对于家庭实验党来说，可裂变核素无法购买，且分离同位素几乎不可能。但是核反应堆是最好的中子源，中子通量很大，也可以调节。所以可以尝试用易得的钍232吸收中子后衰变成易裂变核铀233，作为核燃料。

1. 前车之鉴

   上世纪90年代的David Hahn尝试做过Th-U增殖堆，据说他的增殖堆最后产生了微量的U233和Pu239，但由于造成了环境污染，装置被带走埋起来了。

   他大概的思路是这样的：先做出中子源和Th燃料块，辐照一段时间后会生成一些U233，再尝试把很多块燃料块堆起来，让更多钍232吸收中子...

   1)中子源

   David Hahn先用烟雾报警器里面的Am241作为α源，把镅241小片用焊枪焊在一起，再用铝箔包起来，用（α，n)和（γ，n)反应产生中子。后来又用了从老式闹钟表针中扣下的硫酸镭和铍粉做成Ra-Be源，用石蜡检验产生了中子。

   2)燃料

   对于Th232，他大概是用了钍金属粉。听说他用汽灯纱罩燃烧得到的灰（主要是ThO2和Th(NO3)4)和锂放在一起，热置换得到了钍金属粉。钍金属粉再和碳粉混合，做成燃料块。燃料块用中子源辐照几周后，再装成“堆”...

2. 或许可行的方法

   1)关于中子源

   主要的是镅铍源和镭铍源，考虑到离子烟感中镅含量极少，且难以聚集起来，个人认为镭铍源更符合实际。如果辐照Th232让其中含有部分U233，其实Fusor也可以。

       1.镅铍源

        市面常见的民用离子烟感是nis07，里面产生α粒子的是二氧化镅，外面镀了很薄的一层金铂合金，活度29.6kbp（约0.8μCi），聚集多个之后扣下来小片，和铍粉包在一起，或者用铍箔包好，有概率发生（α，n）反应

                                                                    

    这是镅铍中子源的中子能谱和γ能谱

                                          

    几个数据


                                             

    表格中显示，镅铍源的理论中子产额是2.2~2.7中子/s*Ci，nis07所含镅的活度不足0.8μCi，因此自制镅铍源中子产额很小，几乎不可行。


    2.镭铍源

    镭可以从铀矿中用加入钡盐沉淀的方法富集，产物为硫酸镭，大部分是硫酸钡。（硫酸钡很难去除，去除后效果会更好）按镭：铍=1:5的比例把富集物和铍粉混合，可以做成中子源。有概率发生（α，n）反应和（γ，n）反应。


    镭铍源的几个数据

                                        

      计算可得镭铍源的中子产额较大，而且镭盐比镅收集更容易，所以可以选用镭铍源。


      3.Fusor

      Fusor有时中子产额高达10^5到10^8个每秒，但是这需要很低的气压，甚至要用离子枪。缺点是中子无法集中，而     且不能长时间运行

2）燃料的制作

     David Hahn将含钍灯罩的灰与锂金属混合，装在涂满植物油容器里（可能是提高温度），用喷枪提供热置换的温       度。  但是这个方法产量很低，操作很难，产物也不纯，我们可以直接使用二氧化钍粉末，或用锂置换四氟化钍得到钍金属。


    1.二氧化钍的制备

    鉴于二氧化钍并不管制，可以购买，所以尽量选择购买的。但是硝酸钍比二氧化钍更普遍，所以可以尝试用硝酸钍制备     二氧化钍。有三种方法可供选择：


       a.硝酸钍的分解

            Th(NO3)4=500°C=ThO2+4NO2+O2（我真的没找到资料，我猜的）


            优点：需要的温度较低，用喷枪就可以达到


            缺点：产生二氧化氮，产物不够纯


       b.草酸钍的分解

            先用硝酸钍和草酸反应得到草酸钍沉淀，将沉淀用蒸馏水洗涤，干燥后加热分解：


            Th(C2O4)2=780°C=ThO2+2CO2+2CO


            优点：很纯


            缺点：温度需要的很高，产生一氧化碳


       c.氢氧化钍的分解


            先用硝酸钍和氢氧化钠反应得到氢氧化钍沉淀，将沉淀用蒸馏水洗涤，干燥后加热分解：

            （或者用草酸钍和氢氧化钠溶液加热时反应，也可以得到）


            Th(OH)4=480°C=ThO2+2H2O


            优点：较纯，温度所需低


            缺点：氢氧化钍沉淀要洗涤很多遍


    2.钍金属的置换


        一般可以采用钙金属或者锂金属来置换钍，将二氧化钍或四氟化钍和金属一起放在锡纸里，用喷枪加热一会。


3）堆的搭建

     1.芯块

      David Hahn将钍金属粉末（或二氧化钍粉末）与碳粉混合，包在用铝箔做成的正方体里，做成燃料芯块。他的钍：        碳比例可能在1:5到1:10之间。我们可以按照这个方法做出燃料芯块。


     2.反应容器的选择


    由于中子源的产额不够，我们需要可以散射中子的材料，让没有和钍发生反应的中子更充分的利用。用便宜的石墨片和聚乙烯块可以选择，两者在一定程度上能散射、弹射中子，也能屏蔽中子和一点点伽马射线，用高纯石墨片构建反应容器内层，外层用聚乙烯加固加厚。或者用石墨坩埚效果也很好，但是里面的体积比较小

   3.射线的屏蔽


    反应产生的射线有中子，γ射线，以及衰变产物的α，β射线。所以我们可以在反应容器外面用硫酸钡粉，铅皮屏蔽γ射线。以及用硼砂吸收中子。最好用两层石墨坩埚，夹层间装上硼砂和硫酸钡。








附：楼主水平不佳，如果有错误，欢迎指出。