No hay forma de intercambiar dos núcleos completos. Estoy seguro de que puede comprender la importancia de un núcleo monolítico como Linux y por qué eso hace que sea imposible reemplazarlo.
Lo más cercano que puede obtener es un proceso de parcheo en vivo usando Ksplice . Convierte las actualizaciones de Kernel en cuñas mágicas que pueden tapar agujeros en un Kernel en ejecución, lo que le permite mantener la computadora encendida indefinidamente sin necesidad de reiniciar. Para sus propósitos, también le permite revertir los cambios.
Es gratuito para las ediciones de Ubuntu Desktop, por lo que puede jugar con él, pero debe pagar una suscripción para los servidores (donde este tipo de cosas es más necesario).
Acabo de ver tu edición. Ksplice probablemente no va a ayudar si está pirateando y creando manualmente sus propios Kernels para la depuración, ya que "el servicio" es que proporcionan actualizaciones especiales y no son algo que pueda generar por su cuenta.
Si solo está compilando cosas contra un núcleo oficial, aún podría funcionar.
Una idea más: virtualización. Puede construir su nuevo kernel e intercambiar cosas en su VM y reiniciar. Todavía le tomará el tiempo necesario para reiniciarse, pero podría hacer que la VM sea mucho más liviana que su máquina de desarrollo (base en Ubuntu Server, descarte el servidor X si no lo necesita, etc.).