Armiloj-grada plutonio: la uzado, produktado, reciklado

Homaro estas ĉiam serĉante novaj fontoj de energio kiu povas solvi multajn problemojn. Sed ne ĉiam, ili estas sekuraj. Tiel, aparte, estas vaste uzata hodiaŭ nukleaj reaktoroj kvankam atingis disvolvi ĝuste tia grandega kvanto de ĉiuj necesaj elektra energio estas ankoraŭ en morta danĝero. Sed, krom la uzon de nuklea energio por pacaj celoj, iuj landoj de la mondo lernis uzi ĝin, kaj en la milita, precipe por la kreo de nukleaj kapoj. Ĉi tiu artikolo diskutos surbaze de tia detrua armiloj, kies nomo - armiloj-grado plutonio.

fono

En ĉi tiu kompakta formo metalo ĝi enhavas almenaŭ 93,5% 239Pu izotopo. Armiloj-grada plutonio estis nomita tiel por ebligi distingi de la "frato de la reactor." En komenco, la plutonio estas formita ĉiam en absolute neniu nuklea reaktoro, kiu, siavice, ĝi kuras sur malaltaj riĉigis aŭ natura uranio, kiu enhavas, plejparte, la izotopo 238U.

Uzo en la milita sektoro

Armiloj-grada plutonio 239Pu - bazo de nukleaj armiloj. En ĉi tiu kazo, la uzo de izotopoj kun maso nombroj 240 kaj 242 estas pala, ĉar ili produktas tre alta neŭtrono fono, kiu finfine iom limigas la kreo kaj dezajno de alta rendimento nuklea ŝarĝo. Plie, plutonio izotopoj 240Pu kaj 241Pu estas signife pli malgrandaj duoniĝotempo kompare 239Pu Tamen plutonio forte hejtita partoj. Estas en ĉi tiu ligo en nuklea armilo inĝenieroj devis aldoni pliajn elementojn por forigo troo varmego. Parenteze, 239Pu pura varma korpo. Unu ne povas ne konsideri la fakton, ke la produktoj de la dekadenco de pezaj izotopoj estas submetita al malutilaj ŝanĝoj en la kristalo krado de la metalo, kaj ĝi estas tute natura reconfigures partoj de plutonio, kiu fine povas kaŭzi tuta fiasko de nukleaj eksploda aparato.

De kaj granda, ĉiuj ĉi tiuj malfacilaĵoj povas venki. Kaj, en praktiko, ni ree pasis la teston de eksploda aparatoj surbaze de ĝi estas la "reactor" plutonio. Sed ĝi devus esti komprenita ke nuklea armilo ne la lasta pozicio estas okupita de sia kompakteco, malalta trotuarrando pezo, fortikeco kaj fidindeco. Tiurilate ili uzas nur armiloj-grado plutonio.

Dezajno trajtoj de la produktado reaktoroj

Preskaŭ ĉiuj plutonio en Rusio estis generita en la reaktoro ekipita kun grafito moderatoro. Ĉiu el la reaktoroj estas konstruita ĉirkaŭ cylindrically kunvenis blokoj de grafito.

Kunvenis inter la grafito blokoj havas specialan fendo por provizi kontinua cirkulado de refrigerante, kiu estas uzata kiel nitrogeno. En la kunveninta strukturon, kaj estas vertikale aranĝitaj kanalojn kreitaj por la paŝo de malvarmigo akvo sur ili kaj karburaĵo. Por oni sama, la kunveno estas rigide subtenataj en la strukturo kun truoj por kanalojn uzata por sendo jam surradiita brulaĵo. Tiel ĉiu de la kanaloj en maldikaj muroj tubo estas mulditaj el malpeza kaj ekstra forta aluminio alojo. La plej multaj el la priskribitaj kanalojn havas 70 stangoj de brulaĵo. Cooling akvo fluas rekte tra la stangoj de brulaĵo, forigante eksceso varmego de ili.

Kreskanta potenco produktado reaktoroj

Komence, la unua reactor "Lumturo" estis funkcianta kun kapacito de 100 Mw termika. Tamen, la ĉefa gvidanto de la soveta atomarmiloj disvolviĝo programo, Igor Kurchátov faris proponon, kiu estis, ke la reaktoro estas vintre li laboris kun kapacito de 170-190 Mw, kaj en la somero - 140-150 Mw. Tiu alproksimiĝo ebligis la reaktoro por produkti ĉirkaŭ 140 gramoj de altvalora plutonio tage.

En 1952, la kompleta scienca-esploro verkoj estis efektivigitaj por pliigi la kapablon de produktado de operacii reaktoroj tiaj metodoj:

• Pliigante akvofluo uzata por malvarmigi kaj fluas tra la aktiva zono de nuklea instalado.
• Pliigante la rezisto al korodo fenomeno okazas proksime de la enigaĵo kanalojn.
• Malpliigi la kurzo de oxidación de grafito.
• Temperaturo amasiĝo ene la karburaĵo ĉeloj.

Rezulte, kapablo de la cirkulanta akvo estas signife pliigis post esti pliigita kaj la breĉo inter la karburaĵo kanalo muroj. Korodo ankaŭ sukcesis forigi. Por tiu celo, ni elektis la plej taŭgan aluminio alojoj estis aktive aldonante natrio dicromato, kiu finfine plibonigita la moleco de la malvarmiga akvo (pH estis egala al proksimume 6.0-6.2). Oxidación de grafito ĉesis esti reala problemo, post ŝtalo apliki nitrogeno (antaŭe uzita nur aero) por malvarmigo.

Ĉe sunsubiro 1950 novigoj estis plene realigitaj praktike, tiel reduktante la radiado-induktita ŝvelaĵo de uranio ege nenecesa, ege redukti termikan obstinigxo stangoj de uranio por plibonigi membranon rezisto kaj plibonigi produktadon kontrolo de kvalito.

Produktado ĉe la "Mayak"

"Chelyabinsk-65" - unu el la plej sentemaj plantoj sur kiuj estis produktitaj armiloj-grado plutonio. La entrepreno estis pli reaktoroj, ĉiu de kiuj ni preni pli proksiman rigardon.

Al reaktoro

La instalado estis dizajnita kaj konstruita sub la gvidado de la legenda N. A. Dollezhalya. Ŝi laboris kun kapacito de 100 Mw. La reactor havis 1.149 vertikale aranĝitaj kontrolo kaj karburaĵo kanalojn en la grafito bloko. Kompleta strukturo pezo estis ĉirkaŭ 1.050 tunoj. Virtuale ĉiuj kanaloj (krom 25) estas ŝarĝita kun uranio, la tuta maso de 120-130 tunoj. 17 kanalojn estas uzataj por stangoj de kontrolo kaj 8 - por la eksperimentoj. La maksimuma varmego eldono indico de dezajno de la ĉeloj de brulaĵo egala al 3.45 kW. Unue reaktoro produktis proksimume 100 gramojn de plutonio tage. Unua plutonio metalo estis farita Aprilo 16, 1949.

teknologia mankojn

Preskaŭ tute grava problemo, kiu estas la corrosión de aluminio inserta kaj revestimientos de la brulaĵo estis tuj identigitaj. Ili ankaŭ ŝveliĝis kaj damaĝis stangoj de brulaĵo kaj fluis rekte en la malvarmigo akvo de la kerno de la reactor. Post ĉiu leakage reaktoro devis esti detenita por ĝis 10 horojn por elsendi seka grafito. En januaro 1949 inserta en la kanalojn estis anstataŭitaj. Post tio komencos la instaladon okazis Marto 26, 1949.

Grada plutonio produktado en reaktoro Al kiu akompanis ĉiaj malfacilaĵoj ellaboris dum la jaroj 1950-1954, kun mezumo potenco de 180 MW unuo. Postaj verkoj de la komenco de la reaktoro sekvita de pli intensiva uzo de ĝi, kiu estas sufiĉe natura kaj kondukis al pli oftaj haltoj (ĝis 165 fojojn por monato). Rezulte, en oktobro 1963, la reaktoro estis fermita malsupren kaj remalfermita nur en la printempo de 1964. Lia kampanjo estas tute finita en 1987 kaj dum la tuta periodo de longtempa operacio produktis 4,6 tunoj da plutonio.

reaktoroj AB

La entrepreno "Chelyabinsk-65" tri reaktoroj AB decidis konstrui en la aŭtuno de 1948. Ilia produktado kapacito estas 200-250 gramojn de plutonio tage. Estro de dezajno de la projekto estis Sabina. Ĉiu reaktoro konsistis el 1 996 kanaloj, 65 el kiuj estis kontroloj. ĉiu kanalo estas provizita kun speciala detektilo refrigerante leakage - La teknika noveco plantoj estis uzataj. Tia movo permesos min orelo sen interrompi la funkciado de la reaktoro.

La unua jaro de funkciado de la reaktoroj rivelis ke ili generas proksimume 260 gramojn de plutonio tage. Tamen, de la dua jaro de operacio potenco iom post iom kreskanta, kaj jam en 1963 ĝia indico estis 600 Mw. Post la dua revizio estis tute solvis la problemon kun la enmetas, kaj la potenco jam atingis 1.200 MW kun jara produktado de plutonio 270 kilogramoj. Ĉi tiuj indikiloj postvivis por kompletigi fermo de reaktoroj.

Reaktoro AI-IR

Chelyabinsk entreprenoj por uzi tiun agordon en la periodo de 22 decembro 1951 ĝis 25 majo 1987. Krom uranio, la reaktoro produktis kiel kobalto-60, kaj polonio-210. Komence, la instalaĵo produktis tritio, sed poste komencis ricevi kaj plutonio.

Ankaŭ procesante planto armiloj-grado plutonio devis konstrui reaktoroj funkcianta sur peza akvo kaj la sola lumo-akvo reaktoro (lia nomo - "Ruslan").

siberia gigantaj

"Tomsk-7" - kiu estas la nomo portis la planto, kiu havas kvin reaktoroj krei plutonio. Ĉiu el la aldonitaj de grafito aplikita malrapidigi la neŭtronojn kaj ordinara akvo por certigi taŭgan malvarmigo.

Kaj la reaktoro-1 laboris kun la sistemo de refrigeración en kiu akvo estas pasis unufoje. Tamen, la aliaj kvar unuecoj estis ekipitaj per fermita cirkvito primario ekipita per varmego. Tiu dezajno permesas evoluigi pli ankoraŭ kaj vaporo, kiu siavice helpas en la produktado de elektro kaj hejtado de pluraj premisoj.

"Tomsk-7", kaj la reaktoro estis ankaŭ nomita EI-2, kiu, siavice, havas duoblan celon: produkti plutonion je la kosto de produktita vaporo generita elektra potenco de 100 MW kaj 200 Mw da varmeco energio.

grava informo

En certigojn de sciencistoj, la duona vivo de armiloj-grado plutonio estas proksimume 24 360 jaroj. Grandega figuro! Tiurilate aparte akra demando fariĝas: "Kiel ĝuste rilatas al la malŝparo produktado de la temo" La plej bona eblo estas konsiderita esti la konstruo de specialaj entreprenoj por plua prilaborado de armiloj-grado plutonio. La kialo estas, ke en ĉi tiu kazo, la elemento ne plu povas esti uzataj por militaj celoj kaj estos kontrolitaj de viro. Tio estas kiel la dispono de la armiloj-grado plutonio en Rusio, sed Usono de Ameriko la alian vojon, kaj tiel malobservas lian internaciaj devontigoj.

Tiel, la usona registaro proponas detrui la tre riĉigita nuklea brulaĵo estas ne industrie produktitaj, kaj per dilución de plutonio kaj konservas ĝin en specialaj ujoj al profundo de 500 metroj. Needless diri, ke en ĉi tiu kazo, la materialo povas facile esti en ajna momento por forigi de sur la tero, kaj denove metis lin sur armeaj celoj. Laŭ rusa Prezidanto Vladimir Putin, la lando komence jesis ne detrui plutonio tiamaniere, kaj efektivigi la reciclaje en industriaj instalaĵoj.

Speciala atento estas donita la valoro de armiloj-grado plutonio. Fakuloj taksas ke dekoj de tunoj de ĉi elemento povas esti valora pluraj miliardoj da usonaj dolaroj. Sed iuj spertaj en E ne taksis 500 tunoj de armiloj-grado plutonio kiom 8 bilionoj da dolaroj. La kvanto de vere impona. Por fari ĝin pli klara, kiel multe da mono, ni diras, ke en la lasta jardeko de la 20-a jarcento la mezumo ĉiujara rapideco de rusa GDP estis $ 400 miliardo. Tio estas, fakte, la reala prezo de armilo-grada plutonio egalas dudek jara GDP de la Rusa Federacio.