Weapons-րդ դասարանի plutonium: օգտագործումը, արտադրությունը, վերամշակումը

Մարդկությունը միշտ որոնման նոր աղբյուրների էներգիայի, որը կարող է լուծել բազմաթիվ խնդիրներ: Բայց ոչ միշտ, նրանք ապահով են: Այսպես, մասնավորապես, լայնորեն օգտագործվում է այսօր միջուկային ռեակտորներ , թեեւ ի վիճակի է զարգացնել միայն նման ահռելի քանակությամբ բոլոր անհրաժեշտ էլեկտրական էներգիայի շարունակում են մահկանացու վտանգ է սպառնում. Սակայն, ի լրումն օգտագործման միջուկային էներգիայի խաղաղ նպատակներով, որոշ երկրներ աշխարհի սովորել է օգտագործել այն, եւ ռազմական, մասնավորապես ստեղծման համար միջուկային մարտագլխիկ: Այս հոդվածը կքննարկվի հիման վրա նման կործանարար զենքի, որի անուն - զենք դասարանի պլուտոնիում.

ետին պլան

Այս կոմպակտ ձեւի մետաղի այն պարունակում է առնվազն 93.5% 239Pu իզոտոպը: Weapons դասարանի plutonium կոչվել այնպես, որպեսզի այն հնարավոր է տարբերակել, որ «եղբայր ռեակտորի»: Սկզբունքորեն, plutonium միշտ ձեւավորվում է բացարձակապես որեւէ միջուկային ռեակտորի, որը, իր հերթին, աշխատում է ցածր հարստացված կամ բնական ուրանի, որը պարունակում է, որոնց մեծ մասը, իզոտոպով 238U:

Օգտագործել ռազմական ոլորտում

Weapons-րդ դասարանի plutonium 239Pu - հիմքը միջուկային զենքի. Այս դեպքում, օգտագործումը իզոտոպների հետ զանգվածային թվերի 240 եւ 242-անտեղի, քանի որ նրանք արտադրել շատ բարձր նեյտրոնային ֆոն, որն ի վերջո խոչընդոտում է ձեւավորել բարձր առաջադիմության միջուկային բեռը. Ավելին, plutonium իզոտոպներ 240Pu եւ 241Pu են էապես ավելի փոքր կես կյանքի համեմատ 239Pu, սակայն պլուտոնիում խիստ բուռն մասերը. Այն է, այս կապակցությամբ միջուկային զենքի ինժեներների ստիպված են ավելացնել լրացուցիչ տարրեր հեռացնելով ավելցուկային ջերմություն: Ի դեպ, 239Pu մաքուր ավելի տաք մարմնի. Որեւէ մեկը չի կարող, բայց հաշվի առնել այն հանգամանքը, որ արտադրանքը քայքայման ծանր իզոտոպներ ենթարկվում է վնասակար փոփոխությունների է բյուրեղային ցանցի մետաղի, եւ դա միանգամայն բնական reconfigures մասերը պլուտոնիում, որը ի վերջո, կարող է առաջացնել մի ընդհանուր ձախողումը միջուկային պայթուցիկ սարքի.

Մեծ հաշվով, այդ բոլոր դժվարությունները կարող է հաղթահարել: Եւ, գործնականում, մենք բազմիցս անցել է քննությունը պայթուցիկ սարքերի հիման վրա, այն է, «ռեակտորը» plutonium. Բայց դա պետք է հասկանալ, որ միջուկային զենքը ոչ թե վերջին պաշտոնը զբաղեցնում է իրենց compactness, ցածր քաշը, երկարակեցության եւ հուսալիության. Այս առումով, նրանք օգտագործում են միայն զենք-րդ դասարանի պլուտոնիում.

Նախագծման առանձնահատկությունները արտադրական ռեակտորների

Գրեթե բոլոր plutonium է Ռուսաստանի գեներացվել է ռեակտորի հագեցած է Գրաֆիտ մոդերատորի կողմից: Յուրաքանչյուր ռեակտորների կառուցված շուրջ cylindrically հավաքվել բլոկների գրաֆիտի:

Հավաքվել միջեւ գրաֆիտի բլոկների ունեն հատուկ անցք ապահովելով շարունակական շրջանառությունը coolant, որն օգտագործվում է որպես ազոտի. Ի հավաքվել կառուցվածքի, եւ ուղղահայաց կազմակերպվում ուղիներով համար ստեղծված ընդունումից սառեցման ջրի նրանց վրա եւ վառելիքի. Ըստ իրեն, հավաքն կոշտ աջակցում է կառուցվածքի հետ անցքերի համար ուղիներով, որոնք օգտագործվում են առաքման արդեն ճառագայթահարված վառելիքի. Այսպիսով, յուրաքանչյուր ուղիներով բարակ պատերով խողովակի molded է թեթեւ եւ լրացուցիչ ուժեղ ալյումինե խառնուրդ: Մեծ մասը նկարագրված ալիքների ունի 70 վառելիքի ձողերով: Հովացման ջուրը հոսում շուրջ վառելիքի ձողերով, հեռացնելով ավելորդ շոգին նրանցից:

Բարձրացում էներգիայի արտադրության ռեակտորները

Սկզբում, առաջին ռեակտորը «Փարոս» էր գործում հզորությամբ 100 ՄՎտ ջերմային. Այնուամենայնիվ, հիմնական առաջնորդ խորհրդային միջուկային զենքի զարգացման ծրագրի, Իգոր Կուրչատովի առաջարկով հանդես եկավ, որն էր, որ ռեակտորը գտնվում է ձմռանը նա աշխատել հզորությամբ 170-190 ՄՎտ, իսկ ամառային ժամանակի - 140-150 ՄՎտ: Այս մոտեցումը հնարավորություն է ռեակտոր է արտադրել մոտ 140 գրամ թանկարժեք պլուտոնիում մեկ օրում.

1952-ին, ամբողջական գիտահետազոտական աշխատանքներ են իրականացվել, որպեսզի բարձրացնել արտադրական կարողությունները գործող ռեակտորների նման մեթոդներ:

• Ըստ աճող ջրի հոսքը օգտագործվում է սառեցման եւ հոսում ակտիվ գոտում միջուկային տեղադրման.
• Ըստ ավելացնելով դիմադրություն կոռոզիայից երեւույթի տեղի մոտ ներդիր ուղիներով:
• Նվազեցնել տոկոսադրույքը օքսիդացում գրաֆիտի:
• Ջերմաստիճանը buildup ներսում վառելիքի բջիջները:

Որպես հետեւանք, հզորությունը շրջանառվող ջրի զգալիորեն ավելացել հետո աճել է եւ այդ բացը միջեւ վառելիքի ալիքով պատերին: Կորոզիայի նաեւ հաջողվել է ազատվել: Այդ նպատակի համար, մենք ընտրել ամենահարմար ալյումինե alloys արդեն ակտիվորեն ավելացնելով, նատրիումի dichromate, որն ի վերջո ուժեղացված փափկության սառեցնող ջրի (pH էր հավասար է մոտ 6.0-6.2): Օքսիդացում գրաֆիտից դադարել է լինել փաստացի խնդիր է, այն բանից հետո, պողպատ կիրառել ազոտի (նախկինում օգտագործվել միայն օդը) հովացման համար.

Արեւամուտին 1950 նորամուծությունները արդեն լիովին կիրագործվի, դրանով իսկ նվազեցնելով ճառագայթային-induced Այտուց ուրանի չափազանց ավելորդ, մեծապես նվազեցնել ջերմային hardening ձողեր ուրանի է բարելավել մեմբրանային դիմադրությունը եւ բարելավել արտադրության որակի վերահսկողություն:

Արտադրության ին «Մայակ»

«Չելյաբինսկ-65» - մեկը առավել զգայուն բույսերի, որի վրա այն արտադրվել զենք-րդ դասարանի պլուտոնիում. Ձեռնարկությունը էր ավելի ռեակտորներ, որոնցից յուրաքանչյուրը մենք պետք է ավելի սերտ տեսք.

A ռեակտորը

Տեղադրումը նախագծված եւ կառուցված ղեկավարության ներքո լեգենդար Ն Ա. Dollezhalya: Նա աշխատել է հզորությամբ 100 ՄՎտ: Ռեակտորի ուներ 1,149 ուղղահայաց դասավորված վերահսկողության եւ վառելիքի ալիքներն են Գրաֆիտ բլոկում. Complete կառուցվածքը քաշը եղել է մոտ 1,050 տոննա: Գրեթե բոլոր ալիքները (բացառությամբ 25), որոնք բեռնված ուրանի, ընդհանուր զանգվածից 120-130 հազար տոննա: 17 ուղիներով օգտագործվում են հսկողության ձողերով եւ 8 - ի համար փորձերի. Իսկ առավելագույն ջերմային թողարկումն փոխարժեքը նախագծման վառելիքի բանտախցում հավասար է 3.45 կՎտ. Առաջին ռեակտորի արտադրվել է մոտ 100 գրամ պլուտոնիում մեկ օրում. Առաջին պլուտոնիումի մետաղական արվել Ապրիլ 16, 1949 թ.:

տեխնոլոգիական թերություններ

Գրեթե բավական լուրջ խնդիր է, որը գտնվում է կոռոզիայի ալյումինե ներդիրների եւ պատման վառելիքի խցում անմիջապես հայտնաբերվել: Նաեւ նրանք ուռած ու վնասվել ուրանի եւ flowed ուղղակիորեն մեջ սառեցման ջրի ռեակտորի միջուկի: Հետո ամեն արտահոսքի ռեակտորը պետք էր դադարել մինչեւ 10 ժամվա ընթացքում պետք է եթեր չոր գրաֆիտ: Ի հունվարին 1949 ներդիրների մեջ կապուղիները փոխարինվել. Դրանից հետո, սկսել տեղադրումը տեղի է ունեցել մարտի 26, 1949 թ.:

Դասարանի պլուտոնիումի արտադրությունը ռեակտորի A որն ուղեկցվել է բոլոր տեսակի դժվարություններին մշակվել տարիների ընթացքում 1950-1954, որի միջին հզորությունը 180 ՄՎտ միավորի: Հաջորդող աշխատանքը ըստ սկզբին ռեակտորի հաջորդել է ավելի ինտենսիվ օգտագործման այն, ինչը միանգամայն բնական է եւ հանգեցրել է ավելի հաճախակի կանգառներ (մինչեւ 165 անգամ մեկ ամսվա ընթացքում): Որպես հետեւանք, ի հոկտեմբերին 1963 թ., Ռեակտորը փակվեց եւ վերաբացվել է միայն գարնանը 1964 թ. Նրա քարոզարշավը ամբողջությամբ ավարտվել է 1987 թ., Եւ ողջ ընթացքում երկարաժամկետ շահագործման արտադրվել 4.6 տոննա պլուտոնիում.

ռեակտորներ AB

Ձեռնարկությունը «Երեւան-65» երեք ռեակտորների AB որոշվեց կառուցել է աշնանը 1948 թ. Նրանց արտադրական հզորությունը կազմում է 200-250 գրամ պլուտոնիումի մեկ օրում. Գլխավոր նախագծողն էր Savin. Յուրաքանչյուր ռեակտորը բաղկացած էր 1 996 ալիքների, 65 որոնցից վերահսկում: յուրաքանչյուր ալիքը մատակարարվում է հատուկ դետեկտոր coolant արտահոսքի - տեխնիկական նորություն բույսերը օգտագործվում էր: Նման քայլը թույլ կտա ինձ ականջին առանց ընդհատելու իր գործունեությունը ռեակտորի.

Առաջին տարում շահագործման ռեակտորների պարզվել է, որ նրանք առաջացնում է մոտ 260 գրամ պլուտոնիում մեկ օրում. Սակայն, սկսած երկրորդ տարին շահագործման իշխանության աստիճանաբար աճում է, եւ արդեն 1963 թ.-ին նրա փոխարժեքը կազմել է 600 ՄՎտ: Հետո երկրորդ կապիտալ եվրովերանորոգված ամբողջովին լուծված խնդիր է ներդիրների, իսկ իշխանությունը արդեն հասել 1200 ՄՎտ, որի տարեկան արտադրության plutonium 270 կիլոգրամ: Այս ցուցանիշները պահպանվել ավարտելու փակման ռեակտորների:

Reactor AI-IR

Չելյաբինսկի ձեռնարկությունները օգտագործել այս կարգաբերումը-ն ընկած ժամանակահատվածում 22 դեկտեմբերի 1951 մինչեւ 25 Մայիս 1987: Ի լրումն ուրանի, որ ռեակտորը արտադրվել cobalt-60, եւ պոլոնիում-210-: Ի սկզբանե, հաստատության արտադրված տրիտիում, սակայն հետագայում սկսեց ստանալ եւ պլուտոնիումի:

Նաեւ մշակման գործարանը զենք-րդ դասարանի plutonium էր կառուցել ռեակտորներ գործող ծանր ջրի եւ միակ թեթեւ ջրի ռեակտորի (նրա անունը - «Ռուսլան»):

siberian հսկա

«Տոմսկ-7» - որ այն անունը, իրականացվել ատոմակայանը, որն ունի հինգ ռեակտորներ ստեղծելու պլուտոնիում. Յուրաքանչյուր ագրեգատների գրաֆիտի դիմել է դանդաղեցնել նեյտրոններ, եւ սովորական ջրի ապահովել սառեցման:

Իսկ ռեակտորի 1 աշխատել է սառեցման համակարգով, որի ջուրը անցել է մեկ անգամ: Սակայն, մյուս չորս միավոր են հագեցած է փակ առաջնային միացում, հագեցած ջերմափոխանակիչներ. Այս նախագծում թույլ է տալիս զարգացնել հետագա դեռ եւ գոլորշու, որն իր հերթին օգնում է էլեկտրաէներգիայի արտադրության եւ ջեռուցման տարբեր տարածքը.

«Տոմսկ-7», իսկ ռեակտորը էր նաեւ կոչվում EI-2, որը, իր հերթին, ուներ երկակի նպատակ: արտադրել պլուտոնիում հաշվին արտադրված գոլորշու առաջացած էլեկտրաէներգիայի 100 ՄՎտ եւ 200 ՄՎտ ջերմային էներգիա:

կարեւոր տեղեկություններ

Վրա հավաստիացումներին գիտնականների, կես կյանքը զենք-րդ դասարանի պլուտոնիում է շուրջ 24 360 տարի: Հսկայական գործիչ! Այս առումով, հատկապես սուր հարց է դառնում: "Ինչպես ճիշտ անել թափոնների արտադրության կետում« Լավագույն տարբերակը համարվում է կառուցումը հատուկ ձեռնարկությունների համար հետագա վերամշակման զենք դասարանի պլուտոնիում. Պատճառն այն է, որ այս դեպքում, այն տարրը, այլեւս չի կարող օգտագործվել ռազմական նպատակներով եւ կվերահսկվի մարդուն: Ահա թե ինչպես է օտարումը զենքի դասարանի պլուտոնիում Ռուսաստանում, սակայն Միացյալ Նահանգները գնաց այլ ճանապարհով, դրանով իսկ խախտելով իր միջազգային պարտավորությունները:

Այսպիսով, ԱՄՆ կառավարությունը առաջարկում է ոչնչացնել հարստացված միջուկային վառելիք չի արդյունաբերորեն արտադրվում, եւ նոսրացման պլուտոնիում եւ պահպանել այն հատուկ բեռնարկղերի խորությամբ 500 մետր: Ավելորդ է ասել, որ այս դեպքում է, որ նյութը կարող է հեշտությամբ լինել ցանկացած ժամանակ հանել երկրի, եւ կրկին դնում նրան ռազմական թիրախների. Ըստ Ռուսաստանի նախագահ Վլադիմիր Պուտինի, այդ երկիրը սկզբանե համաձայնել է ոչնչացնել պլուտոնիում այս ձեւով, եւ իրականացնել վերամշակման արդյունաբերական օբյեկտների.

Հատուկ ուշադրություն է դարձվում արժեքը զենքի դասարանի պլուտոնիում. Մասնագետները հաշվարկել են, որ տասնյակ տոննա, այս տարրի կարող է լինել արժանի մի քանի միլիարդ ԱՄՆ դոլար: Սակայն որոշ փորձագետներ Էլ չի գնահատել 500 տոննա զենք-րդ դասարանի պլուտոնիում, որքան 8 տրիլիոն դոլարով: Գումարը, իրոք, տպավորիչ է. Այն դարձնել ավելի հստակ, քանի որ շատ գումար, ասենք, որ վերջին տասնամյակում 20-րդ դարի միջին տարեկան փոխարժեքը ռուսական ՀՆԱ-ի $ 400 մլրդ: Այսինքն, ըստ էության, իրական գինը զենքը դասարանի պլուտոնիում հավասար է քսան տարեկան ՀՆԱ-ի `Ռուսաստանի Դաշնության: