DIYの原子力発電所。 ハイペリオンポータブル原子力発電所が発売
1. フリーピストン スターリング エンジンは、「原子蒸気」による加熱によって動力を供給されます。 2. 誘導発電機は、白熱灯に電力を供給するために約 2 W の電力を供給します。 3. 特徴的な青い輝きは、原子からノックアウトされた電子のチェレンコフ放射です。ガンマ線。 素晴らしい常夜灯として使えます！
14 歳以上の子供たちを対象に、若い研究者が小さいながらも本物の原子炉を独立して組み立て、速中性子と遅発中性子とは何かを学び、核連鎖反応の加速と減速のダイナミクスを確認することができます。 ガンマ線分光計を使った簡単な実験をいくつか行うことで、さまざまな核分裂生成物の生成を理解し、今流行のトリウム（硫化トリウム 232 の一部が取り付けられている）からの燃料の再生実験を行うことができます。 付属の本「小さな子どものための核物理学の基礎」には、組み立てられた原子炉を使った 300 以上の実験の説明が含まれているため、創造性の余地が非常に大きくなります。
歴史的なプロトタイプ 原子力研究所セット (1951 年) は、学童に最先端の科学技術分野に参加する機会を与えました。 検電器、ウィルソンチャンバー、ガイガーミュラー計数管により、多くの興味深い実験を行うことが可能になりました。 しかし、もちろん、ロシアの「卓上原子力発電所」セットから動く原子炉を組み立てるほど面白くはありません。
1950 年代、原子炉の出現により、すべてのエネルギー問題を解決する輝かしい見通しが人類の前に迫っているように見えました。 エネルギー技術者は原子力発電所を設計し、造船所は原子力電気船を設計し、さらには自動車設計者もこの祝賀会に参加して「平和原子」を使用することを決めました。 社会では「原発ブーム」が起こり、産業界では資格のある専門家が不足し始めた。 新しい人材の流入が必要となり、大学生だけでなく学童の間でも本格的な教育キャンペーンが開始されました。 たとえば、A.C. ギルバート社は 1951 年に原子力研究所の子供用キットを発売しました。このキットには、いくつかの小さな放射線源、必要な器具、ウラン鉱石のサンプルが含まれています。 箱に記載されているように、この「最先端の科学キット」により、「若い研究者は 150 を超えるエキサイティングな科学実験を行うことができます」。
人事がすべてを決める
過去半世紀にわたって、科学者たちはいくつかの苦い教訓を学び、信頼性があり安全な原子炉を構築する方法を学びました。 最近の福島事故の影響で業界は現在低迷しているが、すぐに再び景気は回復し、原子力発電所は今後もクリーンで信頼性が高く安全なエネルギーを生産する非常に有望な手段とみなされ続けるだろう。 しかし現在、ロシアでは1950年代と同様に人材が不足している。 学童を引き付け、原子力エネルギーへの関心を高めるために、A. ギルバート・カンパニーは、14歳以上の子供向けの教育セットを発売した。 もちろん、科学はこの半世紀にわたって静止していないため、歴史的なプロトタイプとは異なり、現代のセットでは、はるかに興味深い結果、つまりテーブル上で実際の原子力発電所のモデルを組み立てることができます。 もちろんアクティブです。
ゆりかごからの読み書き能力
「当社はオブニンスク市の出身で、原子力エネルギーは幼稚園のころから人々に親しまれています」とエコアトム変換研究生産企業の科学ディレクター、アンドレイ・ヴィカダンコ氏は首相に説明する。 「そして誰もが、彼女を恐れる必要はまったくないことを理解しています。」 結局のところ、本当に怖いのは未知の危険だけです。 そのため、私たちはこのセットを学童向けに発売することに決めました。これにより、自分自身や他の人を深刻な危険にさらすことなく、原子炉の動作原理を実験および研究できるようになります。 ご存知のとおり、子供時代に得た知識は最も永続的なものであるため、このセットのリリースにより、チェルノブイリや事故が繰り返される可能性を大幅に減らすことができれば幸いです。
これからの福島。」
廃棄プルトニウム
多くの原子力発電所の長年の運転を通じて、いわゆる原子炉プルトニウムが大量に蓄積されてきました。 これは主に兵器グレードの Pu-239 で構成されており、他の同位体、主に Pu-240 が約 20% 混合されています。 このため、原子炉級プルトニウムは核爆弾の製造にはまったく適さないことになる。 239 番目と 240 番目の同位体の質量差はわずか 0.4% であるため、不純物の分離は非常に困難であることがわかります。 原子炉プルトニウムを加えた核燃料の製造は技術的に複雑で経済的に採算が合わないことが判明したため、この物質は使用されないままになった。 エコ原子変換研究生産企業が開発した「若手核科学者キット」に使われる「廃棄物」プルトニウムだ。
知られているように、核分裂連鎖反応が始まるには、核燃料が一定の臨界質量を持たなければなりません。 兵器級のウラン 235 で作られた球の場合は 50 kg ですが、プルトニウム 239 で作られた球の場合はわずか 10 kg です。ベリリウムなどの中性子反射体で作られた砲弾は臨界質量を数倍減らすことができます。 また、熱中性子炉の場合と同様に減速材を使用すると、臨界質量は 10 分の 1 以上減少し、高濃縮 U-235 が数キログラムになります。 Pu-239の臨界質量は数百グラムであり、まさにEcoatomconversionで開発されたテーブルに収まるこの超小型原子炉である。
胸の中に何が入っているのか
セットのパッケージは白と黒で控えめにデザインされており、薄暗い 3 セグメントの放射能アイコンだけが全体の背景からいくらか目立ちます。 「本当に危険はありません」とアンドレイさんは箱に書かれた「完全に安全です！」という文字を指差しながら言います。 「しかし、これらは当局の要求です。」 箱は重いですが、これは驚くべきことではありません。箱には、ジルコニウムの殻を持つ 6 本のプルトニウム棒からなる燃料集合体 (FA) が入った密閉鉛輸送コンテナが入っています。 さらに、このセットには、化学硬化処理を施した耐熱ガラス製の外側反応容器、ガラス窓と密閉リード付きのハウジングカバー、ステンレス鋼のコアハウジング、反応器用スタンド、および制御吸収ロッドが含まれています。炭化ホウ素。 反応器の電気部分は、接続ポリマーチューブ、小型白熱灯、ワイヤーを備えたフリーピストンスターリングエンジンによって表されます。 このキットには、ホウ酸粉末が入った 1 キログラムの袋、呼吸用保護具付きの防護服、ヘリウム中性子検出器を内蔵したガンマ線分光計も含まれています。
原子力発電所の建設
付属の写真付きマニュアルに従って原子力発電所の動作モデルを組み立てるのは非常に簡単で、所要時間は 30 分もかかりません。 スタイリッシュな保護服を着て（組み立て時にのみ必要です）、燃料集合体が入った密封されたパッケージを開けます。 次に、このアセンブリを原子炉容器内に挿入し、炉心本体で覆います。 最後に、封止されたリード線を上にして蓋を閉めます。 アブソーバーロッドを中央のロッドに奥まで挿入し、他の 2 本のいずれかを通って、アクティブゾーンを本体の線まで蒸留水で満たす必要があります。 充填後、スターリング エンジンの熱交換器を通過する蒸気と凝縮水のチューブが圧力入口に接続されます。 原子力発電所自体はすでに完成し、打ち上げの準備ができています。あとは、中性子を完全に吸収し、若い研究者を中性子線から守るホウ酸溶液で満たされた水槽内の特別なスタンドに原子力発電所を置くだけです。
スリー、ツー、ワン - スタート！
中性子センサーを備えたガンマ線分光計を水槽の壁に近づけますが、健康に脅威を与えない中性子のごく一部は依然として出てきます。 中性子束が急速に増加し始め、自立核反応の開始が示されるまで、制御棒をゆっくりと上昇させます。 あとは必要なパワーに達するまで待ち、反応速度が安定するようにマークに沿ってロッドを1cm押し戻すだけです。 沸騰が始まるとすぐに、炉心本体の上部に蒸気の層が現れます（本体の穴により、この層がプルトニウム棒の露出を防ぎ、過熱につながる可能性があります）。 蒸気は管を通ってスターリングエンジンに達し、そこで凝縮して出口管を通って反応器に流れ込みます。 エンジンの両端 (一方は蒸気によって加熱され、他方は室内空気によって冷却される) の温度差がピストン磁石の振動に変換され、その結果、エンジンの周囲の巻線に交流が誘導され、点火します。原子の光は若い研究者、そしてそれが望まれる開発者の手の中にあり、原子への関心がその中心にあります。
編集者注：この記事は雑誌4月号に掲載されたもので、エイプリルフールのジョークです。
原子力エネルギーは自分で作ることが可能です。 スウェーデン警察は、原子炉を独自に組み立てた容疑でエンゲルホルム市在住の31歳を拘束した。 この男は、スウェーデン国民がアパートのキッチンで原子炉を建設することが法律で禁じられているかどうかを地元当局に確認した後、拘束された。 被拘禁者が説明したように、核物理学への関心は十代の頃に目覚めた。
スウェーデンの居住者は、半年前に自宅で自分の手で原子炉を作る実験を始めた。 男性は海外から放射性物質を受け取った。 彼は分解した火災感知器から他の必要な材料を抽出しました。
この男性は自宅に原子炉を建設する意図を隠しておらず、原子炉をどのように作成したかについてブログまで書いた。
実験は完全に公開されていたにもかかわらず、当局はスウェーデン人の活動を知ったのはわずか数週間後、彼がスウェーデン国家原子力安全局に連絡したときだった。 同署では、男性は自宅で原子炉を建設することが合法かどうかを調べたいと考えていた。
これに対し男性は、放射線量を測定するために専門家が自宅に来ると言われたという。 しかし、警察も同行してきました。
「彼らが到着したとき、警察も彼らと一緒にいました。 私はガイガーカウンターを持っていましたが、放射線による問題には気づきませんでした」と被拘禁者は地元紙ヘルシングボリグス・ダーグブラッドに語った。
警察は男性を取り調べのために拘留したが、その後男性は警察に自分の計画について話して釈放された。
男性は新聞に対し、自宅で機能する原子炉を自分の手で組み立てることに成功したと語った。
「発電を開始するにはタービンと発電機が必要だが、それを自分で組み立てるのは非常に難しい」と拘束者は地元紙のインタビューで語った。
男性は自身のプロジェクトに約6000クローナ、つまり約950ドルを費やしたと伝えられている。
警察との事件後、彼は核物理学の「理論的」側面に焦点を当てると約束した。
資料元：「Gazeta.Ru」
原子炉が自分の手で国内に建設されるのはこれが初めてではない。
デトロイトから40マイル離れたミシガン州の商業地域であるゴルフマナーは、原則として異常なことは起こり得ない場所の1つである。 日中の唯一のアトラクションは、角を曲がってやってくるアイスクリームトラックです。 しかし、1995 年 6 月 26 日は誰もが長く記憶するでしょう。
ドッティ・ピーズに聞いてください。 ピントドライブを歩いていたピーズさんは、6人ほどの人々が近所の芝生の周りを走り回っているのを目にした。 そのうちの3人は人工呼吸器と「ムーンスーツ」を着用し、近所の小屋を電動ノコギリで解体し、その破片を放射性物質の危険標識が書かれた大きな鋼製コンテナに入れていた。
他の近所の人たちのグループに加わると、ピーズさんは不安に圧倒されるようになった。「とても不安でした」と彼女は後に回想した。 その日、環境保護庁（EPA）の当局者らは、何も心配する必要はないと公に述べた。 しかし真実はもっと深刻だった。納屋からは危険な量の放射線が放出されており、EPAによれば、町の住民約4万人が危険にさらされているという。
粛清はデビッド・カーンという名の近所の少年によって扇動された。 かつて彼はボーイスカウトのプロジェクトに参加し、その後母親の納屋に原子炉を建設しようとした。
大きな野心
幼少期、デビッド・カーンはごく普通の子供でした。 金髪で不器用な少年は野球をしたりサッカーボールを蹴ったりし、ある時点でボーイスカウトに入団した。 両親のケンとパティは離婚し、少年はクリントンで父親と継母（名前はキャシー）と一緒に暮らしていた。 彼は通常、母親とその友人、マイケル・ポラセクと週末をゴルフマナーで過ごしました。
彼が10歳になったとき、劇的な変化が起こりました。 それからカティアの父親はデイビッドに「化学実験の黄金の本」という本を与えました。 彼はそれを熱心に読みました。 彼は 12 歳の時にはすでに父親の研究所の化学の教科書から抜粋したものを作成しており、14 歳の時にはニトログリセリンを作りました。
ある夜、クリントン夫妻の自宅の地下室で大規模な爆発が起きた。 ケンとキャシーは少年が意識を失い床に横たわっているのを発見した。 彼がドライバーで何か物質を粉砕していたところ、発火したことが判明した。 彼は病院に運ばれ、そこで目が洗い流されました。
ケイティは彼が自宅で実験することを禁じたので、彼は研究の場をゴルフマナーにある母親の納屋に移した。 パティもマイケルも、この内気なティーンエイジャーが納屋で何をしているのか全く知りませんでしたが、彼が納屋の中で頻繁に防護マスクを着用し、遅くまで働いていて時々服を脱ぐのは午前2時頃であることは奇妙でした。 彼らはそれをすべて自分たちの教育の限界のせいだと主張した。
しかしマイケルは、デヴがかつて「石油はいつか枯渇するだろう」と言ったことを思い出した。
父親のケンは、息子には規律が必要であると確信しており、問題の解決策は、自分が達成できない目標であるスカウト・イーグルにあると信じていました。スカウト・イーグルを獲得するには、21個のスカウト・バッジが必要でした。 デビッドは、15 歳の誕生日から 5 か月後の 1991 年 5 月に原子力証明書を取得しました。 しかし今、彼はより強い野心を抱いていました。
発明された個性
彼は、できることはすべて X 線検査を行うと決心し、そのためには中性子「銃」を作る必要がありました。 自宅で原子炉を建設し、運転するために必要な放射性物質を入手するために、この若い核科学者は、さまざまな注目を集めた雑誌記事の技術を利用することにしました。 彼は架空のアイデンティティを発明しました。
彼は原子力規制委員会（NRC）に手紙を書き、チペワバレー高校の高校の物理教師であると主張した。 同庁の同位体生産・分配部長ドナルド・アーブ氏は、放射性元素の分離と生産について詳細に説明し、またそれらのいくつかの特徴、特に中性子を照射したときにどの放射性元素が核爆発をサポートする可能性があるかについても説明した。連鎖反応。
サモデルキン氏がそのような作業の危険性について尋ねると、エルブ氏は「脅威となる可能性のある量および形態で放射性物質を所持するには原子力規制委員会または同等の機関からの許可を取得する必要があるため、危険性は無視できる」と保証した。組織。"
機知に富んだ発明者は、煙感知器の中に微量の放射性同位体アメリシウム 241 が検出される可能性があることを読みました。 彼は探知機会社に連絡し、学校のプロジェクトを完了するにはこれらの装置が大量に必要であると伝えました。 そのうちの 1 社は、欠陥のある検出器約 100 個を 1 個 1 ドルで彼に販売しました。
彼は検出器内のどこにアメリシウムがあるのか正確にわからなかったので、イリノイ州の電子機器会社に手紙を書きました。 同社の顧客サービス担当者は、喜んでお手伝いすると彼に言いました。 彼女の助けのおかげで、デビッドは物質を抽出することができました。 彼は、片側に非常に小さな穴を開けた中空の鉛片の中にアメリシウムを入れ、そこからアルファ線が出てくることを期待しました。 彼は穴の前にアルミニウムのシートを置き、その原子がアルファ粒子を吸収して中性子を放出できるようにしました。 原子炉の材料を加工するための中性子銃が完成した。
ガスランタンのグローグリッドは、炎が通過する小さな仕切りです。 トリウム232を含む組成物でコーティングされていました。 中性子が照射されると、核分裂性同位体ウラン233が生成されるはずだった。若い物理学者は余剰倉庫を販売するさまざまな店から数千個の白熱グリッドを購入し、トーチで燃やして灰の山にした。
トリウムを灰から分離するために、彼は1,000ドル相当のリチウム電池を購入し、それらをすべてブリキのはさみで細かく切りました。 彼はリチウムの破片とトリウムの灰をアルミホイルの球で包み、ブンゼンバーナーの炎で加熱した。 彼は、天然に存在する量の 9,000 倍、NRC ライセンスで要求されるレベルの 170 倍の量の純粋なトリウムを単離しました。 しかし、アメリシウムベースの中性子銃は、トリウムをウランに変えるほど強力ではありませんでした。
NRC からのさらなる支援
デイヴィッドは放課後、さまざまな食堂、食料品店、家具倉庫で熱心に働きましたが、これらの仕事は単なる実験のための資金源でした。 彼は学校では熱心に勉強しなかったし、決して目立つこともなかったし、GCSE の数学と読解テストの成績も悪かった (しかし科学では優秀だった)。
彼は新しい大砲用のラジウムを見つけたいと考えていました。 デヴは、文字盤の夜光塗料にラジウムを使用した時計を探して、地元の埋立地や骨董品店を探し始めた。 もしそのような時計を見つけたら、彼はその塗料を削り落として瓶に詰めるでしょう。
ある日、彼はクリントンの町の通りをゆっくり歩いていて、骨董品店のウィンドウの一つにある古い置時計に目を留めました。 時計を注意深くハッキングしていると、ラジウム塗料のボトル全体をこすり合わせることが可能であることを発見しました。 彼は10ドルで時計を買いました。
それから彼はラジウムを取り込み、それを塩の形に変換しました。 本人が気づいていたかどうかにかかわらず、その瞬間、彼は自分自身を危険にさらしていました。
NRC のアーブ氏は、「アルファ粒子が中性子を生成できる最良の材料はベリリウムである」と彼に語った。 デビッドは友人に化学実験室からベリリウムを盗んできてもらい、それをラジウムが入った鉛の箱の前に置きました。 彼の面白いアメリシウム大砲は、より強力なラジウム大砲に置き換えられました。
自宅で原子炉を建設するために、発明者は、少量のウランを含む鉱石であるピッチ（ウラン）閃鉱をなんとか見つけ出し、それを大ハンマーで砕いて粉々にした。 彼は、少なくともある程度の量の核分裂性同位体を入手できることを期待して、大砲からのビームを火薬に向けた。 彼は成功しませんでした。 彼の銃の発射体を表す中性子の移動速度が速すぎました。
「差し迫った危険」
17 歳になった後、デイビッドは増殖原子炉、つまり電気を生成するだけでなく新しい燃料も生成する原子炉のモデルを構築するというアイデアに夢中になりました。 彼のモデルは実際の放射性元素を使用し、実際の核反応を伴うことになります。 実用的な図面として、彼は父親の教科書の 1 つで見つけた図を使用するつもりでした。
安全上の注意をあらゆる面で無視し、ラジウムとアメリシウムが混合され、ベリリウムやアルミニウムとともに彼の手に渡った。 混合物をアルミホイルで包み、そこから原子炉の作業エリアのようなものを作りました。 放射性ボールは、ホイルで包まれたトリウム灰とウラン粉末の小さな立方体で囲まれ、配管工の包帯で結ばれていた。
「解体したときよりもはるかに放射能が高かった」とデービッド氏は語った。 それから彼は、自分自身と周囲の人たちを深刻な危険にさらしていることに気づき始めました。
デビッドさんのガイガーカウンターが母親の家から5軒離れた場所で放射線を記録し始めたとき、デビッドさんは「一か所に放射性物質が多すぎる」と判断し、原子炉を解体することを決意した。 彼は材料の一部を母親の家に隠し、一部を納屋に残し、残りをポンティアックのトランクに置きました。
1994 年 8 月 31 日の午前 2 時 40 分、クリントン警察は見知らぬ人物から、若い男が車のタイヤを盗もうとしているようだと通報を受けました。 警察が到着すると、デビッドさんは友人に会うつもりだと警察に告げた。 警察はこれには納得がいかないと判断し、車の検査を行うことにした。
トランクを開けると、中には工具箱が入っており、鍵がかけられ、配管工用の包帯が巻かれていた。 謎の灰色の粉末をホイルで包んだ立方体、小さな円盤、円筒形の金属物体、水銀リレーもありました。 警察は道具箱に放射性物質が含まれているとデヴィッドが告げたことに非常に警戒し、原子爆弾のように怖がっていた。
放射性物質の脅威に対抗するための連邦計画が施行され、州当局はEPAおよびNRCと協議を開始した。
放射線専門家らは納屋で、アルミニウムのパイパン、パイレックスの耐火ガラスカップ、牛乳瓶の箱、その他自然レベルの千倍も高い放射線レベルで汚染された多数の物品を発見した。 EPAのメモによれば、納屋自体の安全性の欠如に加え、風や雨によって飛散した可能性があり、「公衆衛生に差し迫った脅威をもたらした」という。
防護服を着た作業員らが納屋を解体した後、残ったものをすべて39個の樽に詰め、トラックに積み込まれて大塩砂漠にある埋葬地に運ばれた。 そこには、自宅に原子炉を建設するための実験の残骸が他の放射性の瓦礫とともに埋められていた。
ミシガン州環境品質局の放射線専門家デイブ・ミナール氏は、「これは規制が予見できなかった状況だった。一般の人は、放射線治療に必要な技術や材料を手に入れることができないと考えられていた」と述べた。この分野で実験をしてください。」
デビッド・ハーンは現在海軍に所属しており、ステロイド、メラニン、遺伝暗号、原型原子炉、アミノ酸、刑法などについて読んでいます。 「人生で何か目立つことをしたかったのです」と彼は今説明する。 「まだ時間はあるよ」。 放射線被曝については、「5年以上人生を休んだとは思えない」と語った。
チェルノブイリ原子力発電所と福島原子力発電所での悲劇は、原子力エネルギーが未来であるという人類の信頼を揺るがしました。 ドイツなど一部の国は、原子力発電所を完全に放棄すべきであるという一般的な結論に達している。 しかし、原子力利用の問題は非常に深刻であり、極端な結論は容認されません。 ここでは、すべての長所と短所を明確に評価し、むしろアトムを使用するための中間点と代替ソリューションを探す必要があります。
今日、地球上では有機化石、石油、ガスがエネルギー源として使用されています。 再生可能エネルギー源 - 太陽、風力、木材燃料。 水力発電 - これらの目的に適した河川およびあらゆる種類の貯水池。 しかし、石油とガスの埋蔵量は枯渇しつつあり、それに応じて、それらの助けを借りて得られるエネルギーも高価になってきています。 太陽光発電所や風力発電所のコストが高いため、風力や太陽から得られるエネルギーは非常に高価な楽しみです。 貯水池のエネルギー能力も非常に限られています。 したがって、多くの科学者は依然として、ロシアの石油とガスの埋蔵量が枯渇した場合、エネルギー源としての原子力を放棄する選択肢は非常に少ないという結論に達している。ウランは、有機燃料のエネルギー資源の天然埋蔵量よりも何倍も大きい。 原子力発電所の運転そのものには、他の発電所に比べて多くの利点があります。 地域のエネルギー資源に関係なく、どこにでも建設できます。原子力発電所の燃料はエネルギー含有量が非常に高く、これらの発電所は有毒物質や温室効果ガスなどの有害な排出物を大気中に排出せず、一貫して最も安価な燃料を供給します。火力発電所のレベルによる世界ランキングでは、ロシアは非常に遅れをとっており、原子力発電所の指標に関しては、我が国は最初の国の1つであるため、我が国にとって原子力エネルギーを放棄することは、大きな経済的災害の脅威となる可能性があります。 。 さらに、小型原子力発電所の建設など、原子力開発における特定の問題が特に関連しているのはロシアである。 なぜ？ ここにあるものはすべて明白かつ単純です。
ASMM の 1 つである「Uniterm」プロジェクト
低出力原子炉 (100 ～ 180 MW) は、我が国の海運業界で数十年間にわたって使用され、成功を収めてきました。 最近、ロシアの遠隔地にエネルギーを供給するためにそれらを使用する必要性についての議論がますます高まっています。 ここでは小型原子力発電所が、多くのアクセス困難な地域で常に深刻な問題となっているエネルギー供給の問題を解決できるだろう。 ロシアの国土の3分の2は分散型エネルギー供給地帯である。 まず第一に、これらは極北と極東です。 ここでの生活水準はエネルギー供給に大きく依存します。 さらに、これらの地域には鉱物資源が集中しているため、非常に価値があります。 エネルギーおよび輸送部門のコストが高いため、その生産は発展しないか、しばしば停止します。 ここでのエネルギーは、化石燃料を使用した自律的な供給源から得られます。 そして、そのような燃料を到達困難な地域に配送するには、大量の燃料と長距離が必要となるため、非常に高価になります。 たとえば、ヤクートのサハ共和国では、エネルギーシステムが低電力の孤立した地域に細分化されているため、電気代は「本土」の10倍になっています。 人口密度が低く広大な領土では、エネルギー開発の問題は大規模なネットワークの構築によって解決できないことは明らかです。 低出力原子力発電所（LPNP）は、この問題の状況を打開する最も現実的な方法の 1 つです。 科学者らは、そのような観測所が必要なロシア国内の地域をすでに50か所数えている。 もちろん、電力コストの点では大規模な発電装置に負けますが（ここで発電装置を建設するのは単純に採算が取れません）、化石燃料源の恩恵を受けることになります。 専門家によると、ASMM により、アクセスが困難な地域の電気料金を最大 30% 節約できるとのことです。 燃料消費量が少なく、移動が容易で、試運転にかかる人件費が低く、保守要員が最小限であるため、これらの特性により、SNPP は遠隔地における不可欠なエネルギー源となっています。
ASMM の不可欠性は、世界の他の多くの国で長い間認識されてきました。 日本人は、このようなステーションが大都市では非常に効果的であることを証明しました。 このような個別の装置を 1 台動作させるだけで、一定数の住宅用の建物や超高層ビルにエネルギーを供給するのに十分です。 小型原子炉は、大都市圏に設置するために高価で、場合によっては利用できないスペースを必要としません。 また、日本の開発者らは、これらの原子炉が大都市部のピーク負荷を補償できると主張している。 日本の企業である東芝は、ASMM プロジェクトである東芝 4S を長期間開発してきました。 開発者の予測によると、耐用年数は燃料再装填なしで30年、出力は10MW、寸法は22×16×11メートルで、このような小型原子力発電所の燃料はプルトニウム、ウラン、ウランの金属合金である。ジルコニウム。 このステーションは定期的なメンテナンスを必要としませんが、時折監視するだけで十分です。 日本側はこのような原子炉を石油生産に使用することを提案しており、2020年までに連続生産を開始したいと考えている。
アメリカの科学者も日本に遅れを取っているわけではありません。 彼らは数年以内に、小さな村にエネルギーを供給する小型原子炉を商業化すると約束している。 このようなステーションの出力は 25 MW で、大きさは犬小屋よりわずかに大きいです。 このミニ原子力発電所は 24 時間発電し、1 キロワット時あたりのコストはわずか 10 セントです。鋼鉄の本体に加えて、ハイペリオンはコンクリートに転がされているため、信頼性も最高レベルです。専門家だけが発電できます。ここで核燃料を交換できるようになり、これは5～7年ごとに行われる必要がある。 製造会社ハイペリオンはすでにそのような原子炉を製造するライセンスを取得している。 駅の概算費用は 2,500 万ドルです。 少なくとも 1 万戸の家がある町としては、かなり安いです。
ロシアに関しては、かなり長い間小型原子力発電所の建設に取り組んできました。 クルチャトフ研究所の科学者たちは30年前、保守要員をまったく必要としないエレナ小型原子力発電所を開発した。 そのプロトタイプは今でも研究所の領域で稼働しています。 発電所の電力は 100 kW、直径 4.5、高さ 15 メートル、重さ 168 トンの円柱です。 「エレナ」は深さ15〜25メートルの鉱山に設置され、コンクリートの天井で覆われています。 その電力は小さな村に熱と光を供給するのに十分です。 ロシアでは、エレナと同様のプロジェクトが他にもいくつか開発されています。 いずれも信頼性、安全性、部外者の立ち入り禁止、核物質の不拡散などの必要要件を満たしているが、設置時に多大な工事が必要であり、機動性の基準を満たしていない。
60年代には小型移動局「TES-3」の試験が行われた。 これは、T-10 戦車の強化された基部に取り付けられた 4 台の装軌式自走式輸送車で構成されていました。 蒸気発生器と水炉は 2 つのコンベヤーに配置され、電気部品を備えたタービン発電機とステーション制御システムは残りのコンベヤーに配置されました。 このような発電所の電力は-1.5MWでした。
80年代、ベラルーシで車輪付きの小型原子力発電所が開発された。 このステーションは「パミール」と名付けられ、MAZ-537「ハリケーン」シャーシに設置されました。 4台のバンで構成されており、それらは高圧ガスホースで接続されていた。 パミール高原の出力は0.6MWでした。 このステーションは主に広い温度範囲で動作することを目的としていたため、ガス冷却反応器が装備されていました。 しかし、ちょうどこの数年の間に起きたチェルノブイリ事故により、プロジェクトは「自動的に」破壊されてしまいました。
これらのステーションはすべて、実稼働環境への広範な導入を妨げる特定の問題を抱えていました。 第一に、原子炉の重量が大きく、輸送能力が限られているため、放射線から高品質の防護を提供することは不可能です。 第二に、これらの小型原子力発電所は「兵器」級の高濃縮核燃料で稼働しており、核兵器の拡散を禁止する国際規範に反していました。 第三に、自走式原子力発電所を交通事故やテロリストから守るのは困難でした。
原子力発電所に求められるあらゆる要件は、浮体式原子力発電所によって満たされました。 2009 年にサンクトペテルブルクで設立されました。 この小型原子力発電所は、平滑甲板の非自走船上の 2 つの原子炉ユニットで構成されています。 耐用年数は 36 年で、その間、原子炉は 12 年ごとに再起動する必要があります。 このステーションは、国内のアクセスが困難な地域にとって効果的な電力と熱の供給源となる可能性があります。 その機能のもう 1 つは海水の淡水化です。 1日あたり10万トンから40万トンを生産できます。 2011 年、このプロジェクトは州の環境評価から肯定的な結論を受けました。 遅くとも2016年までにチュクチに水上原子力発電所が建設される予定です。 ロスアトムはこのプロジェクトから海外からの大量の注文を期待している。
また最近、オレグ・デリパスカ氏が経営する企業の一つ、ユーロシベネルゴ社がロスアトム社と共同で、原子力発電所の建設と市場での販売促進に取り組むAKMEエンジニアリング企業の組織を発表したことも明らかになった。 これらのステーションの運用において、彼らはソ連時代に原子力潜水艦に装備されていた鉛ビスマス冷却材を備えた高速中性子炉を使用したいと考えている。 これらは、送電網に接続されていない遠隔地にエネルギーを供給するように設計されています。 この企業の主催者は、小型原子力発電所の世界市場の10～15％を獲得することを計画している。 このキャンペーンの成功により、アナリストらは発電所の公表コストに疑問を抱くようになったが、ユーロシベネルゴの予測によれば、このコストは同じ容量の火力発電所のコストに等しいという。
世界のエネルギー市場における小型原子力発電所の成功を予測するのは難しくありません。 そこに彼らの存在が必要であることは明らかです。 これらのエネルギー源を改善し、必要なパラメータに準拠させる際の問題も解決できます。 唯一の世界的な問題は依然としてコストであり、そのコストは現在、1000 MW の原子力発電所の 2 ～ 3 倍となっています。 しかし、この場合、そのような比較は適切でしょうか？ 結局のところ、ASMM にはまったく異なる用途があり、自律的なコンシューマーを提供する必要があります。 電池で動く時計とコンセントで動く電子レンジの消費キロワットのコストを比較しようと思う人はいないでしょう。
自分で電気を供給できるのに、なぜ水力発電所や火力発電所にそんなにお金を払うのでしょうか？ 私たちの国でウランが採掘されていることは誰にとっても秘密ではないと思います。 ウランは原子炉の燃料です。 一般に、もう少し粘り強ければ、それほど困難なくウランタブレットを購入できます。
必要なもの:
* ウラン同位体 235 および 233 のタブレット、厚さ 1 cm
* コンデンサ
* ジルコニウム
* タービン
* 発電機
* グラファイトロッド
※鍋 5～7リットル
* ガイガーカウンター
※軽防護服L-1と防護防毒マスクIP-4MK、カートリッジRP-7B付
※セルフレスキュラーUDS-15の同時購入をお勧めします。
1ステップ
大きなウラン
これから説明する回路はチェルノブイリ原子力発電所で使用されました。 現在、原子は灯台、潜水艦、宇宙ステーションで使用されています。 原子炉は大量の蒸気の放出によって作動します。 ウラン 235 の同位体は信じられないほどの熱を放出し、そのおかげで水から蒸気が得られます。 原子炉はまた、大量の放射線を放出します。 リアクターの組み立ては難しくなく、十代の若者でも組み立てることができます。 すぐに警告しますが、原子炉を自分で組み立てる場合、放射線障害や放射性火傷を負う可能性が非常に高くなります。 したがって、この手順は情報提供のみを目的としています。
ステップ2
まず、リアクターを組み立てる場所を見つける必要があります。 ダーチャが一番いいでしょう。 反応器は後で埋められるように地下で組み立てることをお勧めします。 まず、鉛とジルコニウムを溶かす炉を作る必要があります。
次に、鍋を用意し、その蓋に直径2×0.6センチメートルと1×5センチメートルの穴を3つ開け、鍋の底に5センチメートルの穴を1つ開けます。 次に、鍋上の鉛の層が少なくとも1 cmになるように、鍋の上に熱い鉛を注ぎます（まだ蓋には触れないでください）。
ステップ3
ジルコニウム
次にジルコニウムが必要です。 そこから直径2x0.55 cmと2x4.95 cm、高さ5〜10 cmの4つのチューブを溶かします。 鍋の蓋に3本のチューブを、底に1本の大きなチューブを挿入し、0.55 cmのチューブに鍋の底に届くのに十分な長さの黒鉛棒を挿入します。
ステップ4
では、ソースパン (リアクター) > タービン > 発電機 > DC アダプターを接続しましょう。
タービンには 2 つの出力があり、1 つは凝縮器 (原子炉に接続されています) に送られます。
今度は防護服を着ます。 ウランタブレットを鍋に投げ込み、蓋を閉め、亀裂が残らないように鍋の外側を鉛で満たします。
グラファイトロッドを最後まで下げ、反応器に水を注ぎます。
ステップ5
水が沸騰する前に、非常にゆっくりとロッドを引き出します。 水温は180度以下にしてください。 原子炉内ではウランの中性子が増加し、それが水が沸騰する理由です。 蒸気がタービンを回転させ、タービンが発電機を回転させます。
ステップ6
リアクターの本質は、乗算係数を変更できないようにすることです。 生成される自由中性子の数が核分裂を引き起こした中性子の数と等しい場合、K = 1 となり、単位時間ごとに同じ量のエネルギーが放出されます。<1 то выделение энергии будет уменьшатся, а если К>1 エネルギーが増加し、チェルノブイリ原子力発電所で起こったことが起こります。原子炉は単に圧力により爆発します。 このパラメータはグラファイトロッドを使用して調整でき、特別な機器を使用して監視できます。
「核廃棄物を自宅に保管すると、住宅ローンが割引になるんです」というのは、原子力にあまり興味のないある漫画家の冗談だった。 しかし、台所にはまだ原発はできていないけれども、すべてがその方向に向かっているように思えます。 集合住宅や民間企業向けに設計された小型原子力発電所はいかがですか? すでにメーカーから取り寄せ可能となっております。 わが国における法的承認については、この話の範囲外にしましょう。
米国連邦研究所技術移転コンソーシアム (FLC) は最近、サンタフェに拠点を置く Hyperion Power Generation に注目すべき技術開発賞を授与しました。 ほぼ自作の原子炉であるハイペリオン パワー モジュールは、優れた成果として認められています。
ハイペリオンは、低濃縮ウランを動力とする非常にコンパクトな施設です。 25～27メガワットの電力を生成することができ、これは2万の平均的な家庭やそれほど大規模ではない企業にとっては十分な量です。 この装置からの「原子力」電気の価格はキロワット時あたり10セントになると開発者らは約束している。
しかし、おそらくこれらの「未来の原子炉」自体は信じられないほど高価なのでしょうか？ いいえ。 ハイペリオン社の最高経営責任者であるジョン・ディール氏は次のように述べています。 10,000 世帯のコミュニティにとって、これは非常に手頃な価格の購入であり、1 世帯あたりわずか 2,500 ドルです。」
ハイペリオンは鋼鉄のボディに加えて、コンクリートの殻でも覆われています。 屋外に出ているパイプは数本だけです。 興味深いことに、核燃料を再装填するには、原子炉モジュール全体が解体されて製造工場に運ばれ、その後（新たな「装填」とともに）戻されることになっています。 幸いなことに、この原子炉はトラック、飛行機、船で簡単に輸送できます。 高い？ しかし、それは非常に安全です。 エンドユーザーにとって本機は「壊れない箱」（イラスト：ロスアラモス国立研究所）となる。
世界では確実に何かが変わりつつあります。 考えてみてください。私たちは小さいながらも実際に存在する原子力発電所について話しています。 近所の庭でそれを見る準備はできていますか？ ただし、インストール中以外は新製品を鑑賞することはできません。 結局のところ、Hyperion パワー モジュールは、もちろん安全性を高めるために地面に埋めなければなりません。
しかし、新製品の最初の購入者は、高級エリアにある別荘の風変わりな所有者ではなく（想像できますか、会話で「昨日、ポータブル原子力発電所を購入しました...」と言うのは怠惰です）、工業用の所有者です。企業。 ハイペリオンはすでに、主に石油会社やエネルギー会社から100台のユニットを受注している。
Hyperion モジュールの生産は 5 年以内に開始される予定です。 最初のコピーはルーマニアにあるチェコの企業TESの企業の1つに送られる予定で、同社はすでに6基の原子炉を購入しており、彼らが言うように「ゼロから」さらに12基を購入する予定である。ケイマン諸島、パナマ、バハマ…
しかし、これはほんの始まりにすぎません。 ハイペリオン・パワー・ジェネレーションは、世界各地に3つの工場を開設し、2013年から2023年までに同様のユニットを4,000台生産する予定である。
腕時計の中に原子炉？ 落ち着いてください – これは Tokyoflash の単なる「デザイナー」Radio Active ウォッチです。 現在は生産されていません。 炉心負荷と放射線レベルの表示は時間と分を反映します（写真はtokyoflash.comから）。
小さな原子力発電所がたくさんあることに何の意味があるのでしょうか？ 遠隔地、たとえ非常に小さな集落であっても、そのようなエネルギー源を高い建設ペースで導入することの正当性（従来の原子力発電所は建設に10年かかりますが、可搬式の原子力発電所は工場で組み立てられ、現場に設置されます） 「一度に」）、低価格、そしてシンプルさ。
従来の原子力発電所がギガワットのエネルギーを生成する場合、新世代の小型原子力発電所（ハイペリオン・パワー・ジェネレーションが属する）は、2桁から3桁小さい容量で稼働します。
このような小型原子炉自体は新しいものではありません。 戦略潜水艦、空母、原子力砕氷船をリコールするだけで十分だ。 しかし、巨大な国家機構の「おもちゃ」である艦隊を持つことと、裕福な町が共同購入できる独自の原子力発電所を持つことはまったく別のことである。
重要なことは、この町が進歩的で科学者や技術者を信頼しているということです。 後者は何を主張しているのでしょうか？
完全に自動調整される Hyperion システムには、本質的な安全性が備わっています。 この技術の著者らは、この原子炉は超臨界モードに決して達せず、過熱によって溶融することは決してなく、もし誰かが意図的にシェル（通常は地下に「埋められて」保護されているはずである）に損傷を与えた場合、微量の活性物質が漏洩することを保証している。すぐに冷めます。 （同時に、この装置で利用可能な核燃料からは「兵器級」ウランを得ることができない、と同社は強調している。）
メインモジュール内には可動部品がないため、システムの信頼性が向上します。 そしてこの原子力発電所は何か月も、あるいは何年もメンテナンスを必要としません。 ネットワーク上の現在の負荷に応じて、生成される電力を自動的に調整します。 そして、1つのガソリンスタンドの耐用年数は（さまざまな情報源によると）5年から10年です。 同時に、1サイクルの核廃棄物はサッカーボールの半分の大きさになることが判明した。
オーティス・ピーターソンは、数十年にわたるキャリアにわたって、原子力分野だけでなく、たとえばレーザー分野の開発でも多くの賞を受賞しています（写真はロスアラモス国立研究所）。
さて、超小型エネルギー炉の発明者について話しましょう。 こちらはロスアラモス国立研究所のオーティス・“ピート”・ピーターソン博士です。 現在ハイペリオンと呼ばれるこの施設の最初の作業が行われたのは、原子爆弾の発祥地でした。 さらに、この装置の設計は約 50 年前のプロジェクトに遡り、いわゆる訓練炉としての安全性と使いやすさがすでに証明されています。
冒頭で技術移転コンソーシアム賞について話したのを覚えていますか? この小型原子力発電所のすべての「秘密」は、ロスアラモス研究所によってハイペリオン社に転送され、ハイペリオン社は州からピーターソンの開発を複製し商業化するライセンスを取得した。
ちなみに、同じロスアラモスには、奇跡のシステムの開発者が働いているハイペリオン社の第二オフィスがあります。 同社の本社は州都にあります。
興味深いことに、ハイペリオン・パワー・ジェネレーションは、小型民間原子力発電所というニッチ分野の先駆者ではありません。 これは、勢いを増している業界の新たな方向性の顕著な一例に過ぎず、世界の辺境に点在する小型で高度に自動化された原子力発電所が、エネルギー供給に困難を抱えている個々の居住地と地球全体の両方を助けることを示唆している。温室効果ガスの削減による
これは本当に、（第一にチェルノブイリの悲劇によって引き起こされた）国民の不信のベールを通して覗く原子力エネルギーのルネサンスなのだろうか？ 私たちは確実に言うことを約束しません。 しかし、他の例を見てみましょう。
1960 年代、原子力の将来については驚くほど国民の楽観的な見方があった。 中には原子力自動車を夢見る人もいたし、親切な実業家たちは「原子力コンセプト」（1962年フォード・シアトル・アイトXXIなど）で大衆の関心を掻き立てた。 その歴史について学ぶことができます (写真は shorey.net より)。
もちろん、「浮体式原子力発電所」（FNPP）はまだ「家庭用原子炉」ではありませんが（結局のところ、この原子力発電所の容器の重量は 2 万トン以上になります）、70 メガワットの電力出力により、ロシアのプロジェクト（最初の開発年ではない）を上記のカテゴリーに記録してください。
海岸沖に「駐機」された水上原子力発電所の「はしけ」に搭載された 2 基の原子炉は、この都市またはあの都市に電力と熱の両方を供給するはずです。 構造的には、この設備は我が国で豊富な運用経験を持つ原子力砕氷船の発電所に似ています。 このような発電所は従来の原子力発電所よりもはるかに安価です。
水上原子力発電所のパイロットモデルはすでにセヴェロドビンスク（稼働予定地）で建設されている。 この計画にはペヴェク氏とヴィリュチンスク氏も含まれる。
そして、東芝 4S ミニ原子力発電所を覚えておく必要があります。これは、ネットワークに 10 メガワットを供給できる、非常に小さな原子炉 (地下、カプセル化された) です。
日本側は長い間、アラスカ州、住民が700人にも満たないガリーナの町にそのようなミニステーションを設置することを提案してきた。 しかし、ガリーナ原子力発電所プロジェクトは、ここ数年間、あらゆる種類の承認や許可を苦労して求めてきました。
FNPP と東芝 4S (図はロシア国立原子力公社/東芝セヴマシュ)。
実際、ガリーナの住民は賛成している。 市議会は繰り返し駅の設置に賛成の声を上げてきた。 これは理解できます。 日本の技術者は、4S (ちなみに、Super Safe、Small、Simple の略) の安全性は (まさにその設計上の特徴により) 前例のないほど高いと断言します。 したがって、悪名高い爆発に対する懸念は棚に上げて、この計画がもたらす利益に目を向けることができるだろう。
東芝が原子炉を無償提供！ 彼女がガレニア人から受け取るのは発電した電力の「家賃」のみで、1キロワット時あたりわずか5～13セントだ。 これを、遠くまで輸送されるディーゼル燃料の特定の決済にかかる現在のコストと比較すると、選択は明らかになります。
ステーション 4S は、燃料を補給することなく 30 年間も稼働するはずです (ウラン、プルトニウム、ジルコニウムの金属合金で、これまでに試験は行われてきましたが、商用核燃料としてリリースされたことはありません)。 ちなみに比較として、浮体式原子力発電所の原子炉は打ち上げ後12年で燃料補給が必要となる。
東芝は２００９年に米国原子力規制委員会に申請書を提出する予定で、反応が良ければ２０１２年か２０１３年にアラスカ工場が稼働する可能性がある。
日本人の慈善活動は簡単に説明できます。ガリーナのプロジェクトが成功すれば、東芝は 4S をアメリカ全土に販売しようとするでしょう。
そしてロシアの水上原子力発電所も輸出される可能性がある（カーボベルデ諸島はすでに関心を示している）。 ちなみに、ロシアの原子力科学者が次のように書いていることに注目すべきである：水上原子力発電所と淡水化プラントの組み合わせは特に有望である。 このような自治複合体は多くの国で需要があるだろう。
これは示唆的です。ハイペリオン パワー ジェネレーションの専門家は、ミニ リアクターについても同様の用途を予測しています。
淡水化システムを備えたハイペリオン原子力発電所（ハイペリオン・パワー・ジェネレーションのイラスト）。
この会社は通常、プラントや工場は小型原子力発電所の潜在的な買い手の一部としてのみ考慮しています。 住宅部門は推定後半の半分です。
輸入石油への依存を減らし、地球温暖化と闘い、すべては小型原子炉の時代が来たと米国に説得するために利用されている。
そしてこの衝動において、同じ東芝は海外の同じ志を持った人々の共感を呼んでいる。 ガーディアン紙の報道によると、同社は出力わずか200キロワットのさらに小型（2×6メートル）の原子力発電所のプロトタイプを試験しているという。 このような設備は、1 つの家庭に 40 年間電力を供給することができます。
使用済み核燃料の除去と処分のために民間所有者にいくら請求するのか気になります。 DEZ のファットにそのようなコラムがあることを想像できますか?