durch eine stoßweise Teilübertragung der kinetischen Energie in eine Drehbewegung bringen.

Ein derartiges Verfahren ist unter anderem aus NASA- SP-236 1970, Bd. I, S, 14-0-148, bekannt. Diese bisher bekannten Verfahren sind mit verschiedenen Mängeln behaftet.. Bei den bekannten Verfahren wird -son gas.- oder dampfförmigem Uran und Wasserstoff Gebrauch gemacht, um eine Kernreaktion zu erzeugen. Die Ver-r Wendung von Urandämpfen bringt jedoch in der Praxis Sehwierig-rkeiten mit Sich, da in diesem Fall die Temperatur bei .etwa 10 QQQ^q £ liegt.

Es hat sich gedgeh herausgestellt, da§ ein analogeg Verfahren dann §ehr gut durchführbar 3t§t_? wenn eine §a.sma§§§ bgnutzib wir,d._? die m\§ einem Gemisch von §paltbaren Verblndunggn^ yig beis.pielswe:jLg.e UFg einerseits und leicliten §as.en aniderergeits, beßte|it, wofeei die§f leic;|ai;fn gase weni^sten^ ays einem Edelgas, "beispielsweise ifelium ©,fer A.3Pg©R, bestellen.

Verglichen mit dein bekannten Verfahren aus dem oben NA3A-Eeport zeigt sic.h ein y/eiterer bedeutender Vorteil, der darin besteht, daß erfindungsgemäß das magnetische Feld in der Reaktionskammer durchgehend dieselbe axiale Richtung oder wenigstens eine Komponente in dieser Richtung hat» Diese Maßnahme erlaubt es, eine Gasrotation hervorzurufen, die zu einem sehr wirksamen Druckaufbau führt. D.h., daß die Zentrifugalkraft eine Kompression der Gasmasse verursacht, wobei der Druck von der axialen Mitte des Reaktors zur Wand des Gehäuses .zunächst langsam und dann zur Wand hin sehr schnell exponentiell mit einem großen Druckgradienten ansteigt, was an der Wand in einer ,dünnen Schicht mit konstantem Druck gipfelt.

Das beschriebene Verfahren kann nicht nur dazu verwandt werden, eine kontrollierte Kernreaktion aufrechtzuerhalten, sondern auch die gasförmigen Bestandteile des Gasgemisches voneinander

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zu trennen.

Ein weiterer Vorschlag besteht darin, das beschriebene Verfahren folglich vorzugsweise derart anzuwenden, daß die Gasmasse nach und nach durch verschiedene, hintereinander liegende Abteile des Gehäuses geleitet wird, wobei der Ablauf wenigstens eines der folgenden Prozesse nach und nach in der Gasmasse herbeigeführt wird:

(a) eine Anreicherung durch eine Trennung der schweren und leichten Isotope der erwähnten schweren Gase,

(b) eine Kernspaltungsreaktion unter Erzeugung von Wärme in der spaltbaren Gasmasse und

(c) eine gasförmige Wiederaufbereitung der Spaltprodukte unter selektiver Abführung dieser Produkte, worauf eine Rückführung zu dem Abteil folgt, in dem die Spaltreaktion stattfindet.

Das hat zur Folge, daß nicht nur das Problem der Wiederaufbereitung stark vereinfacht und eine Ansammlung von radioaktiven Spaltprodukten mit langer Lebensdauer vermieden wird, für die ein Platz zum Einlagern gefunden werden muß, sondern daß es nunmehr nicht mehr notwendig ist, einen Kernreaktor, der so ausgelegt ist, daß er mit einer Uranverbindung mit einer ziemlich hohen Anreicherung arbeitet, mit der Uranverbindung in dieser hoch angereicherten Form beladen werden muß.

Es reicht aus, den Kernreaktor mit einer Uranverbindung mit einer niedrigen Anreicherung zu versorgen, die so gering sein kann, daß der Transport der Uranverbindung vollständig sicher erfolgen kann.

Die durch den beschriebenen energetischen Prozeß erzeugte Energie kann auf verschiedene Weise durch die für diesen Zweck erforderlichen Anlagen abgenommen werden. Beispielsweise kann die Reaktionskammer durch ein Medium gekühlt werden, das längs

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der Reaktionskammer oder durch die Reaktionskammer fließt und dessen Wärme ihrerseits zur Erzeugung von elektrischer Energie abgenommen wird. Es ist auch möglich, die Energie elektromagnetisch von der Anlage, und nicht nur von der Reaktorkammer selbst, sondern auch von einem möglichst magnetohydrodynamischen Teilbereich abzunehmen, der an einem Ende des Kühlkanals angeordnet ist. Ein anderes Verfahren besteht darin, die kinetische Energie des austretenden Strahls leichter Kühlgase zum Treiben einer Gasturbine auszunutzen. Das erwähnte Kühlmittel kann erforderlichenfalls durch den Reaktor in sehr funktioneller Weise dadurch transportiert werden, daß ein elektrisch leitendes Kühlmittel durch Kühlschlangen in der Nähe der Wand des Reaktorgehäuses, jedoch innerhalb der an dieser Wand befestigten Kathodenelemente geleitet wird, so daß die Wechselwirkung zwischen einem elektrischen Feld zwischen zwei Elektroden im Kühlkanal und einem magnetischen Feld parallel zur Reaktorachse eine Lorentz-Kraft zur Folge hat, die bewirkt, daß sich das erforderliche Kühlmittel weiterbewegt. Dieses Kühlmittel kann beispielsweise aus Heliumgas oder UFg-Gas bestehen, das durch die Zugabe eines Alkalimetalls, beispielsweise von Cäsium, elektrisch leitend gemacht ist. Das Kühlmittel kann jedoch auch aus einem flüssigen Metall, beispielsweise aus einem Natrium/ Kaliumgemisch bestehen. Wenn ein Gemisch aus UFg und Helium oder UF^ allein als Kühlmittel verwandt wird, ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß durch den Neutronenfluß aus dem Reaktor im Kühlmittel Wärme erzeugt werden kann, da der im Kühlmittel befindliche Teil des U gespalten wird.

Ausgedehnte Untersuchungen haben gezeigt, daß die Wand der Reaktionskammer sehr gut aus Kohlenstoff (Graphit) oder aus einer Kohlenstoffverbindung bestehen kann. Die Arbeitstemperatur des vorgeschlagenen Reaktors . . wird in der Praxis zwischen 1500 und 2500° K liegen. Bei diesen Temperaturen und Drucken tritt ein derartiges Gleichgewicht des U-C-F-Systems auf, daß die Graphitwand nicht merklich korrodiert, wenn UFg der vor-

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herrschende gasförmige Bestandteil ist. Die Parameter des Systems können leicht so gewählt werden, daß 9Q% UFg im Gleichgewicht mit 1% F und 1% UF₅ steht. In diesem Fall sollte die Anreicherung des Urans im benutzten UFg bei etwa 50% liegen, um die Abmessungen der Reaktionskammer praktikabel, d.h. in der Größenordnung von m zu halten.

Es ist zweckmäßig, die Wand der Reaktionskammer an der Innenseite mit ringförmigen oder zylindrischen Elektroden auszukleiden, die elektrisch gegeneinander isoliert sind, während die Innenwand mit ringförmigen Reihen von Öffnungen versehen ist, die die ringförmigen Hohlräume zugänglich machen, die durch die Kühlkanäle umgeben und flankiert sind. Das durch Neutroneneinfang spaltbare Gas wird in den oben erwähnten Hohlräumen durch üie schnelle Drehung des Gaswirbels bis zu.einem Druck komprimiert, bei dem die Dichte des Gases so groß wird, daß der kritische Zustand für die Kernspaltung erreicht wird. Der als Baumaterial verwandte Kohlenstoff dient gleichzeitig als geeigneter Moderator zur Unterstützung der Neutronenreaktion.

Um das Stattfinden der Trennung bestimmter gasförmiger Bestandteile zu ermöglichen, so daß eine selektive Abführung eines Bestandteils möglich wird, wird eine Anzahl von Trennkammern von einer Gruppe aufeinanderfolgender ringförmiger oder zylindrischer Elektroden begrenzt, wobei die äußersten Ringe oder Zylinder den kleinsten Durchmesser innerhalb der Gruppe haben, während die dazwischen liegenden Ringe oder Zylinder von beiden Seiten allmählich in ihrem Durchmesser bis zu einem größten Durchmesser zunehmen. Die Form einer derartigen Kammer ermöglicht es, zwischen schweren und leichten Gasen zu unterscheiden. Die schweren Gase werden im Bauch der Flasche komprimiert» wohingegen die leichteren Gase auch die Mitte der Flasche füllen; Ein unerwünschter schwerer Bestandteil kann auf diese Weise am größten Kammerdurchmesser abgeführt v/erden.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte

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Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine horizontale Schnittansicht über die gesamte Länge eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kernreaktors.

Fig. 2 zeigt eine analoge Schnittansicht einer Anlage zum Wiederaufbereiten der Spaltprodukte vom oben erwähnten Kernreaktor.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kernreaktors, der nicht nur mit einem Wiederaufbereitungsteil, sondern auch mit einem Anreicherungsteil versehen ist.

In Fig. 1 ist die Rotationskammer mit 2 bezeichnet. Als Folge der Gasrotation ist während des Betriebes des Kernreaktors der Druck in diesem Raum relativ niedrig, so daß es aus dem Gasgemisch aus schweren und leichten Gasen hauptsächlich leichte Gase sind, die im Raum 2 vorhanden sind. Dieser Rotationsraum wird von einer zylindrischen Wand 31 umgeben, die über die gesamte Länge dss Reaktorgefässös verläuft. Ditjaöb ReaKLo.rgexa.i3 außen von einer Wand 32 begrenzt. Zwischen dem Zylinder 31 und der Außenwand 32 befindet sich eine Anzahl von Ringkainmern 22, die mit dem Rotationsraum 2 über Öffnungen 33 in Verbindung stehen. Jede Kammer -22 ist an beiden Seiten und an der Außenseite von einer Anzahl von Kühlkanälen 20 umgeben, die im wesentlichen schraubenförmig um das Reaktionsgefäß herum angebracht sind. Die Wände der Kompressionskammern 22 und der Kühlkanäle 20 bestehen aus Kohlenstoff. Zugleich sind diese Kammern manchmal elektrisch gegeneinander derart isoliert, daß verschiedene elektrische Potentiale erforderlichenfalls an den verschiedenen Abschnitten liegen können. Das betrifft hauptsächlich die Teile, an denen das magnetische Feld stärker ist, d.h. die Flaschenhälse.

Der Außenmantel 32 endet an beiden Enden in Endabschlußwänden

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34 und 35, die sich ihrerseits nach oben an Teile 36 und 37 anschließen. In diesen Teilen sind in ähnlicher Weise Kühlkahäle . vorgesehen, die jeweils mit 38 und 39 bezeichnet sind. Diese Endstücke sind mit Elektroden 40 und 41 ausgestattet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gleichfalls elektrisch gegeneinander isoliert sind. An jeder Elektrode liegt über Versorgungsleitungen 42 und 43 jeweils eine Spannung.

Die Rotationskammer ist an beiden Enden mit Deckeln 44 und 45 jeweils geschlossen. In jedem Deckel befindet sich ein Bündel von Elektroden 46 und 47 jeweils, vor denen jeweils ein Gitter 48 und 49 angeordnet ist. Die Elektrodenbündel sind in Elektrodenhalter 17 und 29 jeweils eingepaßt, die fest an den Deckeln 44 und 45 angebracht sind. Die anliegenden elektrischen Potentiale stellen zusammen mit dem axialen magnetischen Feld sicher, daß sich eine Zone 1 bis 3 in der Mitte durch die Rotationskammer 2 vom Elektrodenbündel 46 zum Elektrodenbündel 47 erstreckt, in der ein Gasentladungs.bogen auftritt. Ein elektrisches Feld wird zwischen diesen mittleren Bogen · und die durch die Wand 40,31 und 41 gebildete Elektrode gelegt.

Um die Außenwand 32 herum ist ein Neutronenreflektor 51 vorgesehen, der zwischen Endplatten 52 und 53 eingeschlossen ist, die mit den Deckeln 34 und 35 verbunden sind. Zwischen dem Reflektor und der Außenwand 32 der Rotationskammer bleibt ein Raum 54 frei, durch den ein Kühlmittel strömen kann, um die Wärme vom Reaktorgefäß abzuführen. Dieses Kühlmittel tritt bei 23 ein und kann bei 55 abgeführt werden. Magnetspulen 56,57 und 59 sind über die gesamte Länge der Anlage um den Reflektor herum vorgesehen. Ein durch diese Magnetspulen fließender elektrischer Strom erzeugt ein homogenes, axiales Magnetfeld, das sich über die gesamte Länge des Reaktorgefässes erstreckt. Dieses Feld jedoch wird an den Enden unter dem Einfluß der Spulen 56 und 59 eingeschnürt. Sobald zwischen der Elektrodenanordnung 46,48 und der Elektrodenanordnung 47,49 einerseits und den Wandelektroden 40,31 und

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41 andererseits ein elektrisches Potential liegt, wird die Gasmasse im Innern der Rotationskammern 1,2 und 3 sich mit hoher Geschwindigkeit zu drehen beginnen. Im Innern des Kernreaktors werden nun hauptsächlich die schwereren, aus UFg bestehenden Gase in den Kompressionskammern 22 komprimiert. Sobald der Druck darin auf einen Wert von beispielsweise 10 Atmosphären ansteigt, sind die Bedingungen für einen kritischen Zustand erfüllt, so daß eine Neutronenkettenreaktion in diesen Kammern stattfinden, kann..

Um diese Reaktion aufrechtzuerhalten, muß fortlaufend ein Gasstrom, beispielsweise ein UFg-Strom,über die Leitung 60 der Rotationskammer zugeführt werden. Die durch den Kernreaktor verarbeiteten Gase können durch die Leitung 62 abgeführt werden. Die Leitung 61 kann mit einer Pumpanlage verbunden sein, die beim Ingangsetzen der Rotation notwendig ist.

Die Wärme, die sich in den Magnetspulen 56,57 und 59 entwickelt, kann durch Kühlkanäle abgeführt werden, die im Inneren der Betonkonstruktion 63 ausgehöhlt sind, die die gesamte Baueinheit umgibt. Beispielsweise kann ein Kühlmittel durch eine Leitung 15 derart zugeführt werden, daß es um alle Magnetspulen herumgeht und schließlich bei 64 abgeführt wird. Wie es anhand von Fig. beschrieben werden wird, können die durch die Leitung 62 abgeführten Gase einer Wiederaufbereitung unterworfen werden. Die Wiederaufbereitungsanlage gemäß Fig. 2 arbeitet elektromagnetisch in derselben Weise, wie der in Fig. 1 dargestellte Kernreaktor. Das UFg, das noch in dem Gas vorhanden ist, das durch die Leitung 62 abgeführt wird, wird zunächst abgetrennt und dann durch Leitungen 12,86 und 65 abgeführt. Dieser UFg-Gasstrom trifft auf den Gasstrom 30, so daß er wieder durch die Leitung 60 in den ReaktiOnsraum eingeleitet wird. .

Da die elektromagnetische.Arbeitsweise der Wiederaufbereitungsanlage auf denselben Prinzipien, wie der in Fig. 1 dargestellte

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Kernreaktor basiert, wird auf Einzelheiten nicht nochmals näher eingegangen.

Eine Rotationskammer 67 im Inneren eines Betonmantels 66 verläuft über die gesamte Länge der Anlage. Sie ist von Magnetspulen 68, 69,70,71*72 und 73 umgeben, die durch einen Kühlmittelstrom gekühlt werden, der über eine Leitung 74 zugeführt und über eine Leitung 75 abgeführt wird. Elektrodenanordnungen 76 und 72 sind in ähnlicher ¥eise an beiden Enden des Gefässes befestigt und ionisieren eine mittlere Gassäule 4,5,6,7*3 und 10, so daß darin ein Gasentladungs.bogen aufrechterhalten wird.

Im Inneren des Außenmantels 79 des Rotationsgefäßes befinden sich Kühlkanäle 78. In diesem Rotationsgefäß liegen drei Zonen 4,6 und 8 mit einem größeren Durchmesser als die Zwischenzonen 5 und 7. Es ist möglich, verschiedene Rotationsgeschv.'indigkeiten in den Gaswirbeln in den Zonen 4,6 und 8 dadurch zu erzeugen, daß über die Leitungen 80 eine geeignete Spannung an jede der Elektroden 81,82,85 und 84 gelegt wird. Die vom Reaktorgefäß 2 kommenden Gase werden über eine Leitung 62 eingeleitet, so daß sie über den Zwischenraum 85 in die Rotationskammer eintreten können. Die Drehgeschwindigkeit in der Kammer 4 ist so gewählt, daß das UFg von den Spaltprodukten der leichten Gase abgetrennt wird, um es zum Einlaß des Kernreaktors über den Auslaß 12 und die Leitung 86, die Filter 27 und 28 und die Leitung 65 zurückzuleiten. Die gasförmigen Spaltprodukte können von den Kammern 6 und 8 in derselben Weise abgezogen werden, um sie durch Leitungen 87 und 88 in Sammelvorrichtungen abzuführen, die nicht dargestellt sind. Es verbleibt das leichte Gas, das durch die Leitung 16 abgezogen wird.

Erforderlichenfalls können der Anreicherungsteil, der Kernreaktor und der Wiederaufbereitungsteil in einer einzigen Anlage miteinander kombiniert werden. Das ist schematisch in Fig. 3 dargestellt, in der der Anreicherungsteil aus vier Zonen 90,91,92 und

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93 besteht, in denen das angerei cherte oder verarmte UFg-Gasgemisch immer wieder getrennt werden kann, so daß auf diese Weise die abgetrennten Bestandteile kaskadenförmig anderen Teilen des Anreicherungsabschnittes zugeführt werden, in denen derselbe Anreicherungsgrad vorherrscht.

Dieser Anreicherungsteil arbeitet im übrigen im wesentlichen in der gleichen Weise, wie der Wiederaufbereitungsteil, der in Fig. 2 dargestellt und bereits beschrieben ist. Weiterhin ist mit 9h der Kernreaktor und mit 95 der Wiederaufbereitungsteil bezeichnet, die bereits beschrieben wurden.

Das anzureichernde UFg wird über die Einlaßleitung 96 zugeführt und anschließend in den Trennraum der Stufe 91 durch Einlaßöffnungen 97» die um den Außenumfang herum angeordnet sind, eingeleitet. Als Folge der schnellen Rotation des Gases in dieser Kammer findet eine Trennung in leichte und schwere Bestandteile des Gasgemisches statt. Der schwere Anteil wird am größten Durchmesser dieser Stufe durch die Leitung 98 abgezogen, über die er zu den Einlaßöffnungen 99 im Trennraum der Stufe 90 zurückgeführt wird. Der leichte· Anteil,der in der Stufe 91 abgetrennt wird, strömt durch die Öffnung 100 in den Trennraum der Stufe 92 weiter. Der schwere Anteil wird darin am größten Durchmesser dieser Kammer abgetrennt und durch die Leitung 101 abgezogen, die an der Stelle 102 auf die Einlaßleitung 96 trifft. Die leichten Gasbestandteile von der Kammer 92 werden durch die Öffnung 103 zum Trennraum der Stufe 93 weitertransportiert. In dieser Stufe werden die schweren Anteile am größten Durchmesser dieser Trennkammer durch die Leitung 104 abgezogen, die dieses gasförmige Produkt zur Umfangseinlaßöffnung 105 am Einlaß der Stufe 92 zurückführt. Die von der Stufe 93 kommenden leichten Gasanteile werden durch die Öffnung 106 dem Raum 9k zugeführt, in dem die Neutronenkernreaktion stattfindet. Das verarmte UFg wird vom Trennraum der Stufe 90 am größten Durchmesser bei 107 durch die Leitung 108 abgeführt.

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Das in den Stufen 90,91,92 und 93 angereicherte UFg erreicht schließlich den Reaktionsraum 94 des Neutronenkernreaktors. Aufgrund der beträchtlich schnelleren Drehung der Gasmasse in dieser Kammer wird das angereicherte UFg, das sich in der Zone 109 mit größtem Durchmesser dieser Kammer ansammelt, so stark komprimiert, daß sich eine Urandichte entwickelt, die zum Ingangsetzen der Spaltungsreaktion ausreicht. Aus Gründen der Einfach-. heit ist in Fig. 3 der dazu erforderliche Neutronenreflektor 51, der in Fig. 1 um das Gefäß 94 herum angeordnet ist, nicht dargestellt. Weiterhin sind aus diesem Grunde auch die ringförmigen Wandelektroden, die über die gesamte Länge der in Fig. 1 dargestellten Anlage vorgesehen sind, und die Magnetspulen nicht dargestellt, die das magnetische Feld erzeugen.

Die durch die Leitung 112 zugeführten leichten Gase werden über die Öffnungen 110 und 111 in die Reaktionskammer eingeblasen. Die Innenwand der Kammer 94 wird von einem nicht bezeichneten gasförmigen Medium gekühlt. Aus Gründen der Einfachheit ist in Fig. 1 keine Flüssigkeitskühlung dargestellt, die jedoch verwandt werden kann.

Von der Kammer 94 werden hauptsächlich die leichteren Gase durch die Öffnung 113 in die erste Trennkammer 114 des Wiederaufbereitungsteils 95 abgeführt. Die schwersten gasförmigen Produkte werden in dieser Kammer am größten Durchmesser des rotierenden Gaswirbels durch die Öffnung 115 abgeführt. Diese schwersten Gase bestehen teilweise aus UFg und werden daher durch die Leitung 116 zu einem Anschlußpunkt mit passender Konzentration in der Anreicherungskaskade rückgeführt. Die schweren gasförmigen Spaltprodukte vom nächsten Trennraum 118 können durch Öffnungen 119 am größten Durchmesser dieser Kammer abgeführt werden. Die leichteren Spaltprodukte werden schließlich von der Trennkammer 123 an ihrem größten Durchmesser durch eine Öffnung 124 abgezogen, so daß sie über eine Leitung 125 zu einem nicht dargestellten Sammelraum abgeführt werden können. Die verbleibenden leichten

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Gase werden schließlich, durch die Öffnung 126 abgeführt. Diese Gase können dazu verwandt werden, in einem magnetohydrodynamischen System oder in einer Gasturbine Energie zu erzeugen, sie können zur Einlaßleitung 127 für die leichten Gase rückgeführt oder zu Antriebszwecken verwandt werden. Ein Teil der leichten Gase wird von der Leitung 127 am Punkt 128 abgezweigt, um durch die Leitung 129 zum Einlaß des Anreicherungsteils geleitet zu
werden.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

M. Verfahren zum Bewirken einer Rotation in einer Gasmasse, die in einem vorzugsweise rotationssymmetrischen Gehäuse enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasentladebogen, der als zentrale Elektrode wirkt, axialsymmetrisch längs der Kraftlinien eines axialen magnetischen Feldes gezündet wird, und daß ein radialsymmetrisches, elektrisches Potential zwischen diesen zentralen Bogen und die einhüllende zylindrische Wand des Gehäuses gelegt wird, unter dessen Einfluß sich Ionen in eine radiale Richtung vom Bogen zur Zylinderwand bewegen, die dadurch einen radial verlaufenden, elektrischen Strom im Plasma senkrecht zum axialen magnetischen Feld erzeugen, wodurch auf das teilweise ionisierte Gas eine Kraft ausgeübt wird, die als Folge der auf diese Weise erzeugten schnellen Drehung die Reibungskräfte zwischen don Gasen und der Wand kompensiert und eine kontrollierbare, stationäre Drehung möglich macht, wodurch leichte (H₂* Deuterium, Helium usw.) und schwere Gase (UFg, PuFg, Xe, Kr usw.) an der Wand mit einem mit dem Radius exponentiell ansteigenden Druck komprimiert werden, wobei der Druckanstieg derart von einer Trennung der leichten und schweren Gase begleitet wird, daß die zu einer sich selbst unterhaltenden Spaltreaktion des UFg erforderliche Dichte überschritten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ortsfeste Abdeckungen, die dazu dienen, die axialen Enden der Anlage zu schließen, durch eine Anzahl von zylindrischen axialsymmetrisch angeordneten Wandelektrodenringen ersetzt. oder abgedeckt sind, die über unabhängig arbeitende elektrische Versorgungen versorgt werden, so daß es möglich ist,

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in den magnetischen Flaschenhals-Verengungen einen unabhängig steuerbaren optimalen Zustand bezüglich der Verteilung der Rotationsgeschwindigkeit zu erzeugen, der die Reibung an den Endabdeckungen kompensiert oder vermeidet, und daß der schwere Gasanteil praktisch dadurch beseitigt wird, daß er sich als Folge der schnellen Drehung des Mediums vollständig im Bauch und nicht im Hals der magnetischen Flasche wiederfindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombination der leichten und schv/eren Gasanteile in dem teilweise ionisierten Medium derart gewählt ist, daß bei der Winkelgeschv.'indigkeit des rotierenden Mediums,die in der gesamten Anlage vorherrscht, nahezu das gesamte schwere Gas im Bauchabschnitt der magnetischen Flasche gegen die Wand gedruckt wird, wodurch ein aerodynamischer Kurzschluß im schv/eren Gaswirbel an den Enden vermieden wird, während der leichte Anteil nahezu keinen oder wenigstens wesentlich kleineren radialen Druckaufbau zeigt, so daß das leichte Gas und das darin erzeugte Plasma sich hauptsächlich im mittleren Teil der Anlage wiederfindet und im wesentlichen ausschließlich insbesondere die Einengungen des Halses der magnetischen Flasche der Anlage füllt.
4. Verfahren nach Anspruch 1,2 und 3> dadurch, gekennzeichnet, daß die Partialdrucke der leichten und schweren Gasanteile so gezählt werden, daß der Partialdruck des schweren .Anteils bezüglich des Partialdruckes des leichten Anteils im mittleren Teil der Anlage vernachlässigbar klein und nur über etwa 9/10 des Innenradius der zylindrischen Gehäusewand eine vergleichbare Größenordnung bekommt oder größer wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Partialdruck des leichten Gasanteils so gewählt ist, daß der mittlere Gasentladebogen mit einem Minimum an

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Energieverbrauch bei einer maximalen Dichte der Ladungsträger im herrschenden magnetischen Feld aufrechterhalten werden
kann, und daß ein aerodynamischer Kurzschluß an den Enden
im leichten Gas kaum einen Einfluß auf den Antriebsmechanismus des schweren Gases im Bauch der Anlage hat.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmasse nach und nach verschiedene, hintereinander liegende Zonen des Gehäuses passiert, und der Ablauf wenigstens eines der folgenden Prozesse nach und nach in der Gasmasse
veranlaßt wird, nämlich eine Anreicherung durch eine Trennung in schwere und*leichte Isotope der schweren Gase, eine
Kernspaltungsreaktion in der spaltbaren Gasmasse, die von
einer Erzeugung von Wärme begleitet wird, und eine gasförmige Wiederaufbereitung der Spaltprodukte mit selektiver Abführung dieser Produkte, woraufhin eine Rückführung in die Zone folgt, in der die Kernspaltungsreaktion stattfindet.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandelektroden aus Hohlkammern bestehen, durch die ein
elektrisch leitfähiges Kühlmittel unter dem Einfluß des
herrschenden Magnetfeldes und örtlicher künstlicher radialer elektrischer Felder vorwärtsgetrieben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch als Kühlmittel für eine Reaktionskammer verwandt wird, bevor es in eine Reaktionskammer eingeleitet
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß spaltbare Gase in der Kammer des Kernreaktors mit einem hohen Anreicherungsgrad zugeführt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Anreicherungsgrad bis zu etwa 50% beträgt.

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11. Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Reaktorgefäß mit einer gasdichten Innenwand aus einem gegenüber den Einflüssen -von spaltbaren ionisierten Gasen widerstandsfähigem Material und zusätzlich einer Anzahl von Magnetspulen, die koaxial aufeinander folgen und den Reaktor umhüllen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Elektrode an wenigstens einer Endabdeckung des Reaktorgefäßes in der Mitte der Abdeckung angebracht ist, von der eine ionisierte Säule aus leichtem Gas längs der mittleren Rotationsachse der Gasmasse verläuft,
12. Reaktor nach Anspruch 11 zur Durchführung einer Kernspal— tungsreaktion oder zum Wiederaufbereiten von spaltbarem Material, gekennzeichnet durch einen Reflektormoderatormantel, der zwischen der gasdichten 'Innenwand des Reaktorgefäßes und den Magnetspule!! angebracht ist.
13. Reaktor nach Anspruch 11 und 12, dadurch .gekennzeichnet, daß die Innenwand des Reaktorgefäßes mit Elektrodenringen oder Elektrodenzylindern ausgekleidet ist, die elektrisch gegeneinander isoliert sind,
14. Reaktor nach Anspruch 12, der als Kernspaltungsreaktor aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Innenwand des Reaktorgefäßes Öffnungen vorgesehen sind, die ringförmige Hohlräume zugänglich machen, die von Kühlkanälen umgeben sind,
15. Reaktor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand und die Wände der Hohlräume aus Kohlenstoff, vorzugsweise Graphit, oder einer Kohlenstoffverbindung bestehen.
16. Reaktor nach Anspruch 13 zur Durchführung einer Anreicherung oder einer Wiederaufbereitung, dadurch gekennzeichnet, daß

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eine Anzahl von Trennkammern von einer Gruppe von Elektrodenringen oder Zylindern begrenzt wird, die aufeinander folgen, wobei der äußerste Ring oder äußerste Zylinder den kleinsten Durchmesser in der Gruppe hat, während die dazwischenliegenden Ringe oder Zylinder von beiden Seiten bis zu einem größten Durchmesser zunehmen, so daß ein flaschenförmiger Hohlraum gebildet wird.
17. Reaktor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der in jeder Trennkammer abzutrennende schwere Anteil am größten Kammerdurchmesser durch dort befindliche Auslässe abgeführt wird.
18. Reaktor nabh einem der vorhergehenden Ansprüche, der insbesondere für eine Kernspaltungsreaktion oder zum Wiederaufbereiten von spaltbarem Material geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß für die leichten Gase mit einem Anlagenteil zur Ausnutzung der dynamischen Energie der Strömung der leichten Gase verbunden ist.
19. Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Anlagenteil aus einer magnetohydrodynamischen Einrichtung zum Erzeugen von Energie besteht.
20. Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Anlagenteil aus einem Strahlrohr zum Antreiben eines Fahrzeugs durch die Luft oder durch den Weltraum oder zum Antreiben einer Gasturbine besteht.
21. Betriebsanlage zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der drei Arbeitsvorgänge, nämlich die Anreicherung, die Kernspaltung und die Wiederaufbereitung in einem separaten Gehäuse stattfindet.

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