Қару-плутоний: пайдалану, өндіру, қайта өңдеу

Адамзат көптеген проблемаларды шешуге болады энергияның жаңа көздерін іздеуде әрқашан. Бірақ әрқашан емес, олар қауіпсіз болып табылады. Осылайша, атап айтқанда, кеңінен бүгін пайдаланылады ядролық реакторлар қабілетті барлық қажетті электр энергиясын дәл осындай үлкен соманы дамыту дегенмен өлім қауіп әлі бар. Бірақ, қосымша атом энергиясын пайдалану бейбіт мақсатта, әлемнің кейбір елдер ядролық оқтұмсық жасау үшін, атап айтқанда, мен әскери, оны пайдалануға үйренді. қару-плутоний - Бұл мақала атауы, мысалы, деструктивті қаруды, негізінде талқыланатын болады.

фон

Бұл жинақы нысаны металл жылы кем дегенде 93,5% 239Pu изотоптар бар. Қару-плутоний ажырату мүмкіндік мақсатында сондықтан аталды «реактордың ағасы». Негізінде, плутоний әрқашан өз кезегінде, көп бөлігі, изотопты 238U үшін, бар, байытылған-төмен немесе табиғи уранның жұмыс істейді, мүлдем кез келген ядролық реактор, қалыптасады.

әскери секторында пайдаланыңыз

Қару-плутоний 239Pu - ядролық қаруды негізі. олар, сайып келгенде жоғары сапалы ядролық жүктеме құру және дизайн кедергі өте жоғары нейтрондық өң, өндіруге, өйткені бұл жағдайда, бұқаралық сандар 240 және 242 изотоптар қолдану, маңызы жоқ. Сонымен қатар, плутоний изотоптары 240Pu және 241Pu айтарлықтай аз жарты-өмір , алайда қатты қыздырылған бөлшектерді плутоний, 239Pu салыстырғанда. Ол ядролық қару инженерлер артық жылуды алып тастау үшін қосымша элементтерді қосу үшін мәжбүр Осыған байланысты болып табылады. Айтпақшы, 239Pu таза жылырақ орган. One бірақ ауыр изотоптардың ыдырау өнімдері металл кристалды торда зиянды өзгерістерге ұшыраған, және бұл әбден табиғи фактісі соңында ядролық жарылғыш құрылғыны жалпы істен тудыруы мүмкін плутоний бөлшектер, өзгертіп ескеру мүмкін емес.

Және үлкен, осы қиындықтарға барлық еңсеруге болады. Ал, іс жүзінде, біз бірнеше рет тест тапсырған жарылғыш құрылғылардың оның негізінде «реактор» плутоний болып табылады. Бірақ ол ядролық қарудан соңғы лауазымы емес екенін түсінген жөн, олардың ықшамдылық, төмен массасы, беріктігі мен сенімділігін алып жатыр. Осыған байланысты, олар тек қару-плутоний пайдаланыңыз.

өндірістік реакторларды жобалау ерекшеліктері

Ресейде барлығы дерлік плутоний бар графитті модератор жабдықталған реакторда қалыптасқан. реакторларды Әрбір графит цилиндр жиналған блоктар айналасында салынды.

графит блоктары арасындағы жиналған азот ретінде пайдаланылады салқындату үздіксіз айналымын қамтамасыз ету үшін арнайы слот бар. жиналған құрылымында және тігінен оларға және отын су салқындату өту үшін құрылған арналар ұйымдастырылған. өзі, монтаждау қатаң тиеп жөнелту өзінде Сәулеленген отынға арналған пайдаланылатын арналар үшін тесіктері бар құрылымын қолдау. Осылайша әрбір жұқа қабырғалы түтік арналарды жеңіл және қосымша күшті алюминий қорытпасынан құйылған. сипатталған арналардың ең 70 отын өзектер бар. Салқындату су олардан артық жылу алып тастау, отын өзектер айналасында тікелей ағады.

Арттыру энергиясын өндіру реакторлар

Бастапқыда, алғашқы реактор «Маяк» жылу 100 МВт қуаты бар жұмыс істеді. 140-150 МВт - Алайда, кеңестік ядролық қару дамыту бағдарламасының негізгі көшбасшы Игорь Курчатов реактор ол 170-190 МВт, және жазғы уақытта сыйымдылығы істеді қыста екенін болды ұсыныс жасады. Бұл тәсіл тәулігіне асыл плутоний шамамен 140 грамм өндіруге реакторды қосулы.

1952 жылы, толық ғылыми-зерттеу жұмыстары істейтін реакторлары мұндай әдістерін өндірістік қуатын арттыру мақсатында жүргізілді:

• салқындату және ядролық қондырғыны белсенді аймағы арқылы ағатын үшін пайдаланылатын су ағынын ұлғайту жолымен.
• кірістіру арналар жақын жатқан коррозияға құбылыс қарсылық арттыру арқылы.
• графит тотығу жылдамдығы төмендейді.
• отын элементтерін ішіндегі температура құрылысы.

Нәтижесінде, айналым су сыйымдылығы айтарлықтай өсті және отын арна қабырғаларының арасындағы алшақтық хабарлағаннан кейін артады. Коррозияға, сондай-ақ құтылу білді. Осы мақсат үшін, біз ең қолайлы алюминий қорытпалары белсенді, сайып келгенде, салқындату су жұмсақтығын жетілдірілген натрий бихроматын, (рН туралы 6.0-6.2 тең болды) қосу болатын таңдалған. графит тотығу өзекті мәселе болуы тоқтатты, болат кейін салқындату үшін (бұрын тек ауаны пайдаланылады) азот қолданылады.

Күн батқан кезде 1950 инновациялар толық осылайша өте қажетсіз уран радиациялық азайтады Ісіну, іс жүзінде жүзеге асырылды, айтарлықтай мембраналық қарсылық жақсартуға және өндірістік сапасын бақылауды жақсарту үшін уран жылу беріктендіру өзектер азайту.

«Маяк» өндірістік

«Челябинск-65» - бұл қару-плутоний шығарылды, онда ең сезімтал өсімдіктердің бірі. Кәсіпорын біз тереңірек қарастырамыз әрқайсысы көп реакторлар, болды.

А реактор

Орнату аты аңызға айналған Н. А. Dollezhalya басшылығымен жобаланған және салынған болатын. Ол 100 МВт жұмыс істеді. реактор графит блогында 1.149 тігінен басқару және отын арналарын болды. Толық құрылымы салмағы шамамен 1050 тоннаны құрады. Іс жүзінде барлық арналар (25 басқа) уран, 120-130 тонна жалпы массасы қотарылады. 17 арналар бақылау өзектер мен 8 үшін пайдаланылады - эксперименттер үшін. 3.45 кВт тең отын ұяшық дизайн барынша көп жылу босату жылдамдығы. Бірінші реактордағы тәулігіне плутоний шамамен 100 грамм өндірді. Бірінші металл плутоний 16 сәуір, 1949 жасалды.

технологиялық кемшіліктер

Дерлік өте отын ұяшықтың алюминий өндірме мен жабындарды коррозияға болып күрделі мәселе, дереу анықталды. Сондай-ақ, олар распух және зақымдалған отын өзектер мен реактордың белсенді салқындату суға тікелей ағып. Әрбір ағып реакторын кейін құрғақ графит эфирге дейін 10 сағат тоқтатылған болуы тиіс еді. Қаңтар 1949 жылы арналар кірістіреді ауыстырылды. Осыдан кейін, орнату 26 наурыз, 1949 өтті бастаңыз.

қиындықтарға барлық түрлері сүйемелденді реактор А плутоний өндіру 180 МВт бірліктің орташа қуаты бар, жыл 1950-1954 барысында әзірленген. әбден табиғи және (айына 165 ретке дейін) жиі аялдамалар соқты оның қарқынды пайдалану кейін реактордың, басында Кейінгі жұмыс. Нәтижесінде, 1963 жылдың қазан айында, реактор жабылды және тек 1964 жылдың көктемінде қайта ашты. Оның науқаны толығымен 1987 жылы аяқталды және ұзақ мерзімді пайдалануға барлық кезеңінде плутоний 4,6 тонна өндіріледі.

реакторлар AB

AB 1948 жылдың күзінде салу туралы шешім қабылданды кәсіпорын «Челябі-65» үш реакторлар. Олардың өндірістік қуаты тәулігіне плутоний 200-250 грамм. Жобаның бас дизайнері Савин болды. Әрбір реактор басқару элементтері болды 65, оның 1 996 арналарын, тұрды. әрбір арна арнайы детектор жылу ағып жабдықталған - техникалық жаңалығы өсімдіктер қолданылған. Мұндай қадам реактордың жұмысын үзбей құлаққа мені мүмкіндік береді.

реакторларды пайдалану бірінші жылы олар күніне плутоний шамамен 260 грамм генерациялау екенін көрсетті. Алайда, операция билік екінші жылдан бастап бірте-бірте өсіп, ал қазірдің өзінде 1963 жылы оның деңгейі 600 МВт болды. Екінші күрделі жөндеуден кейін толығымен кірістіру проблемасы шешілді, және электр өзінде плутоний жылдық өндіру 270 келі 1200 МВт жетті. Бұл көрсеткіштер реакторларды жабу аяқтау үшін аман қалған.

Реакторы АИ-IR

Челябі кәсіпорындар 22 желтоқсан 1951 жылғы 25 мамырдағы 1987 жылға дейінгі кезеңге осы параметрді пайдалану үшін. уран Сонымен қатар, реактор кобальт-60 ретінде өндірілген және полоний-210. Бастапқыда, объект тритием өндірілген, бірақ кейінірек алуға және плутоний бастады.

Сондай-ақ, зауыт қару-плутоний өңдеу ауыр су бойынша жұмыс істейтін реакторлар және тек жеңіл-су реакторын (- «Руслан» оның есімі) салу болды.

Сібір алып

«Томск-7» - деп аты плутоний жасау үшін бес реакторлар бар зауыт, асырылады. графит агрегаттарының әр жеткілікті салқындауын қамтамасыз ету үшін нейтрон, және қарапайым су баяулату үшін қолданылады.

Және реакторлық-1 су бір рет өтіп, онда салқындату жүйесімен жұмыс істеді. Алайда, басқа да төрт бірлік жылу алмастырғыштар жабдықталған жабық бастапқы тізбек жабдықталды. Бұл дизайн өз кезегінде электр және түрлі үй-жайларды жылыту өндіру көмектеседі, ол одан әрі әлі күнге дейін және бу әзірлеуге мүмкіндік береді.

100 МВт және жылу энергиясын 200 МВт шығарылған бу өндірілетін электр энергиясының есебінен плутоний өндіруге: «Томск-7», және реактор, сондай-ақ, өз кезегінде, қосарлы мақсаты болды, ол, Е.И.-2 деп аталатын болды.

Маңызды ақпарат

ғалымдар куәландырылған бойынша, қару-сынып плутоний жартылай ыдырау мерзімі шамамен 24 360 жыл. Үлкен көрсеткіш! Осыған байланысты, әсіресе өткір мәселе болып: «тармағының қалдықтарды өндіру қалай дұрыс» ең жақсы нұсқа қару-сынып плутоний одан әрі өңдеу үшін арнайы кәсіпорындар құрылысы болып саналады. себебі бұл жағдайда, элементке бұдан былай әскери мақсаттар үшін пайдаланылуы мүмкін және адам бақылайтын болады, бұл. Яғни Ресейде қару-сынып плутоний кәдеге жарату, бірақ Америка Құрама Штаттары, осылайша өзінің халықаралық міндеттемелерін бұзды, басқа жолға шықты қалай болып табылады.

Осылайша, АҚШ-тың мемлекеттік жоғары байытылған жоюға ұсынады ядролық отын өнеркәсіптік өндірілген және плутоний арқылы разбавления және 500 метр тереңдікте арнайы контейнерлерде сақтаңыз емес. Бұл жағдайда, материалдық оңай жер алып, қайтадан әскери нысаналарды оны қоюға кез келген уақытта болуы мүмкін екенін айту артық. Ресей президенті Владимир Путин айтуынша, ел бастапқыда осы жолмен плутоний жойып, және өндірістік объектілердегі қайта өңдеу жүзеге асыруға келісті емес.

Ерекше назар қару-сынып плутоний мәні беріледі. Сарапшылар осы элементтің тонна ондаған ақ бірнеше миллиард доллар болуы мүмкін деп есептейді. Бірақ Е кейбір сарапшылар 8 триллион долларды сияқты қару-сынып плутоний 500 тонна бағалады істемейді. шын мәнінде әсерлі сомасы. ол анық ету үшін, ақша лотпен, 20 ғасырдың соңғы онжылдығында орыс ЖІӨ-нің орташа жылдық қарқыны $ 400 млрд болды деп айтуға мүмкіндік береді. Яғни, іс жүзінде, қару-сынып плутоний нақты бағасы Ресей Федерациясының жиырма жылдық ЖІӨ-ге тең.