Основные недостатки водо-водяного реактора:

- конструкция твердотопливных тепловыделяющих элементов отличается чрезмерной сложностью. Отсюда следуют сложность технологий изготовления твердотопливных тепловыделяющих элементов, недостаточная их надежность и высокая стоимость;

- в твердотопливных тепловыделяющих элементах создается высокое давление. Оно складывается из давления газообразных продуктов деления и давления, высвобождаемых при делении газов (азота или кислорода, если топливо, соответственно, нитридное или оксидное). Объем компенсационных камер для сбора газообразных продуктов деления определяется допустимым давлением в тепловыделяющих элементах;

- твердотопливная композиция разбухает под давлением, не вышедших из нее газообразных продуктов деления. Это явление приводит к увеличению пористости топливной композиции, уменьшению ее теплопроводности, чрезмерно высокой температуре в осевой области тепловыделяющего элемента и как следствие к возникновению разрывающих напряжений в его стенке;

- реактор отравляется газообразными продуктами деления, имеющими большие сечения захвата тепловых нейтронов;

- во время переменных нагрузок на реактор, пусках и остановках, в топливной композиции и оболочках тепловыделяющих элементов возникают термоциклические напряжения. По причине их возникновения накладываются ограничения на скорости повышения и понижения мощности реактора;

- в тепловыделяющих элементах и воде первого контура нарабатывается тритий. Герметичные оболочки тепловыделяющих элементов и трубки теплообменников не являются для трития преградой. Тритий может поступать в обслуживаемые помещения и причинять вред здоровью;

-  активированная вода в первом контуре имеет высокую температуру и поэтому находится под давлением до 20 МПа (~ 200 кгс/см²). При аварийной разгерметизации первого контура выходящая наружу вода представляет собой значительную опасность.

Предлагаю силовую установку дирижабля оснастить одним из двух возможных вариантов атомного реактора.

В состав первого варианта атомного реактора входит снабженный входным и выходным патрубками охлаждающего теплоносителя корпус реактора, в котором находится камера активной зоны с размещенными в ней тепловыделяющими элементами, содержащими солевую топливную композицию и закрытые газопроницаемыми пробками компенсационные камеры, соединенные через газопроницаемые пробки с камерой для сбора газообразных продуктов деления.

В частных случаях исполнения первого варианта атомного реактора предлагается:

- в камере активной зоны разместить блоки замедлителя;

- газопроницаемые пробки, закрывающие компенсационные камеры тепловыделяющих элементов, изготовить из пористого материала с открытой пористостью, не смачиваемой жидкосолевой топливной экспозицией;

- в компенсационные камеры тепловыделяющих элементов поместить металлический пористый материал с открытой пористостью, не смачиваемый жидкосолевой топливной композицией;

- атомный реактор оснастить компрессором, соединенным с камерой для сбора газообразных продуктов деления и баллоном для их накопления и хранения.

На фиг. 1 представлена возможная конструкция первого варианта реактора.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 – баллон для накопления и хранения газообразных продуктов деления, 2 – блок замедлителя, 3 – входной патрубок охлаждающего теплоносителя, 4 – выходной патрубок охлаждающего теплоносителя, 5 – газопроницаемая пробка из пористого материала с открытой пористостью, не смачиваемого жидкосолевой топливной экспозицией, 6 и 7 – запорные быстродействующие клапаны, 8 – запорный вентиль, 9 – защитный транспортный контейнер, 10 – защитный электрообогреваемый теплоизолированный бокс, 11 – камера активной зоны, 12 – камера для сбора газообразных продуктов деления, 13 – компенсационная камера тепловыделяющего элемента, 14 – компрессор, 16 – корпус первого варианта атомного реактора, 17 – металлический пористый материал с открытой пористостью, не смачиваемый жидкосолевой топливной композицией, 18 – система заполнения защитного бокса инертным газом, 19 – система охлаждения реактора, 20 – система охлаждения ядерно-безопасного поддона, 21 – система производства электроэнергии, 23 – твэльная решетка, 24 – тепловыделяющий элемент с солевой топливной композицией, 25 – ядерно-безопасный поддон.

Входной 3 и выходной 4 патрубки охлаждающего теплоносителя предназначены для подключения к корпусу 16 оборудования системы 19 охлаждения реактора. Камера 11 активной зоны предназначена для размещения тепловыделяющих элементов 24 и передачи тепла от тепловыделяющих элементов 24 охлаждающему теплоносителю. Компенсационные камеры 13 тепловыделяющих элементов 24 предназначены для поступления в них газообразных продуктов деления из жидкосолевой топливной композиции и компенсации ее тепловых расширений. Газопроницаемые пробки 5 предназначены для того, чтобы не препятствовать выходу газообразных продуктов деления из компенсационных камер 13 в камеру 12. Камера 12 предназначена для сбора газообразных продуктов деления.

Частные случаи исполнения первого варианта атомного реактора для дирижабля:

Во-первых, блоки 2 замедлителя предназначены для получения теплового спектра нейтронов в камере 11 активной зоны. При отсутствии блоков 2 замедлителя в камере 11 активной зоны будет быстрый спектр нейтронов.

Во-вторых, газопроницаемые пробки 5, закрывающие компенсационные камеры 13 тепловыделяющих элементов 24, изготовленные из пористого материала с открытой пористостью, не смачиваемого жидкосолевой топливной экспозицией, предназначены для свободного прохода через них газообразных продуктов деления и удержания жидкосолевой топливной экспозиции в тепловыделяющих элементах 24.

В-третьих, помещенный в компенсационные камеры 13 тепловыделяющих элементов 24 металлический пористый материал с открытой пористостью, не смачиваемый жидкосолевой топливной композицией, предназначен для беспрепятственного прохода через него газообразных продуктов деления, осаждения на его поверхностях летучих продуктов деления (рутений-106, палладий-103 и др.) и конденсации насыщенных паров топливной композиции.

В-четвертых, компрессор 14, предназначен для откачки газообразных продуктов деления из камеры 12 для сбора газообразных продуктов деления в баллон 1 для их накопления и хранения. Иметь снаружи реактора один заведомо прочный и герметичный баллон под невысоким давлением для накопления газообразных продуктов деления и трития значительно безопаснее, чем иметь внутри реактора большое количество герметичных тепловыделяющих элементов, имеющих сомнительную прочность, не удерживающих тритий и находящихся под высоким давлением.

Кроме того в состав первого варианта атомного реактора входят:

Запорные быстродействующие клапаны 6 и 7, предназначенные для удержания газообразных продуктов деления в камере 12 и баллоне 1 в случае разгерметизации линии, соединяющей камеру 12 с баллоном 1, на участке между быстродействующими клапанами 6 и 7, а также для ремонта или замены компрессора 14. Запорный вентиль 8, предназначенный для замены заполненного баллона 1. Защитный транспортный контейнер 9, предназначенный для защиты персонала от излучения газообразных продуктов деления, находящихся в баллоне 1. Защитный электрообогреваемый теплоизолированный бокс 10, предназначенный для нагревания находящегося в нем реактора до температуры плавления солевой топливной композиции, защиты окружающей среды от продуктов аварии и защиты реактора от внешних воздействий. Оборудование системы 18, предназначенное для заполнения защитного бокса 10 инертным газом. Оборудование системы 19, предназначенное для охлаждения реактора. Оборудование системы 20, предназначенное для охлаждения продуктов аварии, пролившихся в ядерно-безопасный поддон 25. Оборудование системы 21, предназначенное для производства электроэнергии. Твэльная решетка 23, предназначенная для крепления в ней тепловыделяющих элементов 24. Ядерно-безопасный электрообогреваемый поддон 25, предназначенный для приема расплавленных продуктов аварии.

Первый вариант атомного реактора работает следующим образом. 

Включают в работу оборудование системы 18 и заполняют защитный бокс 10 инертным газом. Включают в работу электронагреватели защитного бокса 10 и ступенями повышают температуру в нем до температуры, превышающей температуру плавления солевой топливной композиции в тепловыделяющих элементах 24. Выводят атомный реактор на необходимый уровень мощности. Топливная композиция будет передавать выделяемое тепло естественной конвекцией и теплопроводностью стенкам тепловыделяющих элементов 24. От стенок тепловыделяющих элементов 24 тепло будет отводить теплоноситель системы 19 охлаждения реактора. Далее тепло будет передаваться в оборудование системы 21 производства электроэнергии. Во время работы в режиме переменных нагрузок, при меняющейся мощности реактора, в тепловыделяющих элементах 24 будут меняться объемы, занимаемые жидкосолевой топливной композицией. Изменения объемов жидкосолевой топливной композиции будут компенсироваться изменениями объемов компенсационных камер 13. При этом давление в компенсационных камерах 13 будет оставаться равным давлению в камере 12, благодаря связи с ней через газопроницаемые пробки 5. Образующиеся газообразные продукты деления будут выходить из топливной композиции в компенсационные камеры 13 и далее через газопроницаемые пробки 5 в камеру 12. При повышении давления в камере 12 газообразные продукты деления будут откачиваться из нее компрессором 14 в баллон 1. Летучие продукты деления будут оседать на поверхностях металлического пористого материала 17, находящегося в компенсационных камерах 13. Насыщенные пары топливной композиции будут конденсироваться на поверхностях металлического сетчатого материала 17, конденсат паров будет стекать обратно в солевую топливную композицию. Температурный коэффициент реактивности реактора будет всегда отрицательный, благодаря значительному температурному коэффициенту расширения жидкосолевой топливной композиции. Глубина выгорания топлива будет значительно выше благодаря выведению из тепловыделяющих элементов 24 газообразных продуктов деления. Назначенный срок службы тепловыделяющих элементов 24 благодаря отсутствию чрезмерных температурных нагрузок и низкому внутреннему давлению в них будет значительно больше назначенного срока  службы твердотопливных тепловыделяющих элементов.

Изменения геометрии жидкой солевой топливной композиции в тепловыделяющих элементах 24 при наклонах дирижабля будут вносить незначительные изменения в геометрию активной зоны, которые компенсируются устройствами управления реактивностью реактора.

После заполнения баллона 1 газообразными продуктами деления надо будет закрыть быстродействующие клапаны 6 и 7, запорный вентиль 8, отсоединить баллон 1, извлечь защитный транспортный контейнер 9 с находящимся в нем заполненным баллоном 1 и на его место установить другой защитный контейнер 9 с пустым баллоном 1.

При аварийном расплавлении стенок тепловыделяющих элементов 24 и разрушении корпуса 16 продукты аварии выльются в ядерно-безопасный поддон 25. Оборудование системы 20 будет охлаждать расплавленные продукты аварии до окончания остаточного тепловыделения. После окончания остаточного тепловыделения, остывшие продукты аварии могут быть удалены из поддона 25 по заранее разработанной программе.

В состав солевой топливной композиции реактора с тепловым спектром нейтронов будут входить фториды топливных элементов (урана и плутония) и фториды других металлов. В качестве теплоносителя, охлаждающего реактор, может быть подобрана соль-теплоноситель, также состоящая из фторидов металлов, но не содержащая фториды топливных элементов и имеющая, как и солевая топливная композиция, низкое давление насыщенных паров при рабочей температуре. Температура плавления соли-теплоносителя должна быть ниже температуры плавления солевой топливной композиции. В качестве конструкционного материала для оболочек тепловыделяющих элементов, корпуса и трубопроводов охлаждающего контура может быть использован отечественный сплав, подобный сплаву хастеллой-Н, (Блинкин В.Л., Новиков В.М., «Жидкосолевые ядерные реакторы», М.: «Атомиздат», 1978). Состав солевой топливной композиции, состав соли-теплоносителя и совместимость солей с конструкционными материалами будут предметами специальных исследований. В камере активной зоны будут установлены блоки 2 замедлителя, изготовленные из графита. В качестве материала для пробок 5 может быть подобран пористый материал с открытой пористостью и поверхностью пор, не смачиваемой жидкосолевой топливной композицией.

Основные положительные свойства первого варианта реактора:

- конструкция тепловыделяющего элемента 24 отличается простотой и прочностью. Хорошая теплоотдача от жидкой топливной композиции позволяет изготовить тепловыделяющий элемент и стенки его оболочки существенно толще существующих тонких тепловыделяющих элементов с тонкими стенками.  Сборка реактора может быть произведена в следующем порядке. Вначале надо уплотнить сваркой или пайкой в твэльной решетке 23 все проверенные на герметичность прочные открытые оболочки тепловыделяющих элементов 24, проверить качество каждого монтажного шва. Затем в состоянии подкритичности реактора заполнить оболочки приготовленной жидкой топливной композицией. Такая технология позволяет изготовить герметичными сразу все тепловыделяющие элементы реактора. После застывания топливной композиции надо будет заложить в тепловыделяющие элементы металлический пористый материал и установить газопроницаемые пробки;

- отсутствие высокого давления в тепловыделяющих элементах и отравлений реактора за счет свободного выхода газообразных продуктов деления из жидкой топливной композиции в компенсационные камеры тепловыделяющих элементов, далее в камеру для их сбора и дальнейшей откачки в баллон для накопления и хранения;

- отрицательный температурный коэффициент реактивности реактора;

- глубина выгорания топлива будет значительно выше благодаря свободному выходу газообразных продуктов деления из жидкой топливной композиции;

- значительно меньшая температура в тепловыделяющих элементах за счет передачи тепла от жидкой топливной композиции стенкам теплопроводностью и естественной конвекцией. Вклад естественной конвекции в передачу тепла можно увеличить, если по оси каждого тепловыделяющего элемента установить погруженную в топливную композицию, открытую на проход тонкостенную металлическую трубку. Эта трубка поделит объем, занятый топливной композицией, на центральную область с более горячей, легкой топливной композицией, и периферийную область с менее горячей, тяжелой топливной композицией;

- в солевой топливной композиции не возникают опасные напряжения при ее плавлении и застывании. Оболочки тепловыделяющих элементов могут свободно удлиняться и расширяться, в них могут возникать незначительные весовые и термоциклические напряжения, которые устраняются посредством противовесовых компенсаторов и дистанционирующих решеток, не показанных на фиг. 1;

- низкое давление в первом, активированном солевом контуре охлаждения реактора при рабочей температуре и связанное с этим повышение безопасности;  

- улучшение условий труда за счет поступления трития с остальными газообразными продуктами деления в баллон для их накопления и хранения.

Во втором варианте атомного реактора для дирижабля предлагается в камере активной зоны установить твердотопливные тепловыделяющие элементы, компенсационные камеры которых соединить с камерой для сбора газообразных продуктов деления.

В частном случае исполнения второго варианта атомного реактора предлагается оснастить реактор компрессором, соединенным с камерой для сбора газообразных продуктов деления и баллоном для их накопления и хранения.

Возможная конструкция второго варианта атомного реактора для дирижабля представлена на фиг. 1, 2.  На фиг. 1, 2 приняты следующие обозначения: 1 - баллон для накопления и хранения газообразных продуктов деления, 3 - входной патрубок охлаждающего теплоносителя, 4 - выходной патрубок охлаждающего теплоносителя, 6 и 7 - запорные быстродействующие клапаны, 8 - запорный вентиль, 9 - защитный транспортный контейнер, 10 – защитный обогреваемый теплоизолированный бокс, 11 – камера активной зоны, 12 – камера для сбора газообразных продуктов деления, 13 – компенсационная камера тепловыделяющего элемента, 14 – компрессор, 15 – корпус второго варианта атомного реактора, 18 – система заполнения защитного бокса 10 инертным газом, 19 – система охлаждения реактора, 20 – система охлаждения ядерно-безопасного поддона, 21 – система производства электроэнергии, 22 – твердотопливный тепловыделяющий элемент, 23 – твэльная  решетка, 25 – ядерно-безопасный поддон.

Открытые компенсационные камеры 13 тепловыделяющих элементов 22 предназначены для приема газообразных продуктов деления и компенсации тепловых расширений твердотопливной композиции.

Компрессор 14 предназначен для откачки газообразных продуктов деления из камеры 12 для сбора газообразных продуктов деления в баллон 1 для их накопления и хранения.

Основные положительные свойства второго варианта реактора:

- конструкция тепловыделяющего элемента 22 отличается простотой. Сборку реактора следует произвести в следующем порядке. Вначале надо уплотнить сваркой или пайкой в твэльной решетке все проверенные на герметичность прочные открытые оболочки тепловыделяющих элементов, проверить качество каждого монтажного шва, и затем в состоянии глубокой подкритичности реактора заполнить оболочки твердотопливной композицией. Такая технология позволяет изготовить герметичными сразу все тепловыделяющие элементы реактора;

- оболочки тепловыделяющих элементов могут свободно удлиняться и расширяться, в них могут возникать незначительные весовые и термоциклические напряжения, которые устраняются посредством противовесовых компенсаторов и дистанционирующих решеток, не показанных на фиг. 1 и 2;

- отсутствие высокого давления в тепловыделяющих элементах 22 и отравлений реактора за счет свободного выхода газообразных продуктов деления из компенсационных камер 13 тепловыделяющих элементов в камеру 12 для их сбора и дальнейшей откачки в баллон для накопления и хранения;

- отрицательный температурный коэффициент реактивности реактора;

- глубина выгорания топлива будет значительно выше благодаря выведению из тепловыделяющих элементов газообразных продуктов деления;

- улучшение условий труда за счет поступления трития с остальными газообразными продуктами деления в баллон для их накопления и хранения.

Первым и вторым вариантами атомного реактора для дирижабля можно оснащать силовые установки АПЛ, надводных кораблей и экранопланов.

Использование атомного реактора в силовой установке дирижабля расширяет возможности для его применения. Подъемная сила дирижабля (десятки тысяч тонн) обеспечивается горячим воздухом, который нарабатывает силовая установка с атомным реактором. Скорость перемещения дирижабля до 150 км/ч. Потолок 2500 м. Возможно бронирование корпуса. Нет необходимости в органическом топливе. Дирижабль может быть оснащен площадками для самолетов и вертолетов. В отличие от авиалайнера дирижабль при любой пробоине корпуса остается на плаву. Потеря горячего воздуха через любую пробоину будет компенсироваться производительностью силовой установки. Стоимость дирижабля будет примерно равна стоимости АПЛ. С использованием при его строительстве современных легких и прочных композитных материалов стоимость может быть меньше стоимости АПЛ. В отличие от АПЛ и надводных кораблей дирижабль не тонет, а в отличие от авиалайнеров, не падает на землю.

Дирижабль для хозяйственного применения:

- тушение пожаров и спасение урожая в засуху. При наличии дирижабля с десятком тысяч тонн воды на борту будут невозможными возгорания тайги на тысячах гектаров;

- крупные пролеты строящегося моста или мост целиком могут быть полностью изготовлены на специализированном предприятии, затем дирижаблем доставлены к месту строительства и установлены на опоры;

- сверхдлинные трубы для прокладываемого трубопровода могут быть сварены на специализированном предприятии, проверено качество сварных швов, выполнена гидроизоляция труб, затем дирижаблем пакеты труб могут быть доставлены к месту прокладки трубопровода и смонтированы;

- заградительные дамбы при наводнениях или для изменения русел рек могут быть доставлены дирижаблем к местам заграждения и установлены;  

- дирижаблем можно доставлять в труднодоступные места и на большие расстояния крупногабаритные грузы, например можно доставлять на Север Сибири буровые установки и монтировать их;

- дирижабль не причиняет вред экологии. Используя его можно экономить на строительстве дорог, что особенно важно при освоении Сибири. Использование дирижабля упростит решение задач Северного завоза;

- используя дирижабль, можно за короткое время очистить реку Амур от ила, который заполнил русло во время известного наводнения;

- дирижабль, это самое безопасное и комфортабельное транспортное средство;

- используя дирижабль, можно ликвидировать последствия аварии на АЭС в Японии.

Дирижабль для военного применения:

- дирижабль для военного применения может быть оснащен системой противоракетной обороны. Его экипаж будет заранее обнаруживать угрозы, и отражать атаки на дирижабль и защищаемую дирижаблем территорию;

- несколько дирижаблей обеспечат надежную связь на территории России и с Космосом.

Строительство дирижабля с предлагаемым атомным жидкосолевым реактором повысит безопасность и позволит освоить новые технологии, еще неизвестные на Западе.