Plutonium til våbenbrug: anvendelse, produktion, genbrug

Menneskeheden er altid på jagt efter nye energikilder, der kan løse mange problemer. Men ikke altid, de er sikre. Således især, er meget udbredt i dag nukleare reaktorer selvom stand til at udvikle netop sådan en enorm mængde af alle de nødvendige elektriske energi er stadig i livsfare. Men ud over at brugen af atomenergi til fredelige formål, nogle lande i verden har lært at bruge det, og i militæret, især til oprettelse af atomsprænghoveder. Denne artikel vil blive drøftet på grundlag af sådanne destruktive våben, hvis navn - plutonium til våbenbrug.

Baggrund

I denne kompakt form metal den indeholder mindst 93,5% 239Pu isotop. Våben plutonium blev navngivet, så for at gøre det muligt at skelne fra "bror af reaktoren." I princippet er det plutonium altid dannet i absolut atomreaktorer, der på sin side, kører på lavt beriget eller naturligt uran, der indeholder for det meste, isotopen 238U.

Anvendelse i den militære sektor

Våben plutonium 239Pu - grundlag af atomvåben. I dette tilfælde brug af isotoper med masse numre 240 og 242 er irrelevant, da de producerer meget høj neutron baggrund, som i sidste ende hæmmer oprettelse og design af højtydende nukleare belastning. Endvidere plutoniumisotoper 240Pu og 241Pu er væsentligt mindre halveringstid sammenlignet med 239Pu imidlertid plutonium stærkt opvarmede dele. Det er i denne forbindelse i atomvåben ingeniører er tvunget til at tilføje yderligere elementer til fjernelse af overskydende varme. Af den måde, 239Pu ren varmere krop. Man kan ikke andet end tage højde for, at produkter af henfald af tunge isotoper udsættes for skadelige ændringer i krystalgitteret af metallet, og det er helt naturligt omkonfigurerer dele af plutonium, som i sidste ende kan forårsage en total fiasko af en atombombe.

I det store og kan alle disse vanskeligheder skal overvindes. Og i praksis, vi har gentagne gange bestået prøven af eksplosive anordninger på grundlag af det er "reaktor" plutonium. Men det skal forstås, at et atomvåben ikke er den sidste position er besat af deres kompakthed, lav egenvægt, holdbarhed og pålidelighed. I denne henseende, de bruger kun plutonium til våbenbrug.

Design funktioner i produktionen reaktorer

Næsten alle plutonium i Rusland blev genereret på reaktoren udstyret med en grafit moderator. Hver af reaktorerne er bygget op omkring et cylindrisk samlede blokke af grafit.

Samles mellem grafitblokke har en særlig spalte til at tilvejebringe kontinuerlig cirkulation af kølemiddel, der anvendes som nitrogen. I den samlede struktur, og er vertikalt arrangeret kanaler skabt til passagen af kølevand på dem og brændstof. Af sig selv, er enheden stift understøttet på strukturen med huller til kanaler, der anvendes til forsendelse allerede bestrålet brændsel. Således hver af kanalerne i tyndvæggede rør er støbt af et let og ekstra stærk aluminiumslegering. De fleste af de beskrevne kanaler har 70 brændselsstave. Kølevand strømmer direkte omkring brændselsstavene, fjerne overskydende varme fra dem.

Øget magt produktions reaktorer

Indledningsvis blev den første reaktor "Lighthouse" fungerer med en kapacitet på 100 MW termisk. Men den væsentligste leder af den sovjetiske udvikling atomvåbenprogram, Igor Kurchatov fremsat et forslag, som var, at reaktoren er om vinteren, han arbejdede med en kapacitet på 170-190 MW, og om sommeren - 140-150 MW. Denne fremgangsmåde gjorde det muligt reaktoren for at producere omkring 140 gram af ædle plutonium pr dag.

I 1952 har de fuldstændige videnskabelig-forskningsarbejder blevet udført for at øge produktionskapaciteten af drift reaktorer sådanne metoder:

• Ved at øge vandstrøm anvendes til køling og strømmer gennem den aktive zone af et nukleart anlæg.
• Ved at forøge korrosionsbestandighed fænomen forekommer nær insert kanaler.
• Formindskelse af hastigheden for oxidation af grafit.
• Temperatur buildup inde i brændselsceller.

Som følge heraf er kapaciteten af det cirkulerende vand steget betydeligt efter at være blevet forøget, og mellemrummet mellem brændstof kanalvæggene. Korrosion også formået at slippe af med. Til dette formål valgte vi de mest egnede aluminiumlegeringer har været aktivt tilsætning natriumdichromat, hvilket i sidste ende forøget blødhed af kølevand (pH var lig med ca. 6,0-6,2). Oxidation af grafit er ophørt med at være et reelt problem, efter stål anvendes nitrogen (tidligere anvendt kun luft) til afkøling.

Ved solnedgang 1950 innovationer har været fuldt realiseret i praksis, hvilket reducerer strålingsinduceret hævelse af uran yderst unødvendig, i høj grad reducere termiske hærdning stænger af uran til forbedring membranmodstanden og forbedre produktionen kvalitetskontrol.

Produktionen på "Mayak"

"Chelyabinsk-65" - en af de mest følsomme planter, hvor den blev fremstillet våbenplutonium. Virksomheden var flere reaktorer, som hver især vil vi tage et nærmere kig.

En reaktor

Installationen er designet og bygget under ledelse af den legendariske N. A. Dollezhalya. Hun arbejdede med en kapacitet på 100 MW. Reaktoren havde 1.149 vertikalt anbragte styre- og brændselskanaler i grafit blok. Komplet struktur vægt var omkring 1050 tons. Stort set alle kanaler (undtagen 25) er fyldt med uran, den samlede masse af 120-130 tons. 17 kanaler anvendes til styrestænger og 8 - til forsøgene. Den maksimale varmefrigivelseshastighed af design af cellen brændstof svarende til 3,45 kW. Ved første reaktor producerede ca. 100 g plutonium pr. Først plutonium metal blev lavet April 16, 1949.

teknologiske mangler

Næsten helt et alvorligt problem, som er korrosionen af aluminium skær og belægninger af brændselscellen blev straks identificeret. Også de svulmede og beskadigede brændselsstave og strømmede direkte i kølevandet af reaktoren kerne. Efter hver lækage reaktor måtte standses i op til 10 timer for at lufttørre grafit. I januar 1949 indsætter i kanalerne er blevet udskiftet. Efter at starte installationen foregik 26 Mar 1949.

Plutonium produktion i reaktor A, som blev ledsaget af alle mulige vanskeligheder udarbejdet i årene 1950-1954, med en gennemsnitlig effekt på 180 MW enhed. Efterfølgende arbejde i begyndelsen af reaktoren efterfulgt af en mere intensiv brug af det, hvilket er helt naturligt og har ført til mere hyppige stop (op til 165 gange om måneden). Som et resultat, i oktober 1963 blev reaktoren lukket og genåbnet kun i foråret 1964. Hans kampagne er helt færdig i 1987, og i hele den periode af langvarig operation producerede 4,6 tons plutonium.

reaktorer AB

Virksomheden "Chelyabinsk-65" tre reaktorer AB blev besluttet at bygge i efteråret 1948. Deres produktionskapacitet er 200-250 gram plutonium pr dag. Chefdesigner med projektet var Savin. Hver reaktor bestod af 1 996 kanaler, hvoraf de 65 var kontroller. hver kanal er forsynet med en særlig detektor kølemiddel lækage - De nyhed planter tekniske blev anvendt. Et sådant skridt vil tillade mig at øre uden at afbryde driften af reaktoren.

Det første år af reaktorerne afslørede, at de genererer omkring 260 gram plutonium pr dag. Men fra det andet driftsår magt er gradvist stigende, og allerede i 1963 sin kurs var 600 MW. Efter det andet eftersyn er blevet fuldstændig løst problemet med de indsatser, og strømmen er allerede nået 1.200 MW med en årlig produktion af plutonium 270 kg. Disse indikatorer har overlevet til fuldstændig lukning af reaktorerne.

Reaktoren AI-IR

Chelyabinsk virksomheder til at bruge denne indstilling i perioden fra den 22. december 1951 den 25. maj 1987. Foruden uran, reaktoren produceret som cobalt-60, og polonium-210. I første omgang anlægget producerede tritium, men senere begyndte at modtage og plutonium.

Også forarbejdningsanlæg våben-plutonium skulle bygge reaktorer opererer på tungt vand og det eneste lys-vand reaktor (hans navn - "Ruslan").

sibirisk gigant

"Tomsk-7" - det er navnet gennemført anlægget, som har fem reaktorer for at skabe plutonium. Hver af aggregaterne af grafit anvendes til langsom neutroner, og almindeligt vand for at sikre tilstrækkelig køling.

Og reaktoren-1 arbejdet med kølesystemet, hvor vandet er passeret én gang. Imidlertid blev de andre fire enheder udstyret med et lukket primært kredsløb udstyret med varmevekslere. Dette design gør det muligt at udvikle stadig og damp yderligere, hvilket igen hjælper i produktionen af el og varme på forskellige lokaliteter.

"Tomsk-7", og reaktoren blev også kaldt EI-2, som på sin side, havde et dobbelt formål: at producere plutonium på bekostning af produceret damp genereret elektrisk effekt på 100 MW og 200 MW varmeenergi.

vigtige oplysninger

På forsikringer af videnskabsfolk, halveringstiden af våben-plutonium er omkring 24 360 år. En kæmpe figur! I denne henseende er en særlig akut spørgsmål bliver: "Hvor korrekt at gøre med produktion spild af posten" Den bedste løsning anses for at være opførelsen af særlige virksomheder til videreforarbejdning af plutonium til atomvåben. Årsagen er, at i dette tilfælde elementet ikke længere kan anvendes til militære formål, og vil blive kontrolleret af mennesket. Det er sådan, til rådighed for det våbenplutonium i Rusland, men USA gik den anden vej, og derved krænker sine internationale forpligtelser.

Således foreslår den amerikanske regering til at ødelægge den højt beriget nukleart brændsel er ikke industrielt fremstillet, og ved fortynding af plutonium og gemme det i særlige beholdere i en dybde på 500 meter. Det er overflødigt at sige, at i dette tilfælde kan materialet nemt være i enhver tid at fjerne fra jorden, og igen sætte ham på militære mål. Ifølge den russiske præsident Vladimir Putin, landet oprindeligt aftalte ikke at ødelægge plutonium på denne måde, og at foretage genbrug ved industrielle anlæg.

Der lægges særlig vægt på værdien af plutonium til våbenbrug. Eksperter vurderer, at snesevis af tons af dette element vel kan være værd adskillige milliarder dollars. Men nogle eksperter i E betyder har anslået 500 tons plutonium til atomvåben så meget som 8 billioner dollars. Mængden af virkelig imponerende. For at gøre det klarere, som en masse penge, lad os sige, at den gennemsnitlige årlige russiske BNP i det sidste årti af det 20. århundrede var $ 400 milliarder dollars. Det vil sige, i virkeligheden, den reelle pris for våben-plutonium er lig med tyve årlige BNP i Den Russiske Føderation.