Оръжия плутоний: използването, производството, рециклиране

Човечеството винаги е в търсене на нови източници на енергия, които могат да решат много проблеми. Но не винаги, те са безопасни. По този начин, по-специално, се използва широко днешните ядрени реактори , въпреки че може да се развива само като огромно количество цялата необходима електрическа енергия все още са в смъртна опасност. Но в допълнение към използването на ядрената енергия за мирни цели, някои страни на света са се научили да го използвате и в армията, и по-специално за създаването на ядрени бойни глави. В тази статия ще се обсъждат на основата на такива разрушителни оръжия, чието име - оръжия плутоний.

фон

В този компактна форма метал съдържа най-малко 93,5% 239Pu изотоп. Оръжия плутоний е кръстен така, за да се даде възможност да се разграничи от "брат на реактора." По принцип плутония винаги се образува в абсолютно всеки реактор, който, от своя страна, работи на нискообогатен естествен уран, или съдържащи по-голямата част, изотопа 238U.

Използвайте във военния сектор

Оръжия плутоний 239Pu - основа на ядрени оръжия. В този случай, използването на изотопи с масови числа 240 и 242 е без значение, тъй като те произвеждат много висока неутронна фон, което в крайна сметка пречи на създаването и проектирането на високо-производителни ядрен товар. Освен това, плутониеви изотопи 240Pu и 241Pu са значително по-малък период на полуразпад в сравнение с 239Pu обаче плутоний силно нагрети части. Именно в тази връзка в инженери ядрено оръжие са принудени да се добавят допълнителни елементи за премахване на излишната топлина. Между другото, 239Pu чист топло тяло. Човек не може да не се вземе под внимание факта, че продуктите на разпада на тежки изотопи е подложена на вредни промени в кристалната решетка на метала, и това е съвсем естествено се променя конфигурацията части на плутоний, които в крайна сметка може да доведе до пълен отказ на ядрено взривно устройство.

Като цяло, всички тези трудности могат да бъдат преодолени. И на практика, ние многократно издържал теста на взривни устройства на базата на това е "реактор" плутоний. Но това трябва да се разбира, че на ядрено оръжие не е на последна позиция е заета от тяхната компактност, ниска Собственото тегло, издръжливост и надеждност. В тази връзка, те използват само оръжия плутоний.

Конструктивна особеност на реакторите на производствените

Почти всички плутония в Русия се получава в реактор, снабден с графитен модератор. Всеки един от реакторите е изградена около цилиндрично сглобени блокове от графит.

Събрани между графитните блокове имат специален слот за осигуряване на непрекъсната циркулация на охлаждащата течност, която се използва като азот. В сглобено структура, и са вертикално разположени канали, създадени за преминаване на охлаждащата вода върху тях и гориво. Сама по себе си, сглобяването е неподвижно закрепени върху структурата с отвори за канали, използвани за изпращане вече облъчва гориво. По този начин всеки от каналите в тънкостенна тръба се формова от лек и изключително силно алуминиева сплав. Повечето от описаните канали има 70 горивни пръти. Охлаждаща вода тече директно около горивните пръти, отстраняване на излишната топлина от тях.

Увеличаване на производството на енергия реактори

Първоначално първия реактор "фар" функционира с капацитет от 100 MW топлинна. Все пак основната лидерът на програмата на Съветския развитие ядрени оръжия, Игор Курчатов направи предложение, което беше, че реакторът е през зимата той е работил с капацитет от 170-190 MW, а през лятото - 140-150 MW. Този подход дава възможност на реактора за производство на около 140 грама благородни плутоний на ден.

През 1952 г. пълните научноизследователски работи са извършени с цел увеличаване на производствения капацитет на работа реактори такива методи:

• Чрез увеличаване на водния поток, използван за охлаждане и преминаващ през активната зона на ядрената инсталация.
• Чрез увеличаване на устойчивостта на корозия явление срещащи се в близост до каналите за вмъкване.
• Намаляване на скоростта на окисление на графит.
• Температура натрупване вътре в горивните клетки.

В резултат на капацитет на циркулационната вода значително се увеличава, след като е увеличен и разликата между стените на канала гориво. Корозия също успя да се отървете от. За тази цел, ние избрахме най-подходящите алуминиеви сплави са активно добавяне на натриев дихромат, което в крайна сметка повишава мекотата на охлаждащата вода (рН е равно на около 6.0-6.2). Окисляване на графит вече не е действително проблем, след стомана прилага азот (по-рано използва само въздух) за охлаждане.

На залез слънце 1950 нововъведения са напълно реализирани на практика, като по този начин намаляване на предизвикани от радиация прииждането на уран изключително ненужно, значително намаляване на топлинните закаляване пръчки уран за повишаване на устойчивостта на лигавиците и подобряване на контрола върху качеството на продукцията.

Производството на "Маяк"

"Челябинск-65" - един от най-чувствителните растения, на която е произведени оръжия плутоний. Предприятието е повече реактора, всеки от които ще разгледаме по-отблизо.

реактор

Инсталацията е проектирана и построена под ръководството на легендарния Н. А. Dollezhalya. Тя работи с капацитет от 100 MW. Реакторът има 1,149 вертикално разположени контрол и горивни канали в графитния блок. Пълна структура на тегло е около 1050 тона. Почти всички канали (с изключение на 25) са заредени с уран, общата маса на 120-130 тона. 17 канали се използват за контрол на пръти и 8 - за експериментите. Максималната скорост на отделяне на топлина от дизайна на горивната клетка на равно на 3,45 кВт. На пръв реактор произвежда около 100 грама плутоний на ден. Първо метален плутоний е направена 16 Апр 1949.

технологични недостатъци

Почти доста сериозен проблем, който е корозия на алуминиева вложка и покрития на горивната клетка се веднага идентифицирани. Също така те набъбва и повредени горивни пръти и изтича директно в охлаждащата вода на активната зона на реактора. След всяко изместване на реактора трябва да бъде спрян за до 10 часа, за да се изсушат на въздух графит. През януари 1949 г. са били заменени вмъква в каналите. След това започнете инсталацията се проведе 26-ти Март, 1949.

Клас производство плутоний в реактор, който се придружава от всякакви затруднения разработен през годините 1950-1954, със средна мощност от 180 MW единица. След работа от началото на реактора, последван от по-интензивно използване на това, което е съвсем естествено и е довело до по-чести спирания (до 165 пъти на месец). В резултат на това през октомври 1963 г., реакторът се затвори и отново само през пролетта на 1964. Неговата кампания е напълно завършен през 1987 г. и по време на целия период на дългосрочна операция произвежда 4,6 тона плутоний.

реактори AB

В предприятието "Челябинск-65" три реактора AB бе решено да се изгради през есента на 1948. Тяхната производствен капацитет е 200-250 грама плутоний на ден. Главен проектант на проекта бе Савин. Всеки реактор се състои от 1 996 канали, 65 от които са контроли. всеки канал е снабден със специален изтичане детектор на охлаждащата течност - бяха използвани технически новости растения. Подобен ход ще ми позволи да се ухо, без да прекъсвате работата на реактора.

През първата година на експлоатация на реакторите разкри, че те генерират около 260 грама плутоний на ден. Въпреки това, от втората година на работа на електроенергийната постепенно се увеличава и вече през 1963 г., неговата скорост е 600 MW. След втория ремонт е напълно решен проблемът с вложки и властта вече е достигнала 1200 MW с годишно производство на плутоний 270 кг. Тези показатели са оцелели, за да завършите затваряне на реактори.

Реактор AI-IR

Челябинск предприятия да използват тази настройка в периода от 22 декември, 1951 г. До 25 май 1987 година. В допълнение към уран, реакторът произведени като кобалт-60, и полоний-210. Първоначално съоръжението произвежда тритий, но по-късно започва да се получава и плутоний.

Също завод за преработка на оръжия плутоний трябваше да се изгради реактори, работещи на тежка вода, а само реактора лека вода (името му - "Руслан").

сибирски гигант

"Томск-7" - това е името извършва растението, която има пет реактори за създаване плутоний. Всяка от агрегати на графит прилага за забавяне неутрони, и обикновена вода за осигуряване на адекватно охлаждане.

И реактора-1 е работил с охладителната система, в която водата се подава еднократно. Въпреки това, други четири единици са оборудвани със затворен контур, снабдена с топлообменници. Този дизайн позволява да се развива по-нататък още и пара, което от своя страна помага за производството на електрическа и топлинна енергия от различни помещения.

"Томск-7", и реакторът се нарича EI-2, който, от своя страна, има двойно предназначение: за производството на плутоний за сметка на произвежда пара, генерирана електрическа мощност от 100 MW и 200 MW на топлинна енергия.

важна информация

На уверения за учените, времето на полуживот на оръжия плутоний е около 24 триста и шестдесет години. Огромен фигура! В тази връзка, особено остър въпрос е: "Как правилно да се направи с производството на отпадъци на елемента" Най-добрият вариант се счита за изграждането на специализирани предприятия за по-нататъшна обработка на оръжия плутоний. Причината е, че в този случай, елементът вече не може да се използва за военни цели и ще се контролира от човека. Ето как на разположение на плутоний за военни цели в Русия, но в Съединените щати на Америка тръгна в обратната посока, като по този начин нарушава международните си задължения.

По този начин, правителството на САЩ предлага да се унищожи високо обогатено ядрено гориво е не промишлено произведените и чрез разреждане на плутоний и да го съхранява в специални контейнери на дълбочина 500 метра. Излишно е да казвам, че в този случай, материалът може лесно да бъде във всеки момент да се премахне от земята, и отново го сложи на военни цели. Според руския президент Владимир Путин, страната първоначално се съгласи да не се унищожи плутоний по този начин, както и да извършва рециклиране на промишлени съоръжения.

Специално внимание е отделено на стойността на оръжия плутоний. Експертите смятат, че десетки тона на този елемент може да бъде на стойност няколко милиарда щатски долара. Но някои експерти в E се изчислиха 500 тона оръжия плутоний колкото 8 трилиона долара. Размерът на наистина впечатляващ. За да стане по-ясно, тъй като много пари, нека да кажем, че през последното десетилетие на 20 век средният годишен темп на руския БВП е $ 400 млрд. Това означава, че в действителност, реалната цена на оръжие плутоний е равен на двадесет годишния БВП на Руската федерация.