Сьогодні ми торкнемося досить складну і делікатну тему (особливо в світлі подій на Фокусіми) - створення ядерного реактора, здатного генерувати енергію в домашніх умовах. І перед тим як ви почнете хвилюватися, згадуючи про негативні дослідах в минулому (див. Радіоактивний бойскаут - наколупав пристойно амерція-241 з детекторів диму) заздалегідь скажу, що все що описано в цій статті - відносно безпечно (принаймні не небезпечніше роботи з фтороводородной кислотою будинку), але вкрай не рекомендується до повторення. Перед будь-якими діями проконсультуйтеся зі своїм адвокатом - закони різні в різних країнах. Багато хто вже сидить.
Які у нас є шляхи створення домашнього ядерного реактора?
Важкий водень (Дейтріх) відносно нескладно отримати і в домашніх умовах - всього то потрібен багатостадійний електроліз звичайної води. Але ось з реактором до сих проблеми навіть у вчених, і не перший десяток років (і це не зважаючи на те, що Дейтріх - далеко не найлегше в використанні термоядерна паливо)
Ядерна реакція поділу
У найпростішому випадку - потрібен просто природний уран без збагачення і трохи води (хехе, «Просто додай води»: вода - і сповільнювач, і відбивач нейтронів). Проблема в тому, що треба цього добра сотні тонн, і за вами точно прийде доктор, навіть якщо ви 0.1 грама спробуєте знайти / купити / забрати.
Тут в зневірі нам залишається звернути погляди в небо, і подивитися на чому літають міжпланетні кораблі - там просто шматок радіоактивного матеріалу, який за рахунок природного розпаду нагрівається, і елементами Пельтьє отримують енергію. (До речі природний розпад - власне головна фізична причина всіх бід на Фокусіми - після зупинки ядерного реактора в перші хвилини за рахунок розпаду виділяється 7% номінальної потужності, в перші тижні -
1%, потім падає до 0.1%. Тобто від 700МВт реактора в перші тижні треба відводити 7МВт тепла, і цей процес не зупинити)
Спробуємо подумати в цьому напрямі: Є 3 основних види радіоактивного розпаду:
Джерела гамма випромінювання широко використовуються в медицині і промисловості, в основному на основі кобальту-60 / цезію-137 (сумнозвісного по ядерних катастроф). Проблема в тому, що випромінювання їх дуже жорстке, вкрай небезпечне, і від нього і сантиметром свинцю не захиститися (див. Веселе світіння Вавилова-Черенкова справа - вибиті гамма-квантами електрони, які рухаються у воді з надсвітовою швидкістю випромінюють енергію у видимому діапазоні). Так що обходимо їх стороною якнайдалі. Ну і крім того, за нелегальну збут / покупку гамма-джерел щороку сідає купа людей
PS. Справедливості заради варто помітити, що гамма-квант в даних випадках виділяється не безпосередньо, а в результаті розпаду одного з дочірніх короткоживучих елементів.
Джерела альфа-випромінювання активно застосовуються в детекторах диму, для полегшення запалювання іскри, в деяких радіолампах. Один з найбільш відомих - згаданий на початку Америцій-241. Від альфа-випромінювання легко захиститися навіть листком паперу, але з ними інша небезпека: вони надзвичайно небезпечні якщо їх вдихнути / проковтнути. Див. Міф про отруєння кривавої гебні Литвиненко. Крім того, наколупав кількості більше мікрограмів нереально, тому про термоелектричних генераторах доведеться забути. А шкода - адже на основі альфа-розпаду працюють найбільш ефективні генератори енергії. Найкращий - Плутоній-238 (Не плутати з 239) - віддає 0.5 Ватта тепла на 1 грам маси, піврозпад 87 років (ціна - 1 Мегабакс за кіло).
Джерела м'якого бета-випромінювання (по суті, електрони / позитрони) помірно добре екрануються, і мають біса корисним якістю: при попаданні електрона в люмінофор можна викликати його світіння. Ну і як побічний ефект - в більшості країн світу «безпечні» бета-випромінювачі досить легальні. Чим і користуються виробники всяких світяться брелків, як на першій фотографії. Мабуть, на основі бета-розпаду ми і будемо будувати свій ядерний реактор.
Основа нашого реактора - капсула з тритієм, з відомого сайту DealExtreme за 9.7 $. Формально радіоактивні матеріали так просто поштою слати не можна, але DealExtreme про це, мабуть, не знає.
Отже, Тритій - надважкий водень, період напіврозпаду 12.32 року. На виході маємо гелій і дуже «м'які» електрони - 6.5кЕв (+ антинейтрино, для цінителів). Енергію будемо збирати сонячною батареєю, подавати на вхід Step-Up стабілізатора MCP1640 - працює до десятих вольта на вході, на виході - іоністор на 1 Фарад і 5В. У нашому випадку навантаженням буде червоний світлодіод.
Для того, щоб зібрати якомога більше світла, нашу капсулу з тритієм поміщаємо в відбивач з фольги.
Для фокусування використовуємо 2 лінзи по 10 діоптрій. видна сонячна батарея до приклеювання, капсула не встановлена.
Підключаємо, вимикаємо світло, чекаємо хвилину для початкового заряду іоністори, і ось результат:
Перша електроенергія, вироблена ядерним реактором, створеним в домашніх умовах :-)
Поділитися цією сторінкою в: