Свой ядерный реактор. Ядерный реактор своими руками в домашних условиях. Что Вам понадобится
Химия захватила Дэвида, через два года он взялся за университетские учебники отца и соорудил в своей спальне настоящую химическую лабораторию. В 13 лет он изготовил порох, в 14 нитроглицерин. Тут, как и положено, произошел взрыв, никто не пострадал, но спальня была разрушена практически полностью. После отцовской порки остатки лаборатории ликвидировали, но у Дэвида была запасная площадка, оборудованная в сарае у мамы, в Цинциннати (город на границе трех штатов Кентукки, Огайо, Индиана). Там-то и развернулись основные события.
Потом отец Дэвида винил во всем организацию бойскаутов и непомерное честолюбие сына, который во что бы то ни стало хотел получить высший знак отличия — Скаутского Орла. Но для этого требовалось совершить что-то экстраординарное и полезное. 10 мая 1991 года четырнадцатилетний Дэвид Хан сдал своему скаутмастеру Джо Ауито брошюру о проблемах ядерной энергетики, написанную для получения очередного скаутского значка. При ее подготовке Дэвид обращался за помощью в Вестингхаусское электрическое и Американское ядерное общества, в Эдисоновский электрический институт, а также в компании, занимающиеся управлением атомными электростанциями. И везде встречал понимание и искреннюю поддержку. В качестве дополнения к брошюре прилагалась модель ядерного реактора, сделанная из алюминиевой пивной банки, вешалки для одежды, соломинок для колы и резинок.
Однако для кипящей души бойскаута все это было слишком мелко, и следующим этапом своей работы он выбрал строительство настоящего, пусть и миниатюрного, ядерного реактора. Как и положено, серьезное дело началось с покупки инструмента: по почте был заказан гейгеровский счетчик, который Дэвид установил на свой «Понтиак-6000» и отправился по окрестностям в поисках радиоактивных материалов. Не найдя ничего достойного внимания, он сменил тактику и, составив список подходящих организаций, стал рассылать десятки писем в день. В них он представлялся школьным учителем и просил оказать информационную помощь по вопросам ядерной физики. К прежним адресатам добавились Министерство энергетики США, Комиссия по ядерному регулированию и другие учреждения. В ответ он получил горы информации, большей частью бесполезной, но некоторые организации все же оказали юному ядерщику поистине неоценимые услуги. Так, начальник отдела производства и распределения радиоизотопов Комиссии по ядерному регулированию Дональд Эрб сразу проникся глубокой симпатией к «профессору Хану» и вступил с ним в длительную научную переписку.
Спустя неполных четыре месяца Дэвид знал, как в самых обыденных вещах найти 14 разных радиоактивных изотопов. Например, америций-241 применялся в датчиках задымления, радий-226 — в старых часах со светящимися стрелками, торий-232 — в сетках-рассекателях газовых фонарей, а уран-235 встречался в черной руде (pitchblend).
Его выбор пал на америций-241, при распаде которого испускаются энергичные альфа-частицы — ядра гелия. В компании, поставляющей датчики дыма, он приобрел сотню бракованных устройств по доллару за штуку якобы для школьного проекта, а заодно узнал, что крошечное количество америция в них, во избежание утечек, запаяно в маленьких золотых капсулах. Дэвид извлек америций, поместил его в свинцовый корпус с небольшим отверстием в одной из стенок, которое закрыл алюминиевой фольгой. Алюминий захватывает альфа-частицы и испускает нейтроны — получается нейтронная пушка, под воздействием которой многие элементы могут становиться радиоактивными. Для проверки она была направлена на кусок парафина, и счетчик Гейгера зарегистрировал выбитые нейтронами протоны. Так Дэвид Хан убедился в работоспособности своего второго ядерного инструмента.
Теперь дело было за топливом для реактора. Оптимальным вариантом казался уран-235. Удалось даже заполучить кусок урановой руды: его в качестве образца прислала «профессору Хану» чехословацкая фирма, поставлявшая урановые препараты университетам. Однако, несмотря на все усилия, Дэвиду не удалось очистить уран, содержавшийся в руде. Тогда он переключился на другой изотоп — торий-232, который при облучении нейтронами превращается в радиоактивный уран-233. На складе уцененных товаров бойскаут приобрел около тысячи сеток-рассекателей для газовых фонарей с тугоплавким ториевым покрытием. Паяльной лампой он пережег их в золу. Затем, накупив на 1000 долларов литиевых батареек, кусачками извлек литий, смешал его с золой и нагрел. Литий отобрал из золы кислород, и Дэвид получил относительно чистый торий. Оставалось только направить на него нейтронный луч и ждать, когда образуется уран.
Однако мощности «нейтронной пушки» явно не хватало, и Дэвид решил усовершенствовать ее, заменив америций радием. Сначала он просто скупал старые часы и приборы со светящимися стрелками и счищал с них краску. Но однажды гейгеровский счетчик навел его на старинные часы, в которых «завалялся» целый пузырек с радиевой краской. Для очистки радия Дэвид использовал сульфат бария, который талантливому юноше подарили в рентгенологическом отделении соседнего госпиталя. Смешав барий с краской, он расплавил получившийся состав и пропустил его через кофейный фильтр. Барий абсорбировал примеси и застрял в фильтре, а радий, растворившись в воде, прошел через него беспрепятственно. Высушив жидкость, Дэвид поместил выпавший радиевый осадок в свинцовый контейнер. Отверстие, через которое вылетали альфа-частицы, он прикрыл уже не алюминием, а бериллием, украденным его приятелем из университетской лаборатории. Кстати, о преимуществах бериллия еще в самом начале работы ему рассказал все тот же Дональд Эрб.
Под воздействием новой нейтронной пушки радиоактивность тория стала постепенно расти, а значит, в нем пошли ядерные превращения. Но вот уран на облучение почти не реагировал. И вновь на помощь пришел Дональд Эрб, подсказавший, что нейтроны слишком энергичны для захвата ядрами урана. Для их замедления лучше всего подходил сверхтяжелый водород — тритий. Он применялся в ночных прицелах для спортивных охотничьих луков, и Дэвид под разными именами заказывал их себе, соскабливал тритий и возвращал изделия с претензиями к качеству. С тритиевым замедлителем дело явно пошло на лад.
Теперь наступила очередь создания самого реактора. Дэвид держал в голове весьма современную идею реактора бридерного типа, в котором по мере расхода топлива испускаемые им нейтроны нарабатывают новое топливо в окружающем реактор слое. Америций и радий были без всякой заботы о безопасности извлечены из своих свинцовых «пушек», смешаны с алюминиевым и бериллиевым порошком и завернуты в алюминиевую фольгу. Получилось ядро импровизированного реактора, во все стороны пышущее нейтронами. Этот шар Дэвид в несколько слоев обернул одеялом, содержащим кубики ториевой золы и урановой руды и обмотал снаружи толстым слоем скотча.
Конечно, «реактор» был далек от совершенства. Но его ионизирующее излучение уверенно росло — за три недели оно увеличилось вдвое. Реактор стал понемногу нагреваться, и вскоре гейгеровский счетчик начинал трещать уже в сотне метров от подпольной лаборатории. Только тогда юноша понял, что игра зашла слишком далеко и пора «завязывать». Он разобрал свой реактор, сложил уран и торий в ящик для инструментов, радий и америций оставил в подвале, а все сопутствующие материалы решил вывезти в лес и захоронить. Погрузкой, во избежание ненужных вопросов, он занялся глухой ночью. Помешал делу полицейский наряд, заинтересовавшийся, что это в такой час грузит в машину подозрительный подросток. В багажнике полицейские обнаружили массу странных вещей: запаянные свинцовые трубки, сломанные часы, провода, ртутные выключатели, фонарные корпуса, химические реактивы и около 50 завернутых в фольгу упаковок с неизвестным порошком. Среди всего этого выделялся закрытый на замок ящик, тщательно завернутый в некое подобие свинцового пончо. Открыть его Дэвид отказался, признавшись, что содержимое ящика сильно радиоактивно.
Какой реакции можно было ожидать? В три часа ночи в офис окружной полиции пришло сообщение о том, что местным нарядом задержана машина с взрывным устройством, предположительно — с ядерной бомбой. Надо сказать, это было не так уж далеко от истины. Создать полноценный ядерный заряд — дело все-таки сложное и дорогое, а вот собрать или наработать радиоактивных элементов, а потом распылить их с помощью обычного взрыва, как это случилось на Чернобыльской АЭС, — посильная задача даже для школьника, что и показал Дэвид Хан в своих экспериментах.
Спустя почти год после ареста Дэвида представители Агентства по охране окружающей среды добились судебного решения о сносе сарая-лаборатории. Его демонтаж и захоронение на свалке радиоактивных отходов обошлось родителям «радиоактивного бойскаута» в 60 000 долларов. Сам Дэвид после колледжа завербовался в армию и служил сержантом на атомном авианосце ВМФ США «Энтерпрайз». Правда, зная о его хобби, к ядерному реактору его близко не подпускали. «Я уверен, что своими опытами отнял у себя не больше пяти лет жизни, — сказал он как-то журналисту. — Поэтому у меня еще есть время сделать для людей что-нибудь полезное».
В 2007 году Дэвид Хан был вновь арестован полицией за воровство детекторов дыма...
1. Свободнопоршневой двигатель Стирлинга работает от нагревания «атомным паром» 2. Индукционный генератор дает около 2 Вт электроэнергии для питания лампы накаливания 3. Характерное голубое свечение — это черенковское излучение электронов, выбитых из атомов гамма-квантами. Может служить в качестве отличного ночника!
Для детей от 14 лет Юный исследователь сможет самостоятельно собрать пусть и маленький, но настоящий ядерный реактор, узнать, что такое мгновенные и запаздывающие нейтроны, и увидеть динамику разгона и торможения цепной ядерной реакции. Несколько простых опытов с гамма-спектрометром позволят разобраться с наработкой различных продуктов деления и поэкспериментировать с воспроизводством топлива из модного ныне тория (кусочек сульфида тория-232 прилагается). Входящая в комплект книга «Основы ядерной физики для самых маленьких» содержит описание более 300 опытов с собранным реактором, так что простор для творчества огромен
Исторический прототип Набор Atomic Energy Lab (1951) давал возможность школьникам приобщиться к самой передовой области науки и технологии. Электроскоп, камера Вильсона и счетчик Гейгера-Мюллера позволяли провести множество интереснейших опытов. Но, конечно, не настолько интересных, как сборка действующего реактора из российского набора «Настольная АЭС»!
В 1950-х годах, с появлением атомных реакторов, перед человечеством, казалось бы, замаячили блестящие перспективы решения всех энергетических проблем. Инженеры-энергетики проектировали атомные электростанции, судостроители — атомные электроходы, и даже автоконструкторы решили присоединиться к празднику и использовать «мирный атом». В обществе возник «атомный бум», и промышленности стало не хватать квалифицированных специалистов. Требовался приток новых кадров, и была развернута серьезная образовательная компания не только среди студентов университетов, но и среди школьников. Например, A.C. Gilbert Company выпустила в 1951 году детский набор Atomic Energy Lab, содержащий несколько небольших радиоактивных источников, необходимые приборы, а также образцы урановой руды. Этот «наисовременнейший научный набор», как было написано на коробке, позволял «юным исследователям провести более 150 захватывающих научных экспериментов».
Кадры решают все
За прошедшие полвека ученые получили несколько горьких уроков и научились строить надежные и безопасные реакторы. И хотя сейчас в этой области наблюдается спад, вызванный недавней аварией на Фукусиме, вскоре он вновь сменится подъемом, и АЭС по‑прежнему будут рассматриваться как чрезвычайно перспективный способ получения чистой, надежной и безопасной энергии. Но уже сейчас в России чувствуется дефицит кадров, как ив 1950-х. Чтобы привлечь школьников и повысить интерес к атомной энергетике, Научно-производственное предприятие (НПП) «Экоатомконверсия», взяв пример с A.C. Gilbert Company, выпустила образовательный набор для детей от 14 лет. Разумеется, наука за эти полвека не стояла на месте, поэтому, в отличие от своего исторического прототипа, современный набор позволяет получить намного более интересный результат, а именно — собрать на столе самый настоящий макет атомной электростанции. Разумеется, действующий.
Грамотность с пеленок
«Наша компания родом из Обнинска- города, где атомная энергия знакома и привычна людям чуть ли не с детского сада, — объясняет «ПМ» научный руководитель НПП «Экоатомконверсия» Андрей Выхаданко. — И все понимают, что бояться ее совершенно не надо. Ведь по‑настоящему страшна лишь неизвестная опасность. Поэтому мы и решили выпустить этот набор для школьников, который позволит им вдоволь поэкспериментировать и изучить принципы работы атомных реакторов, не подвергая себя и окружающих серьезному риску. Как известно, знания, полученные в детстве, самые прочные, так что выпуском этого набора мы надеемся значительно понизить вероятность повторения Чернобыля или
Фукусимы в будущем».
Ненужный плутоний
За годы работы множества АЭС скопились тонны так называемого реакторного плутония. Он состоит в основном из оружейного Pu-239, содержащего около 20% примеси других изотопов, в первую очередь Pu-240. Это делает реакторный плутоний абсолютно непригодным для создания ядерных бомб. Отделение примеси оказывается весьма сложным, так как разница масс между 239-м и 240-м изотопами — всего 0,4%. Изготовление ядерного топлива с добавкой реакторного плутония оказалось технологически сложным и экономически невыгодным, так что этот материал остался не у дел. Именно «бросовый» плутоний и использован в «Наборе юного атомщика», разработанном НПП «Экоатомконверсия».
Как известно, для начала цепной реакции деления ядерное топливо должно иметь определенную критическую массу. Для шара из оружейного урана-235 она составляет 50 кг, из плутония-239 — только 10. Оболочка из отражателя нейтронов, например бериллия, может снизить критическую массу в несколько раз. А использование замедлителя, как в реакторах на тепловых нейтронах, снизит критическую массу более чем в десять раз, до нескольких килограммов высокообогащенного U-235. Критическая масса Pu-239 и вовсе составит сотни граммов, и именно такой сверхкомпактный реактор, умещающийся на столе, разработали в «Экоатомконверсии».
Что в сундучке
Упаковка набора скромно оформлена в черно-белых тонах, и лишь неяркие трехсегментные значки радиоактивности несколько выделяются на общем фоне. «Никакой опасности на самом деле нет, — говорит Андрей, указывая на слова «Совершенно безопасно!», написанные на коробке. — Но таковы требования официальных инстанций». Коробка тяжеленная, что неудивительно: в ней находится герметичный транспортировочный свинцовый контейнер с тепловыделяющей сборкой (ТВС) из шести плутониевых стержней с циркониевой оболочкой. Помимо этого набор включает внешний корпус реактора из термостойкого стекла с химической закалкой, крышку корпуса со стеклянным окном и гермовводами, корпус активной зоны из нержавеющей стали, подставку под реактор, управляющий стержень-поглотитель из карбида бора. Электрическая часть реактора представлена свободнопоршневым двигателем Стирлинга с соединительными полимерными трубками, маленькой лампой накаливания и проводами. В комплект также входят килограммовый пакет с порошком борной кислоты, пара защитных костюмов с респираторами и гамма-спектрометр со встроенным гелиевым детектором нейтронов.
Постройка АЭС
Сборка действующего макета АЭС по прилагаемому руководству в картинках очень проста и занимает менее получаса. Надев стильный защитный костюм (он нужен только на время сборки), вскрываем герметичную упаковку с ТВС. Затем вставляем сборку внутрь корпуса реактора, накрываем корпусом активной зоны. Под конец защелкиваем сверху крышку с гермовводами. В центральный нужно вставить до конца стержень-поглотитель, а через любой из двух других заполнить активную зону дистиллированной водой до черты на корпусе. После заполнения к гермовводам подключаются трубки для пара и конденсата, проходящие через теплообменник двигателя Стирлинга. Сама АЭС на этом закончена и готова к запуску, остается лишь поместить ее на специальную подставку в аквариум, заполненный раствором борной кислоты, который отлично поглощает нейтроны и защищает юного исследователя от нейтронного облучения.
Три, два, один — пуск!
Подносим гамма-спектрометр с датчиком нейтронов вплотную к стенке аквариума: небольшая часть нейтронов, не представляющая угрозы для здоровья, все-таки выходит наружу. Медленно поднимаем регулировочный стержень до начала быстрого роста потока нейтронов, означающего запуск самоподдерживающейся ядерной реакции. Остается только дождаться выхода на нужную мощность и на 1 см по меткам вдвинуть стержень назад, чтобы скорость реакции стабилизировалась. Как только начнется кипение, в верхней части корпуса активной зоны появится прослойка пара (перфорация в корпусе не позволяет этой прослойке оголить плутониевые стержни, что могло бы привести к их перегреву). Пар по трубке идет вверх, к двигателю Стирлинга, там он конденсируется и стекает по выходной трубке вниз внутрь реактора. Разность температур между двумя концами двигателя (один нагревается паром, а другой охлаждается комнатным воздухом) преобразуется в колебания поршня-магнита, а тот, в свою очередь, наводит переменный ток в окружающей двигатель обмотке, зажигая атомный свет в руках юного исследователя и, как надеются разработчики, атомный интерес в его сердце.
Примечание редакции: данная статья опубликована в апрельском номере журнала и является первоапрельским розыгрышем.
Микроатомный реактор для бытовых нужд к сожалению создать нельзя и вот почему. Работа атомного реактора основана на цепной реакции расщепления ядер Урана-235 (²³⁵U) тепловым нейтроном: n + ²³⁵U → ¹⁴¹Ba + ⁹²Kr + γ (202.5 МэВ) + 3n. Рисунок цепной реакции расщепления приведен ниже
На рис. видно как нейтрон, попадая в ядро (²³⁵U) возбуждает его и ядро расщепляется на два осколка (¹⁴¹Ba, ⁹²Kr), γ-квант с энергией 202.5 МэВ и 3 свободных нейтрона (в среднем), которые в свою очередь могут расщепить следующие 3 ядра урана, оказавшиеся на их пути. Так в процессе каждого акта расщепления выделяется около 200 МэВ энергии или ~3 × 10⁻¹¹ Дж, что соответствует ~80 ТерраДж/кг или 2,5 миллиона раз больше, чем выделялось бы в таком же количестве горящего угля. Но как наставляет нас Мерфи: "если неприятность должна случиться, то она обязательно случается", и часть нейтронов, рожденных при расщепления, теряется в процессе цепной реакции. Нейтроны могут выйти (выскочить) из активного объёма или поглотиться примесями (например Криптоном). Отношение числа нейтронов последующего поколения к числу нейтронов в предшествующем поколении во всём объеме размножающей нейтронной среды (активной зоны ядерного реактора) называется коэффициентом размножения нейтронов, k. При k<1 цепная реакция затухает, т.к. число поглощенных нейтронов больше числа вновь образовавшихся. При k>1 почти мгновенно происходит взрыв.При k равном 1 идет управляемая стационарная цепная реакция. Коэффициент размножения нейтронов (k) наиболее чувствителен к массе и чистоте ядерного топлива (²³⁵U). В ядерной физике минимальная масса делящегося вещества, необходимая для начала самоподдерживающейся цепной реакции деления (k≥1) называется критической массой. Для Урана-235 она равна 50 кг. Это конечно не микроразмер, но и немного. Чтобы избежать ядерного взрыва и создать возможность управления цепной реакцией (коэффициентом размножения), в реакторе массу топлива надо увеличить и соответственно ввести в строй поглотители (замедлители) нейтронов. Вот именно эта инженерно-техническая оснастка реактора, с целью устойчивого управления цепной реакцией, система охлаждения и дополнительные сооружения для радиационной безопасности персонала, и требуют больших объемов.
Можно также в качестве топлива использовать Калифорний-232 с критической массой около 2.7 кг. В пределе довести реактор до размеров шара диаметром в несколько метров вероятно вполне возможно. Скорее всего так и делается наверно на атомных подводных лодках. Думаю подходить к таким реакторам должно быть весьма опасно ☠ из-за неизбежного нейтронного фона, но подробнее об этом надо спросить уже у вояк.
Калифорний не подходит в качестве ядерного топлива в виду его огромной стоимости. 1 грамм калифорния-252 стоит порядка 27 миллионов долларов. В качестве ядерного топлива широко используется только уран. Топливные элементы на основе тория и плутония пока широкого распространения не получили, но активно разрабатываются.
Относительно высокая компактность реакторов подводных лодок обеспечивается разницей в конструкции (обычно используются водо-водяные реакторы, ВВЭР/PWR), разными требованиями к ним (другие требования оп безопасности и аварийной остановке; на борту обычно не нужно много электричества, в отличие от реакторов наземных электростанций, которые только ради электричества и создавались) и применением разной степени обогащения топлива (концентрации урана-235 по отношению к концентрации урана-238). Обычно, в топливе для морских реакторов применяется уран с гораздо более высокой степенью обогащения (от 20% до 96% для американских лодок). Также в отличие от наземных электростанций, где распространено использование топлива в форме керамики (диоксида урана) в морских реакторах чаще всего применяют в качестве топлива сплавы урана с цирконием и другими металлами.
Приборы генерирующие электрический ток в результате использования энергии ядерного распада, хорошо изучены (с 1913 года) и давно освоены в производстве. В основном их используют там, где нужна относительная компактность и высокая автономность - в исследованиях космоса, подводных аппаратах, малолюдных и безлюдных технологиях. Перспективы их применения в бытовых условиях довольно скромные, помимо радиационной опасности большинство видов ядерного топлива имеют высокую токсичность и в принципе крайне небезопасны при контакте с окружающей средой. Несмотря на то, что в англоязычной литературе эти приборы именуются атомными батареями , и реакторами их называть не принято, их вполне можно считать таковыми, ведь в них идет реакция распада. При желании подобные устройства можно адаптировать для бытовых нужд, это может быть актуально для условий, например, Антарктики.
Радиоизотопные термоэлектрические генераторы давно существуют и полностью удовлетворяют вашему запросу - они компактные и достаточно мощные. Работают за счет эффекта Зеебека , движущихся частей не имеют. Если бы это не противоречило здравому смыслу, технике безопасности и уголовному кодексу, такой вот генератор можно было бы закопать где-нибудь под гаражом на даче и даже запитать от него пару лампочек и ноутбук. Пожертвовать так сказать здоровьем потомков и соседей ради сотни-другой ватт электроэнергии. Всего в России и СССР таких генераторов произведено более 1000.
Как уже ответили другие участники, перспективы миниатюризации "классических" реакторов ядерной энергетики с использованием паровых турбин для генерации электроэнергии сильно ограничены законами физики, причем основные ограничения накладывает не столько размеры реактора, сколько размеры прочего оборудования: бойлеров, трубопроводов, турбин, градирен. "Бытовых" моделей скорее всего не будет. Тем не менее достаточно компактные устройства сейчас активно разрабатываются, например перспективный реактор компании NuScale при мощности в 50 МВтэ имеет размеры всего лишь 76 на 15 дюймов, т.е. около двух метров на 40 сантиметров.
С энергетикой ядерного синтеза все гораздо более непросто и неоднозначно. С одной стороны, речь может идти только о дальней перспективе. Пока не дают энергии даже большие реакторы ядерного синтеза и речь об их практической миниатюризации просто не идет. Тем не менее ряд серьезных и еще более серьезных организаций ведут разработки компактных источников энергии на основе реакции синтеза. И если в случае с Локхид-Мартин, под словом "компактный" понимается "размером с автофургон", то, например в случае с американским агентством DARPA, которое выделило в 2009 фискальном году
Как известно пользователям вопрос, волнует каждого. Особенно на фоне постоянного роста цен на энергоносители. И если вы ещё не решили, откуда получать тепло и электричество, то исследователи из Америки предлагают избавить вас от этой головной боли на ближайшие 10 лет.
Десять лет тепла и света по цене в 10 центов за один киловат/час. Звучит заманчиво, не правда ли? По крайней мере, именно об этом говорится в пресс-релизе компании Hyperion Power Generation, продвигающей на рынокчастного домостроительствапортативную атомную установку под названием Hyperion.
Отличаясь необычайно малыми размерами – высота установки около трёх метров, и автономностью – срок работы реактора на одной заправке больше десяти лет, мини-станция мощностью в 25 мегаватт сможет стать незаменимым источником энергии для коттеджных поселений, фермерских хозяйств и небольших промышленных предприятий.
Как сделать очаг из обычной свечи читайте .
И хотя цена в 25$ миллионов поначалу может показаться неоправданно высокой, представители компании говорят, что если Hyperion купят примерно 10 тысяч домовладельцев, то затраты каждого не превысят 2500$.
А учитывая низкую стоимость электроэнергии вырабатываемой установкой, и безопасность её работы, такое частное поселение становится полностью энергонезависимым от государственных энергосетей.
Несмотря на то, что в последние годы было несколько аварий, связанных с утечкой радиоактивных элементов – достаточно вспомнить катастрофу в Японии на АЭС Фукусима, разработчики Hyperion заявляют – их установка, работающая на низкообогащённом уране, может быть смонтирована даже в частного дома.
Конечно, в реальной жизни так никто поступать не будет – ректор должен находиться глубоко под землёй в специальной бетонной рубашке. Но отсутствие сложной автоматики, саморегулирующуюся система охлаждения и конструкция реактора не позволяет ему выйти на сверхкритический режим работы, при котором было бы возможно расплавление ядра, что обеспечивает гораздо большую безопасность работы, чем обычная АЭС.
Систему не требуется обслуживать. Процесс перезагрузки топлива происходит на заводе изготовителе – для чего раз в 10 – 15 лет реактор потребуется извлечь и отвезти для перезаправки.
Hyperion Power Generation уже поставила несколько таких реакторов в Румынию, а благодаря повышенному интересу к разработке, уже ведутся переговоры по установке Hyperion в коттеджные поселения в Южной Америке. Всего же компания предполагает продать больше 4000 реакторов за ближайшие 10 лет.
Но если американцы только в начале пути, то японская компания Toshiba уже давно предложила жителям маленького города Галена, что расположен на Аляске, установить сверхминиатюрный ядерный реактор Toshiba 4S .
Причём поселенцам в количестве всего в 700 человек даже не придётся тратиться на покупку реактора размером с холодильник. Специалисты из компании Toshiba в рамках рекламной компании предложили им бесплатную установку и обслуживание мини-станции 4S мощностью всего в 10 мегаватт.
Жители удалённого городка, обогревающие свои дома , будут платить от 5 до 10 центов за киловатт-час. А срок службы установки до первой перезагрузки топлива составит 30 лет.
О том, как выбрать источник альтернативного отопления для дома рассказывается
Японцы предлагают использовать данный реактор в качестве элемента питания для опреснительной установки по производству чистой воды, которая может быть востребована в жарких странах расположенных на берегах океанов и морей.
Также представители компании заявляют о начале разработки ещё более компактной модели портативного ядерного реактора мощностью в 200 киловатт, предназначенной для системы электроснабжения, одного коттеджа на протяжении более 40 лет.
Подведя итог можно сказать, что если раньше владельцы частных домов стремились подключиться к централизованным энергоносителям, то сейчас, всё большую популярность приобретает движение за полностью .
О том, как построить полностью автономный дом пользователи могут нашего форума. Обсуждение чем топить большой дом при отсутствии газа ведётся .
А в этом видеосюжете рассказывается о том, как увеличить электрическую мощность вашего дома с помощью инвертора.
Зачем отваливать столько бабла какому нибудь ГЭСу или ТЭЦу когда можно самому себе поставлять электричество? Думаю ни для кого не секрет, что у нас в стране добывается уран. Уран это топливо для ядерного реактора. В общем если быть чуточку по настойчивее, то без особого труда можно купить таблетку урана.
Что вам понадобится:
* Таблетка изотопа урана 235 и 233 толщиной 1 см
* Конденсатор
* Цирконий
* Турбина
* Генератор электричества
* Графитовые стержни
* Кастрюльку 5 - 7 литров
* Счётчик Гейгера
* Легкий защитный костюм Л-1 и прогтивогаз ИП-4МК с патроном РП-7Б
* Желательно ещё приобрести самоспасатель УДС-15
1 шаг
Большой уран
Схема которую я опишу использовалась на Чернобыльской АЭС. Сейчас атом используют на маяках, подлодках, космических станциях. Реактор работает за счёт массового выделения пара. Изотоп урана 235 выделяет невероятное количество тепла благодаря которому мы из воды мы получаем пар. Также реактор выделяет большие дозы радиации. Реактор собрать несложно, это может даже подросток. Сразу предупреждаю шансы заболеть лучевой болезнью или получить радиоактивные ожоги при самостоятельной сборки реактора очень высоки. Поэтому инструкция только для ознакомления.
2 шаг
Для начала нужно найти место для сборки реактора. Лучше всего подойдёт дача. Желательно реактор собирать в подвале, чтобы потом его можно было закопать. Для начала нужно сделать печку для плавки свинца и циркония.
После берём кастрюльку и делаем в её крышке 3 дырки диаметром 2х0.6 и 1х5 см, и одну 5 сантиметровую делаем в дне кастрюльки. Затем обливаем кастрюльку раскалённым свинцом так, чтобы слой свинца на кастрюльке был не менее 1 см (крышку пока не трогаем).
3 шаг
Цирконий
Далее нам понадобится цирконий. Плавим из него четыре трубки диаметром 2х0.55 и 2х4.95 см и высотой 5-10см. Три трубки вставляем в крышку кастрюльки, и одну большую в дно В трубки 0.55 см вставляем стержни графитовые длиной чтобы доставали до дна кастрюльки.
4 шаг
Теперь соединим: нашу кастрюльку (теперь уже реактор)>турбину>генератор>переходник на постоянный ток.
У турбины 2 выхода, один идёт в конденсатор (который подключен к реактору)
Теперь одеваем защитный костюм. Кидаем таблетку урана в кастрюлю, закрываем и заливаем свинцом кастрюльку снаружи чтобы не осталось щелей.
Опускаем графитовые стержни до конца и заливаем воду в реактор.
5 шаг
Теперь очень медленно вытягиваем стержни наружу до того как вскипит вода. Температура воды должна быть не выше 180 градусов. В реакторе происходит размножение нейтронов урана поэтому и кипит вода. Пар крутит нашу турбину которая в свою очередь крутит генератор.
6 шаг
Суть реактора не позволить ему изменять коэффициент размножения. Если число образовавшихся свободных нейтронов равно числу нейтронов, которые вызвали деление ядер, то К=1 и каждую единицу времени выделяется одинаковое количество энергии, если К<1 то выделение энергии будет уменьшатся, а если К>1 энергия будет нарастать и произойдет то, что и произошло на Чернобыльской АЭС – ваш реактор просто взорвётся из-за давления. Регулировать этот параметр можно стержнями графита, а отслеживать с помощь специальных приборов.
