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 ( , и т.д).
Шаг 1: Сборка вакуумной камеры
Для проекта потребуется изготовить вакуумную камеру высокого качества.
Приобретите две полусферы из нержавеющей стали, фланцы для вакуумных систем. Просверлим отверстия для вспомогательных фланцев, а затем сварим всё это вместе. Между фланцами располагаются уплотнительные кольца из мягкого металла. Если вы раньше никогда не варили, было бы разумно, чтобы кто-то с опытом сделал эту работу за вас. Поскольку сварные швы должны быть безупречны и без дефектов. После тщательно очистите камеру от отпечатков пальцев. Поскольку они будут загрязнять вакуум и будет трудно поддерживать стабильность плазмы.
Шаг 2: Подготовка насоса высокого вакуума
Установим диффузионный насос. Заполним его качественным маслом до положенного уровня (уровень масла указан в документации), закрепим выпускной клапан, который затем соединим с камерой (см схему). Прикрепим форвакуумный насос. Насосы высокого вакуума не способны работать с атмосферы.
Подключим воду, для охлаждения масла в рабочей камере диффузионного насоса.
Как только всё будет собрано, включим форвакуумный насос и подождём, пока объём не будет откачан на предварительный вакуум. Далее готовим к запуску насос высокого вакуума путём включения «котла». После того, как он прогреется (может занять некоторое время), вакуум станет быстро падать.
Шаг 3: «Венчик»
Венчик будет присоединяться к проводам высокого напряжения, которые будут заходить в рабочий объём через сильфон. Лучше всего использовать вольфрамовую нить, так как она имеет очень высокую температуру плавления, и будет оставаться целой в течение многих циклов.
Из вольфрамовой нити необходимо сформировать «сферический венчик» примерно 25-38 мм в диаметре (для рабочей камеры диаметром 15-20 см) для нормальной работы системы.
Электроды, к которым крепится вольфрамовая проволока должны быть рассчитаны на напряжение порядка 40 кВ.
Шаг 4: Монтаж газовой системы
Дейтерий используется в качестве топлива для термоядерного реактора. Вам нужно будет приобрести бак для этого газа. Газ добывается из тяжёлой воды путем электролиза с помощью небольшого аппарата Гофмана.
Присоединим регулятор высокого давления, непосредственно в бак, добавим микродозаторный игольчатый клапан, а затем прикрепим его к камере. Шаровой клапан следует установить между регулятором и игольчатым клапаном.
Шаг 5: Высокое напряжение
Если вы можете приобрести блок питания, подходящий для использования в термоядерном реакторе, то проблем возникнуть не должно. Просто возьмите выходной отрицательный 40 кВ электрод и прикрепите его к камере с большим балластным резистором высокого напряжения 50-100 кОм.
Проблема заключается в том, что часто затруднительно (если не невозможно) найти соответствующий источник постоянного тока с ВАХ (вольт-амперной характеристикой) которая полностью бы соответствовала заявленным требованиям ученого-любителя.
На фото представлена пара высокочастотных ферритовых трансформаторов, с 4-ступенчатым множителем (находится за ними).
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 [парафином, водой и т.д.], 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.
Шаг 7: Запускаем реактор
Пришло время включить реактор (не забудьте установить смотровые стекла покрытые свинцом!). Включите форвакуумный насос и подождите, пока объём камеры не будет откачен на предварительный вакуум. Запустите диффузионный насос и подождите, пока он полностью разогреется и достигнет рабочего режима.
Перекройте доступ вакуумной системы к рабочему объёму камеры.
Чуть-чуть приоткройте игольчатый клапан в баке дейтерия.
Поднимайте высокое напряжение, пока вы не увидите плазму (она сформируется при 40 кВ). Помните о правилах электробезопасности.
Если всё пойдет хорошо, вы зафиксируете всплеск нейтронов.
Требуется много терпение, чтобы повысить давление до надлежащего уровня, но после того, как всё получится, управлять им станет довольно просто.
Спасибо за внимание!
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
Свинец
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
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.
1) 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 2×0.6 и 1×5 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).
2) Далее нам понадобится цирконий. Плавим из него четыре трубки диаметром 2×0.55 и 2×4.95 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.
3) 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.
4) 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.
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.
5) Реактор может работать непрерывно в течении 7-8 лет, По истечению срока использования утилизировать на свалке химических отходов.
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
Материалу.
Запуск первого в мире искусственного ядерного реактора
2 августа мир облетели новости из благополучной Швеции. "Мужчина собрал у себя на кухне ядерный реактор", - кричали заголовки, и перед взором падкого на сенсации обывателя представала фантастического вида установка, скрытая под переплетением труб и проводов, внутри которой происходили те самые ядерные реакции. Масла в огонь подлило и то, что на строительство своего детища швед потратил чуть менее тысячи долларов, а радиоактивные материалы для реактора якобы получил из-за рубежа.
Понятное дело, что на просторах интернета тут же началось обсуждение произошедшего. Кто-то вспомнил Андерса Брейвика, посетовав на то, что скандинавы стали попадать в новости по крайне опасным поводам; кто-то обеспокоился, не окажутся ли подобные технологии в руках террористов; а кто-то заинтересовался тем, какое практическое применение можно найти изобретению загадочного Ричарда (до сих пор известно только предполагаемое имя умельца, да и то лишь потому, что блог, в котором создатель реактора подробно отчитывался о ходе проекта, назывался "Реактор Ричарда"). Как это часто бывает, в действительности история оказалась гораздо менее фантастической, чем казалась на первый взгляд - работающий реактор Ричард так и не построил, да и вообще, похоже, всего лишь пытался повторить подвиг легендарного Радиоактивного бойскаута.
Веб-дизайнер из Нью-Йорка и Радиоактивный бойскаут
Прежде, чем перейти к истории Ричарда, следует отметить два важных факта. Во-первых, домашний ядерный реактор - не такая уж большая редкость по нынешним временам. Например, в июне 2010 года некто Марк Саппс, известный преимущественно как веб-дизайнер для дома "Гуччи", стал 38-м частным лицом (среди этих энтузиастов, у которых имеется собственный сайт, есть, например, 15-летний школьник из Мичигана), осуществившим у себя дома реакцию ядерного синтеза (Ричард, напомним, интересовался распадом). Установка Саппса (на которую он, к слову, потратил около 40 тысяч долларов) потребляет энергии больше, чем производит. Вместе с тем из истории с веб-дизайнером можно составить общее представление о доступности ядерных технологий в современном мире.
Во-вторых, Ричард явно пошел по стопам 17-летнего американского школьника Дэвида Кана - технологии обоих физиков-энтузиастов совпадают по множеству пунктов, включая подбор сырья в виде использованных детекторов дыма, старых часов и сеток для керосиновых ламп. Именно поэтому, прежде чем говорить о шведе, необходимо рассказать историю простого американского школьника, получившего в прессе прозвище Радиоактивный бойскаут.
В июне 1995 года в небольшой город в штате Мичиган нагрянули люди в защитных антирадиационных костюмах. Вместо того чтобы, как положено в фантастическом фильме, эвакуировать людей, они стали разбирать небольшой сарайчик на заднем дворе местной жительницы по имени Пэтти Кан. Строение распиливали на мелкие куски, которые потом осторожно укладывали в большие металлические контейнеры с характерным трилистником на желтом фоне. Оказалось, что в сарае хранились радиоактивные материалы, которые принадлежали сыну Пэтти по имени Дэвид - на тот момент 17-летнему молодому человеку.
С 12 лет Дэвид увлекался химией, а потом заинтересовался и ядерной физикой. Вероятно, именно тогда ему и пришла в голову идея построить прямо у себя дома ядерный реактор (в данном случае, в отличие от Саппса, речь идет о реакциях, при которых элементы превращаются друг в друга с испусканием элементарных частиц). Однако после одного из экспериментов, который окончился взрывом, мать запретила молодому человеку заниматься опытами в доме. Поэтому Дэвид, втайне от Пэтти, перевез лабораторию в сарай. Надо сказать, что информацию, необходимую для создания реактора, молодой Кан собирал практически по крупицам - притворяясь то студентом, работающим над докладом, то школьным учителем физики, он звонил, писал в самые разные организации, включая Комиссию по ядерной регламентации США, где молодому "учителю" дали много дельных советов. Когда теоретическая часть подготовки была завершена, молодой человек приступил к практическому осуществлению проекта.
Изначально его целью было просто провести какую-нибудь ядерную реакцию, и он решил собрать нейтронную пушку - источник направленных нейтронов. Для этого ему потребовался источник альфа-частиц (то есть частиц, состоящих из двух протонов и двух нейтронов). В качестве него выступил америций-241. Оказалось, что этот материал использовался в небольших количествах при изготовлении старых детекторов дыма - совет по извлечению материала из деталей Кану дали в одной электротехнической компании из Иллинойса. Достав америций, Кан поместил его в свинцовую камеру с маленькой дырочкой, обмотанную фольгой. Облучение алюминиевой фольги, прикрывающей отверстие, позволило получить поток нейтронов.
В качестве цели для нейтронной пушки использовался торий-232, который, как выяснилось, в большом количестве присутствует в сетках, используемых в старых (в том числе и керосиновых) лампах. При помощи лития и нехитрых химических реакций Дэвид получил достаточно чистый торий в концентрации, в 170 раз превышающей допустимую Комиссией по ядерной регламентации. Кан планировал облучать торий нейтронами, чтобы получить торий-233 (его период полураспада - чуть более 22 минут), который бы, в результате последующего распада превращался в протактиний (период полураспада - 27 дней), а затем - в уран-233. Оказалось, однако, что нейтронная пушка Дэвида выстреливала слишком мало нейтронов, и все они были слишком быстрые, что в мире ядерной физики, основанном на вероятности, не позволяло проводить нужную реакцию.
Дэвид решил усовершенствовать пушку. Для этого он стал собирать радий - радиоактивный элемент, который встречается в старых часах: краской, содержащей этот элемент, покрывали стрелки часов, светящиеся в темноте. Вместо алюминия в пушке Кан использовал бериллий, образец которого по просьбе Дэвида из школьной коллекции минералов стащил его приятель. Что выступало в качестве замедлителя нейтронов, неизвестно, но швед Ричард рекомендовал использовать парафин, графит, бор или кадмий. Как бы то ни было, но пушка Дэвида заработала. В качестве объекта для облучения выступал порошок из декоративных бус, содержащих некоторое количество урана. Как на практике выглядит подобная пушка и как, используя перечисленные материалы, можно собрать некоторое подобие реактора, подробно рассказывается в этом ролике.
Надо сказать, что Дэвид закончил плохо. Он служил во флоте, когда в начале 2000-х годов его нашли журналисты - в то время про него как раз выходила книга "Радиоактивный бойскаут". Дэвид рассказал им, что планирует посвятить свою жизнь ядерной физике. В 2007 году, однако, он был арестован при попытке украсть детекторы дыма из одного здания. После этого он оказался в тюрьме, и с этого момента его следы теряются. Надо сказать, что на фотографиях в день задержания Дэвид Кан выглядел очень неважно - многие полагают, из-за неугасшей одержимости радиоактивными материалами, которые окончательно подорвали ему здоровье.
Шведский реакторостроитель
Ричард начал вести свой блог (довольно, надо сказать, бессодержательный) в мае 2011 года, причем с самого начала объявил, что строит свой реактор просто так, ради забавы.
Далее, в течение нескольких постов он, как это принято у большинства блогеров, то есть без всяких ссылок, описывает способы получения радия, тория и америция, которыми пользовался Дэвид Кан. Есть в блоге даже упоминание о пресловутых бусинах, в которых содержится уран. При этом никаких результатов экспериментов или хотя бы изображения реактора в его блоге так и не появилось. Максимум, что там есть - это несколько моделей нейтронных пушек, одна из которых собрана в пластиковом медицинском пузырьке.
Наконец, предпоследний пост (21 мая) был посвящен тому, что Ричард попытался "сварить" америциум, радий и бериллий в кислоте, чтобы они лучше смешались (вероятно, для создания нейтронной пушки), однако это привело к взрыву. Последнее сообщение в блоге датируется 21 июля. В нем автор пишет, что был задержан полицией, а все радиоактивные материалы у него конфисковали.
Эта информация совпадает с версией, представленной в местной газете Helsingborgs Dagblad, которая и стала, судя по всему, источником сенсационной новости. По данным издания, молодой мужчина сам обратился в Комитет по ядерной энергетике с вопросом, не нарушает ли он закон, сооружая у себя на кухне ядерный реактор. Оказалось, что нарушает - именно так Ричард и очутился в полиции.
Вот такая история. Так как в течение двух месяцев Ричард ничего не писал в блоге, никаких особых успехов в построении реактора, видимо, он не достиг. Да и вообще, слишком большое сходство экспериментов Ричарда с историей Радиоактивного бойскаута заставляет усомниться в реальности предпринятой им попытки. Одно можно сказать точно уже сейчас: сенсация не состоялась.
Ядерные "чудеса" рядом с нами
Старый детектор дыма. Здесь америций
Бериллий
Из этих сеточек можно извлечь торий
Нейтронная пушка
Стрелки часов с радием
Брелок с тритием
Немного урана в бусинке
Ядерная энергия своми руками возможна. Шведская полиция задержала 31-летнего жителя города Энгельхольма по обвинению в самостоятельной сборке ядерного реактора. Мужчину задержали после того, как он уточнил у местных властей, не запрещает ли закон гражданам Швеции строить ядерные реакторы на кухне своей квартиры. Как объяснил задержанный, интерес к ядерной физике проснулся в нем еще в подростковые годы.
Житель Швеции начал свой эксперимент по строительству ядерного реактора своими руками в домашних условиях пол года назад. Радиоактивные вещества мужчина получил из-за рубежа. Другие необходимые материалы он извлек из разобранного пожарного датчика.
Мужчина совершенно не скрывал намерений построить ядерный реактор в домашних условиях и даже вел блог о том, как он его создает.
Несмотря на полную открытость эксперимента, власти узнали об активности шведа лишь спустя несколько недель - когда тот обратился в шведское госуправление по ядерной безопасности. В управлении мужчина надеялся узнать, законно ли строить дома ядерный реактор.
На это мужчине ответили, что к нему домой приедут специалисты, чтобы измерить уровень радиации. Однако вместе сними приехали полицейские.
«Когда они пришли, с ними была полиция. У меня был счетчик Гейгера, я не замечал проблем с радиацией», - заявил задержанный местной газете Helsingborgs Dagblad.
Полиция задержала мужчину для допроса, на котором он позднее рассказал правоохранительным органам о своих планах и был выпущен.
Мужчина заявил газете, что ему удалось своими руками собрать действующий ядерный реактор в домашних условиях.
«Чтобы он начал вырабатывать электричество, нужна турбина и генератор, и его очень сложно собрать самому», - сказал задержанный в интервью местной газете.
Как сообщается, на свой проект мужчина потратил порядка шести тысяч крон, что примерно равно 950$.
После инцидента с полицией он пообещал сосредоточиться на «теоретических» аспектах ядерной физики.
По материалам: «Газета.Ru»
Это не первый случай постройки ядерного реактора своими руками в домашних условиях.
Голф Манор, район местечка Коммерс, Мичиган, который находится в 25 милях от Детройта, относится к разряду мест, где в принципе не может произойти ничего необычного. Единственное достопримечательное событие в течение дня - это грузовик с мороженым, который выезжает из-за угла. Но 26 июня, 1995 г. запомнилось всем надолго.
Спросите об этом Дотти Пиз. Спускаясь вниз по Пинто Драйв, Пиз увидела около полудюжины человек, снующих по соседской лужайке. Трое из них, находившихся в респираторах и «лунных костюмах», разбирали электрическими пилами соседский сарай, складывали куски в большие стальные емкости, на которых стояли знаки радиоактивной опасности.
Примкнув к кучке других соседей, Пиз охватило чувство тревоги: «Мне стало сильно не по себе», - вспоминала она позже. В тот день, служащие Агентства по защите окружающей среды (Environmental Protection Agency (EPA)) публично заявили, что беспокоиться не о чем. Но истина была гораздо серьезней: сарай излучал опасное количество радиации, и в соответствии с EPA, около 40,000 жителей в этом городке подвергались риску.
Зачистку спровоцировал соседский мальчик, по имени Дэвид Хан. В свое время он занимался бойскаутским проектом, а затем попытался построить ядерный реактор в сарае своей матери.
Великое честолюбие
В раннем детстве Дэвид Хан был самым обычным ребенком. Белобрысый и неуклюжий мальчик играл в бейсбол и гонял футбольный мяч, а в какой-то момент вступил в бойскауты. Его родители Кен и Пэтти, развелись и мальчик жил со своим отцом и мачехой, которую звали Кэти в местечке Клинтон. Выходные дни он обычно проводил в Голф Манор со своей матерью и ее другом, которого звали Майкл Поласек.
Резкие перемены произошли, когда ему исполнилось десять. Тогда отец Кати подарил Дэвиду книгу The Golden Book of Chemistry Experiments («Золотая книга химических экспериментов»). Он увлеченно зачитывался ею. В 12 лет он уже делал выписки из институтских учебников по химии своего отца, а в 14 лет он сделал нитроглицерин.
Однажды ночью их дом в Клинтоне дрогнул от мощного взрыва в подвале. Кен и Кэти обнаружили мальчугана в полубессознательном состоянии, лежащим на полу. Оказалось, что он измельчал какое-то вещество отверткой, и оно у него загорелось. Его срочно отвезли в госпиталь, где ему промыли глаза.
Кэти запретила заниматься экспериментами у нее дома, а потому он перенес свои исследования в сарай своей матери, в Голф Манор. Ни Пэтти ни Майкл не имели ни малейшего понятия, чем занят в сарае этот стеснительный подросток, хотя было странным то что он в сарае часто одевал защитную маску, а иногда снимал с себя одежду лишь около двух часов ночи, работая допоздна. Они списывали это все на свое собственное ограниченное образование.
Майкл, однако, припоминал, как Дэв однажды сказал ему: «Когда-нибудь у нас кончится нефть».
Убежденный в том, что сыну нужна дисциплина, отец - Кен считал, что решение вопроса состоит в цели, которую тот не может достигнуть - Скаутский Орел, для получения которого требовался 21 скаутский знак. Дэвид заработал знак за изучение атомной энергии в мае 1991 г., пять месяцев спустя своего пятнадцатилетия. Но теперь у него были более сильные амбиции.
Придуманная личность
Он решил, что будет заниматься просвечиванием всего, что сможет, а для этого ему надо построить нейтронную «пушку». Чтобы получить доступ к радиоактивным материалам, которые необходимы для постройки и работы ядерного реактора в домашних условиях, юный ядерщик решил использовать приемы из различных громких статей в журналах. Он придумал вымышленную личность.
Он написал письмо в Комиссию по Ядерному Регулированию (Nuclear Regulatory Commission (NRC)), в котором он утверждал, что является учителем физики в старших классах в Долине Чипева (Chippewa Valley High School). Директор агентства по производству и распространению изотопов, Дональд Эрб, описал ему в деталях выделение и получение радиоактивных элементов, а также объяснил характеристики некоторых из них, в частности, какие из них при облучении нейтронами, могут поддерживать цепную ядерную реакцию.
Когда самоделкин поинтересовался риском таких работ, то Эрб уверил его «что опасностью можно пренебречь», так как «для обладания любыми радиоактивными материалами в количествах и формах способных представлять угрозу требуется получение лицензии от Комиссии по Ядерному Регулированию или эквивалентной организации».
Находчивый изобретатель читал, что крохотные количества радиоактивного изотопа америция-241 можно найти в детекторах дыма. Он связался с компаниями по изготовлению детекторов и сообщил им, что ему требуется большое количество этих устройств, для выполнения одного школьного проекта. Одна из компаний продала ему около сотни неисправных детекторов по доллару за штуку.
Он не знал, где точно в детекторе находится америций, а потому написал в одну из фирм в Иллинойсе, которая занималась электроникой. Сотрудница из службы по работе с клиентами компании ответила ему, что они будут рады ему помочь. Благодаря ее помощи, Дэвиду удалось извлечь материал. Он поместил америций внутри полого куска свинца с очень маленьким отверстием с одной стороны, из которого, как он рассчитывал, будут выходить альфа-лучи. Перед отверстием он поместил лист алюминия так, чтобы его атомы абсорбировали альфа-частицы и излучали нейтроны. Нейтронная пушка для обработки материалов для ядерного реактора была готова.
Калильная сетка в газовом фонаре представляет собой небольшой рассекатель, через который проходит пламя. Оно покрыто составом, в который входил торий-232. При бомбардировке нейтронами из него должен был получиться расщепляемый изотоп уран - 233. Юный физик приобрел несколько тысяч калильных сеток в различных магазинах по продаже складских излишков и пережег их паяльной лампой в кучку золы.
Чтобы выделить торий из золы, он приобрел литиевых батарей на тысячу долларов и изрезал их все на куски ножницами по металлу. Он завернул литиевые обрезки и ториевую золу в шар из алюминиевой фольги и нагрел его в пламени бунзеновской горелки. Он выделил чистый торий в количестве большем, чем он встречается в природе в 9000 раз и в 170 раз больше уровня, которого требовало наличие лицензии NRC. Но нейтронная пушка на основе америция не была достаточно мощной, чтобы торий превратился в уран.
Еще помощь от NRC
Дэвид старательно работал после школы в разного рода закусочных, бакалейных магазинчиках и мебельных складах, но эта работа была просто источником денег для его экспериментов. В школе он учился без особого усердия, никогда и ничем не выделялся, получил плохие оценки на общем экзамене по математике и тестах по чтению (но при этом показал отличные результаты по естествознанию).
Для новой пушки он хотел найти радий. Дэв начал лазить по окрестным свалкам и антикварным магазинам в поисках часов, где, в светящейся краске циферблата использовался радий. Если такие часы ему попадались, то он соскребал с них краску и складывал ее в пузырек.
Однажды он медленно прогуливался по улице городка Клинтон, и как он рассказывал, в одной из витрин антикварного магазина, ему попались на глаза старые настольные часы. При близком «хаке» часов он обнаружил, что тут можно наскрести целый пузырек радиевой краски. Он купил часы за $10.
Потом он занялся радием и перевел его в форму соли. Понимал он это или нет, но в этот момент он подвергал себя опасности.
Эрб из NRC сообщил ему, что «лучший материал из которого альфа-частицы могут продуцировать нейтроны - это бериллий». Дэвид попросил своего друга, чтобы тот стащил для него бериллий из химической лаборатории, а затем поместил его перед свинцовой коробкой, внутри которой находился радий. Его занятной пушке из америция на замену пришла более мощная радиевая пушка.
Для строительства ядерного реактора в домашних условиях изобретатель сумел найти некоторое количество смоляной (урановой) обманки, руды, в которой уран содержится в небольших количествах, и раздробил ее кувалдой в пыль. Он направил лучи из его пушки на порошок, в надежде, что ему удастся получить, хотя бы некоторое количество расщепляемого изотопа. У него не получилось. Нейтроны, представлявшие снаряды в его пушке, двигались слишком быстро.
«Неминуемая опасность»
После того как ему исполнилось 17 лет, Дэвидом овладела идея построения модели бридерного ядерного реактора, то есть такого ядерного реактора, который не только генерировал электричество, но и производил новое топливо. В его модели должны были использоваться настоящие радиоактивные элементы и происходить настоящие ядерные реакции. В качестве рабочего чертежа он собирался использовать схему, которую он нашел в одном из учебников своего отца.
Всячески пренебрегая техникой безопасности, был смешан радий и америций, которые находились у него на руках вместе с бериллием и алюминием. Смесь была завернута в алюминиевую фольгу, из которой он сделал подобие рабочей зоны ядерного реактора. Радиоактивный шар был окружен небольшими, завернутыми в фольгу кубиками из ториевой золы и урановой пудры, связанные вместе сантехническим бинтом.
«Он был радиоактивен, как черт знает что», - говорил Дэвид, - «гораздо больше, чем в разобранном состоянии». Тут он начал понимать, что подвергает себя и окружающих серьезной опасности.
Когда счетчик Гейгера, который был у Дэвида начал регистрировать радиационное излучение за пять домов от местожительства его матери, он решил что у него «слишком много радиоактивных веществ в одном месте», после чего он решил разобрать ядерный реактор. Он спрятал часть материалов в доме матери, оставил некоторую часть в сарае, а оставшееся сложил в багажник своего «Понтиака».
В 2:40 ночи 31 августа, 1994 г. в полицию Клинтона, позвонил неизвестный и сообщил, что какой-то молодой человек, похоже, пытается украсть покрышки от машины. Когда полиция приехала, Дэвид сказал им, что он собирается встречать своего друга. Полиции это показалось неубедительным, и они решили осмотреть автомобиль.
Они открыли багажник и обнаружили в нем ящик из под инструментов, который был закрыт на замок и замотан сантехническим бинтом. Здесь же лежали замотанные в фольгу кубики с каким-то загадочным серым порошком, небольшие диски, цилиндрические металлические предметы, а также ртутные реле. Полицейских сильно насторожила коробка из под инструментов, про которую Дэвид сказал им, что она радиоактивна, и они боялись ее как атомной бомбы.
Был введен в действие федеральный план противодействия радиоактивной угрозе, а официальные лица штата начали консультироваться с EPA и NRC.
В сарае, эксперты-радиологи обнаружили алюминиевую форму для выпечки пирогов, чашку Pyrex из огнеупорного стекла, ящик из-под молочных бутылок, а также массу других вещей, зараженных радиацией, уровень которой в тысячу раз превышал естественный. Так как ее могло разнести по округе ветром и дождем, а также отсутствием сохранности в самом сарае, то в соответствии с меморандумом EPA,» это представляло собой неминуемую угрозу общественному здоровью».
После того как рабочие в защитных костюмах разобрали сарай, они сложили все, что оставалось в 39 бочек, которые были погружены на грузовики и вывезены на могильник в Великую Соляную Пустыню. Там, останки экспериментов по строительству ядреного реактора в домашних условиях, были захоронены вместе с другим радиоактивным мусором.
«Это была ситуация, которую регулирование было не в силах предвидеть», - сказал Дэйв Минаар, эксперт-радиолог из Мичиганского Департамента Качества Окружающей Среды, - «Считалось, что обычный человек не сможет получить в руки технологию или материалы, требующиеся для занятий экспериментами в этой области».
Сейчас Дэвид Хан сейчас находится в ВМФ, где он читает о стероидах, меланине, генетическом коде, прототипах ядерных реакторов, аминокислотах и уголовном праве. «Я хотел, чтобы в моей жизни было что-нибудь заметное», - объясняет он теперь. «У меня еще есть время». По поводу получения им дозы радиации, он сказал, - «Я не думаю, что отнял у себя больше, чем пять лет жизни».