Gred senjata plutonium: penggunaan, pengeluaran, kitar semula

Manusia sentiasa mencari sumber tenaga baru yang boleh menyelesaikan banyak masalah. Tetapi tidak semestinya, mereka adalah selamat. Oleh itu, khususnya, digunakan secara meluas hari ini nuklear reaktor walaupun mampu untuk membangunkan hanya seperti sejumlah besar daripada tenaga elektrik yang diperlukan masih dalam bahaya manusia. Tetapi, selain daripada penggunaan tenaga nuklear untuk tujuan keamanan, beberapa negara di dunia telah belajar untuk menggunakannya, dan dalam tentera, khususnya untuk mewujudkan kepala peledak nuklear. Artikel ini akan dibincangkan berdasarkan senjata pemusnah itu, yang namanya - gred senjata plutonium.

latar Belakang

Dalam bentuk logam padat ini ia mengandungi sekurang-kurangnya 93,5% 239Pu isotop. Gred senjata plutonium dinamakan demikian untuk membuat ia mungkin untuk membezakan dari "saudara reaktor." Pada dasarnya, plutonium sentiasa ditubuhkan pada mutlak mana-mana reaktor nuklear, yang, seterusnya, berjalan pada uranium rendah diperkaya atau semula jadi, yang mengandungi, bagi sebahagian besar, isotop 238U itu.

Digunakan dalam sektor ketenteraan

Gred senjata plutonium 239Pu - asas senjata nuklear. Dalam kes ini, penggunaan isotop dengan nombor jisim 240 dan 242 adalah tidak relevan, kerana mereka menghasilkan latar belakang neutron sangat tinggi, yang akhirnya menghalang penciptaan dan reka bentuk berprestasi tinggi beban nuklear. Tambahan pula, isotop plutonium 240Pu dan 241Pu adalah jauh lebih kecil separuh hayat berbanding 239Pu, bagaimanapun plutonium bahagian dipanaskan dengan kuat. Ia adalah berkaitan ini dalam jurutera senjata nuklear terpaksa menambah elemen tambahan untuk mengeluarkan haba yang berlebihan. Dengan cara ini, 239Pu badan panas tulen. Kita tidak dapat tidak mengambil kira hakikat bahawa produk pereputan isotop berat adalah tertakluk kepada perubahan berbahaya dalam kekisi hablur logam, dan ia adalah bahagian reconfigures agak semula jadi plutonium, yang pada akhirnya boleh menyebabkan kegagalan balasan bahan letupan nuklear.

Secara keseluruhannya, semua kesukaran ini boleh diatasi. Dan, dalam amalan, kita telah berulang kali lulus ujian bahan letupan atas dasar ia adalah "reaktor" plutonium. Tetapi ia perlu difahami bahawa senjata nuklear tidak kedudukan terakhir diduduki oleh kompak mereka, berat membendung rendah, ketahanan dan kebolehpercayaan. Dalam hal ini, mereka menggunakan hanya gred senjata plutonium.

ciri-ciri reka bentuk reaktor pengeluaran

Hampir semua plutonium di Rusia telah dijana dalam reaktor dilengkapi dengan moderator grafit. Setiap satu daripada reaktor dibina di sekitar blok cylindrically dipasang grafit.

Dipasang antara blok grafit mempunyai slot khas untuk menyediakan peredaran berterusan penyejuk, yang digunakan sebagai nitrogen. Dalam struktur dipasang, dan menegak mempunyai channel yang telah dibuka untuk laluan air penyejukan pada mereka dan bahan api. Dengan sendirinya, perhimpunan tegar disokong pada struktur dengan lubang untuk saluran yang digunakan untuk penghantaran sudah radiasi bahan api. Oleh itu setiap satu saluran dalam tiub berdinding nipis dibentuk daripada aloi aluminium ringan dan kuat tambahan. Kebanyakan saluran yang diterangkan mempunyai 70 batang bahan bakar. Penyejukan air mengalir terus di sekitar batang bahan bakar, membuang haba berlebihan dari mereka.

Meningkatkan reaktor pengeluaran kuasa

Pada mulanya, reaktor pertama "Lighthouse" telah berfungsi dengan kapasiti 100 MW haba. Walau bagaimanapun, pemimpin utama program pembangunan senjata nuklear Soviet, Igor Kurchatov membuat cadangan, yang adalah bahawa reaktor adalah pada musim sejuk dia bekerja dengan kapasiti 170-190 MW, dan dalam masa musim panas - 140-150 MW. Pendekatan ini membolehkan reaktor untuk menghasilkan kira-kira 140 gram plutonium berharga setiap hari.

Pada tahun 1952, kerja-kerja saintifik-penyelidikan yang lengkap telah dijalankan untuk meningkatkan kapasiti pengeluaran reaktor beroperasi kaedah tersebut:

• Dengan meningkatkan aliran air yang digunakan untuk menyejukkan dan mengalir melalui zon aktif pemasangan nuklear.
• Dengan meningkatkan rintangan kepada fenomena kakisan yang berlaku berhampiran saluran memasukkan.
• Mengurangkan kadar pengoksidaan grafit.
• Suhu pembentukan dalam sel bahan api.

Hasilnya, kapasiti air beredar meningkat dengan ketara setelah meningkat dan jurang antara dinding saluran bahan api. Kakisan juga berjaya menyingkirkan. Untuk tujuan ini, kami telah memilih yang paling sesuai aloi aluminium telah aktif menambah natrium dikromat, yang akhirnya meningkatkan kelembutan air penyejuk (pH adalah sama dengan kira-kira 6,0-6,2). Pengoksidaan grafit telah tidak lagi menjadi masalah sebenar, selepas keluli dikenakan nitrogen (sebelum ini hanya digunakan udara) untuk menyejukkan.

Pada waktu matahari terbenam 1950 inovasi telah direalisasikan sepenuhnya dalam amalan, sekali gus mengurangkan bengkak yang disebabkan oleh radiasi uranium sangat tidak perlu, mengurangkan rod pengerasan haba uranium untuk meningkatkan rintangan membran dan meningkatkan kawalan kualiti pengeluaran.

Pengeluaran di "Mayak"

"Chelyabinsk-65" - salah satu tumbuhan yang paling sensitif di mana ia dihasilkan gred senjata plutonium. perusahaan lebih reaktor, setiap yang kita akan melihat dengan lebih dekat.

reaktor A

pemasangan telah direka dan dibina di bawah kepimpinan N. A. legenda Dollezhalya. Beliau bekerja dengan kapasiti 100 MW. reaktor mempunyai 1,149 kawalan dan bahan api saluran menegak disusun dalam blok grafit. Lengkap struktur berat badan adalah kira-kira 1,050 tan. Hampir semua saluran (kecuali 25) sarat dengan uranium, jumlah jisim 120-130 tan. 17 saluran yang digunakan untuk rod kawalan dan 8 - untuk eksperimen. Maksimum kadar pembebasan haba reka bentuk sel bahan api sama dengan 3.45 kW. Di reaktor pertama yang dihasilkan kira-kira 100 gram plutonium setiap hari. logam plutonium pertama dibuat April 16, 1949.

kelemahan teknologi

Hampir agak masalah yang serius, yang merupakan kakisan sisipan aluminium dan lapisan sel bahan api serta-merta dikenal pasti. Juga mereka bengkak dan rosak rod bahan api dan mengalir terus ke dalam air penyejukan teras reaktor. Selepas setiap reaktor kebocoran terpaksa dihentikan sehingga 10 jam untuk menyuarakan grafit kering. Pada Januari 1949 memasukkan ke dalam saluran telah diganti. Selepas itu, memulakan pemasangan berlaku 26 Mac 1949.

Gred pengeluaran plutonium dalam reaktor A yang disertakan dengan pelbagai masalah dihuraikan pada tahun-tahun 1950-1954, dengan kuasa purata 180 MW unit. kerja berikutnya pada awal reaktor yang sejajar dengan penggunaan yang lebih intensif itu, yang agak semula jadi dan telah membawa kepada perhentian yang lebih kerap (sehingga 165 kali sebulan). Hasilnya, pada bulan Oktober 1963, reaktor ditutup dan dibuka semula hanya pada musim bunga tahun 1964. kempen beliau benar-benar selesai pada tahun 1987 dan dalam tempoh keseluruhan operasi jangka panjang yang dihasilkan 4.6 tan plutonium.

reaktor AB

Perusahaan "Chelyabinsk-65" tiga reaktor AB telah memutuskan untuk membina pada musim gugur tahun 1948. kapasiti pengeluaran mereka adalah 200-250 gram plutonium setiap hari. Ketua pereka projek ini adalah Savin. Setiap reaktor terdiri daripada 1 996 saluran, 65 daripadanya adalah kawalan. setiap saluran dibekalkan dengan khas kebocoran pengesan penyejuk - Tumbuh-tumbuhan sesuatu yang baru teknikal telah digunakan. Langkah sedemikian akan membolehkan saya untuk telinga tanpa mengganggu operasi reaktor.

Tahun pertama operasi reaktor mendedahkan bahawa mereka menjana kira-kira 260 gram plutonium setiap hari. Walau bagaimanapun, dari tahun kedua kuasa operasi secara beransur-ansur meningkat, dan sudah pada tahun 1963 kadarnya adalah 600 MW. Selepas baik pulih kedua telah benar-benar menyelesaikan masalah dengan memasukkan, dan kuasa telah mencapai 1,200 MW dengan pengeluaran tahunan sebanyak plutonium 270 kilogram. Penunjuk ini telah terselamat untuk melengkapkan penutupan reaktor.

Reaktor AI-IR

perusahaan Chelyabinsk untuk menggunakan tetapan ini dalam tempoh dari 22 Disember 1951 hingga 25 Mei 1987. Selain uranium, reaktor dihasilkan sebagai kobalt-60, dan polonium-210. Pada mulanya, Kemudahan yang dihasilkan tritium, tetapi kemudian mula menerima dan plutonium.

Juga kilang memproses gred senjata plutonium terpaksa membina reaktor beroperasi pada air berat dan satu-satunya reaktor air ringan (namanya - "Ruslan").

gergasi Siberia

"Tomsk-7" - iaitu nama yang dijalankan kilang, yang mempunyai lima reaktor untuk mewujudkan plutonium. Setiap satu daripada agregat grafit digunakan untuk memperlahankan neutron, dan air biasa untuk memastikan penyejukan yang mencukupi.

Dan reaktor-1 yang bekerja dengan sistem penyejukan di mana air diluluskan sekali. Walau bagaimanapun, empat unit telah dilengkapi dengan litar utama tertutup dilengkapi dengan penukar haba. Reka bentuk ini membolehkan untuk membangunkan lagi masih dan wap, yang seterusnya membantu dalam pengeluaran elektrik dan pemanasan pelbagai premis.

"Tomsk-7", dan reaktor juga dipanggil EI-2, yang, seterusnya, mempunyai dua tujuan: untuk menghasilkan plutonium dengan mengorbankan wap dijana kuasa elektrik yang dihasilkan daripada 100 MW dan 200 MW tenaga haba.

maklumat penting

Pada jaminan daripada ahli-ahli sains, separuh hayat gred senjata plutonium adalah kira-kira 24 360 tahun. Seorang tokoh besar! Dalam hal ini, soalan meruncing menjadi: "Bagaimana dengan betul untuk melakukan dengan pengeluaran gurun item" Pilihan terbaik dianggap sebagai pembinaan perusahaan khas untuk pemprosesan selanjutnya gred senjata plutonium. Sebabnya ialah bahawa dalam kes ini, elemen yang tidak boleh lagi digunakan untuk tujuan ketenteraan dan akan dikawal oleh manusia. Iaitu bagaimana pelupusan plutonium gred senjata di Rusia, tetapi Amerika Syarikat pergi dengan cara yang lain, sekali gus melanggar komitmen antarabangsa.

Oleh itu, kerajaan AS bercadang untuk memusnahkan yang sangat diperkaya bahan api nuklear tidak perindustrian dihasilkan, dan oleh pencairan plutonium dan menyimpannya di dalam bekas khas pada kedalaman 500 meter. Tidak perlu dikatakan, bahawa dalam kes ini, bahan dengan mudah boleh dalam bila-bila masa untuk mengeluarkan dari bumi, dan sekali lagi orang itu ke atas sasaran tentera. Menurut Presiden Rusia Vladimir Putin, negara ini pada mulanya bersetuju untuk tidak memusnahkan plutonium dengan cara ini, dan untuk menjalankan kitar semula di kemudahan industri.

Perhatian khusus diberikan nilai gred senjata plutonium. Pakar-pakar menganggarkan bahawa puluhan tan unsur ini mungkin bernilai beberapa bilion dolar Amerika. Tetapi beberapa pakar dalam E tidak mempunyai kira-kira 500 tan gred senjata plutonium sebanyak 8 trilion dolar. Jumlah yang benar-benar menarik. Untuk menjadikannya lebih jelas, kerana wang yang banyak, mari kita mengatakan bahawa dalam dekad terakhir abad ke-20 kadar tahunan purata KDNK Rusia adalah $ 400 bilion. Itulah, sebenarnya, harga sebenar senjata gred plutonium adalah sama dengan dua puluh KDNK tahunan Persekutuan Rusia.