Tutto è fatto di piccole cose chiamate atomi. Tutti gli atomi hanno una minuscola parte centrale chiamata nucleo. Alcuni atomi hanno un tipo insolito di nucleo che, di tanto in tanto, esplode casualmente, inviando minuscoli pezzi in tutte le direzioni. Normalmente quei piccoli pezzi rimbalzano finché non si uniscono a un altro atomo. Tuttavia, se hai insieme un gruppo del giusto tipo di nuclei che esplodono, i pezzi che esplodono di un nucleo possono colpire altri nuclei che esplodono e farli esplodere immediatamente, quindi quei pezzi colpiscono ancora più nuclei che esplodono e ottieni una reazione a catena, una specie di domino.

Per costruire un reattore nucleare, scavi un mucchio di rocce con il giusto tipo di atomi che esplodono e rimuovi con cura molti degli altri atomi in modo che gli atomi che esplodano siano abbastanza vicini tra loro per fare una reazione a catena, poi le metti in acqua *. Tutti i nuclei che esplodono producono molto calore, che fa bollire l'acqua. Il vapore fa girare un ventilatore, che fa girare un magnete e crea elettricità. Devi stare molto attento a non mettere insieme troppi pezzi con atomi che esplodono, altrimenti gli atomi esploderanno troppo velocemente e il reattore diventerà troppo caldo.

* Se vuoi ottenere più in dettaglio, potresti spiegare che i bit che esplodono stanno andando così velocemente, che di solito passano proprio attraverso gli altri atomi, in stile cartone animato, a meno che tu non abbia altri atomi, come quelli nell'acqua (un moderatore), per rimbalzare di e rallenta. Si potrebbe anche spiegare che i reattori utilizzano "barre di controllo", che sono costituite da atomi che assorbono facilmente i bit che esplodono e quindi rallentano la reazione a catena. Quindi, se spingono ulteriormente le barre di controllo nel reattore, la reazione a catena rallenta di più.

Se vuoi includere più terminologia:

Rocce = minerale di uranio

Rimozione di tutti gli altri atomi = arricchimento

Nucleo che esplode = fissione nucleare

Atomi che esplodono = atomi radioattivi (spesso uranio)

Pezzi che esplodono = neutroni ( e alcune altre particelle)

Ventilatore = turbina

Sembra sbagliato, altrimenti la miniera di uranio sarebbe esplosa ogni volta che pioveva.

Probabilmente esisteva un "reattore" nucleare naturale a Oklo, Gabon

Il reattore nucleare naturale si è formato quando un deposito di minerali ricchi di uranio è stato inondato da acque sotterranee che fungevano da moderatore di neutroni e ha avuto luogo una reazione nucleare a catena. Il calore generato dalla fissione nucleare ha causato l'ebollizione delle acque sotterranee, che ha rallentato o fermato la reazione.

È necessario prima modificare la roccia?

No, hai solo bisogno di una quantità sufficiente del giusto tipo di roccia abbastanza vicina.

Al giorno d'oggi, sul nostro pianeta, la maggior parte del tipo giusto di roccia (contenente un sacco di U235) si è trasformato nel tipo sbagliato di roccia (principalmente U238 e U234) dal processo naturale di decadimento nucleare.

Quindi devi separarti il giusto tipo di materiale (combustibile nucleare) dalla tua roccia. Questo viene fatto da un processo complicato (centrifuga a gas).

Ho bisogno di una fonte di neutroni diversa dalla roccia stessa per avviare la reazione?

La roccia produce neutroni. Di solito hai bisogno di un moderatore per rallentare i neutroni, l'acqua lo farà.

RTG

L'approccio descritto rispecchia i dispositivi https://en.wikipedia.org/wiki/Radioisotope_thermoelectric_generator utilizzati per generare energia, ad esempio, nelle sonde spaziali:materiale radioattivo ed estrae energia dal suo decadimento, senza bisogno di controllare una reazione a catena o qualcosa del genere.

Beh, se hai un bambino davvero avventuroso puoi seguire la ricetta del Boy Scout radioattivo

... e sei rimasto affascinato dall'idea di creare un reattore autofertilizzante a casa sua. Hahn ha diligentemente accumulato questo materiale radioattivo raccogliendo piccole quantità dai prodotti domestici, come americio dai rilevatori di fumo, torio dai mantelli delle lanterne da campeggio, radio dagli orologi e trizio (un moderatore di neutroni) dai mirini. Il suo "reattore" era un blocco di piombo annoiato e usava il litio da $ 1.000 di batterie acquistate per purificare la cenere di torio usando un becco Bunsen. [2] [3]

Hahn si atteggiava a scienziato adulto o insegnante di liceo per guadagnarsi la fiducia di molti professionisti in lettere, nonostante la presenza di errori di ortografia ed errori evidenti nelle sue lettere a loro. Alla fine Hahn sperava di creare un reattore autofertilizzante, utilizzando isotopi di basso livello per trasformare campioni di torio e uranio in isotopi fissili. [4]

Sebbene il suo reattore fatto in casa non si avvicinasse mai al raggiungimento della massa critica, finì per essere emettendo livelli pericolosi di radiazioni, probabilmente ben oltre 1.000 volte la normale radiazione di fondo.

Tuttavia, quella parte sul trizio sembra sospetta e probabilmente è sbagliata

Potrebbe essere necessario spiegare il concetto di reazione a catena, almeno quanto basta per spiegare perché le rocce non esplodono.Ogni evento di fissione nell'uranio genera neutroni.Ciò si verifica naturalmente a un ritmo lento, o può anche essere attivato da un atomo di uranio che viene colpito da un neutrone.Più l'uranio è densamente imballato, più si verifica la fissione (questo è drasticamente semplificato, saltando i problemi delle velocità dei neutroni, ma abbastanza buono per espandersi in seguito).Le rocce con una densità di uranio inferiore riscaldano l'acqua, ma non all'estremo che fa l'uranio concentrato.Maggiore è il volume di uranio, più neutroni colpiscono altri atomi di uranio.Più uranio c'è per volume, più neutroni colpiscono altri atomi di uranio.Questo è il motivo per cui arricchiamo l'uranio per l'uso nei reattori.

Quindi puoi mostrare loro questo esempio di come sono le reazioni a catena.