Vopn-gráðu plutonium: notkun, framleiðslu, endurvinnslu

Mannkynið er alltaf í leit að nýjum orkugjöfum sem getur leyst mörg vandamál. En ekki alltaf, þeir eru örugg. Svona, einkum er mikið notað í dag kjarnorku reactors þó fær um að þróa bara svo gríðarlegt magn af öllum nauðsynlegum raforku eru enn í lífshættu. En í viðbót við notkun kjarnorku í friðsamlegum tilgangi, sum lönd í heiminum hafa lært að nota það, og í hernum, einkum um stofnun kjarnorku warheads. Þessi grein verður fjallað á grundvelli slíkra eyðileggjandi vopn, sem nafn - vopn-gráðu plutonium.

Bakgrunnur

Í þessari samningur mynd málmur hún inniheldur að minnsta kosti 93,5% 239Pu samsæta. Vopn-gráðu plutonium hét svo í því skyni að gera það mögulegt að greina frá "bróður reactor." Í meginatriðum, plutonium er alltaf myndast í algerlega hvaða kjarnakljúfur, sem aftur á móti, keyrir á lág-auðgað eða náttúrulega úran, sem inniheldur að mestu leyti, samsætu 238U.

Notað í hernum sviði

Vopn-gráðu plutonium 239Pu - Grunnur kjarnavopna. Í þessu tilviki, að nota samsætur með massa tölur 240 og 242 er óviðeigandi, þar sem þeir framleiða mjög hár nifteind bakgrunn, sem á endanum hindrar sköpun og hönnun hár-flutningur kjarnorku álag. Ennfremur Plúton samsætur 240Pu og 241Pu eru umtalsvert minni helmingunartíma samanborið við 239Pu þó plútoni eindregið hitað hlutum. Það er í þessu sambandi í kjarnorkuvopn verkfræðinga eru neydd til að bæta við fleiri þætti til að fjarlægja umfram hita. Við the vegur, 239Pu hreint hlýrra líkama. Maður getur ekki heldur tekið tillit til þess að vörur rotnun þungum samsætum er tekið til skaðlegra breytinga á kristal grindurnar á málmi, og það er alveg eðlilegt reconfigures hluta af plutonium, sem á endanum getur valdið alls bilun kjarnorku sprengiefni tæki.

By og stór, öll þessi erfiðleika er hægt að sigrast á. Og í raun, við höfum ítrekað staðist próf á sprengiefni tæki á grundvelli þess að það er "reactor" plutonium. En það ætti að vera ljóst að kjarnorkuvopn er ekki síðasta staða er frátekin af fyrirferð þeirra, lágt curb þyngd, endingu og áreiðanleika. Í þessu sambandi, nota þeir aðeins vopn-gráðu plutonium.

Hönnun lögun af framleiðslu reactors

Næstum öll plutonium í Rússlandi var mynda í hvarftankinum sem útbúinn er með grafít stjórnanda. Hver af reactors er byggt í kringum snúnings samsettum blokkir grafít.

Saman á milli grafít blokkir hafa sérstaka rauf fyrir að veita samfellda dreifingu kælivökva, sem er notað sem köfnunarefni. Lögin eru sett saman uppbyggingu, og að því leyti lóðrétt raðað rásum sem stofnaðar fyrir yfirferð kælivatni á þeim og eldsneyti. Af sjálfu sér, samkoma kyrfilega stutt á uppbyggingu með holur fyrir sund sem notuð fyrir sendingu þegar geislað eldsneyti. Svona staðsett með hvorri rás í þunnveggja rör er mótuð úr léttri og extra sterk ál. Flest af lýst leiðum eru 70 eldsneyti stöfunum. Kælivatni rennur beint í kringum eldsneyti stöfunum, fjarlægja umfram hita úr þeim.

Auka orkuframleiðslu reactors

Upphaflega, fyrsta reactor "Lighthouse" var virka með afkastagetu upp á 100 MW varma. Hins vegar er helsta leiðtogi Sovétríkjanna kjarnorkuvopn þróunaráætlun, Igor Kurchatov gert tillögu, sem var að reactor er í vetur sem hann starfaði með afkastagetu upp á 170-190 MW, og á sumrin - 140-150 MW. Þessi aðferð virkt reactor til að framleiða um 140 grömm af dýrmætum plutonium á dag.

Árið 1952, hafa heill vísinda-rannsóknir verk verið unnin í því skyni að auka framleiðslugetu starfandi reactors slíkar aðferðir:

• Með því að auka vatnsflæði notuð til að kæla og flæðir í gegnum á virka svæðinu á kjarnorku uppsetningu.
• Með því að auka andstöðu við tæringu fyrirbæri sér stað nálægt setja inn sund.
• Draga úr hraða þróunar oxun úr grafíti.
• Hitastig aðdraganda inni í efnarafala.

Þess vegna, getu blóðrás vatn er verulega aukin eftir að hafa verið aukin og bilið á milli eldsneyti rás veggjum. Tæringu tókst líka til að losna við. Í þessu skyni, valdir við hentugur álblendi hafa verið virkir því að bæta natríum dichromate, sem á endanum auka mýkt kælivatn (pH var jöfn til um það bil 6.0-6.2). Oxun á grafít er hætt að vera raunverulegt vandamál, eftir að stál að nota köfnunarefni (áður var notað, aðeins loft) til kælingar.

Við sólsetur 1950 nýjungar hafa verið að fullu fram í reynd, þannig að draga úr af völdum geislunar, þrota í úran ákaflega ástæða til þess, stórlega úr varma sem harðnar við stafi af úran til að bæta himna viðnám og bæta framleiðslu gæðaeftirlit.

Framleiðsla á "Mayak"

"Chelyabinsk-65" - einn af viðkvæmustu plantna sem hún var framleidd eru vopn-gráðu plutonium. Fyrirtækið var meira reactors, sem hver um sig við munum taka a loka líta.

A reactor

Uppsetningin var hannað og byggt undir forystu Legendary N. A. Dollezhalya. Hún vann með afkastagetu upp á 100 MW. The reactor höfðu 1.149 komið er fyrir lóðrétt og eldsneytismælikerfa sund í grafít blokk. Complete uppbyggingu þyngd var um 1.050 tonn. Nánast allar rásir (nema 25) eru hlaðinn með úran, heildarmassa 120-130 tonn. 17 rásir eru notaðar varðandi eftirlit með stöngum og 8 - við tilraunimar. Hámarks hitalosunar hlutfall af hönnun á efnarafal jöfn 3,45 kW. Við fyrstu reactor framleidd um 100 grömm af plutonium á dag. Fyrsta plutonium málmur var 16 Apríl 1949.

tæknileg annmarkar

Næstum alveg alvarlegt vandamál, sem er tæringu sett ál og húðun á eldsneyti klefi var strax greind. Einnig þeir belgdu og skemmst eldsneyti stanga og rann beint í kælivatni við reactor algerlega. Eftir hvert leka reactor hafði að vera teknir fyrir allt að 10 klst að loftþurrka grafíti. Í janúar 1949 sett í rásirnar hafa verið skipt út. Eftir það, byrja uppsetningu fór fram 26 mars 1949.

Bekk plutonium framleiðslu á kjarnaofni A sem var í fylgd með alls konar erfiðleika útfærð á árunum 1950-1954, að meðaltali krafti 180 MW einingu. Síðari verk í byrjun reactor á eftir fleiri ákafur notkun þess, sem er alveg eðlilegt og hefur leitt til tíðari hættir (allt að 165 sinnum á mánuði). Þess vegna, í október 1963, var reactor var lokað og opnað aftur aðeins vorið 1964. Herferðin er alveg búin í 1987 og á öllu tímabilinu langtíma rekstur framleitt 4,6 tonn af plútoni.

reactors AB

Fyrirtækið "Chelyabinsk-65" þriggja reactors AB var ákveðið að byggja haustið 1948. framleiðslugeta þeirra er 200-250 grömm af plútoni á dag. Höfðingi hönnuður verkefnisins var Savin. Hver reactor samanstóð af 1 996 rásum, 65 þeirra voru stjórna. hver rás er til staðar með sérstöku Skynjari kælivökva leka - Einstök tæknileg nýjung Plönturnar var notað. Slík ráðstöfun mun leyfa mér að eyrað án þess að trufla rekstur reactor.

Á fyrsta ári starfsemi reactors í ljós að þeir búa um 260 grömm af plútoni á dag. Hins vegar frá seinni rekstrarári orku er smám saman að aukast, og þegar árið 1963 gengi hennar var 600 MW. Eftir seinni yfirferð hefur verið alveg leyst vandamálið með sett, og kraftur hefur nú þegar náð 1200 MW með ársframleiðslu sem plúton 270 kíló. Þessar vísbendingar hafa lifað að ljúka lokun reactors.

Reactor AI-IR

Chelyabinsk fyrirtæki til að nota þessa stillingu á tímabilinu frá 22. desember 1951 til 25. maí 1987. Auk þess að úran, reactor framleitt sem kóbalt-60, og Pólon-210. Upphaflega, sem framleitt þrívetni, en síðar fór að taka á móti og plutonium.

Einnig vinnslustöð vopn-gráðu plutonium þurfti að byggja reactors sem starfa á miklum vatni og eina ljós vatni kjarnaofni (nafn hans - "Ruslan").

Siberian risastór

"Tomsk-7" - það er nafnið borið álversins, sem hefur fimm reactors til að búa til plutonium. Hver af stærðir af grafíti beitt til að hægja á nifteindir, og venjulegt vatn til að tryggja hæfilega kælingu.

Og reactor-1 ræktuð með kælikerfi þar sem vatn er látinn fara í einu sinni. Hins vegar voru hinir fjórir einingar búin er komið fyrir lokuðum aðal hringrás útbúinn með varmaskipta. Þessi hönnun gerir að þróa enn frekar og gufu, sem aftur hjálpar í framleiðslu á rafmagni og hita á ýmsum forsendum.

"Tomsk-7", og reactor var einnig kallaður EI-2, sem aftur á móti, hafði tvíþætta tilgangi: að framleiða plúton á kostnað sem framleitt gufu mynda raforku 100 MW og 200 MW af orku hita.

mikilvægar upplýsingar

Á trygginga af vísindamönnum, helmingunartími vopn bekk plutonium er um 24 360 árum. Stór mynd! Í þessu sambandi er sérstaklega bráð spurning verður: "Hvernig rétt á að gera við úrgang framleiðslu liðnum" Besti kosturinn er talinn vera byggingu sérstakra fyrirtækja til frekari vinnslu vopn bekk plutonium. Ástæðan er sú að í þessu tilfelli, að þátturinn er ekki lengur hægt að nota í hernaðarlegum tilgangi og verður stjórnað af manni. Það er hvernig förgun vopn bekk plutonium í Rússlandi, en United States of America fór í hina áttina, þannig brjóta alþjóðlegar skuldbindingar sínar.

Þannig að Bandaríkjastjórn leggur til að eyðileggja mjög auðgað kjarnorkueldsneyti er ekki iðnaði framleitt, og með því að þynna plútoni og geyma það í sérstökum ílátum á dýpi 500 metra. Óþarfur að segja, að í þessu tilfelli, efnið getur auðveldlega verið í hvaða tíma til að fjarlægja úr jörðu og aftur setti hann á hernaðarleg skotmörk. Samkvæmt rússneska forseti Vladimir Putin, landið samþykktu upphaflega ekki að eyða plúton á þennan hátt, og til að framkvæma endurvinnslu á iðnaðar aðstöðu.

Sérstök áhersla er lögð á gildi vopn-gráðu plutonium. Sérfræðingar áætla að tugir tonna af þessi þáttur gæti vel verið þess virði nokkrir milljarðar Bandaríkjadala. En sumir sérfræðingar í E hjartarskinn hafa áætlað 500 tonn af vopnum-gráðu plutonium eins mikið og 8 trillion dollara. Magnið af mjög áhrifamikill. Til að gera það skýrara, og fullt af peningum, við skulum segja að á síðasta áratug 20. aldar að meðaltali árlega vexti af rússneskum landsframleiðslu var $ 400 milljarða. Það er í raun raunverulegt verð á vopn-gráðu plutonium er jafn tuttugu árlegri landsframleiðslu Rússlands.