Våpenplutonium: bruk, produksjon, resirkulering

Menneskeheten er alltid på jakt etter nye energikilder som kan løse mange problemer. Men ikke alltid, de er trygge. Således, i særdeleshet, er mye brukt i dag atomreaktorer , men i stand til å utvikle en slik enorm mengde av alle de nødvendige elektriske energi er fortsatt i livsfare. Men, i tillegg til bruk av kjernekraft til fredelige formål, har noen land i verden har lært å bruke den, og i det militære, spesielt for etablering av kjernefysiske stridshoder. Denne artikkelen vil bli diskutert på grunnlag av slike ødeleggende våpen, hvis navn - våpenplutonium.

bakgrunn

I denne kompakte formen metallet inneholder minst 93,5% Plutonium-239 isotop. Våpenplutonium ble kåret så for å gjøre det mulig å skille fra "bror av reaktoren." I prinsippet er det plutonium alltid dannes i absolutt enhver atomreaktor, som i sin tur kjører på lav-anriket eller naturlig uran, inneholdende for det meste, isotopen 238U.

Bruk i den militære sektor

Våpenplutonium Plutonium-239 - grunnlaget for kjernefysiske våpen. I dette tilfellet, er bruken av isotoper med masse tall 240 og 242 som irrelevante, da de gir meget høy nøytronbakgrunn, som til slutt hindrer etablering og utforming av høy ytelse atom belastning. Videre plutoniumisotopene 240Pu og 241Pu er betydelig mindre halveringstid sammenlignet med 239 Pu, men plutonium sterkt oppvarmede deler. Det er i denne forbindelse i kjernevåpen ingeniører er tvunget til å legge til ytterligere elementer for fjerning av overskuddsvarme. Forresten, Plutonium-239 ren varmere kropp. Man kan ikke, men ta hensyn til det faktum at produktene fra nedbrytning av tunge isotoper er utsatt for skadelige forandringer i krystallgitteret av metallet, og det er ganske naturlig rekonfigureres deler av plutonium, som til slutt kan føre til en total svikt av en kjernefysisk eksplosiv innretning.

Av og store, kan alle disse vanskelighetene overvinnes. Og i praksis har vi gjentatte ganger bestått testen av eksplosiver på grunnlag av det er "reaktor" plutonium. Men det bør bli forstått at atomvåpen blir ikke den siste posisjonen er okkupert av sin kompakthet, lav egenvekt, holdbarhet og pålitelighet. I denne forbindelse, bruker de bare våpenplutonium.

Design funksjoner av produksjonsreaktorer

Nesten all plutonium i Russland ble generert i reaktoren utstyrt med grafitt moderator. Hver av reaktorene er bygd opp rundt en sylindrisk sammenstilte blokker av grafitt.

Montert mellom grafittblokkene har en spesiell sliss for å tilveiebringe kontinuerlig sirkulasjon av kjølevæske, som blir brukt som nitrogen. I den sammensatte strukturen, og er vertikalt anordnet kanaler som er opprettet for passasje av kjølevann på dem og drivstoff. I seg selv er montasjen stivt understøttet på strukturen med åpninger for kanaler som anvendes for forsendelse som allerede er bestrålt brensel. Således hver av kanalene i tynnvegget rør er støpt av et lett og ekstra sterk aluminiumslegering. De fleste av de beskrevne kanaler har 70 brenselstaver. Kjølevann strømmer direkte rundt brenselstavene, fjerne overskuddsvarme fra dem.

Økende kraftproduksjonsreaktorer

Til å begynne med den første reaktor "fyr" ble brukt med en kapasitet på 100 MW termisk. Men hovedleder for den sovjetiske atomvåpen utviklingsprogram, Igor Kurchatov laget et forslag, som var at reaktoren er om vinteren han jobbet med en kapasitet på 170-190 MW, og om sommeren - 140-150 MW. Denne tilnærmingen aktivert reaktoren til å produsere ca 140 gram av edelt plutonium per dag.

I 1952 har den komplette-konstruksjon arbeid utført for å øke produksjonskapasiteten for å drive reaktorer slike metoder:

• Ved å øke vannmengden som brukes for kjøling, og strømmer gjennom den aktive sone av atomanlegg.
• Ved å øke motstanden mot korrosjon fenomen som finner sted i nærheten av innsatskanaler.
• Redusere frekvensen av oksidering av grafitt.
• Temperaturoppbygning inne i brenselceller.

Som et resultat av dette er kapasiteten til det sirkulerende vann i betydelig grad øket etter å ha blitt øket, og gapet mellom brennstoffkanalveggene. Korrosjon også klart å bli kvitt. For dette formål har vi valgt de mest egnede aluminiumlegeringer som har vært aktivt tilsetning av natriumdikromat, som til slutt forbedret mykhet av kjølevannet (pH-verdien var lik omtrent 6,0 til 6,2). Oksidasjon av grafitt har opphørt å være et aktuelt problem, etter at stål anvende nitrogen (tidligere brukt kun luft) for avkjøling.

Ved solnedgang 1950 innovasjoner er blitt fullt ut realisert i praksis, og dermed redusere den strålingsinduserte svelling av uran ekstremt unødvendig, i stor grad redusere termisk herding stenger av uran for å forbedre membranmotstanden og forbedre produksjonskvalitetskontroll.

Produksjonen ved "Mayak"

"Chelyabinsk-65" - en av de mest følsomme planter der det ble produsert våpenplutonium. Bedriften var flere reaktorer, som hver vil vi ta en nærmere titt.

En reaktor

Installasjonen ble designet og bygget under ledelse av den legendariske N. A. Dollezhalya. Hun jobbet med en kapasitet på 100 MW. Reaktoren hadde 1,149 vertikalt anordnede styre- og brenselskanalene i grafittblokken. Komplett struktur vekt var ca 1050 tonn. Praktisk talt alle kanaler (unntatt 25) er lastet med uran, den totale massen av 120-130 tonn. 17 kanaler blir brukt for kontrollstaver og 8 - for eksperimentene. Den maksimale varmeavgivelseshastighet av utformingen av brenselcellen er lik 3,45 kW. Ved første reaktor fremstilles omtrent 100 g plutonium pr dag. Først plutonium metall ble laget 16 april 1949.

teknologiske mangler

Nesten ganske alvorlig problem, som er korrosjon av aluminium setter og belegg av brenselcellen ble umiddelbart identifisert. Også de svellet og skadet brenselstaver og strømmet direkte inn i kjølevannet av reaktorkjernen. Etter hver lekkasje reaktoren måtte stoppes i opptil 10 timer for å lufttørke grafitt. I januar 1949 settes inn i kanalene er blitt skiftet ut. Etter det, starte installasjonen fant sted 26 mars 1949.

Grade plutoniumproduksjon i reaktoren A, som ble ledsaget av alle slags vanskeligheter utdypet i årene 1950-1954, med en midlere effekt på 180 MW enhet. Etterfølgende arbeide ved begynnelsen av reaktoren, fulgt av en mer intensiv bruk av den, noe som er ganske naturlig og har ført til mer hyppige stopp (opp til 165 ganger per måned). Som et resultat, i oktober 1963, ble reaktoren stengt og gjenåpnet bare i løpet av våren 1964. Hans kampanje er helt ferdig i 1987, og i løpet av hele perioden av langsiktig drift produsert 4,6 tonn plutonium.

reaktorer AB

Bedriften "Chelyabinsk-65" tre reaktorer AB ble besluttet å bygge høsten 1948. Deres produksjonskapasiteten er 200-250 gram plutonium per dag. Sjefsdesigner for prosjektet var Savin. Hver Reaktoren bestod av 1 996 kanaler, 65 av disse var kontroller. hver kanal er utstyrt med en spesiell detektor kjølevæskelekkasje - teknisk nyhet planter ble anvendt. Et slikt tiltak vil tillate meg å øret uten å avbryte driften av reaktoren.

Det første året av driften av reaktorene avslørte at de genererer ca 260 gram plutonium per dag. Men fra det andre driftsår kraft er gradvis økende, og allerede i 1963 sin hastighet var 600 MW. Etter den andre overhaling er blitt helt løst problemet med innsatsene, og kraften har allerede nådd 1200 MW med en årlig produksjon av plutonium 270 kilo. Disse indikatorene har overlevd for å fullføre lukning av reaktorer.

Reaktor AI-IR-

Chelyabinsk bedrifter til å bruke denne innstillingen i perioden fra 22 desember 1951 til 25 mai 1987. I tillegg til uran, reaktoren produsert som kobolt-60, og polonium-210. I utgangspunktet anlegget produserte tritium, men senere begynte å motta og plutonium.

Også prosessanlegg våpenplutonium måtte bygge reaktorer som opererer på tungtvann og det eneste lyset-vannsreaktor (hans navn - "Ruslan").

Siberian giganten

"Tomsk-7" - som er navnet båret anlegget, som har fem reaktorer for å lage plutonium. Hvert av aggregatene av grafitt brukes til å bremse nøytroner, og vanlig vann for å sikre tilstrekkelig kjøling.

Og reaktor-1 arbeidet med kjølesystemet, hvor vannet føres en gang. Imidlertid ble de fire andre enhetene er utstyrt med et lukket primærkrets er utstyrt med varmevekslere. Denne konstruksjonen gjør det mulig å videreutvikle fortsatt og damp, som igjen bidrar i produksjonen av elektrisitet og oppvarming av ulike lokaler.

"Tomsk-7", og reaktoren ble også kalt EI-2, som i sin tur hadde et dobbelt formål: å produsere plutonium på bekostning av produsert damp genereres elektrisk effekt på 100 MW og 200 MW av varmeenergi.

viktig informasjon

På forsikringer av forskere, halveringstiden av våpenplutonium er ca 24 360 år. En stor figur! I denne forbindelse blir en særlig akutt spørsmålet: "Hvordan riktig å gjøre med avfallet produksjon av posten" Det beste alternativet anses å være bygging av spesielle bedrifter for videre behandling av våpenplutonium. Årsaken er at i dette tilfellet, elementet kan ikke lenger brukes til militære formål, og vil bli styrt av mennesker. Det er hvordan disponering av våpenplutonium i Russland, men USA gikk den andre veien, og dermed brudd på sine internasjonale forpliktelser.

Således foreslår den amerikanske regjeringen for å ødelegge den høyanriket brensel ikke industrielt fremstilt, og ved fortynning av plutonium og lagre det i særlige beholdere på en dybde på 500 meter. Unødvendig å si, at i dette tilfellet, kan materialet lett være i noen tid å fjerne fra jorden, og igjen satte ham på militære mål. Ifølge Russlands president Vladimir Putin, landet i utgangspunktet enige om ikke å ødelegge plutonium på denne måten, og å utføre resirkulering ved industrianlegg.

Spesiell oppmerksomhet er gitt verdien av våpenplutonium. Eksperter anslår at titalls tonn av dette elementet kan godt være verdt flere milliarder dollar. Men noen eksperter i E har anslått 500 tonn våpenplutonium så mye som 8 billioner dollar. Mengden av virkelig imponerende. For å gjøre det klarere, som mye penger, la oss si at i det siste tiåret av det 20. århundre gjennomsnittlig årlig rate på russisk BNP var $ 400 milliarder. Det er faktisk den reelle prisen på våpenplutonium er lik tjue årlig BNP i Russland.