Plutonia pro vojenské účely: použití, výroby, recyklace

Lidstvo je vždy při hledání nových zdrojů energie, který může vyřešit mnoho problémů. Ale ne vždy, jsou v bezpečí. Tak, a to zejména, je dnes široce používány jaderné reaktory sice schopen vyvinout právě takové obrovské množství veškerou potřebnou elektrickou energii jsou stále ve smrtelném nebezpečí. Ale kromě využívání jaderné energie pro mírové účely, některé země světa se naučili používat, a v armádě, zejména pokud jde o vytvoření jaderných hlavic. Tento článek se bude diskutovat na základě těchto ničivých zbraní, jehož jméno - plutonia pro vojenské účely.

pozadí

V tomto kompaktním provedení kovu obsahuje alespoň 93,5% 239Pu izotop. Plutonia pro vojenské účely byl pojmenován tak, aby bylo možné odlišit od „bratr reaktoru.“ V zásadě platí, že plutonium je vždy vytvořen v absolutně jaderného reaktoru, který na oplátku vede k nízkým obohaceného nebo přírodního uranu, obsahující, z větší části, izotopu 238U.

Použití u vojenského sektoru

Plutonia pro vojenské účely 239Pu - základem jaderných zbraní. V tomto případě, je použití izotopů s hmotnostními čísly 240 a 242, je irelevantní, protože produkují velmi vysokou neutronovou pozadí, což v konečném důsledku brání vytvoření a konstrukce vysoce výkonných jaderné zatížení. Kromě toho, izotopy plutonia 240Pu a 241Pu jsou výrazně menší poločas ve srovnání s 239Pu však plutonium silně vyhřívané části. To je v této souvislosti v inženýrů jaderných zbraní jsou nuceni přidat další prvky pro odvádění přebytečného tepla. Mimochodem, 239Pu čistý teplejší těla. Nelze se však vzít v úvahu skutečnost, že produkty rozkladu těžkých izotopů je vystavena škodlivým změnám v krystalové mřížce kovu, a je zcela přirozené, změní konfiguraci částí plutonia, které se na konci mohou způsobit úplné selhání jaderného výbušného zařízení.

Zkrátka a dobře, všechny tyto obtíže mohou být překonány. A v praxi, jsme opakovaně prošel testem výbušných zařízení , na jejichž základě se jedná o „reaktor“ plutonium. Ale to by mělo být jasné, že jaderná zbraň není poslední pozice je obsazena svou kompaktností, nízkou pohotovostní hmotnost, dlouhou životnost a spolehlivost. V tomto ohledu, že používají pouze plutonia pro vojenské účely.

Designové prvky výrobních reaktorů

Téměř všechny plutonium v Rusku byl vytvořen v reaktoru byl vybaven grafitovým moderátorem. Každý z těchto reaktorů je postavena kolem válcovitě sestavených bloků grafitu.

Montované mezi grafitovými bloky mají zvláštní otvor pro zajištění kontinuální cirkulaci chladicí kapaliny, které se používají jako dusík. V sestaveném konstrukci, a jsou svisle uspořádány kanály vytvořené pro průchod chladicí vody na nich a paliva. Sama o sobě, je sestava pevně uložen na konstrukci s otvory pro kanály používané pro přepravu již ozářeného paliva. Proto každý z kanálů v tenkostěnné trubice je vytvarována z lehkého a velmi silné hliníkové slitiny. Většina z popsaných kanálů má 70 palivových tyčí. Chladicí voda proudí přímo kolem palivových tyčí, odstranění přebytečného tepla z nich.

Zvyšování výrobních jaderných reaktorů

Zpočátku, první reaktor „Maják“ fungoval s kapacitou 100 MW tepelného. Nicméně, hlavní vůdce Sovětského programu rozvoje jaderné zbraně, Igor Kurchatov předložila návrh, podle kterého by se reaktor je v zimě pracoval s výkonem 170-190 MW, a v letním období - 140-150 MW. Tento přístup umožnil reaktor pro výrobu asi 140 gramů drahých plutonia denně.

V roce 1952, byly úplné vědecko-výzkumné práce byly provedeny s cílem zvýšit výrobní kapacitu provozu reaktorů těchto metod:

• Zvýšením průtok vody použité pro chlazení a protéká aktivní zóně jaderného zařízení.
• Zvýšením odolnosti proti účinkům koroze vyskytující se u zasouvacích kanálů.
• Snížení rychlosti oxidace grafitu.
• Teplota nahromadění uvnitř palivových článků.

Výsledkem je, že kapacita cirkulující vody se významně zvýšila poté, co byl zvýšen, a mezera mezi stěnami palivového kanálu. Koroze se také podařilo zbavit. Pro tento účel jsme si vybrali nejvhodnější hliníkové slitiny byly aktivně přidávání dichroman sodný, což v konečném důsledku zvýšenou měkkost chladicí vody (pH bylo rovno asi 6,0-6,2). Oxidace grafitu přestal být skutečný problém, po oceli použít dusík (dříve použita pouze vzduch) pro chlazení.

Při západu slunce 1950 inovace byly plně realizován v praxi, čímž se snižuje otok záření vyvolané uranu velmi zbytečné, což výrazně snižuje tepelné vytvrzení tyče uranu pro zlepšení odolnosti membrány a zlepšení kontroly kvality výroby.

Výroba v „Mayak“

„Čeljabinsk-65“ - jedna z nejcitlivějších rostlin na kterém bylo vyrobeno plutonia pro vojenské účely. Podnik byl více reaktorů, z nichž každý se budeme se blíže podívat.

reaktor

Instalace byla navržena a postavena pod vedením legendárního N. A. Dollezhalya. Pracovala s kapacitou 100 MW. Reaktor měl 1,149 vertikálně uspořádané řídicí a palivové kanály v grafitového bloku. Kompletní váha struktura byla asi 1.050 tun. Prakticky všechny kanály (s výjimkou 25) jsou načteny s uranem, celkové hmotnosti 120-130 tun. 17 kanály se používají pro řídicí tyče a 8 - pro experimenty. Maximální rychlost uvolňování tepla z konstrukce palivového článku se rovná 3,45 kW. V prvním reaktoru vyrobeno asi 100 gramů plutonia za den. První plutonium kov byl vyroben 16.dubna 1949.

technologické nedostatky

Téměř poměrně závažný problém, který je korozi hliníkových vložek a povlaky z palivového článku byly okamžitě identifikovat. Také se zvětšila a poškození palivových tyčí a proudila přímo do chladicí vody z jádra reaktoru. Po každém únik reaktor musel být zastaven po dobu až 10 hodin na vzduchu vyschnout grafit. V lednu 1949 byly nahrazeny vložky do kanálů. Za to, že spuštění instalace se konalo 26.března 1949.

Stupeň výrobu plutonia v reaktoru A, který se spolu se všemi druhy obtíží zpracován v letech 1950-1954, s průměrným výkonem 180 MW jednotky. Následná práce na začátku reaktoru následuje intenzivnější využívání informačních technologií, což je zcela přirozené a vedlo k častějším zastávek (až 165 krát za měsíc). V důsledku toho, v říjnu 1963, reaktor byl uzavřen a znovu otevřen pouze na jaře 1964. Jeho kampaň je kompletně dokončena v roce 1987 a během celého období dlouhodobého provozu vyrobeno 4,6 tuny plutonia.

reaktory AB

Podnik „Čeljabinsk-65“ tři reaktory AB bylo rozhodnuto postavit na podzim roku 1948. Jejich výrobní kapacita je 200-250 gramů plutonia denně. Šéfkonstruktér projektu bylo Savin. Každý reaktor sestával z 1 996 kanálů, z nichž 65 byly ovládací prvky. každý kanál je dodáván se speciálním úniku Detektor chladiva - bylo použito technické novinky rostliny. Takový krok mi umožní ucha bez přerušení provozu reaktoru.

První rok provozu reaktorů bylo zjištěno, že vytvářejí asi 260 gramů plutonia za den. Nicméně, od druhým rokem operačního výkonu se postupně zvyšuje, a již v roce 1963 jeho rychlost byla 600 MW. Po druhém oprava byla zcela vyřešen problém s vložkami, a výkon již dosáhl 1200 MW s roční produkcí plutonia 270 kilogramů. Tyto ukazatele přežili dokončit uzavření reaktorů.

Reaktor AI-IR

Čeljabinsk podnikům používat toto nastavení v období od 22. prosince 1951 do 25. května 1987. Kromě uranu, reaktor produkoval je kobalt-60, a polonia-210. Zpočátku, zařízení vyrábí tritium, ale později začal dostávat a plutonium.

Také zpracování rostlin plutonia pro vojenské účely musely stavět reaktory pracující na těžkou vodu a jediné lehkovodního reaktoru (jeho jméno - „Ruslan“).

sibiřský obří

„Tomsk-7“ - to je název provádí rostlinu, která má pět reaktorů pro vytvoření plutonia. Každý z agregátů grafitu použitého ke zpomalení neutronů a obyčejné vody pro zajištění přiměřeného chlazení.

A reaktor-1 pracuje s chladicím systémem, ve kterém je voda prochází jednou. Nicméně, další čtyři jednotky byly vybaveny uzavřeném primárním okruhu, opatřené výměníky tepla. Tato konstrukce umožňuje vytvořit ještě i další pára, což pomáhá při výrobě elektřiny a vytápění různých objektů.

„Tomsk-7“, a reaktor byl také nazýván EI-2, který, podle pořadí, měl dvojí účel: vyrábět plutonium na úkor vyrobené páry generované elektrickým výkonem 100 MW a 200 MW tepelné energie.

důležité informace

Na ujištění vědců je poločas rozpadu plutonia pro vojenské účely je asi 24 360 roků. Obrovská postava! V tomto ohledu je zvláště akutní otázka stojí: „Jak správně dělat s produkcí odpadu položky“ Nejlepší možností je považována za výstavbu speciálních podniků pro další zpracování plutonia pro vojenské účely. Důvodem je, že v tomto případě je prvek již nemůže být použit pro vojenské účely a budou řízeny člověkem. To je, jak se likvidace plutonia pro vojenské účely v Rusku, ale Spojené státy americké šel na druhou stranu, čímž došlo k porušení mezinárodních závazků.

To znamená, že americká vláda navrhuje, aby zničil vysoce obohaceného jaderného paliva není průmyslově vyráběné a zředěním plutonia a uložit ji ve speciálních kontejnerech v hloubce 500 metrů. Netřeba dodávat, že v tomto případě, že materiál může být snadno kdykoliv vyjmout ze země a znovu ho na vojenské cíle. Podle ruského prezidenta Vladimira Putina, země nejprve souhlasila, že nebude ničit plutonium tímto způsobem, a provádět recyklaci na průmyslových objektech.

Zvláštní pozornost je věnována hodnoty plutonia pro vojenské účely. Odborníci odhadují, že desítky tun tohoto prvku může dobře stát za několik miliard dolarů. Ale někteří odborníci v E se odhadují 500 tun plutonia pro vojenské účely stejně jako 8 bilionů dolarů. Množství skutečně impozantní. Aby to bylo jasnější, jak hodně peněz, řekněme, že v posledním desetiletí 20. století se průměrná roční míra ruského HDP činil 400 miliard $. To znamená, že ve skutečnosti, že skutečná cena zbraň plutonia je rovna na dvacet ročního HDP Ruské federace.