Arme plutoniu de calitate: utilizarea, producerea, reciclarea

Omenirea este mereu în căutarea de noi surse de energie, care poate rezolva multe probleme. Dar nu întotdeauna, ei sunt în siguranță. Astfel, în special, este utilizat pe scară largă de astăzi reactoare nucleare , deși capabil să dezvolte o astfel de cantitate imensă de toată energia electrică necesară sunt încă în pericol de moarte. Dar, în plus față de utilizarea energiei nucleare în scopuri pașnice, unele țări ale lumii au învățat să - l folosească, și în armată, în special pentru crearea de focoase nucleare. Acest articol va fi discutat pe baza unor astfel de arme distructive, ale căror nume - arme de plutoniu de calitate.

fundal

În această formă compactă de metal conține cel puțin 93,5% 239Pu izotop. Arme plutoniu de calitate a fost numit astfel încât, în scopul de a face posibilă distingerea de la „fratele reactorului.“ În principiu, plutoniul este întotdeauna format în absolut orice reactor nuclear, care, la rândul lor, ruleaza pe uraniu slab îmbogățit sau natural, care conține, în cea mai mare parte, izotopul 238U.

Utilizați în sectorul militar

Arme plutoniu de calitate 239Pu - bază de arme nucleare. În acest caz, utilizarea izotopilor cu numere de masă 240 și 242 este lipsită de relevanță, deoarece acestea produc de fond foarte mare de neutroni, care împiedică în cele din urmă crearea și proiectarea de încărcare nucleare de înaltă performanță. Mai mult, izotopii plutoniului 240Pu și 241Pu sunt semnificativ mai mici timp de înjumătățire comparativ cu 239Pu, cu toate acestea plutoniu părți puternic încălzite. Este în acest sens în inginerii de arme nucleare sunt obligați să adauge elemente suplimentare pentru eliminarea excesului de căldură. Apropo, 239Pu pur corp mai cald. Nu se poate, dar să ia în considerare faptul că produsele din dezintegrarea izotopilor grele este supus unor schimbări dăunătoare în rețeaua cristalină a metalului, și este reconfigurează părți destul de naturale de plutoniu, care, în cele din urmă poate provoca un eșec total al unui dispozitiv exploziv nuclear.

În general, toate aceste dificultăți pot fi depășite. Și, în practică, am trecut în mod repetat testul de dispozitive explozive pe baza este „reactor“ plutoniu. Dar trebuie să se înțeleagă că o armă nucleară nu este ultima poziție este ocupată de compactitatea lor, greutate proprie redusă, durabilitate și fiabilitate. În acest sens, ei folosesc doar plutoniu arme de grad.

Caracteristicile de proiectare ale reactoarelor de producție

Aproape toate plutoniul din Rusia a fost generată în reactor echipat cu un moderator de grafit. Fiecare dintre reactoare este construit în jurul unui blocuri de grafit asamblate cilindric.

Montate între blocuri de grafit au o fantă specială pentru asigurarea circulației continuă a agentului de răcire, care este folosit ca azot. În structura asamblată, și sunt dispuse vertical canale create pentru trecerea apei de răcire pe ele și combustibil. Prin ea însăși, ansamblul este susținută rigid pe structura cu găuri pentru canalele utilizate pentru expediere iradiat deja combustibil. Astfel, fiecare dintre canalele din tub cu pereți subțiri este turnată dintr-un aliaj ușor și foarte rezistent din aluminiu. Cele mai multe dintre canalele descrise are 70 bare de combustibil. Apa de răcire curge direct în jurul tijelor de combustibil, eliminarea excesului de căldură din ele.

Creșterea reactoarelor de producere a energiei

Inițial, primul reactor „Farul“ funcționa cu o capacitate de 100 MW termic. Cu toate acestea, principalul lider al programului de dezvoltare a armelor nucleare sovietice, Igor Kurchatov a făcut o propunere, care a fost aceea că reactorul este în iarna a lucrat cu o capacitate de 170-190 MW, iar în timpul verii - 140-150 MW. Această abordare a permis reactorului pentru a produce aproximativ 140 de grame de plutoniu prețios pe zi.

In 1952, Operele complete ale cercetării științifice au fost efectuate în scopul creșterii capacității de producție a reactoarelor de operare astfel de metode:

• Prin creșterea debitului de apă folosită pentru răcire și care curge prin zona activă a unei instalații nucleare.
• Prin creșterea rezistenței la coroziune fenomen care apare în apropierea canalelor de inserare.
• Scăderea vitezei de oxidare a grafitului.
• acumularea temperaturii în interiorul celulelor de combustie.

Ca urmare, capacitatea apei de circulație este semnificativ crescută după ce a fost crescut, iar decalajul dintre pereții canalului de combustibil. Coroziunea a reușit, de asemenea, pentru a scăpa de. În acest scop, am selectat cele mai potrivite aliaje de aluminiu au fost adăugați în mod activ bicromat de sodiu, care, în final îmbunătățită moliciunea apei de răcire (pH a fost egală cu aproximativ 6.0-6.2). Oxidarea grafit a încetat să mai fie o problemă reală, după oțel aplică azot (utilizat anterior numai aer) pentru răcire.

La apusul soarelui 1950 inovațiile au fost pe deplin realizat în practică, reducând astfel umflarea indusă de radiație a uraniului extrem de inutile, reduce considerabil tije de întărire termică a uraniului pentru a îmbunătăți rezistența membranei și pentru a îmbunătăți controlul calității producției.

Producția la „Mayak“

„Celiabinsk-65“ - una dintre plantele cele mai sensibile la care a fost produs arme plutoniu de calitate. Întreprinderea a fost mai multe reactoare, fiecare dintre care vom lua o privire mai atentă.

Un reactor

Instalația a fost proiectat și construit sub conducerea legendarului N. A. Dollezhalya. Ea a lucrat cu o capacitate de 100 MW. Reactorul a avut 1149 de canale de control și de combustibil dispuse vertical în blocul de grafit. Greutatea Structura completă a fost de aproximativ 1050 de tone. Practic, toate canalele (cu excepția 25) sunt încărcate cu uraniu, masa totală de 120-130 de tone. 17 canale sunt utilizate pentru tije de control și 8 - pentru experimente. Rata maximă de eliberare a căldurii de proiectare a celulei de combustibil egală cu 3,45 kW. La primul reactor a produs aproximativ 100 de grame de plutoniu pe zi. În primul rând de plutoniu metalic a fost facut 16 aprilie 1949.

deficiențe tehnologice

Aproape o problemă destul de gravă, care este coroziunea insertii de aluminiu și acoperiri ale celulei de combustibil au fost identificate imediat. De asemenea, au umflat și deteriorate bare de combustibil și curge direct în apa de răcire a miezului reactorului. După fiecare reactor scurgere a trebuit să fie oprit timp de până la 10 ore la aer uscat grafit. În ianuarie 1949 au fost înlocuite inserturi în canalele. După aceea, începe instalarea a avut loc 26 martie 1949.

producția de plutoniu grad în reactor A, care a fost însoțit de tot felul de dificultăți elaborate pe parcursul anilor 1950-1954, cu o putere medie de 180 MW. Lucrarea ulterioară la începutul reactorului, urmată de o utilizare mai intensă a acesteia, care este destul de natural și a condus la opriri mai frecvente (până la 165 de ori pe lună). Ca urmare, în octombrie 1963, reactorul a fost închis și redeschis abia în primăvara anului 1964. Campania sa este complet terminată în 1987 și pe parcursul întregii perioade de funcționare pe termen lung a produs 4,6 tone de plutoniu.

reactoare AB

Întreprinderea „Celiabinsk-65“ trei reactoare AB sa decis să construiască în toamna anului 1948. Capacitatea lor de producție este de 200-250 grame de plutoniu pe zi. designer-șef al proiectului a fost Savin. Fiecare reactor a constat din 1996 de canale, dintre care 65 au fost martori. fiecare canal este livrat cu o scurgere a lichidului de răcire specială detector - a fost folosit Centralele de noutate tehnice. O astfel de mișcare mă va permite să urechea fără a întrerupe funcționarea reactorului.

Primul an de funcționare a reactoarelor a arătat că acestea generează aproximativ 260 de grame de plutoniu pe zi. Cu toate acestea, din al doilea an de funcționare putere crește treptat, și deja în 1963 rata a fost de 600 MW. După cea de a doua revizuire a fost complet rezolvată problema cu inserțiile, iar puterea a ajuns deja la 1.200 MW, cu o producție anuală de plutoniu 270 de kilograme. Acești indicatori au supraviețuit pentru a finaliza închiderea reactoarelor.

Reactor AI-IR

întreprinderile Chelyabinsk pentru a utiliza această setare în perioada cuprinsă între 22 decembrie 1951 25 mai 1987. În plus față de uraniu, reactorul a produs ca cobalt-60, și poloniu 210. Inițial, facilitatea de tritiu produs, dar mai târziu a început să primească și plutoniu.

De asemenea, fabrica de prelucrare plutoniu arme de grad a trebuit să construiască reactoare ce functioneaza cu apa grea și singurul reactor cu apă ușoară (numele său - „Ruslan“).

gigant siberian

„Tomsk-7“ - adică denumirea realizată de plante, care are cinci reactoare de a crea plutoniu. Fiecare dintre agregatele de grafit aplicate lent neutroni și apa obișnuită pentru a asigura răcirea adecvată.

Și reactorul 1 a lucrat cu sistemul de răcire, în care apa este trecută o dată. Cu toate acestea, celelalte patru unități au fost echipate cu un circuit primar închis, echipat cu schimbătoare de căldură. Acest design permite să se dezvolte în continuare în continuare și abur, care, la rândul său, ajută la producerea de energie electrică și de încălzire a diferitelor spații.

„Tomsk-7“, iar reactorul a fost, de asemenea, numit EI-2, care, la rândul său, a avut un dublu scop: de a produce plutoniu în detrimentul aburului produs generat energie electrică de 100 MW și 200 MW de energie termică.

informații importante

Pe asigurări de oameni de știință, perioada de înjumătățire a armelor de grad plutoniu este de aproximativ 24 360 ani. O cifră uriașă! În acest sens, o chestiune deosebit de acută devine: „Cum corect de a face cu producerea de deșeuri a elementului“ Cea mai bună opțiune este considerată a fi construirea de întreprinderi speciale pentru prelucrarea ulterioară a armelor-plutoniu de calitate. Motivul este că, în acest caz, elementul nu mai poate fi utilizat în scopuri militare și va fi controlată de către om. Acesta este modul în care eliminarea plutoniului de arme de calitate în Rusia, dar Statele Unite ale Americii a fost invers, încălcând astfel angajamentele sale internaționale.

Astfel, guvernul SUA își propune să distrugă puternic îmbogățit combustibilul nuclear este nu produsă industrial, și prin diluarea plutoniului și depozitați - l în containere speciale , la o adâncime de 500 de metri. Inutil să spun, că, în acest caz, materialul poate fi cu ușurință în orice moment pentru a elimina de pe pământ, și din nou, l-au pus pe ținte militare. Potrivit președintelui rus Vladimir Putin, țara inițial a fost de acord să nu distrugă plutoniu în acest mod, și să efectueze reciclare la instalațiile industriale.

O atenție specială este acordată valoarea armelor de grad plutoniu. Experții estimează că zeci de tone de acest element poate fi bine în valoare de mai multe miliarde de dolari SUA. Dar unii experți în E nu au estimat 500 de tone de arme plutoniu de calitate la fel de mult ca și 8 trilioane de dolari. Suma într-adevăr impresionant. Pentru a face mai clar, ca o mulțime de bani, să spunem că, în ultimul deceniu al secolului 20 rata medie anuală a PIB-ului rus a fost de 400 de miliarde de $. Aceasta este, de fapt, prețul real al armei plutoniu de calitate este egal cu douăzeci și PIB-ul anual al Federației Ruse.