Plutonu w broni: zastosowanie, produkcja, recykling

Ludzkość jest zawsze w poszukiwaniu nowych źródeł energii, która może rozwiązać wiele problemów. Ale nie zawsze są one bezpieczne. Tak więc, w szczególności, jest szeroko wykorzystywana obecnie jądrowe reaktory chociaż mogli rozwijać właśnie taką ogromną ilość wszelkiej niezbędnej energii elektrycznej nadal są w śmiertelnym niebezpieczeństwie. Ale, oprócz wykorzystania energii jądrowej do celów pokojowych, niektóre kraje świata nauczyli się go używać, w wojsku, w szczególności za stworzenie głowic nuklearnych. W tym artykule zostaną omówione na podstawie takich niszczycielskich broni, których nazwa – plutonu w broni.

tło

W tym zwartej metalowej formy zawiera co najmniej 93,5% 239Pu izotopu. Plutonu w broni został nazwany tak, aby umożliwić odróżnienie od „brata reaktora.” W zasadzie, pluton, zawsze uformowana w absolutnie każdego reaktora jądrowego, który, z kolei, działa na niskim wzbogaconego uranu lub naturalnego, zawierającego w przeważającej części, izotop 238U.

Zastosowanie w sektorze wojskowym

Broń plutonu 239Pu – Podstawa broni jądrowej. W tym przypadku, zastosowanie izotopów z numerami masowej 240 i 242 nie ma znaczenia, ponieważ wytwarzają one bardzo wysokie tło neutronową, która ostatecznie utrudnia tworzenie i projektowanie wysokiej wydajności obciążenia jądrowej. Ponadto, izotopy plutonu 240Pu i 241Pu znacznie mniejszy okres półtrwania w porównaniu z 239Pu jednak plutonu silnie ogrzewane części. Jest w związku z tym w inżynierów broni jądrowej są zmuszeni, aby dodać dodatkowe elementy do usuwania nadmiaru ciepła. Nawiasem mówiąc, 239Pu czystej cieplej ciała. Nie można jednak wziąć pod uwagę fakt, że produkty rozpadu izotopów ciężkich poddaje się szkodliwych zmian w sieci krystalicznej metalu, a to jest zupełnie naturalne części rekonfigurację plutonu, które w końcu mogą spowodować całkowitą awarię jądrowego urządzenia wybuchowego.

Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie te trudności można przezwyciężyć. I, w praktyce, mamy wielokrotnie przeszły test urządzeń wybuchowych w oparciu o to „reaktor” pluton. Należy jednak rozumieć, że broń jądrowa nie jest ostatnia pozycja jest zajęta przez ich zwartości, niskiej masie własnej, trwałości i niezawodności. W związku z tym, należy je tylko plutonu w broni.

Cechy konstrukcyjne reaktorów produkcyjnych

Prawie cały pluton w Rosji została wygenerowana w reaktorze wyposażonym w moderatorem grafitowym. Każdy z reaktorów jest zbudowany wokół cylindrycznie zmontowanych bloków grafitu.

Montowane pomiędzy grafitowych bloków mają specjalną szczelinę na ciągłe krążenie płynu chłodzącego, który jest stosowany w postaci azotu. W zmontowanej konstrukcji, i są pionowo kanały utworzone dla przepływu wody chłodzącej na nich i paliwa. Od siebie, przy czym zespół jest sztywno podparty na konstrukcji z otworami kanałów używanych do transportu już napromieniowane paliwa. W ten sposób każda z tych kanałów w cienkościennej rury uformowane z lekkiego i bardzo stopu aluminium. Większość opisanych kanałów ma 70 prętów paliwowych. woda chłodząca przepływa bezpośrednio wokół prętów paliwowych, usuwanie nadmiaru ciepła z nich.

Zwiększenie mocy produkcyjnych reaktorów

Początkowo, pierwszy reaktor „latarni” funkcjonuje o mocy 100 MW cieplnej. Jednak głównym przywódcą radzieckiego programu rozwoju broni nuklearnej, Igor Kurczatow złożyła wniosek, który był, że reaktor jest w zimie pracował o mocy 170-190 MW, aw okresie letnim – 140-150 MW. Takie podejście umożliwiło reaktora do wytworzenia około 140 gramów cennego plutonu dziennie.

W 1952 roku, kompletne prace naukowo-badawcze zostały przeprowadzone w celu zwiększenia zdolności produkcyjnych działających reaktory takie metody:

• Przez zwiększenie przepływu wody używanej do chłodzenia i płynie przez aktywne strefy instalacji nuklearnej.
• Poprzez zwiększenie odporności na zjawiska korozji występującej w pobliżu kanałów przekładek.
• Zmniejszanie szybkości utleniania grafitu.
• Nagromadzenie temperatura wewnątrz ogniw paliwowych.

W rezultacie, ilość wody obiegowej jest znacząco zwiększona po została zwiększona, a odstęp pomiędzy ściankami kanału paliwowego. Korozja również udało się pozbyć. W tym celu, wybiera się najbardziej odpowiednie stopy aluminium aktywnie dodanie dwuchromianu sodowego, co w efekcie zwiększoną miękkość wody chłodzącej (pH wynosiło około 6.0-6.2). Utlenienie grafitu przestała być rzeczywisty problem, gdy stosuje się stal azotu (uprzednio stosowana tylko powietrze) do chłodzenia.

O zachodzie słońca 1950 innowacje zostały w pełni zrealizowane w praktyce, tym samym zmniejszając obrzęk popromiennego uranu niezwykle niepotrzebnej, znacznie zmniejszyć pręty utwardzania cieplnego uranu w celu poprawy odporności błony i poprawy kontroli jakości produkcji.

Produkcja w „Mayak”

„Czelabińsk-65” – jeden z najbardziej wrażliwych roślin, na którym został on wyprodukowany plutonu w broni. Przedsięwzięcie było więcej reaktorów, z których każda będzie nam przyjrzeć się bliżej.

reaktor

Instalacja została zaprojektowana i zbudowana pod kierownictwem legendarnego N. A. Dollezhalya. Pracowała o mocy 100 MW. Reaktor miał 1149 pionowo ułożonych kanałów sterowania i paliwa w bloku grafitu. Kompletna konstrukcja waga wynosiła około 1050 ton. Praktycznie wszystkie z wyjątkiem kanałów (25) są ładowane z uranu, w całkowitej masie 120-130 ton. 17 kanały są wykorzystywane do prętów regulacyjnych i 8 – w doświadczeniach. Maksymalna szybkość wydzielania ciepła z konstrukcji ogniwa równej 3,45 kW. W pierwszym reaktorze wytwarza się około 100 gramów plutonu dziennie. Pierwszy pluton metalu powstał 16 kwietnia 1949.

braki technologiczne

Prawie całkiem poważny problem, który jest korozja wstawkami z aluminium i powłok ogniwa paliwowego natychmiast zidentyfikowane. Również spęcznia i uszkodzonych prętów paliwowych płynęła bezpośrednio do wody chłodzącej w rdzeniu reaktora. Po każdym reaktora wycieku musi być przerwane przez okres do 10 godzin, suchego powietrza grafitu. W styczniu 1949 Wkładki do kanałów zostały zastąpione. Po tym, rozpocząć montaż odbył się 26 marca 1949.

Produkcja pluton stopnia w reaktorze A, która wraz ze wszystkimi rodzajami problemów opracowano w latach 1950-1954, o średniej mocy 180 MW. Dalsze prace na początku reaktora, a następnie przez bardziej intensywnego korzystania z niego, co jest całkiem naturalne i doprowadziło do częstszych przystanki (do 165 razy na miesiąc). W rezultacie, w październiku 1963, reaktor został zamknięty i otwarty dopiero na wiosnę 1964. Jego kampania jest całkowicie zakończona w 1987 roku i przez cały okres długotrwałej pracy produkowane 4,6 ton plutonu.

reaktory AB

Przedsiębiorstwo „Czelabińsk-65” trzy reaktory AB postanowiono budować jesienią 1948 roku. Ich zdolność produkcyjna wynosi 200-250 gramów plutonu dziennie. Główny projektant projektu było Savin. Każdy reaktor składał się z 1 996 kanałów, z których 65 były sterujące. każdy kanał jest wyposażony w specjalny detektor wycieku chłodziwa – technicznych rośliny Nowość użyto. Taki ruch pozwoli mi do ucha, bez przerywania pracy reaktora.

W pierwszym roku eksploatacji reaktora wykazała, że generują one około 260 gramów plutonu dziennie. Jednak od drugiego roku eksploatacji energii stopniowo wzrasta, a już w 1963 roku jego stopa wynosiła 600 MW. Po drugie remont został całkowicie rozwiązany problem z wkładkami i moc osiągnęła już 1200 MW z roczną produkcją plutonu 270 kilogramów. Wskaźniki te przetrwały do całkowitego zamknięcia reaktorów.

Reaktor AI podczerwieni

Przedsiębiorstwa Czelabińsk używać tego ustawienia w okresie od 22 grudnia 1951 do 25 maja 1987 r. Oprócz uranu w reaktorze wytwarzane jako kobalt-60 i polon-210. Początkowo zakład produkowane tryt, ale później zaczął otrzymywać i pluton.

Również przetwórnia plutonu w broni musiała budować reaktory działające na ciężką wodę i jedynym reaktorze światło-woda (jego nazwa – „Ruslan”).

syberyjski gigant

„Tomsk-7” – to jest nazwą prowadzi roślinę, która ma co najmniej pięć reaktorów do tworzenia plutonu. Każdy z agregatów grafitu stosowany do spowolnienia neutronów i zwykłą wodą, aby zapewnić odpowiednie chłodzenie.

I reaktor 1 pracuje w układzie chłodzenia, w których woda jest przepuszczana raz. Jednakże, pozostałe cztery elementy były wyposażone w zamknięty obwód pierwotny wyposażonym w wymienniki ciepła. Taka konstrukcja pozwala na dalszy rozwój i jeszcze parę wodną, co z kolei pomaga w produkcji energii elektrycznej i ogrzewania różnych pomieszczeń.

„Tomsk-7” i reaktor również nazywany EI-2, która z kolei miała dwa cele: do produkcji plutonu kosztem wytwarzania pary generowanej mocy elektrycznej 100 MW 200 MW energii cieplnej.

ważne informacje

Na zapewnień naukowców, okres półtrwania plutonu w broni jest około 24 360 lat. Ogromna figura! W tym względzie szczególnie dotkliwy staje się pytanie: „Jak prawidłowo zrobić z produkcji odpadów z pozycji” Najlepszym rozwiązaniem jest uważany za budowę specjalnych przedsiębiorstw do dalszego przetwarzania plutonu w broni. Powodem jest to, że w tym przypadku element nie może być używany do celów wojskowych i będzie kontrolowane przez człowieka. To jest jak utylizacja plutonu broni klasy w Rosji, ale Stany Zjednoczone Ameryki poszedł w inną stronę, a tym samym naruszenie zobowiązań międzynarodowych.

Tak więc, rząd USA zamierza zniszczyć wysoko wzbogaconego paliwa jądrowego jest nie produkowane przemysłowo, a przez rozcieńczenie plutonu i przechowywać je w specjalnych pojemnikach na głębokości 500 metrów. Nie trzeba dodawać, że w tym przypadku, materiał może łatwo być w każdej chwili usunąć z ziemi i ponownie umieścić go na cele wojskowe. Według prezydenta Rosji Władimira Putina, kraj początkowo zgodził się, aby nie zniszczyć plutonu w ten sposób, a do przeprowadzenia recyklingu w zakładach przemysłowych.

Szczególną uwagę zwraca wartość plutonu w broni. Eksperci szacują, że dziesiątki ton tego pierwiastka może być wart kilka miliardów dolarów. Ale niektórzy eksperci w E ma około 500 ton plutonu w broni jako aż 8 bilionów dolarów. Kwota naprawdę imponujące. Aby uczynić go bardziej zrozumiałym, jak dużo pieniędzy, powiedzmy, że w ostatniej dekadzie 20 wieku średnia roczna stopa rosyjskiego PKB wyniósł $ 400 miliardów dolarów. Oznacza to, że w rzeczywistości realna cena broń plutonu wynosi dwadzieścia rocznego PKB Federacji Rosyjskiej.