Armët-grade plutonium: përdorimi, prodhimi, riciklimit

Njerëzimi është gjithmonë në kërkim të burimeve të reja të energjisë që mund të zgjidhë shumë probleme. Por jo gjithmonë, ato janë të sigurta. Kështu, në veçanti, është përdorur gjerësisht sot bërthamore reaktorëve , edhe pse në gjendje të zhvillojnë vetëm një sasi të tillë të madhe të gjithë energjinë e nevojshme elektrike janë ende në rrezik të vdekshëm. Por, përveç përdorimit të energjisë bërthamore për qëllime paqësore, disa vende të botës kanë mësuar të përdorin atë, dhe në ushtri, në veçanti për krijimin e mbushjeve bërthamore. Ky artikull do të diskutohet mbi bazën e armëve të tilla shkatërruese, emri i të cilit - armë të keq plutonium.

sfond

Në këtë formë metali kompakt që përmban të paktën 93,5% 239Pu izotop. plutonium Armët-grade u emërua kështu që në mënyrë që të bëjë të mundur për të dalluar nga "vëllai i reaktorit." Në parim, plutonium është gjithmonë i formuar në absolutisht asnjë reaktor bërthamor, e cila, nga ana tjetër, shkon në uranium të pasuruar ose fizik, që përmban, për pjesën më të madhe, izotopit 238U.

Përdorni në sektorin ushtarak

Armët-grade plutonium 239Pu - baza e armëve bërthamore. Në këtë rast, përdorimi i izotopeve me numrat masive 240 dhe 242 është e parëndësishme, pasi që ata prodhojnë sfond shumë të lartë neutron, e cila në fund të fundit pengon krijimin dhe hartimin e ngarkesës bërthamore të lartë të performancës. Për më tepër, izotopet e plutoniumit 240Pu dhe 241Pu janë dukshëm më të vogla gjysmë-jetës në krahasim me 239Pu, megjithatë plutoniumi pjesë fort të nxehta. Ajo është në këtë lidhje në inxhinierë armë bërthamore janë të detyruar për të shtuar elemente shtesë për largimin nxehtit e tepërt. Nga rruga, 239Pu trupit të pastër të ngrohta. Një nuk mund të mos marrë parasysh faktin se produktet e kalbjes së izotopeve të rënda është nënshtruar ndryshimeve të dëmshme në kristal grilë e metalit, dhe kjo është rikonfiguron mjaft e natyrshme pjesët e plutoniumit, të cilat në fund të fundit mund të shkaktojë një dështim total të një pajisje bërthamore shpërthyese.

Në përgjithësi, të gjitha këto vështirësi mund të kapërcehen. Dhe, në praktikë, ne kemi kaluar në mënyrë të përsëritur testin e pajisjeve shpërthyese në bazë të se është "reaktori" plutonium. Por kjo duhet të kuptohet se një armë bërthamore nuk është pozita e fundit është zënë nga kompaktësinë e tyre, peshë të ulët frenuar, qëndrueshmëri dhe besueshmëri. Në këtë drejtim, ata përdorin vetëm plutonium armë të keq.

Karakteristika të projektimit e reaktorëve të prodhimit

Pothuajse të gjithë plutonium në Rusi u gjeneruar në reaktorin pajisur me një moderator grafit. Secili prej reaktorëve është ndërtuar rreth një blloqeve mbledhur cilindrike e grafit.

Mbledhur në mes të blloqeve grafit të ketë një slot të veçantë për sigurimin e qarkullimin e vazhdueshëm të ftohës, e cila përdoret si azot. Në strukturën e mbledhur, dhe janë rregulluar vertikalisht kanale të krijuara për kalimin e ujit ftohës në to dhe të karburantit. Nga vetë, Kuvendi mbështetet fort mbi strukturën me vrima për kanale përdoren për dërgesë tashmë lëndës djegëse të rrezatuar. Kështu secili prej kanaleve në tub të hollë-mur është formohem nga një aliazh të lehtë dhe ekstra të fortë alumini. Shumica e kanaleve të përshkruara ka 70 shufra karburantit. ujit ftohës rrjedh direkt rreth shkopinjtë e karburantit, duke hequr nxehtit e tepërt prej tyre.

Rritja e reaktorëve të prodhimit të energjisë

Fillimisht, reaktori i parë "Lighthouse" është duke funksionuar me kapacitet prej 100 MW termike. Megjithatë, lideri kryesor i programit të zhvillimit të armëve bërthamore sovjetike, Igor Kurchatov bërë një propozim, i cili ishte se reaktori është në dimër ai ka punuar me kapacitet prej 170-190 MW, dhe në kohën e verës - 140-150 MW. Kjo qasje mundësoi reaktor për të prodhuar rreth 140 gram plutonium çmuar në ditë.

Në vitin 1952, e plotë veprat shkencore-kërkimore janë kryer me qëllim të ngritjes së kapacitetit të prodhimit e reaktorëve që veprojnë metoda të tilla:

• Duke rritur rrjedhjen e ujit që përdoret për ftohje dhe rrjedh nëpër zonën aktive të një instalimi bërthamor.
• Duke rritur rezistencën ndaj fenomenit korrozioni ndodh pranë futur kanalet.
• Uljen shkalla e oksidimit të grafit.
• Temperatura ndërtimin brenda qelizave të karburantit.

Si rezultat i kësaj, kapaciteti i ujit që qarkullojnë është rritur ndjeshëm pasi është rritur dhe hendeku midis mureve kanalin karburantit. Korrozioni gjithashtu arriti për të hequr qafe. Për këtë qëllim, kemi zgjedhur nga lidhjet më të përshtatshme aluminit janë në mënyrë aktive duke shtuar bikromat natriumi, i cili në fund të fundit të zgjeruara butësi e ujit ftohës (pH ishte e barabartë me rreth 6.0-6.2). Oksidimi i grafit ka pushuar të jetë një problem i vërtetë, pasi çeliku aplikojnë azotit (përdorur më parë vetëm ajër) për ftohje.

Në perëndim të diellit 1950 inovacione janë realizuar plotësisht në praktikë, duke reduktuar ënjtje rrezatimit-i detyruar të uraniumit tejet të panevojshme, në masë të madhe të zvogëlojë shufra forcim termike e uraniumit për të përmirësuar rezistencën e membranës dhe për të përmirësuar kontrollin e cilësisë së prodhimit.

Prodhimi në "Majak"

"Chelyabinsk-65" - një nga bimët më të ndjeshme në të cilën është prodhuar armë të gradës plutonium. Ndërmarrja ishte më shumë reaktorë, secila prej të cilave ne do të hedhim një vështrim më të afërt.

Një reaktor

Instalimi është projektuar dhe ndërtuar nën udhëheqjen e legjendar N. A. Dollezhalya. Ajo ka punuar me një kapacitet prej 100 MW. Reaktori ka pasur 1,149 kontrollit dhe karburantit rregulluar vertikalisht kanale në bllokun e grafit. peshë struktura Complete ishte rreth 1,050 ton. Pothuajse të gjitha kanalet (përveç 25) janë të ngarkuar me uranium, masës totale të 120-130 ton. 17 kanalet janë përdorur për shufra e kontrollit dhe 8 - për eksperimente. Shkalla maksimale lirimin ngrohjes e dizajnit e qelizave të karburantit të barabartë me 3.45 kW. Në reaktorin e parë e prodhuar rreth 100 gram plutonium në ditë. metalike First plutonium u bë 16 prill 1949.

mangësi teknologjike

Pothuajse mjaft një problem serioz, i cili është korrozionin e fut alumini dhe veshje të qelizës karburantit janë identifikuar menjëherë. Gjithashtu ata u rrit dhe dëmtuara shufra karburantit dhe rrodhi direkt në ujë ftohës të reaktorit. Pas çdo reaktor rrjedhje duhej të ndaluar për deri në 10 orë për të ajrit të thatë grafit. Në janar 1949 fut në kanalet janë zëvendësuar. Pas kësaj, të fillojë instalimi u zhvillua 26 mars 1949.

Klasën e prodhimit plutonium në reaktor A e cila ishte e shoqëruar nga të gjitha llojet e vështirësive elaboruar gjatë viteve 1950-1954, me një mesatare prej 180 MW njësi. Puna e mëvonshme nga fillimi i reaktorit ndjekur nga një përdorim më intensiv të saj, e cila është mjaft e natyrshme dhe e ka çuar në ndalesa më të shpeshta (deri në 165 herë në muaj). Si rezultat, në tetor 1963, reaktori ishte mbyllur dhe rihapur vetëm në pranverën e vitit 1964. Fushata e tij është përfunduar plotësisht në vitin 1987 dhe gjatë gjithë periudhës së funksionimit afatgjatë prodhuar 4.6 ton plutonium.

reaktorët AB

Ndërmarrja "Chelyabinsk-65" tre reaktorë AB ishte vendosur për të ndërtuar në vjeshtën e vitit 1948. kapaciteti i tyre i prodhimit është 200-250 gram plutonium në ditë. projektuesi kryesor i projektit ishte Savin. Çdo reaktor përbëhej nga 1 996 kanale, 65 prej të cilave ishin kontrollet. çdo kanal është furnizuar me një rrjedhje të veçantë detektor ftohës - bimët risi teknike është përdorur. Një masë e tillë do të lejojë mua për të veshin pa ndërprerë funksionimin e reaktorit.

Viti i parë i funksionimit të reaktorëve zbuluar se ata gjenerojnë rreth 260 gram plutonium në ditë. Megjithatë, nga viti i dytë i pushtetit operacion është rritur gradualisht, dhe tashmë në vitin 1963 shkalla e saj ishte 600 MW. Pas rregullim i dytë është zgjidhur plotësisht problemin me fut, dhe fuqia ka arritur tashmë 1,200 MW me një prodhim vjetor prej plutonium 270 kilogram. Këta tregues kanë mbijetuar për të përfunduar mbylljen e reaktorëve.

Reaktor AI-IR

Ndërmarrjet Chelyabinsk për të përdorur këtë cilësim në periudhën nga 22 dhjetor 1951 deri më 25 maj 1987. Përveç uraniumin, reaktori i prodhuar si kobalt-60, dhe polonium-210. Fillimisht, objektit prodhuar tritium, por më vonë filloi të marrë dhe plutonium.

Gjithashtu fabrikë të përpunimit të armëve të keq plutonium kishte për të ndërtuar reaktorë të veprojnë në ujë të rëndë dhe vetëm reaktori drita-ujë (emri i tij - "Ruslan").

gjigant Siberian

"Tomsk-7" - që është emri kryer bimore, e cila ka pesë reaktorë për të krijuar plutonium. Secili prej agregateve të grafitit aplikuar për të ngadalësuar neutrone, dhe ujë të zakonshëm për të siguruar ftohje adekuate.

Dhe reaktori-1 ka punuar me sistemin e ftohjes në të cilën uji është kaluar një herë. Megjithatë, katër njësitë e tjera ishin të pajisur me një qark të mbyllur primar pajisur me exchangers ngrohjes. Ky dizajn i lejon për të zhvilluar më tej akoma dhe me avull, i cili nga ana e tij ndihmon në prodhimin e energjisë elektrike dhe ngrohjes së lokaleve të ndryshme.

"Tomsk-7", dhe reaktori është quajtur edhe EI-2, e cila, nga ana tjetër, kishte një qëllim të dyfishtë: për të prodhuar plutonium në kurriz të avullit gjeneruar fuqisë së prodhuar elektrike prej 100 MW dhe 200 MW të energjisë për ngrohje.

informacione të rëndësishme

Në sigurimet e shkencëtarëve, gjysmë-jeta e plutoniumit armëve të keq është rreth 24 360 vjet. Një figurë e madhe! Në këtë drejtim, një çështje veçanërisht i mprehtë bëhet: "Si të saktë të bëjë me prodhimin e mbetjeve të sendit" Opsioni më i mirë është konsideruar të jetë ndërtimi i ndërmarrjeve të veçanta për përpunimin e mëtejshëm të plutonit armë të keq. Arsyeja është se në këtë rast, elementi nuk mund të përdoret për qëllime ushtarake dhe do të kontrollohet nga njeriu. Kjo është se si hedhja e plutonium armëve të keq në Rusi, por Shtetet e Bashkuara të Amerikës shkoi mënyrë tjetër, duke shkelur angazhimet e saj ndërkombëtare.

Kështu, qeveria e SHBA propozon për të shkatërruar të shumë të pasuruar karburantit bërthamor është nuk prodhohet industrialisht, dhe me hollim e plutonit dhe ruajtur atë në kontejnerë të veçantë në një thellësi prej 500 metra. Eshtë e panevojshme të thuhet, se në këtë rast, materiali lehtë mund të jetë në çdo kohë për të hequr nga toka, dhe përsëri e vënë atë në objektiva ushtarake. Sipas presidentit rus Vladimir Putin, vendi fillimisht u pajtuan që të mos shkatërrojnë plutonium në këtë mënyrë, dhe për të kryer riciklimin në objektet industriale.

Vëmendje e veçantë i është dhënë vlerën e plutoniumit armëve të keq. Ekspertët vlerësojnë se dhjetëra ton të këtij elementi mund të jetë me vlerë disa miliardë dollarë amerikanë. Por disa ekspertë në E nuk kanë vlerësuar 500 ton armë të keq plutonium sa më shumë që 8 trilion dollarë. Shuma e të vërtetë mbresëlënëse. Për ta bërë atë më të qartë, si një shumë të holla, le të themi se në dekadën e fundit të shekullit të 20 norma mesatare vjetore e PBB-së ruse ishte 400 miliard $. Kjo është, në fakt, çmimi real i plutoniumit armë të keq është i barabartë me njëzet PBB vjetore të Federatës Ruse.