Plutonio para armas: o uso, a produción, reciclaxe

A humanidade está sempre en busca de novas fontes de enerxía que poden resolver moitos problemas. Pero non sempre, son seguros. Así, en particular, é amplamente utilizado hoxe nuclear reactores aínda capaz de desenvolver só unha cantidade tan grande de toda a enerxía eléctrica necesaria aínda están en perigo mortal. Pero, ademais do uso da enerxía nuclear con fins pacíficos, algúns países do mundo aprenderon a usala, e nas forzas armadas, en particular, para a creación de cabezas nucleares. Este será discutido en base a tales armas destrutivas, cuxo nome - plutonio para armas.

fondo

Nesta forma compacta de metal que contén polo menos 93,5% 239Pu isótopo. plutonio foi chamado así, a fin de facelo posible distinguir entre o "irmán do reactor." En principio, o plutonio sempre formada en absolutamente calquera reactor nuclear, que, á súa vez, roda en baixo-enriquecidos ou uranio natural, que contén, na súa maior parte, o isótopo 238U.

Use o sector militar

239Pu plutonio para armas - base de armas nucleares. Neste caso, o uso de isótopos con números de masa 240 e 242 é irrelevante, xa que producen fondo moi elevado de neutróns, que en definitiva impide a creación e deseño de carga nuclear de alto rendemento. Ademais, os isótopos de plutonio e 240Pu 241Pu son significativamente menores vida media en comparación con 239Pu, con todo plutonio partes fortemente Calefacción. É neste contexto no enxeñeiros de armas nucleares están obrigados a engadir elementos adicionais para eliminar o exceso de calor. By the way, 239Pu puro corpo máis quente. Non podemos deixar de ter en conta o feito de que os produtos do decaimento de isótopos pesados pode cambiar prexudiciais na rede cristalina do metal, e é reconfigura partes moi natural de plutonio, que a finais pode causar un fallo total dun dispositivo explosivo nuclear.

Dun modo xeral, todas estas dificultades poden ser superadas. E, na práctica, temos varias veces pasou a proba de dispositivos explosivos con base é o plutonio "reactor". Pero debe entenderse que un arma nuclear non é a última posición é ocupada polo seu compacidade, baixo peso de medio-fío, durabilidade e fiabilidade. A este respecto, que empregan só plutonio para armas.

As características de proxecto dos reactores de produción

Case todo o plutonio en Rusia foi xerado no reactor equipado cun moderador de grafito. Cada un dos reactores está construído en torno a un corpo cilindricamente bloques montados de grafito.

Montado entre os bloques de grafito teñen unha ranura especial para manter a circulación continua do fluído de refrixeración, que se usa como o nitróxeno. Na estrutura montada, e están dispostos verticalmente canles creadas para o paso de auga de refrixeración sobre eles e combustible. Por si só, o conxunto é rixidamente apoiada na estrutura con furados para canles utilizados para a expedición xa combustible gastado. Así, cada un das canles no tubo de parede fina é moldeada desde unha aliaxe de aluminio leve e extra forte. A maioría das canles descritos ten 70 barras de combustible. A auga de refrixeración flúe directamente arredor das barras de combustible, eliminando o exceso de calor a partir deles.

Aumentar reactores de produción de enerxía

Inicialmente, o primeiro reactor "faro" estaba a funcionar con unha capacidade de 100 MW térmico. Con todo, o principal líder do programa de desenvolvemento de armas nucleares Soviética, Igor Kurchatov fixo unha proposta, que foi a de que o reactor é no inverno que traballou con unha capacidade de 170-190 MW, e no verán - 140-150 MW. Esta visión permitiu o reactor para producir preto de 140 gramos de plutonio precioso día.

En 1952, as obras de investigación científica completos realizáronse a fin de aumentar a capacidade de produción de operar reactores tales métodos:

• Ao aumentar o fluxo de auga utilizada para o arrefriamento e que flúe a través da zona activa dunha instalación nuclear.
• Ao aumentar a resistencia á corrosión fenómeno que ocorre preto das canles de inserción.
• Diminuíndo a taxa de oxidación de grafito.
• acumulación de temperatura no interior das células de combustible.

Como un resultado, a capacidade da auga en circulación é significativamente aumentada despois de ser aumentado eo intervalo entre as paredes da canle de combustible. Corrosión tamén conseguiu librarse. Para este propósito, seleccionamos as aliaxes de aluminio máis adecuados foron activamente adición dicromato de sodio, que en definitiva a suavidade mellorada da auga de refrixeración (pH era igual a uns 6,0-6,2). Oxidación de grafito deixou de ser un problema real, despois de aceiro aplicar nitróxeno (previamente utilizado só o aire) para o arrefriamento.

Ao pór do sol 1950 innovacións ser totalmente realizado na práctica, reducindo así o inchazo inducido por radiación de uranio moi innecesario, reducir grandemente punta de endurecemento térmico de uranio para mellorar a resistencia da membrana e mellorar o control de calidade de produción.

Produción no "Mayaki"

"Chelyabinsk-65" - unha das plantas máis sensibles no que se produce plutonio para armas. A empresa foi máis reactores, cada un dos cales imos dar un ollo.

un reactor

A instalación foi deseñado e construído baixo o liderado do lendario N. A. Dollezhalya. Ela traballou con unha capacidade de 100 MW. O reactor tiña 1,149 canles de control e de combustible dispostos verticalmente no bloque de grafito. peso estrutura completa foi de preto de 1.050 toneladas. Practicamente, todas as canles (agás 25) son cargados con uranio, a masa total de 120-130 toneladas. 17 canles son utilizados para as puntas de control e 8 - para os experimentos. A taxa máxima de liberación de calor do deseño da célula de combustible igual a 3,45 kW. No primeiro reactor produciuse preto de 100 gramos de plutonio ao día. Primeiro de plutonio metálico foi feita o 16 abril de 1949.

deficiencias tecnolóxicas

Case un problema moi serio, que é a corrosión das insercións en aluminio e revestimentos de célula de combustible foron inmediatamente identificados. Tamén se inchou e mal barras de combustible e vertido directamente na auga de refrixeración do núcleo do reactor. Despois de cada reactor de escape tivo que ser interrompido por ata 10 horas para o aire seco grafito. En xaneiro de 1949 insercións nas canles foron substituídas. Despois diso, continuar coa instalación tivo lugar o 26 de marzo, 1949.

Grao de produción de plutonio no reactor A, que foi acompañada por todo tipo de dificultades elaborado durante os anos de 1950-1954, cunha potencia media de 180 MW unidade. O traballo posterior polo inicio do reactor seguido por un uso máis intensivo que, o que é moi natural e levou a paraxes frecuentes máis (ata 165 veces por mes). Como resultado, en outubro de 1963, o reactor foi pechado e reaberto só na primavera de 1964. A súa campaña é completamente terminado en 1987 e durante todo o período de funcionamento a longo prazo producidas 4,6 toneladas de plutonio.

reactores AB

A empresa "Chelyabinsk-65" tres reactores AB decidiuse construír no outono de 1948. A súa capacidade de produción é de 200-250 gramos de plutonio ao día. deseñador xefe do proxecto foi Savin. Cada reactor consistía 1 996 canles, 65 dos cales eran controis. cada canle é proporcionada con un detector de fugas do líquido de refrixeración especial - foi usada As plantas novidade técnicos. Tal movemento vai permitir-me a orella, sen interromper o funcionamento do reactor.

O primeiro ano de funcionamento dos reactores revelou que xeran uns 260 gramos de plutonio ao día. Con todo, a partir do segundo ano de poder operación está aumentando gradualmente, e xa en 1963, a taxa foi de 600 MW. Tras a segunda revisión foi completamente resolto o problema coas insercións, ea enerxía xa alcanzou 1200 MW cunha produción anual de plutonio 270 kg. Estes indicadores teñen sobrevivido para completar o peche dos reactores.

Reactor AI-IR

Empresas Chelyabinsk para usar esta configuración no período de 22 de decembro de 1951 ata o 25 de maio de 1987. Ademais de uranio, o reactor produciuse como cobalto-60, e polonio-210. Inicialmente, a unidade produciu tritio, pero logo comezou a recibir e plutonio.

Tamén procesar planta plutonio para armas tivo que construír reactores en funcionamento en auga pesada eo único reactor de auga lixeira (o seu nome - "Ruslan").

xigante de Siberia

"Tomsk-7" - que é o nome levou a planta, que ten cinco reactores para crear plutonio. Cada un dos agregados de grafito aplicados para retardar neutróns, ea auga común para garantir o refrixeración axeitado.

E o reactor traballou-1 co sistema de refrixeración no que a auga é pasada unha vez. Con todo, os outros catro unidades foron equipados con un circuíto principal pechado equipado con intercambiador de calor. Este proxecto permite desenvolver aínda máis lonxe e vapor, que á súa vez axuda na produción de electricidade e calefacción de varias instalacións.

"Tomsk-7", eo reactor foi tamén chamado EI-2, o cal, á súa vez, tivo un dobre obxectivo: para producir plutonio a costa de vapor xerado enerxía eléctrica producida de 100 MW e 200 MW de enerxía calorífica.

información importante

En garantías de científicos, a vida media do plutonio para armas é de preto de 24 360 anos. Unha figura enorme! A este respecto, unha cuestión especialmente aguda convértese en: "Como correctamente que ver coa produción de residuos do elemento" A mellor opción é considerada a construción de empresas especiais para a súa posterior procesamento de plutonio para armas. A razón é que, neste caso, o elemento non se pode empregar para fins militares e será controlado polo home. É así que a disposición do plutonio para armas en Rusia, pero os Estados Unidos foi a outro lado, violando os seus compromisos internacionais.

Así, o goberno americano propón a destruír o altamente enriquecido de combustible nuclear é non producido industrialmente, e por dilución de plutonio e almacena-lo en recipientes especiais a unha profundidade de 500 metros. Nin que dicir ten, que, neste caso, o material pode ser facilmente en calquera momento para eliminar a terra, e de novo puxo en obxectivos militares. Segundo o presidente ruso, Vladimir Putin, o país inicialmente acordado para non destruír o plutonio deste xeito, e para realizar a reciclaxe en instalacións industriais.

É dada especial atención o valor de plutonio para armas. Especialistas estiman que decenas de toneladas deste elemento pode moi ben valer a pena varios millóns de dólares. Pero algúns expertos en e ten preto de 500 toneladas de plutonio para armas, tanto como 8 billóns de dólares. A cantidade de realmente impresionante. Para facer máis claro, como unha morea de cartos, digamos que na última década do século 20, a taxa media anual do PIB ruso foi de US $ 400 millóns. Isto é, de feito, o prezo real de plutonio arma-reixa é igual a vinte PIB anual da Federación Rusa.