Как сделать реактор

Мини ядерный реактор

» Энергия будущего

Впервые эти эксперименты удались в сентябре 2006 г., а потом Тиаго занялся усовершенствованием своего аппарата. В 2006 г. Тиаго стал полуфиналистом Национального конкурса исследователей Фонда Siemens.

На вид Тиаго Олсон похож на обычного подростка, но среди своих друзей он известен как сумасшедший ученый. Его родители часто вспоминают, как купили ему первый детский набор для изучения химии, когда ему было пять лет, и как уже в 9 он мог заменить аккумулятор в автомобиле его старшего брата. Теперь в маленькой комнате в подвале Тиаго создал целую научную лабораторию, где на полках стоят бутылки с надписями гидроокись калия, метанол и потрепанная, старая книга под названием Атомный отпечаток: анализ нейтронной активизации.

Мама Тиаго Наталис Олсон первоначально с подозрением относилась к исследованиям сына, даже при том, что единственная реальная опасность, которую несет синтез- высокое напряжение и небольшое количество рентген-лучей, испускаемых через стеклянное окно в вакуумной емкости, через которое Олсон делает видеосъемку процесса синтеза. Однако она совсем не удивилась экспериментам своего сына, так как в его голове, по ее словам, всегда рождались необычные идеи. Сначала он хотел создать компрессионную камеру, но я ему запретила. А вот когда он спросил разрешения построить механизм для ядерного синтеза, я согласилась- рассказывает Наталис. Я думаю, что это было довольно-таки смело с его стороны считать, что он способен сделать что-то настолько удивительное, — сказала она.

Папа Тиаго Марк Олсон помог сыну в создании машины. Чтобы получить детали, Тиаго обыскивал Интернет, покупал все необходимое на интернет-аукционе eBay, используя свой возраст, чтобы убедить изготовителей делать ему скидки. Проект машины был создан на базе собственных идей Тиаго и некоторых предложений от других любителей науки, которых он встретил в Интернете. Когда-нибудь он надеется работать для федерального правительства, точно так же, как его дедушка Кларенс Олсон, который проектировал ядерные реакторы для Министерства обороны после Второй мировой войны.

Как собрать ядерный реактор?

1. Собирать реактор нужно в таком месте, чтобы его можно было закопать. Сначала следует изготовить печку для плавки свинца и циркония. После этого, возьмем кастрюлю, в крышке которой делаем три дырки диаметром 2х0.6 и 1х5 см. Одну дырку диаметром в 5 см делаем в дне кастрюльки. Затем нужно аккуратно облить сей предмет раскаленным свинцом . При этом, на кастрюле должен образоваться слой свинца не менее 1 см.

2. Возьмем цирконий и выплавим из него четыре трубы диаметром 2х0.55 и 2х4.95 см и высотой 5-10см. Три трубы вставляем в отверстия на крышке кастрюли, а одну большую в дно. В трубки с диаметром 0,55 см необходимо дополнительно вставить графитовые стержни, которые должны достать до дна кастрюли.

3. Теперь это уже не кастрюля, а настоящий реактор,который нужно соединить с турбиной, генератором и переходником на постоянный ток. У турбины два выхода, один из которых выходит в конденсатор. Затем надеваем защитный костюм и кидаем таблетку урана в кастрюлю. Плотно закрываем ее и заливаем свинцом сверху, чтобы не было щелей. Далее опустим графитовые стержни до конца и заливаем воду в реактор,

4. Теперь необходимо очень медленно вытянуть стержни наружу до тех пор, пока не закипела вода. Температура воды при этом должна составлять не более 180 градусов. Вода кипит из-за того, что внутри реактора размножаются нейтронный урана. При этом, пар крутит турбину, а турбина генератор.

5. Суть конструкции реактора не позволит 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 К1 то выделение энергии будет уменьшатся, а если К1 энергия будет нарастать, то реактор просто взорвется от огромного давления. Регулировать все параметры можно с помощью специальных приборов.

6. В идеале, такой реактор может проработать 7-8 лет, после чего его нужно утилизировать на свалке химических отходов.

Мини атомный реактор

Весь бюджет Министерства Энергетики США составляет 10 миллиардов долларов, включая затраты на рекультивацию территорий, занятых закрываемыми генерирующими мощностями и вспомогательными объектами, программы энергосбережения, разработку возобновляемых источников энергии. Этого достаточно, чтобы либо построить суперколлайдер для фундаментальных целей, либо одну атомную электростанцию для прикладных нужд, — заявила Кристина Джонсон на конференции Агентства Передовых Исследовательских Проектов Энергетики 3-го марта. Иными словами, ядерная энергетика не из дешевых.

Хотя оценки разнятся, нет сомнений в том, что стоимость пуска типичной атомной электростанции с реактором на легкой воде, использующим малообогащенный уран в качестве топлива, высока в сравнении с любыми альтернативами. Однако, 70% электроэнергии в США, произведенной без непосредственных выбросов углекислого газа, приходится на ядерную энергетику. Есть ли способы сделать ее дешевле?

Мини атомный реактор — это одна из идей в создании небольших закрытых реакторных модулей, подобных разрабатываемому в Лос-Аламосской Национальной Лаборатории и уже представленному компанией Hyperion Power из Санта Фе. Компания намерена продавать закрытый реактор шириной 1,5 метра и высотой 2,5 метра, мощностью 25 мегаватт по цене 50 миллионов долларов, который будет устанавливаться под землей и прослужит по крайней мере 7 лет. Рекламные материалы, представленные на конференции, демонстрируют ничего кроме зеленого поля и дерева на нем, большая скрытая батарейка посыл Hyperion Power.

Конечно, в реальности паровая турбина, генератор и устройство охлаждения будут расположены на этом же зеленом поле, вытеснив несколько деревьев с рекламного плаката. Реактор на быстрых нейтронах будет работать при более высоких температурах , чем традиционные реакторы, что потребует охлаждение жидким металлом. Далее большая часть тепла будет передана воде для вращения турбины, вырабатывающей электроэнергию.

Эти небольшие реакторы в той же мере способны к неуправляемой цепной реакции с расплавлением активной зоны, как и традиционные реакторы, поэтому имеют управляющие стержни для торможения реакции.

Hyperion Power не единственная компания продвигающая данную концепцию в реакторостроении. Хотя конструкции варьируются, свои проекты похожих небольших реакторов имеют компании Toshiba, Babcock Wilcox и др. со своими потенциальными клиентами, например, городок Галена на Аляске с населением в 700 человек. Тем не менее, Комиссия по Ядерной Регламентации США отказалась рассматривать эти небольшие реакторы, сконцентрировав свои усилия на возрождении обычных технологий.

Но позиция NRC может измениться. В феврале этого года NRC опубликовала призыв к потенциальным производителям малых реакторов сообщить о возможных в будущем запросах на площадки, лицензирование и сертификацию для планирование регулирующим органом своей рабочей нагрузки. По словам Дебора Блэквелла, его компания не ждет NRC и планирует начать поставки своего нового продукта в разные части света.

Toshiba 4S

Реактор 4S в разрезе.

Toshiba 4S — мини-АЭС, мини атомный реактор.

Разработана компанией Toshiba в сотрудничестве с Центральным исследовательским институтом электроэнергетики Японии (CRIEPI). Станция 4S (расшифровывается как Super-Safe, Small and Simple, сверхнадежный, маленький и простой) по заявлению разработчиков должна проработать 30 лет без перезагрузки топлива. Реактор и весь комплекс АЭС не нуждается в постоянном обслуживании — необходим лишь эпизодический контроль.

Мощность 10 мегаватт с возможностью создания в будущем 50 мегаваттной версии. Топливо — металлический сплав урана, плутония и циркония. Габариты наземного сооружения 22×16×11 м, активная зона расположена в герметичной цилиндрической шахте глубиной 30 м.

4S — натриевый реактор на быстрых нейтронах, использующий панели-отражатели нейтронов вокруг активной зоны для поддержания плотности потока нейтронов. Эти же панели заменяют управляющие стержни, позволяя заглушить цепную реакцию в случае аварии. В Toshiba 4S в качестве охладителя используется жидкий натрий, позволяющий поднять эксплуатационную температуру реактора на 200 по сравнению с использованием воды. Использование натрия в качестве охладителя, остающегося жидкостью при более высоких, по сравнению с водой, температурах, позволяет сохранять малое давление в реакторе при этих температурах.

Энергоблок реакторов Toshiba 4S предлагалось установить на атомной электростанции Галена, но после закрытия данного проекта Toshiba отказалась от сертификации конструкции.

Данная технология может быть использована при создании реактора на бегущей волне, после того как Toshiba и TerraPower подписали соглашение о неразглашении.

В СССР существовал аналогичный проект реактора «Елена». Демонстрационный прототип «Елены» уже 12 лет успешно работает в Институте атомной энергии.

Это заготовка статьи об энергетике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Перевёл alexlevchenko92 для mozgochiny.ru

Представляю вам статью о том, как можно изготовить термоядерный реактор своими руками!

Но сначала несколько предупреждений:

Эта самоделка использует при своей работе опасное для жизни напряжение. Для начала убедитесь, что вы ознакомлены с правилами техники безопасности при работе с высоким напряжением или имеете квалифицированного друга – электрика в качестве советчика.

При работе реактора будут излучаться потенциально опасные уровни рентгеновских лучей. Свинцовое экранирование смотровых окон является обязательным!

Дейтерий, что будет использоваться в поделке – взрывоопасный газ. Поэтому особое внимание следует уделить проверке на герметичность топливного отсека.

При работе соблюдайте правила ТБ, не забывайте надевать спецодежду и средства индивидуальной защиты.

Список необходимых материалов:

  • Вакуумная камера;
  • Форвакуумный насос;
  • Диффузионный насос;
  • Блок питания высокого напряжения, способный выдавать 40 кВ 10 мА. Должна присутствовать отрицательная полярность;
  • Высоковольтный делитель – зонд, с возможностью подключения к цифровому мультиметру;
  • Термопара или баратрон;
  • Детектор нейтронного излучения;
  • Счётчик Гейгера;
  • Газ дейтерий;
  • Большой балластный резистор в диапазоне 50-100 кОм и длиной около 30 см;
  • Камера и телевизионный дисплей для отслеживания ситуации внутри реактора;
  • Стекло покрытое свинцом;
  • Инструменты общего плана (гравёр, дрель и т.д).

Шаг 6: Установка детектора нейтронов

Нейтронное излучение является побочным продуктом реакции синтеза. Его можно фиксировать тремя различными приборами.

Пузырчатый дозиметр небольшое устройство с гелем, в котором формируются пузыри, во время ионизации нейтронным излучением. Недостатком является то, что это интегративный детектор, который сообщает общее количество выбросов нейтронов за время, что он использовался (невозможно получить данные о мгновенной скорости нейтронов). Кроме того, такие детекторы довольно трудно купить.

Активное серебро замедлителем , расположенное вблизи реактора становится радиоактивным, испуская приличные потоки нейтронов. Процесс имеет короткий период полураспада (только несколько минут), но если вы поставите счетчик Гейгера рядом с серебром, то результат можно документально зафиксировать. Недостатком этого метода является то, что серебро требует достаточно большого потока нейтронов. Кроме того, систему довольно трудно откалибровать.

GammaMETER. Трубы могут быть заполнены гелий-3. Они похожие на счетчик Гейгера. При прохождении нейтроны через трубку происходит регистрация электрических импульсов. Трубка окружена 5 см «замедляющего материала». Это наиболее точное и полезное устройство регистрации нейтронов, однако, стоимость новой трубки, запредельна для большинства людей, и они чрезвычайно редки на рынке.