Plutonija Oružje razreda: uporaba, proizvodnja, recikliranje

Čovječanstvo je uvijek u potrazi za novim izvorima energije koji se može riješiti mnoge probleme. Ali ne uvijek, oni su sigurni. Tako je, posebno, je naširoko koristi i danas nuklearna reaktora iako je u mogućnosti da se razvije upravo takvu ogromnu količinu svih potrebnih električne energije su još uvijek u životnoj opasnosti. No, uz korištenje nuklearne energije u mirnodopske svrhe, neke zemlje svijeta naučili kako ga koristiti, te u vojsci, posebno za izradu nuklearnih bojnih glava. Ovaj članak će se raspravljati na temelju takvih destruktivnih oružja, čije ime - oružja-razred plutonija.

pozadina

U ovom kompaktnom obliku metala sadrži najmanje 93-5% 239Pu izotop. Oružje razreda plutonij je dobio ime tako da bi bilo moguće razlikovati od „brata reaktora”. U načelu, plutonij uvijek se formira u apsolutno bilo nuklearnog reaktora, koji se, pak, radi na niskim obogaćenog ili prirodnog urana, sadrži, za najveći dio, izotopa 238U.

Koristi se u vojnom sektoru

Oružje razreda plutonij 239Pu - temelj nuklearnog oružja. U tom slučaju, uporaba izotopa s masovnim brojevima 240 i 242 je nevažno, jer oni proizvode vrlo visoku neutrona pozadine, što u konačnici sprječava stvaranje i dizajn visokih performansi nuklearnog tereta. Osim toga, plutonij izotopi 240Pu i 241Pu su znatno manji poluraspada u odnosu na 239Pu, međutim plutonijev snažno grijane dijelove. To je s tim u vezi u inženjere nuklearno oružje su prisiljeni da dodate dodatne elemente za uklanjanje viška topline. Usput, 239Pu čista toplije tijelo. Ne može se, ali uzeti u obzir činjenicu da su produkti raspadanja teških izotopa podvrgnut štetne promjene u kristalnoj rešetci metala, i to je sasvim prirodna rekonfigurira dijelove plutonija, što u konačnici može uzrokovati potpuni neuspjeh nuklearnog eksplozivne naprave.

Uglavnom, sve ove teškoće mogu prevladati. A, u praksi, mi smo više puta prošli test eksplozivnih naprava na osnovi to je „reaktor” plutonij. No, valja imati na umu da je nuklearno oružje nije zadnji položaj zauzima njihovu kompaktnost, niska masu praznog, trajnosti i pouzdanosti. U tom smislu, oni koriste samo oružja-razred plutonija.

Dizajn značajke proizvodnje reaktora

Gotovo sve plutonij u Rusiji je generirana u reaktoru opremljenim sa grafitnim moderatora. Svaki od reaktora je izgrađen oko cilindričnog okupljenim blokove grafita.

Sastavljen između grafitne blokova imaju poseban otvor za osiguravanje kontinuirane cirkulaciju rashladnog sredstva, koja se koristi kao dušikom. U sklopljenom strukturi i vertikalno raspoređeni kanale stvorene za prolaz rashladne vode na njih i goriva. Sama po sebi, sklop čvrsto oslonjen na strukturu sa rupama za kanale koji se koriste za otpremu već ozračeno gorivo. Tako je svaki kanal u tankim stijenkama cijevi izliveni od laganog i ekstra jake aluminijske legure. Većina opisanih kanala ima 70 gorive šipke. Rashladne vode teče izravno oko šipke goriva, uklanjanje viška topline iz njih.

Povećanje proizvodnje energije reaktora

U početku, prvi reaktor „Svjetionik” funkcionira sa kapacitetom od 100 MW toplinske. Međutim, glavni vođa Sovjetskog razvoja nuklearnog oružja programa, Igor kurchatov napravio prijedlog, što je da je reaktor je u zimi je radio s kapacitetom od 170-190 MW, au ljetnom vremenu - 140-150 MW. Ovaj pristup omogućio je reaktor za proizvodnju oko 140 grama plemenitih plutonija dnevno.

Godine 1952., potpuni znanstveno-istraživački radovi su provedena kako bi se povećala kapacitet proizvodnje od operativnog reaktora takve metode:

• Povećanjem protoka vode koja se koristi za hlađenje i protječe kroz zonu aktivnog nuklearnog postrojenja.
• Povećanjem otpornost na koroziju fenomen koji se pojavljuje u blizini umetanje kanala.
• Smanjuju brzinu oksidacije grafita.
• Temperatura nakupine unutar gorivih.

Kao posljedica toga, sposobnost optočne vode značajno se povećava nakon što je povećana, a razmak između zidova kanala za gorivo. Korozija je također uspio riješiti. U tu svrhu, odabrani se najprikladnije aluminijeve legure aktivno dodavanjem natrijevog dikromata, što u konačnici poboljšane mekoću rashladne vode (pH je oko 6.0-6.2). Oksidacija grafita je prestala biti stvarni problem nakon čelika primjenjuju se dušik (prethodno korišten samo zrak) za hlađenje.

U sumrak 1950 inovacije u potpunosti su ostvareni u praksi, čime se smanjuje oticanje zračenja izazvanog urana izuzetno nepotrebno, uvelike smanjuju toplinske kaljenje šipke urana za poboljšanje otpornosti membrane i poboljšati kontrolu kvalitete proizvodnje.

Proizvodnja u „Mayak”

„Čeljabinsk-65” - jedna od najosjetljivijih biljaka na kojem je proizvedena oružja-razred plutonija. Poduzeće je bilo više reaktora, od kojih je svaki ćemo uzeti bliži pogled.

reaktor

Instalacija je projektiran i izgrađen pod vodstvom legendarnog N. A. Dollezhalya. Radila je s kapacitetom od 100 MW. Reaktor ima 1.149 okomito postavljene kontrole i goriva kanala u grafitnim bloka. Kompletna struktura težina je oko 1050 tona. Gotovo svi kanali (osim 25) se učitava s urana, ukupne mase 120-130 tona. 17 kanali se koriste za kontrolne šipke i 8 - za pokuse. Maksimalna brzina oslobađanja topline dizajn goriva ćelija jednaka 3,45 kW. Na prvi reaktor proizveden oko 100 grama plutonija dnevno. Prvo metala plutonija je napravljen 16. travnja 1949.

tehnološki nedostaci

Skoro sasvim ozbiljan problem, koji je na koroziju aluminija umecima i premaza iz gorivih ćelija odmah su identificirani. Također su popeo i oštećene goriva šipke i tekla direktno u vodu za hlađenje reaktora jezgre. Nakon svakog propuštanje reaktor je trebalo zaustaviti do 10 sati, da se suši na zraku grafit. U siječnju su zamijenjena 1949 umetci u kanale. Nakon toga, započeti instalacija održan 26 ožujka 1949.

Razred za proizvodnju plutonija u reaktoru koji je bio popraćen svim vrstama teškoća razrađeni tijekom godina 1950-1954, s prosječnom snagom od 180 MW jedinice. Naknadni rad do početka reaktora nakon čega je uslijedio intenzivno korištenje tome, što je sasvim prirodno te je dovelo do češćih zaustavljanja (do 165 puta mjesečno). Kao rezultat toga, u listopadu 1963., reaktor je zatvorena i ponovno otvorena tek u proljeće 1964. Njegova kampanja je u potpunosti završena 1987. godine, a tijekom cijelog razdoblja dugotrajnog rada proizvedeno 4,6 tona plutonija.

reaktori AB

Poduzeće „Čeljabinsk-65” tri reaktora AB je odlučio izgraditi u jesen 1948. godine. Njihov proizvodni kapacitet je 200-250 grama plutonija dnevno. Glavni dizajner projekta bio je Savin. Svaki reaktor se sastojao od 1996 kanala, od kojih su 65 bili kontrole. svaki kanal se isporučuje s posebnim curenja rashladnog detektor - Tehnička novost biljke se koristi. Takav potez će mi omogućiti da se uho bez prekidanja rada reaktora.

Prva godina rada reaktora otkrila je da oni stvaraju oko 260 grama plutonija dnevno. Međutim, od druge godine rada moći postupno se povećava, a već 1963. godine je stopa bila je 600 MW. Nakon što je drugi remont u potpunosti riješio problem s umetcima, i moć već dosegla 1.200 MW s godišnjom proizvodnjom plutonija 270 kilograma. Ovi pokazatelji su preživjeli dovršiti zatvaranje reaktora.

Reaktor AI-IR

Chelyabinsk poduzeća da koriste tu postavku u razdoblju od 22. prosinca 1951. do 25. svibnja 1987. Osim urana, reaktor proizveden kao kobalt-60, i polonija-210. U početku, objekt proizveden tricij, ali kasnije je počela primati i plutonij.

Također preradu oružja-razred plutonija morali graditi reaktore koje djeluju na teške vode, a jedina svjetla vode reaktora (njegov naziv - „Ruslan”).

Sibirski div

„Tomsk-7” - to je ime nosio biljka, koja ima pet reaktora za stvaranje plutonij. Svaki od agregata grafita primjenjuje usporiti neutrone i obične vode kako bi se osiguralo odgovarajuće hlađenje.

I reaktor-1 radio sa sustavom za hlađenje u kojem se donosi voda jednom. Međutim, ostale četiri jedinice su opremljene sa zatvorenom primarni krug opremljenu izmjenjivačima topline. Ovaj dizajn omogućava da se razvije još i dalje pare, što pak pomaže u proizvodnji električne energije i grijanja raznih objekata.

„Tomsk-7”, a reaktor je također pozvao EI-2, koji je, pak, imao dvostruku svrhu: za proizvodnju plutonija na štetu proizvedene pare proizvedene električne energije od 100 MW i 200 MW toplinske energije.

važne informacije

Na uvjeravanja znanstvenika, vrijeme poluraspada od oružja-razred plutonija je oko 24 360 godina. Ogromna figura! U tom smislu, osobito akutne pitanje postaje: „Kako pravilno raditi s proizvodnjom otpada na stavku” Najbolja opcija se smatra izgradnja posebnih poduzeća za daljnju obradu oružja-razred plutonija. Razlog tome je što je u ovom slučaju, element se više ne može koristiti u vojne svrhe, te će biti pod kontrolom čovjeka. Tako je odlaganje plutonija oružja-grade u Rusiji, ali su Sjedinjene Američke Države otišao na drugu stranu, a time krši svoje međunarodne obveze.

Tako je američka vlada predlaže da uništi visoko obogaćenog nuklearnog goriva se ne industrijski proizvedena, i razrjeđivanjem plutonija i pohraniti ga u posebne spremnike na dubini od 500 metara. Nepotrebno je reći, da je u ovom slučaju, materijal lako može biti u bilo kojem trenutku ukloniti sa zemlje, i opet staviti ga na vojne ciljeve. Prema ruskim predsjednikom Vladimirom Putinom, zemlja u početku dogovorili da ne uništavaju plutonij na ovaj način, a za obavljanje recikliranje u industrijskim objektima.

Posebna pozornost posvećena je vrijednost oružja-razred plutonija. Stručnjaci procjenjuju da je nekoliko desetaka tona ovog elementa može biti i vrijedan nekoliko milijardi dolara. No, neki stručnjaci u E to su procijenili 500 tona oružja-razred plutonija i do 8 bilijuna dolara. Iznos zaista impresivna. Da bi se jasnije, kao puno novca, recimo da je u posljednjem desetljeću 20. stoljeća, prosječna godišnja stopa ruskog BDP-a za 400 milijardi $. To je, u stvari, pravi cijena oružje-razred plutonija jednaka dvadeset godišnjeg BDP-a Ruske Federacije.