Wapens-grade plutoanium: it brûken, produksje, recycling

Minske is altyd op syk nei nije boarnen fan enerzjy, dat kin oplosse in soad problemen. Mar net altyd, se binne feilich. Sa, yn it bysûnder, wurdt in soad brûkt hjoed kearnreaktors hoewol't by steat te ûntwikkeljen krekt sa'n enoarme bedrach fan alle needsaaklike elektryske enerzjy binne noch yn stjerlike gefaar. Mar, neist it brûken fan nukleêre enerzjy foar freedsume doelen, guon lannen fan 'e wrâld learden te brûken is, en yn it leger, yn it bysûnder foar it skeppen fan nukleêre warheads. Dit artikel sil wurde besprutsen op basis fan sokke fordjerlike wapens, waans namme - wapens-graad plutoanium.

eftergrûn

Yn dizze kompakte foarm metaal deryn is op syn minst 93,5% 239Pu isotoop. Wapens-grade plutoanium waard neamd sa om te meitsje it mooglik om te ûnderskieden fan de "broer fan de reaktor." Yn prinsipe, it plutoanium wurdt altyd foarme yn hielendal gjin kearnreaktor, dy't, yn in bar, rint op lege-ferrike of natuerlike uranium, dêryn, foar it grutste part, de isotoop 238U.

Brûk yn de militêre sektor

Wapens-grade plutoanium 239Pu - basis fan nukleêre wapens. Yn dit gefal, it brûken fan isotopen mei massa nûmers 240 en 242 is relevant, sûnt se produsearje tige heech neutron eftergrûn, dy't úteinlik impedes it oprjochtsjen en foarmjouwing fan de hege-optreden nukleêre lading. Fierders plutoanium Isotopes 240Pu en 241Pu binne gâns lytsere heal-libben fergelike mei 239Pu, lykwols plutoanium sterk ferwaarme dielen. It is yn dizze ferbining yn nukleêre wapen engineers wurde twongen om te foegjen ekstra eleminten foar it weinimmen fan tefolle waarmte. By the way, 239Pu suver waarmer liif. Men kin net, mar rekken holden mei it feit dat de produkten fan it ferfal fan 'e swiere isotopen wurdt ûnderwurpen wurde oan skealik feroarings yn de Crystal lattice fan' e metaal, en it is hiel natuerlike reconfigures parten fan plutoanium, dy't yn 'e ein kin ta in totale mislearjen fan in nukleêre eksplosive apparaat.

Troch en grut, allegearre fan dy swierrichheden kinne oerwûn wurde. En, yn de praktyk, wy hawwe herhaaldelijk foarby de test fan eksplosive apparaten op basis dêrfan is de "reactor" plutoanium. Mar it moat wêze begrepen dat in nukleêre wapen is net it lêste posysje wurdt ynnommen troch harren compactness, lege curb gewicht, duorsumens en betrouberheid. Yn dit ferbân, se brûke allinnich wapens-graad plutoanium.

Design skaaimerken fan de produksje reaktoaren

Hast alle plutoanium yn Ruslân waard oanmakke yn de reaktor foarsjoen fan in grafyt moderator. Elk fan de reaktoaren is boud om in cylindrically gearstald blokken fan grafyt.

Gearstald tusken de grafyt blokken hawwe in spesjale slot foar it jaan fan trochgeande oplage fan coolant, dy't brûkt wurdt as stikstof. Yn de samle struktuer, en wurde fertikaal ynrjochte kanalen makke foar de trochgong fan kuolwetter op har en brânstof. Troch himsels, de gearkomste wurdt rigidly stipe oan de struktuer mei gatten foar kanalen brûkt foar shipment al irradiated brânstof. Dêrmei elts fan de kanalen yn tinne-ommuorre buis is getten út in lichtgewicht en ekstra sterk aluminium alloy. It grutste part fan de beskreaune kanalen hat 70 brânstof roeden. Cooling wetter streamt direkt om de brânstof staven, fuortsmiten tefolle waarmte fan harren.

Tanimmende macht produksje reaktoaren

Yn it earstoan, de earste reactor "Fjoertoer" wie funksjonearret mei in kapasiteit fan 100 MW termyske. Lykwols, de wichtichste lieder fan de Sovjet nukleêre wapens ûntwikkeling programma, Igor Kurchatov makke in foarstel, dat wie dat de reaktor is yn 'e winter hy wurke mei in kapasiteit fan 170-190 MW, en yn' e simmer tiid - 140-150 MW. Dizze oanpak ynskeakele de reaktor te produsearje sa'n 140 gram kostbere plutoanium per dei.

Yn 1952, it komplete wittenskiplik-ûndersyk wurken binne útfierd om te fergrutsjen de produksje kapasiteit fan it betsjinjen fan reaktoaren sokke metoaden:

• Troch tanimmende wetter flow brûkt foar koeling en streamt troch it aktive sône fan in nukleêre ynstallaasje.
• Troch it fergrutsjen fan it ferset nei corrosie ferskynsel foarkommende tichtby de ynfoegje kanalen.
• Ôfnimmende de snelheid fan oksidaasje fan grafyt.
• Temperatuer buildup binnen de brânstof sellen.

As gefolch, kapasiteit fan de circulating wetter is gâns tanommen nei't is ferhege en de kleau tusken de brânstof kanaal muorren. Corrosie ek slagge en reitsje. Foar dit doel, wy selektearre it meast geskikte aluminium alloys binne aktyf taheakjen sodium dichromate, dy't úteinlik fersterke it zachtheid fan it kuolwetter (pH wie gelyk oan likernôch 6.0-6.2). Oksidaasje fan graphite opgehouden te wêzen in wurklike probleem, neidat stiel jilde stikstof (earder brûkt allinne lucht) foar koeling.

At sunset 1950 ynnovaasjes binne folslein realisearre yn de praktyk, dus it ferminderjen fan de strieling-feroarsake zwelling fan uranium ekstreem net nedich, sterk ferminderjen termyske ferhurding roeden fan uranium te ferbetterjen membraan ferset en it ferbetterjen fan de produksje kwaliteit kontrôle.

Produksje by de "Mayak"

"Chelyabinsk-65" - ien fan de meast gefoelige planten dy't neffens it waard produsearre wapens-graad plutoanium. De ûndernimming wie mear reaktoaren, elk fan dat sille wy nimme in better ynsicht.

A reactor

De ynstallaasje waard ûntwurpen en boud ûnder de lieding fan 'e legindaryske N. A. Dollezhalya. Se wurke mei in kapasiteit fan 100 MW. De reaktor hie 1.149 fertikaal ynrjochte kontrôle en brânstof kanalen yn it grafyt blok. Folsleine struktuer gewicht wie likernôch 1.050 ton. Frijwol alle kanalen (útsein 25) wurde laden mei uranium, de totale massa fan 120-130 ton. 17 kanalen wurde brûkt foar kontrôle roeden en 8 - foar de eksperiminten. De maksimum waarmte oanfulling fan ûntwerp fan de besine sel gelyk oan 3,45 kW. Op it earste reactor produsearre likernôch 100 gram plutoanium per dei. Earste plutoanium metaal waard makke April 16, 1949.

technologyske tekortkomingen

Hast hiel serieus probleem, dat is it corrosie fan aluminium Inserts en Coatings fan de brânstof sel waarden fuortendaliks sinjalearre. Ek sy swelled en skansearre brânstof roeden en streamde direkt yn it kuolwetter fan de reaktor kearn. Nei eltse leakage reactor moast wurde stoppe foar maksimaal 10 oeren te loft droech grafyt. Yn jannewaris 1949 Inserts yn de kanalen binne ferfongen. Dêrnei begjinne de ynstallaasje barde March 26, 1949.

Grade plutoanium produksje yn reaktor A dat waard begelaat troch allerhanne swierrichheden útwurke yn de jierren 1950-1954, mei in trochsneed krêft fan 180 MW ienheid. Lettere wurk by it begjin fan de reaktor folge troch in yntinsivere gebrûk fan makke, dat is frij natuerlike en hat laat ta mear frekwintere haltes (oant wol 165 kear per moanne). As gefolch, yn oktober 1963, de reaktor waard stillein en weriepene allinnich yn 'e maitiid fan 1964. Syn kampanje is hielendal klear yn 1987 en yn de hiele perioade fan 'e lange-termyn operaasje produsearre 4.6 ton plutoanium.

reaktoaren AB

De ûndernimming "Chelyabinsk-65" trije reaktoaren AB waard besletten om te bouwen yn 'e hjerst fan 1948. Harren produksje kapasiteit is 200-250 gram plutoanium per dei. Haadûntwerper fan it projekt wie Savin. Eltse reactor bestie út 1 996 kanalen, 65 dêrfan wiene kontrôles. eltse kanaal wurdt levere mei in spesjale detector coolant leakage - De technyske nijichheid planten waard brûkt. Sa'n move sil tastean my ta ear sûnder interrupting de wurking fan de reaktor.

It earste jier fan wurking fan de reaktoaren útwiisde dat se wekken likernôch 260 gram plutoanium per dei. Lykwols, út it twadde jier fan 'e operaasje macht wurdt stadichoan tanimt, en al yn 1963 syn persintaazje wie 600 MW. Nei de twadde overhaul is hielendal oplost it probleem mei de Inserts, en de macht hat al berikt 1.200 MW mei in jierlikse produksje fan plutoanium 270 kilo. Dy yndikatoaren bewarre bleaun te foltôgjen sluting fan reaktoaren.

Reactor AI-IR

Chelyabinsk bedriuwen te brûken dizze ynstelling yn de perioade fan 22 desimber 1951 oant 25 maaie 1987. Neist uranium, it reactor produsearre as kobalt-60, en polonium-210. Yn it earstoan, de faciliteit produsearre tritium, mar letter begûn te ûntfangen en plutoanium.

Ek ferwurkjen plant wapens-graad plutoanium moast bouwen reaktoaren aktyf op swiere wetter en de ienige light-wetter reactor (syn namme - "Ruslan").

Sibearyske reus

"Tomsk-7" - dat is de namme droech de plant, dy't hat fiif reaktoaren te meitsjen plutoanium. Elk fan 'e aggregates fan grafyt tapast te slow neutroanen, en gewoane wetter te garandearjen foldwaande koeling.

En de reactor-1 wurke mei de koelend systeem wêryn wetter wurdt trochjûn ien kear. Lykwols, de oare fjouwer ienheden waarden foarsjoen fan in sletten primêre sirkwy útrist mei waarmte exchangers. Dit ûntwerp makket it mooglik om te ûntwikkeljen fierder noch en stoom, dy't op har beurt helpt yn de produksje fan elektrisiteit en ferwaarming fan ferskate pânen.

"Tomsk-7", en de reaktor waard ek neamd EI-2, dy't, om bar, hie in dûbelddoel: produsearje plutoanium op kosten fan produsearre Steam oanmakke elektryske krêft fan 100 MW en 200 MW fan waarmte enerzjy.

wichtige ynformaasje

Oan assurances fan wittenskippers, de ferfaltiid fan wapens-graad plutoanium giet oer 24 360 jier. In grutte figuer! Yn dit ferbân, in bysûnder akute fraach wurdt: "Hoe goed te dwaan mei it ôffal produksje fan it item" De bêste opsje wurdt beskôge as de oanlis fan spesjale bedriuwen foar fierdere ferwurking fan wapens-graad plutoanium. De reden is dat yn dit gefal, it elemint kin net mear brûkt wurde foar militêre doelen en sil wurde regele troch de minske. Dat is hoe't it foldwaan fan de wapens-grade plutoanium yn Ruslân, mar de Feriene Steaten fan Amearika gie de oare kant, dêrmei yn striid binne mei syn ynternasjonale ferplichtings.

Sa, it Amerikaanske regear foarstelt te ferneatigjen de sterk ferrike nukleêre brânstof wurdt net yndustrieel produsearre, en troch Verdunning fan plutoanium en bewarje it yn bysûndere containers op in djipte fan 500 meter. Trochbrutsen om te sizzen, dat yn dit gefal, it materiaal kin maklik wêze yn alle tiid om te smiten út de ierde, en wer sette him op militêre doelen. Neffens Russyske presidint Vladimir Poetin, it lân ynearsten stimde net te ferneatigjen plutoanium yn dizze wize, en te fieren recycling behâlde by yndustriële fasiliteiten.

Spesjaal omtinken wurdt jûn de wearde fan wapens-graad plutoanium. Saakkundigen rûze dat tsientallen ton fan dit elemint kin wol wêze wurdich pear miljard Amerikaanske dollars. Mar guon saakkundigen yn E hat hawwe skatting 500 ton wapens graad fan plutoanium safolle as 8 trillion dollar. It bedrach fan echt ymposant. By my slagget, as in soad jild, lit ús sizze, dat yn it lêste desennium fan de 20e ieu de trochsneed jierlikse taryf fan Russyske BNP wie $ 400 miljard. Dat is, yn feite, de echte priis fan wapen-graad plutoanium is gelyk oan tweintich jierlikse BBP fan de Russyske Federaasje.