In diesem Fall wäre es wahrscheinlich üblich, einen Flüssigfluorid-Thorium-Reaktor (LFTR ausgesprochen „Lifter“) zu verwenden. Es ist eine Art Salzschmelzereaktor (MSR), der Thorium (~3x häufiger als Uran in der Erdkruste) in einem flüssigen Salz anreichert und dann das Produkt dieses angereicherten Materials (jetzt U-233) in einem flüssigen Salz verbrennt. Oder vielleicht eine andere (noch bessere) Art von MSR, die uns noch nicht eingefallen ist.

Diese Art von Reaktor wurde in den 60er Jahren erforscht - Mangel an Finanzierung und Voraussicht (sowie weit verbreitete und schlechte Informationen) haben verhindert, dass dies hier in den USA Realität wurde. Ein LFTR ist bei weitem sicherer und billiger als unsere derzeitigen Druckwasserreaktoren. Es produziert auch weniger Abfall – und dieser Abfall ist für viel kürzere Zeit gefährlich.

Obwohl ich nicht erwarte, dass ein solches Szenario in der Realität eintritt, da das Proliferationsrisiko von U-233 eine Sache ist (und daher immer noch zentralisierte, bewachte Reaktoranlagen erforderlich sind), würde ich erwarten, dass der Privatsektor in Ihrem vorgeschlagenen Szenario dies tun würde haben diese Reaktoren so weit kommerzialisiert, dass sie sehr billig, sehr einfach zu installieren und sehr einfach zu bedienen sind.

Wenn solche kommerziellen Produkte aus welchen Gründen auch immer nicht erhältlich wären, brauchte man Kenntnisse über die Chemie des Reaktors, die Rohre zum Halten des Salzes, ein Gefrierventil und ein Wärmeabfuhrreservoir, viel Beton zur Abschirmung, einen Reaktorkern Blaupause, das Salz (+Thorium) und zusätzlicher betonumschlossener Raum für den Abfall. Und allgemeine Strahlungsgeräte wie Detektoren, Anzüge usw. Es ist erwähnenswert, dass das Abfallmaterial selbst für das gesamte Leben einer Familie winzig wäre, wenn man die aktuellen Energieverbrauchsraten annimmt, so dass die Lagerung dieses Abfalls möglicherweise keine andere Priorität hat als die Versiegelung Strahlungsblockierende Box unter der hinteren Terrasse.

Ich möchte Sie ermutigen, im Internet nach LFTRs zu suchen – Sie werden dort wahrscheinlich viele nützliche (und interessante!) Informationen finden. Um diese Reaktoren herrscht ein gewisser Kult – ihre Befürworter lassen es so klingen, als seien sie die Lösung für jedes Problem aller Zeiten. Während diese Reaktoren viele große Probleme auf einmal lösen könnten, gibt es einige technische Probleme, die wir auf der F&E-Seite noch nicht ausgearbeitet haben, und es gibt eine Menge Regierungspolitik, durch die wir uns durchkämpfen müssen, selbst wenn wir es tun .

https://en.wikipedia.org/wiki/Liquid_fluoride_thorium_reactor

Du nicht

Nicht ohne Handwinken.

Teenager und 8 kW

Dies ist ein erstes Problem. Ich kenne kein Land, das Teenagern erlauben würde, selbst Kraftwerke zu betreiben. Highschool-Teenager können normalerweise nicht einmal lizenzierte Elektriker werden. Es gab eine Zeit, in der Sie Elektrogeräte ohne Stecker gekauft und den Stecker zu Hause selbst installiert haben. Aber diese Zeiten sind nun vorbei, weil dies für die breite Öffentlichkeit einfach ein bisschen zu schwierig war. Und wir sprechen von wirklich, wirklich geringerer Leistung und viel einfacherer Bedienung.

Kernreaktorgröße

Der kleinste vermutlich sichere Reaktor, von dem ich gehört habe, ist ein chinesischer Frachtcontainer-Reaktor .

Das winzige Kraftwerk würde in einen Schiffscontainer passen und könnte 10 Megawatt Wärme erzeugen – genug, um 50.000 Haushalte mit Strom zu versorgen.

Da es billiger oder kleiner nicht geht und trotzdem eine gute Sicherheit gegen Auslaufen etc. hat, wird es nicht billiger. Wenn einzelne Einheiten nicht billiger werden, dann ist Ihre Idee 50.000-mal teurer. Keine Regierung wird es jemals finanzieren, wenn sie etwas so viel Billigeres mit ähnlicher Wirkung finanzieren könnte.

Es gibt andere Designs , aber das Problem ist das gleiche - mit einer einzigen Einheit können Sie eine ganze Stadt mit Strom versorgen, und kleiner zu werden, macht es nicht billiger und nicht viel sicherer.

Materialien beschaffen

Sie müssen Massenvernichtungswaffen und Terrorrisiken mit schmutzigen Bomben aus Ihrer Welt per Hand winken. Das ist eine wirklich, wirklich große Handwelle. Derzeit werden alle Spaltmaterialien als nationale Sicherheitsangelegenheiten verfolgt (sollten).

Müllentsorgung

Überraschenderweise ist dies nur ein kleines Problem. Wenn Sie einen sicheren Frachtcontainer-Reaktor haben können, können Sie ihn einfach zum Auftanken schicken und den Abfall so behandeln lassen, wie er jetzt ist.

Aus vielen technischen Gründen ist die Nutzung von Kernenergie für einzelne Häuser keine gute Idee. Mit Atomkraft bekommt man entweder zu wenig Energie, um ein Haus mit Strom zu versorgen (RTGs), oder viel zu viel und es ist unglaublich verschwenderisch (Spaltung, Fusion). Und während der Betrieb eines bereits gebauten Kernreaktors nicht so schwer ist - Matrosen tun dies in Atomschiffen und U-Booten, und sie verlangen keine Physiknote, um in der Marine zu arbeiten -, ihn im Do-it-yourself-Stil zu bauen, wird nicht gut enden.

Zunächst einmal ist der Abbau des spaltbaren Materials eine Qual. Für jedes Kilo Uran werden mehrere Tonnen Gestein benötigt, und das meiste davon ist U-238 . Sie müssen es verfeinern, um die Menge an U-235 in der Mischung zu erhöhen, oder die Kettenreaktion wird nicht nachhaltig sein (wie hoch der Prozentsatz an U-235 vom Reaktortyp abhängt; er ist für SWR höher als für PWR , zum Beispiel). Und das Zentrifugieren von Uran ist nichts, was Sie in Ihrer Waschmaschine tun können.

Der Bau der Uranstäbe, die Sie für den Betrieb Ihres Reaktors benötigen, ist ein sehr langwieriger und komplexer Prozess, und dann müssen Sie sie in einen Reaktor einsetzen, der sorgfältig entworfen wurde, um sie an präzisen Positionen und Geometrien einzupassen. Kurz gesagt, Sie könnten den Reaktor und den Brennstoff kaufen und Ihr eigenes Kernkraftwerk betreiben, wenn Sie hier und da mit der Hand winken – schließlich wird heutzutage alles von Computern betrieben –, aber für den Bau eines mit Ersatzteilen würde ich „Nein“ sagen. .

Sie können sich von dem inspirieren lassen, was das Team von Enrico Fermi im Labor der Via Panisperna gemacht hat. Angenommen, Sie haben etwas fixiles Material, benötigen Sie außerdem:

• ein Neutronengenerator
• ein Neutronenmoderator (Fermi verwendete Paraffin, aber auch Wasser könnte es tun)

Wenn Sie das fixile Material in Wasser legen und es mit einem Fluss von Neutronen bestrahlen, werden Sie am Ende einen Atomkern brechen und Energie erzeugen. Diese Energie erwärmt das Wasser.

Wenn Sie skalieren und einen Atomstapel bauen möchten, wie es Fermi in den USA mit CP-1 getan hat , wird die Größe wachsen und Sie können ihn nicht in Ihrem Hinterhof hosten.

Es enthielt 45.000 Graphitblöcke mit einem Gewicht von 400 Tonnen (360 t), die als Neutronenmoderatoren verwendet wurden, und wurde mit 6 Tonnen (5,4 t) Uranmetall und 50 Tonnen (45 t) Uranoxid betrieben.

und

Der Stapel war etwa 4,5 Minuten bei etwa 0,5 Watt gelaufen. Am 12. Dezember 1942 wurde die Leistung von CP-1 auf 200 W erhöht, genug, um eine Glühbirne mit Strom zu versorgen. Da keinerlei Abschirmung vorhanden war, stellte es eine Strahlungsgefahr für alle in der Nähe dar, und weitere Tests wurden bei 0,5 W fortgesetzt.

Sie könnten, aber sie werden es nicht dürfen

Physisch wäre es in Ihrer Welt für Ihre Highschool möglich, es zu bauen. Solange sie Zugriff auf das Material haben, können sie es stapeln – buchstäblich so; der erste Reaktor überhaupt hieß tatsächlich Chicago Pile-1 – und brachte eine Kettenreaktion in Gang.

Und noch heute führen Gymnasiasten Kernreaktor-Experimente durch und bauen sogenannte Fusoren .

Dies ist ein Fusionsreaktor, der von einem Gymnasiasten gebaut wurde

Das Hauptproblem besteht darin, dass diese Fusoren keinen haben$Q > 1$, was bedeutet, dass sie mehr Energie verbrauchen, als sie produzieren. Trotzdem: Gymnasiasten schaffen Kernfusion.

Was Ihren unerschrockenen Highschool-Schüler zu Fall bringen wird, ist nicht, dass er es körperlich nicht kann, sondern dass er es nicht darf .

Wie in Fight Club angedeutet , kann man mit Haushaltsgegenständen ziemlich zerstörerische Dinge anstellen. Schwedens eigene Version des Radioactive Boy Scout schaffte es nicht nur, die schwedische Strahlenschutzbehörde auf sich aufmerksam zu machen, weil sie versuchte, einen Reaktor aus ausrangierten Rauchmeldern herzustellen, er tat auch andere Dinge, wie zum Beispiel die Herstellung von Rizin .

Das ist – natürlich – nicht erlaubt. Der Umgang mit lebens- und umweltgefährdenden Stoffen ist meist geregelt. Sie müssen eine Genehmigung einholen, um sich an einem solchen Unternehmen zu beteiligen. Dies gilt insbesondere dann, wenn Ihr Unternehmen gefährliche Abfälle jeglicher Art hinterlässt.

Du sagst "aber ich lasse ihn sich nur um den Abfall kümmern". Nein, das ist nicht akzeptabel. Er konnte es tun, indem er es einfach 10 Meter tief in den Boden legte. Aus physikalischer Sicht wäre dies vollkommen unbedenklich. Aber die Ordnungsbehörden würden darüber einen Wutanfall bekommen, weil dies nicht erlaubt ist. Mit solchen Abfällen muss fachgerecht umgegangen, kontrolliert und genehmigt werden.

Auch spaltbare Materialien – wie Uran – sind sehr stark reguliert und können nicht wohl oder übel bei den nächsten Nukes'R'Us erworben werden. Auch wenn Sie niemals vorhaben, das Uran in einen Reaktor zu geben, es ist ein giftiges Schwermetall, und Sie dürfen damit nicht herumspielen, zumindest nicht legal.

Ken Silverstein: Der radioaktive Pfadfinder: Die erschreckende wahre Geschichte eines Wunderkindes und seines selbstgebauten Kernreaktors.

Dieses Buch ist die ausführliche Antwort auf Ihre Frage. 1993 tat David Hahn genau das. Das Buch ist seine Geschichte.

Das Buch wurde erstmals 2004 (und später am 11. Januar 2005 als 33673. Ausgabe des Verlags) von Villard mit der ISBN-10: 0812966600 veröffentlicht.

Vor 1,7 Milliarden Jahren errichtete die Natur einen natürlichen Spaltreaktor an einem Ort, der heute Oklo heißt. Damals gab es mehr U235 in natürlichem Uran als heute, und daher war es alles, was benötigt wurde, eine ausreichend hohe Konzentration an natürlichem Uran zu schaffen. https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_nuclear_fission_reactor

Dies ist Worldbuilding, also könnten Sie ein intelligenter humanoider Außerirdischer sein, der auf einem Planeten lebt, auf dem der Fortschritt vom Supernova-Staub zum Sonnensystem zum Leben zu den Menschen schneller voranschritt als hier auf der Erde. In diesem Fall wird Ihre Gesellschaft einige interessante Möglichkeiten und Probleme haben. Es ist auch möglich, dass Sie die Evolution etwas strahlungstoleranter gemacht hat als wir Erdlinge, wenn es überall natürliche nuklear-geothermische Wärmequellen gibt, zusammen mit kurzlebigeren Spaltfragmenten in Ihrem Grundwasser. (Anmerkung: Wenig von der heutigen Erdkruste ist 1,7 Milliarden Jahre oder älter, also war das Oklo-Ereignis wahrscheinlich nicht das einzige derartige Ereignis, sondern nur das einzige, für das wir Beweise haben).

Ihr größtes Problem beim Bau eines Reaktors wäre, dass er eine Mindestleistung hat, die weit über dem liegt, was Sie verwenden könnten.

Sie könnten stattdessen ein RTG ( https://en.wikipedia.org/wiki/Radioisotope_thermoelectric_generator ) bauen, obwohl es wahrscheinlich weit unter dem liegen würde, was Sie verwenden könnten.

Du brauchst nur:

• etwas, um Wärme in Strom umzuwandeln, z
  • Peliter Wärmepumpe
  • Turbinen, die vormontiert gekauft werden konnten
  • eine Dampfmaschine, die zum Antrieb eines Generators verbunden ist
• ein großer Klumpen radioaktives Zeug; Ich bin mir nicht sicher, wie kritisch es wäre, was Sie ausgewählt haben, solange es warm wird und nicht kritisch wird. Ein großer Stapel von Rauchmelderproben könnte funktionieren. Angenommen, in Ihrer Welt wäre dies legal, könnten Sie vermutlich eine geeignete Quelle kaufen.

Und dann bräuchten Sie wahrscheinlich eine Chemotherapie, es sei denn, Sie wären extrem vorsichtig gewesen...

Das Problem mit Ihrer Grundvoraussetzung: Die Förderung von Haushaltsreaktoren ist zweifach.

1. Reaktoren profitieren von Skaleneffekten. Es kostet fast so viel, einen Reaktor für ein Haus zu bauen, wie einen für zehn Häuser. Dies wäre eine sehr ineffiziente Politik.
2. Es gibt nicht genug Uran auf der Welt, um es über einen vernünftigen Zeitraum weit verbreitet zu verwenden. Sie könnten Thorium verwenden, das viel häufiger vorkommt, aber andere Probleme hat (dass Sie möglicherweise von Hand winken können).

Davon abgesehen ist Thorium sehr leicht zu bekommen. Die USA und China haben Haufen davon als Reste aus dem Abbau von Seltenerdelementen herumliegen (sie werden in der Regel zusammen gefunden).

Selbstgebaute Reaktoren sind wahrscheinlich "Low-Output"-Reaktoren. Je mehr Sie die Neutronen konzentrieren, desto schneller ist die Reaktion. Indem die radioaktiven Quellen weiter verteilt werden, zerfallen sie langsamer. Sie wären für jede gegebene Ausgabe größer, müssten aber nicht so komplex sein. Aktuelle Reaktoren laufen auf einer Nadelspitzenwaage. Da die Reaktoren mit niedrigem Wirkungsgrad ihre Brennstoffquelle nicht so schnell durchbrennen würden, gäbe es weniger radioaktiven Abfall und der Abfall wäre einfacher zu handhaben. Aktuelle "verbrauchte" Ruten sind noch ziemlich heiß. Sie müssen oft in einem Wasserbad mit fließendem Wasser gehalten werden, damit das Wasser nicht abkocht (warum sie daraus keinen Dampfgenerator machen, habe ich mich gefragt, seit ich 10 war).

Wenn selbstgebaute Reaktoren legal sind, gibt es wahrscheinlich eine Art Infrastruktur zur Entsorgung radioaktiver Abfälle. Sie würden nur alle 10 Jahre eine Abholung benötigen. Rufen Sie einfach 1-800-GLOW-GON an.

Das Starten eines Kernreaktors erfordert, dass Sie über genügend spaltbares Material für eine kritische Reaktion verfügen. Diese Menge wird als Critical Mass bezeichnet .

Viele Leute schlagen vor, den normalen Uran-235-Brennstoffkreislauf zu verwenden, aber die kritische Masse für niedriggradiges Uranerz (dh der Prozentsatz von Uran, der 235 gegenüber 238 oder anderen Isotopen ist) ist sehr hoch, bei 15% liegt er bei über 600 Pfund und das erfordert viel Anreicherung, natürliches 235 liegt nur bei etwa 0,75 %. Aus diesem Grund werden Kernreaktoren normalerweise nicht mit kleinen Leistungen gebaut, es gibt grundlegende Grenzen, wie klein man sie machen kann.

Was den Abfallentsorgungsteil der Frage betrifft, so besteht die Standardmethode der nuklearen Abfallentsorgung im Wesentlichen darin, das Material einzudämmen und an einem isolierten Ort zu verstauen, bis es nicht mehr radioaktiv ist. Für langlebigere Abfälle ist dies immer noch ein ungelöstes Problem, das Dutzende erfordert Tausenden von Jahren der Isolation wird dies wahrscheinlich auch in Ihrem Garten nicht gut funktionieren.

Es gibt mehrere einfache (locker definierte) Möglichkeiten, dies ohne eine sperrige Reaktoranlage zu erreichen. Verwenden Sie die Wärme des radioaktiven Zerfalls, um Strom zu erzeugen. Es beseitigt die Notwendigkeit für den Reaktorbehälter und eine Kühlstruktur. Ich verstehe, dass dies kein Kernreaktor ist, aber es ist eine Möglichkeit, wie ein Privatverbraucher auf Kernenergie zugreifen kann.

Fortschrittlicher Stirling-Radioisotopengenerator

Ein Advanced Stirling Radioisotope Generator (ASRG) ist ein Radioisotopen-Energiesystem, das am Glenn Research Center der NASA entwickelt wurde. Es basiert auf der Idee, Strom aus der Hitze des radioaktiven Zerfalls von Plutonium zu erzeugen.

Es verwendet eine Stirling-Stromumwandlungstechnologie, um die radioaktive Zerfallswärme in Elektrizität für den Einsatz in Raumfahrzeugen umzuwandeln.

Ein Stirlingmotor ist eine regenerative Wärmekraftmaschine mit geschlossenem Kreislauf und einem permanent gasförmigen Arbeitsmedium. Geschlossener Kreislauf bedeutet in diesem Zusammenhang ein thermodynamisches System, in dem das Arbeitsmedium dauerhaft im System enthalten ist, und regenerativ beschreibt die Verwendung eines bestimmten Typs von internem Wärmetauscher und Wärmespeicher, der als Regenerator bekannt ist. Der Einbau eines Regenerators unterscheidet den Stirlingmotor von anderen Heißluftmotoren mit geschlossenem Kreislauf.

Das Positive ist, dass dies ein ziemlich einfaches mechanisches System ist. Der Nachteil ist, dass dieses Gerät 130 Watt Leistung aus 1,2 Kilo Plutonium-238-Dioxid erzeugt. Um Ihre Leistungsziele zu erreichen, müssten Sie mehrere in Reihe betreiben, oder vielleicht wurden in Ihrer Welt die technischen Einschränkungen überwunden und eine Einheit wird die erforderliche Leistung erzeugen.

Weitere Informationen finden Sie unter: https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Stirling_radioisotope_generator

Thermoelektrischer Radioisotop-Generator

Eine weitere existierende Energiequelle ist der thermoelektrische Radioisotop-Generator. Das Positive ist, dass dies ohne bewegliche Teile erstellt werden kann. Der Nachteil ist eine geringe Leistungsausbeute.

https://en.wikipedia.org/wiki/Radioisotope_thermoelectric_generator

Thermovoltaik

Ein thermovoltaischer Generator fängt das von der Wärmequelle abgegebene Licht ein und wandelt es in Strom um. Das Positive ist, dass Thermovoltaik ohne große Brennstoffmengen eine konstante und zuverlässige Leistung liefert. Der Nachteil ist, dass sie nicht sehr effizient sind. Wenn sich Ihre Stromquelle in einer Sphäre aus thermisch-voltaischen Zellen befände, könnten Sie sie in Reihe schalten, um die benötigte Energie zu erzeugen. Vielleicht gibt es in Ihrer Welt eine effizientere Quelle für thermovoltaische Zellen, die die gewünschte Leistung von 8.000 Watt erzeugen könnten.

https://en.wikipedia.org/wiki/Thermophotovoltaic

Erstens, was meinst du mit "effizient genug"? Die Bedeutung von Effizienz besteht darin, mit weniger Kraftstoff eine hohe Ausbeute zu erzielen. Dies erfordert ein hochentwickeltes System, das wahrscheinlich von niemandem unterhalb eines spezialisierten Unternehmens erreicht wird.

Was den Bau eines Reaktors betrifft: Sie benötigen vier Grundkomponenten. Ein eigentlicher Reaktor – also ein Behälter mit spaltbarem Material – ist der erste. Das zweite ist das Kühlsystem, sowohl um Energie abzutransportieren, um sie in Elektrizität umzuwandeln, als auch damit Ihr eigentlicher Reaktor nicht innerhalb von Minuten bis Sekunden schmilzt, nachdem genügend spaltbare Masse zusammengestellt wurde, um die Kritikalität zu erreichen. Drittens ist ein Stromgenerator. Dieser ist einfach - jede Dampfturbine wird es tun. Der vierte ist die Abschirmung.

Für einen Teenager wäre nur die Generatorkomponente verständlich und einigermaßen zu konstruieren. Die problematischsten sind diejenigen, die am wichtigsten sind - der Reaktor selbst (wenn auch nur aufgrund des wirklich wahnsinnigen Niveaus der erforderlichen Metallurgie. Nur ein Stahlrohr reicht nicht aus. Die richtigen verwendeten Materialien sind ebenfalls ein Muss, weil Strahlungsmaterial Interaktion kann sowohl für den Reaktor als auch für jeden um ihn herum sehr schädlich sein, besonders auf lange Sicht). Der Strahlenschutz ist noch schwieriger, ganz zu schweigen von der Arbeit und dem Wissen, die erforderlich sind, um das System in einer stabilen Konfiguration betreiben zu können (als Referenz, wenn Sie eine instabile Konfiguration erhalten, passiert Tschernobyl ... schnell).

Dies könnte auf College-Ebene machbar sein, VIELLEICHT. Und das dehnt es aus.

Wenn Sie das Kraftstoffproblem handhaben können, insbesondere das Kraftstoffproblem für einen relativ hoch angereicherten Kraftstoff (U235 oder Pu239 oder eine Mischung würde ausreichen), dann ist die eigentliche Maschine nicht besonders kompliziert, aber Sie möchten in der Lage sein, erheblichen Beton für einen zu gießen biologischer Schild.

Ein einzelnes Brennstoffelement, (schwer) wassergekühlt mit einem umgebenden Neutronenreflektor, der nahe genug ist, dass das Ding leicht untermäßigt ist (wichtig, um einen negativen Hohlraumkoeffizienten zu haben), in einem versiegelten Edelstahlrohr von vielleicht 10 m Länge mit einem Wasserstand von vielleicht 5 m über dem Kraftstoff könnte ich vermuten, dass er im Gleichgewicht zwischen dem Dampf (abzüglich der Reaktivität aufgrund des negativen Hohlraumkoeffizienten) und der etwas über verzögerten Kritikalität des Systems läuft. Der Dampfgenerator für den Sekundärkreislauf würde sich um die oberen paar Meter des Dings wickeln (doppelt als biologischer Schutzschild für das Gamma aus der Stickstoffzerfallskette). Dem schweren Wasser etwas Borverbindung hinzufügen, damit das Ding durch Anpassen der Wasserchemie gedrosselt werden kann und die Lebensdauer des Kraftstoffs verlängert wird, indem die Vergiftung verringert wird, wenn der Abbrand zunimmt?

Es könnte auch einige Tricks geben, die Sie mit der Doppler-Verbreiterung spielen können, um das Ding zuverlässiger selbstregulierend zu machen.

Bei 10 kW thermisch müssten Sie WIRKLICH arbeiten , um eine Kernschmelze zu erreichen, und könnten wahrscheinlich genügend thermische Masse einplanen, um die kurzfristige Zerfallswärme lange genug zu bewältigen, damit die Zerfallswärme bis zu dem Punkt abfällt, an dem Konvektion und Leitung den Kraftstoff davon abhalten würden schmelzen.

IIRC gab es einen (sowjetischen?) Kritikalitätsunfall, der sie mit einem PU-Bombenkern zurückließ, der einige Zeit als Reaktor lief, wobei die Kontrolle das Gleichgewicht zwischen dem sich beim Erhitzen ausdehnenden Kern und den erhöhten Neutronenverlusten aus der Oberfläche war, vermute ich Sie haben schließlich jemanden geschickt, um das Ding mit einem Stock auseinander zu schlagen!

Wenn Sie eine kostengünstige Myonenquelle mit geringem Energieverbrauch von Hand bewegen können, ist möglicherweise eine myonenkatalysierte Fusionsmaschine möglich, nicht sicher, ob Hirch / Farnsworth dies selbst dann tut, aber Bussard Polywell könnte dies tun.

Ich bin mir nicht sicher, ob die meisten 14-Jährigen die Kombination aus Mathematik, Physik und mechanischen Fähigkeiten haben, um einen Reaktor zusammenzubauen (ich hätte es damals sicherlich nicht geschafft).

Es gibt zwei massive Probleme, die dies völlig unbrauchbar machen, und ein drittes, das Sie einschränken wird.

1) Uran-basierte Reaktoren benötigen eine kritische Masse an Uran, um zu funktionieren. Dadurch wird eine Mindestgröße für den Reaktor und aus praktischer Sicht eine Mindestleistung festgelegt. Der Versuch, ein Haus aus einem Uranreaktor mit Strom zu versorgen, ist wie der Versuch, Ihr Spielzeugboot mit dem Motor einer Yacht anzutreiben.

Dies kann mit einer neutroneninduzierten Thoriumreaktion vermieden werden. Es ist keine kritische Masse erforderlich und kann daher mit niedrigeren Leistungspegeln betrieben werden.

2) Abschirmung. Es spielt keine Rolle, ob Sie 8 kW oder 8 GW produzieren, Ihre Abschirmungsdicke ist fast gleich. Ihre Eindämmung ist die gleiche. Wenn Sie möchten, dass etwas Sicheres in der Nähe ist, ist es einfach zu groß für den Heimgebrauch.

3) Kühlbecken. Wieder ein Problem mit der Abschirmung. Sie sind groß, um genug Wasser zwischen dich und das heiße Zeug zu bringen. Wieder einmal etwas, das nicht in ein Zuhause passt.

Das Hauptproblem beim Bau eines Kernkraftwerks im Hinterhof besteht darin, ausreichende Mengen an spaltbarem Material von ausreichender Reinheit zu erhalten, um mit einem groben Reaktordesign leicht die Kritikalität zu erreichen. Natürlich vorkommende Ablagerungen spaltbarer Materialien verbrennen sich ziemlich früh im Leben eines Planeten, so dass nach mehr als 4 Milliarden Jahren nur noch das Zeug übrig bleibt, das ziemlich viel Verarbeitung erfordert, um zu verbrennen, und man kann mit Sicherheit sagen dass die Verarbeitung von natürlichen Erzen in ihrem derzeitigen Zustand zu Kernbrennstoff etwas ist, das selbst die fleißigsten und frühreifesten Teenager weit außerhalb der Fähigkeiten liegen.

Aber OP hat nicht angegeben, dass dieser Planet die Erde war. Wenn wir davon ausgehen, dass seine Welt ein geologisch viel jüngerer Planet ist (etwa 2 Milliarden Jahre alt, plus oder minus ein paar hundert Millionen), dann ist es denkbar, dass noch natürlich vorkommende Ablagerungen von spaltbaren Stoffen herumliegen, die durch einfache chemische Prozesse gereinigt werden können jedes Kind kann es schaffen. Zum Beispiel könnte sie die Erze mit einem Hammer oder auf andere Weise zerkleinern, das zerkleinerte Erz in Säure waschen, um die spaltbaren Stoffe in Lösung zu bringen, die Krume aus ihrer Lösung herausfiltern und dann den pH-Wert der Lösung mit Lauge erhöhen, um die zu machen spaltbare Stoffe fallen aus. Wenn sie mit ausreichend hochgradigen Erzen beginnt, dann sollte dies alles sein, was benötigt wird, um Kernbrennstoff zu erhalten, der Kritikalität erreichen kann.

Dann braucht unser junger Atomingenieur einen Atomhaufen, und das kann auch nur ein Haufen sein ... wie ein Haufen Dreck. Führen Sie einige Rohre durch den Haufen, um Wärme zu extrahieren, um die Wärmekraftmaschine ihrer Wahl anzutreiben, und einige andere Rohre, durch die sie Moderatoren / Neutronensenken manövrieren kann, um die Leistungsabgabe zu regulieren, indem sie sie durch den Haufen schieben, wo ihr Brennstoff vergraben ist. Vielleicht möchte sie auch einige Thermoelemente und vielleicht andere Detektoren in der Nähe des Treibstoffs vergraben, um eine Vorstellung davon zu bekommen, was vor sich geht, während sie ihre provisorischen Steuerstäbe hin und her schiebt.

Das daraus resultierende Kernkraftwerk wäre roh, und die Wahrscheinlichkeit, dass die gesamte Nachbarschaft durch Unfälle mit kritischer Wirkung sterilisiert würde, wäre lächerlich hoch, aber dies ist ein junger Planet, was bedeutet, dass die Bewohner Kolonisten von woanders sind als die einzigen Dinge, die einen gehabt hätten Chance, sich dort zu entwickeln, gäbe es noch Dinge wie Algen und Bakterien. Dies lässt die Möglichkeit einer relativ geringen Bevölkerungsdichte (sehr, SEHR große Hinterhöfe) offen und somit eine relativ begrenzte Sorge darüber, was der Nachbar auf seiner Seite der Hecke tut. Wenn Ihr nächster Nachbar ein paar Meilen entfernt ist und nicht in Windrichtung ist, was kümmert es ihn dann, wenn Sie es vermasseln und einen leuchtenden Krater hinter Ihrem Haus machen?

Kaufen Sie einen alten Schiffsdieselmotor (2-Takt wie sie sind) mit einem daran befestigten Generator. Bohren Sie den Boden der Zylinder mit reduziertem Durchmesser. Fädeln Sie die zusätzlichen Zentimeter ein. Kaufen Sie ein Bündel dünne Schrauben aus reinem Plutonium mit jeweils 100 g Gewicht und gleichem Durchmesser. Schrauben Sie einige von unten in jeden Zylinder - mit einem langen Werkzeug und einer horizontalen Stange übereinander; Ich schätze, es werden etwa 40 Stück pro Zylinder benötigt. 12 Flaschen à 4 kg Plutonium. Wenn Ihr "Schraubendreher" glühend heiß aus dem Zylinder kommt, haben Sie genug Plutonium in diesen Zylinder gegeben. Zum nächsten. Verwenden Sie Wasser als Kraftstoff (verwenden Sie die Kraftstoffpumpe, um es aus Ihrem Brunnen oder See zu pumpen) und starten Sie den "Motor" mit seinem Originalstarter. Wenn es nicht schnell genug läuft, setzen Sie einige weitere Plutonium-"Schrauben" ein.

Das Plutonium hält lange genug, sodass Sie sich keine Gedanken über seine Entsorgung machen müssen.

Du kannst das

Besorgen Sie sich zuerst etwas spaltbares Material. Uran-235 kann ausgegraben werden.

Stellen Sie sicher, dass es ziemlich rein ist, und kaufen Sie es idealerweise in Stangen.

Stecken Sie diese Stäbe nun in einen Kessel, der an einer Dampfmaschine befestigt ist.

Verwenden Sie den Motor, um Ihren Stromgenerator anzutreiben.

Extrapunkte für die Wiederverwendung des Wassers durch Kondensieren aus dem Dampfauslass. Je nach Wunsch können Sie die Abwärme zum Heizen des Hauses oder zum Heizen des Swimmingpools nutzen.

Am einfachsten wäre es, einen Energiekonzern aufzukaufen, der bereits den Bau eines Atomkraftwerks plant. Wenn der Sicherheitszaun hochgeht, bauen Sie sich am Eingang ein richtiges Wohnhaus anstelle der üblichen vorgefertigten Sicherheitshütte. Lassen Sie die Hintertür innerhalb des Zauns öffnen.

Jetzt können Sie den Kernreaktor in Ihrem Garten bauen.

Es ist einfach, einen Kernreaktor zu bauen und zu betreiben. Ich habe keine Antwort darauf, wie man es baut, weil es klassifiziert ist. Das Problem tritt auf, nachdem Sie es eine Weile ausgeführt haben. Neutronen breiten sich aus und alles beginnt radioaktiv zu werden. Das Wasser, mit dem Sie es kühlen, wird radioaktiv. Die Abschirmung zum Stoppen der Strahlung wird radioaktiv. Die Strahlung verschlechtert die Elektronik, ähnlich wie menschliche Zellen an der Strahlenbelastung sterben. Siehe Probleme bei der Reinigung von Tschernobyl