Silaha daraja plutonium: matumizi, uzalishaji, kusindika

Humanity daima katika kutafuta vyanzo vipya vya nishati hiyo inaweza kutatua matatizo mengi. Lakini si mara zote, ni salama. Hivyo, hasa, ni sana kutumika leo nyuklia reactors ingawa uwezo wa kuendeleza tu kiasi kama kubwa ya muhimu nguvu zote za umeme bado katika hatari binaadamu. Lakini, pamoja na matumizi ya nishati ya nyuklia kwa malengo ya amani, baadhi ya nchi za dunia wamejifunza kutumia, na katika jeshi, hasa kwa ajili ya kuunda warheads nyuklia. Makala hii itakuwa kujadili kwa misingi ya silaha hizo uharibifu, ambaye jina lake - silaha daraja plutonium.

background

Katika aina ya chuma kompakt ina angalau 93,5% 239Pu isotopu. Silaha daraja plutonium ilikuwa jina hivyo ili iwe rahisi kutofautisha kutoka "ndugu ya Reactor." Kimsingi, plutonium daima sumu katika kabisa mtambo wowote wa nyuklia, ambayo, kwa upande wake, anaendesha kwenye uranium chini utajiri au ya asili, zenye, kwa sehemu kubwa, isotopu 238U.

Matumizi katika sekta ya kijeshi

Silaha daraja plutonium 239Pu - msingi wa silaha za nyuklia. Katika hali hii, matumizi ya isotopu na idadi ya molekuli 240 na 242 ni yasiyo na maana, kwa kuwa mazao ya juu sana nutroni background, ambayo hatimaye huzuia uumbaji na mpango wa juu ya utendaji mzigo wa kinuklia. Zaidi ya hayo, plutonium isotopu 240Pu na 241Pu ni kikubwa ndogo nusu ya maisha ikilinganishwa na 239Pu, hata hivyo plutonium vya sana joto. Ni katika uhusiano huu katika wahandisi nyuklia silaha wanalazimika kuongeza mambo ya ziada kwa ajili ya kuondoa joto ya ziada. Kwa njia, 239Pu safi ya joto mwilini. Mtu hawezi lakini kuzingatia ukweli kwamba bidhaa ya kuoza isotopu nzito ni wanakabiliwa na mabadiliko ya madhara katika kimiani kioo cha chuma, na ni reconfigures asili kabisa ya maeneo ya plutonium, ambayo katika mwisho unaweza kusababisha kushindwa jumla ya kifaa nyuklia kulipuka.

Kwa kiasi kikubwa, wote matatizo haya ufumbuzi. Na, katika mazoezi, sisi mara kwa mara kupita mtihani wa vifaa vya kulipuka kwa misingi ya ni "mtambo" plutonium. Lakini ni lazima ieleweke kwamba silaha za nyuklia si nafasi ya mwisho huchukuliwa na ufupi wao, kukabiliana na uzito chini, durability na kuegemea. Katika suala hili, wao kutumia tu silaha daraja plutonium.

Design makala ya mitambo ya uzalishaji

Karibu plutonium wote katika Urusi ilitokana katika mtambo huo vifaa na grafiti msimamizi. Kila moja ya mitambo imejengwa karibu vitalu cylindrically wamekusanyika ya grafiti.

Wamekusanyika kati ya vitalu grafiti na yanayopangwa maalum kwa kutoa kuendelea mzunguko wa coolant, ambayo hutumiwa kama nitrojeni. Katika muundo wamekusanyika, na ni wima mpangilio njia kuundwa kwa kifungu ya baridi maji juu yao na mafuta. Kwa wenyewe, mkutano ni rigidly kutumika kwenye mfumo na mashimo kwa njia kutumika kwa ajili ya usafirishaji tayari irradiated mafuta. Hivyo kila mmoja vituo kwenye tube thin-walled ni molded kutoka nyepesi na ziada ya nguvu aloi ya alumini. Zaidi ya vituo ilivyoelezwa ina 70 fimbo mafuta. Baridi maji mtiririko moja kwa moja karibu fimbo mafuta, kuondoa joto kupita kiasi kutoka kwao.

Kuongezeka mitambo ya uzalishaji umeme

Awali, mtambo wa kwanza "Mnara wa taa" ilikuwa kazi yenye uwezo wa 100 MW mafuta. Hata hivyo, kiongozi mkuu wa Urusi mpango wa silaha za nyuklia wa maendeleo, Igor Kurchatov alifanya pendekezo, ambayo ni kwamba mtambo huo ni katika majira ya baridi alifanya kazi na uwezo wa 170-190 MW, na katika majira ya joto - 140-150 MW. Mbinu hii kuwezeshwa mtambo wa kuzalisha kuhusu 140 gramu ya plutonium thamani kwa siku.

Mwaka 1952, kukamilisha kazi ya kisayansi-utafiti umefanywa ili kuongeza uwezo wa uzalishaji wa uendeshaji mitambo mbinu kama:

• Kwa kuongeza maji kati yake kutumika kwa ajili ya baridi na kumiminika katika eneo hai wa ufungaji wa kinuklia.
• Kwa kuongeza upinzani dhidi ya uzushi kutu kutokea karibu kuingiza vituo.
• Kupunguza kasi ya oxidation ya grafiti.
• Joto buildup ndani ya seli mafuta.

Matokeo yake, uwezo wa maji zinazozunguka ni kiasi kikubwa kuongezeka baada ya baada ya iliongezeka na pengo kati ya kuta mafuta channel. Corrosion pia imeweza kujikwamua. Kwa ajili hiyo, sisi kuchaguliwa kufaa zaidi aloi ya alumini kuwa kikamilifu kuongeza sodium dichromate, ambayo hatimaye kuimarishwa softness ya maji baridi (pH ni sawa na kuhusu 6.0-6.2). Oxidation ya grafiti amekoma kuwa tatizo halisi, baada ya chuma kuomba nitrojeni (awali kutumika tu hewa) kwa ajili ya baridi.

Wakati wa machweo 1950 uvumbuzi kuwa barabara kikamilifu kwa vitendo, hivyo basi kupunguza mionzi-ikiwa uvimbe wa uranium lazima sana, sana kupunguza mafuta ugumu fimbo ya urani kuboresha utando upinzani na kuboresha udhibiti wa ubora uzalishaji.

Uzalishaji katika "Mayak"

"Chelyabinsk-65" - moja ya mitambo ya nyeti ambayo ilikuwa zinazozalishwa silaha daraja plutonium. biashara ilikuwa reactors zaidi, kila mmoja tutachukua karibu.

Reactor

ufungaji ilitengenezwa na kujengwa chini ya uongozi wa hadithi N. A. Dollezhalya. Yeye alifanya kazi na uwezo wa 100 MW. Reactor na 1,149 wima mpangilio wa kudhibiti na mafuta vituo kwenye block grafiti. Complete muundo uzito mara kuhusu 1,050 tani. Karibu vituo vyote (isipokuwa 25) ni kubeba na uranium, molekuli jumla ya tani 120-130. 17 njia zinazotumika kwa ajili ya kudhibiti fimbo na 8 - kwa ajili ya majaribio. upeo joto cha kutolewa kwa mpango wa kiini mafuta sawa na 3.45 kW. Katika Reactor kwanza zinazozalishwa 100 gramu ya plutonium kwa siku. Kwanza plutonium chuma ilitolewa Aprili 16, 1949.

mapungufu ya teknolojia

Karibu kabisa tatizo kubwa, ambayo ni ya kutu ya kuwekeza alumini na mipako ya kiini mafuta walikuwa mara moja kutambuliwa. Pia wao kuzungukwa na kuharibiwa fimbo mafuta na ikatoka moja kwa moja kwenye maji baridi ya Reactor msingi. Baada ya kila mtambo kuvuja ilibidi isimamishwe hadi masaa 10 kwa hewa grafiti kavu. Katika Januari mwaka wa 1949 kuwekeza katika vituo kuwa kubadilishwa. Baada ya kuwa, kuanza ufungaji ulifanyika Machi 26, 1949.

Daraja la plutonium uzalishaji katika mtambo huo A ilikuwa akifuatana na kila aina ya matatizo alifafanua katika miaka 1950-1954, pamoja na nguvu wastani wa 180 MW kitengo. kazi baadae kuanzia mwanzo wa mtambo huo na kufuatiwa na matumizi ya kina zaidi ya hiyo, ambayo ni ya asili kabisa na umesababisha vituo mara kwa mara (hadi mara 165 kwa mwezi). Matokeo yake, katika Oktoba 1963, mtambo huo ilifungwa na kufunguliwa upya tu katika spring ya 1964. kampeni yake ni kabisa kumaliza katika 1987 na katika kipindi chote cha kazi ya muda mrefu zinazozalishwa tani 4.6 ya plutonium.

mitambo AB

biashara "Chelyabinsk-65" mitambo mitatu AB uamuzi wa kujenga katika msimu wa 1948. uwezo wao wa uzalishaji ni gramu 200-250 ya plutonium kwa siku. Chief designer Ujenzi huo Savin. Kila Reactor ilihusisha 1 996 njia, 65 ya ambayo yalikuwa udhibiti. kila kituo ni hutolewa na maalumu detector coolant kuvuja - kiufundi novelty mimea ilitumika. Hatua hiyo naomba sikio bila kukatiza kazi wa mtambo huo.

mwaka wa kwanza wa uendeshaji wa mitambo wazi kwamba wao kuzalisha kuhusu 260 gramu ya plutonium kwa siku. Hata hivyo, kuanzia mwaka wa pili wa nguvu kazi hatua kwa hatua kuongezeka, na tayari mwaka 1963 kiwango cha wake alikuwa 600 MW. Baada ya kubadilisha pili imekuwa kabisa kutatuliwa tatizo na kuwekeza, na nguvu tayari imefikia 1,200 MW na uzalishaji ya kila mwaka ya kilo plutonium 270. viashiria hizi alinusurika kukamilisha kufungwa kwa mitambo.

Reactor AI-IR

Chelyabinsk makampuni kutumia mpangilio huu katika kipindi cha kuanzia Desemba 22, 1951 hadi 25 May 1987. Mbali na uranium, mitambo zinazozalika cobalt-60, na polonium-210. Awali, kituo zinazozalishwa tritium, lakini baadaye alianza kupokea na plutonium.

Pia usindikaji kupanda silaha daraja plutonium na kujenga mitambo ya uendeshaji kwenye maji nzito na tu mwanga-maji Reactor (jina lake - "Ruslan").

Siberia kubwa

"Tomsk-7" - kwamba ni jina pili kupanda, ambayo ina mitambo tano kujenga plutonium. Kila moja ya mikusanyiko ya grafiti kutumika kupunguza manane, na maji ya kawaida ya kuhakikisha baridi ya kutosha.

Na umeyeyuka-1 kazi na mfumo wa baridi ambapo maji ni kupita mara moja. Hata hivyo, wengine vitengo nne zilikuwa vifaa na kufungwa mzunguko msingi vifaa na exchangers joto. Design hii inaruhusu kuendeleza zaidi bado na mvuke, ambayo kwa upande husaidia katika uzalishaji wa umeme na joto la majengo mbalimbali.

"Tomsk-7", na mtambo huo pia aliitwa EI-2, ambayo, kwa upande wake, alikuwa na lengo mbili: ya kuzalisha plutonium kwa gharama ya zinazozalishwa mvuke yanayotokana umeme 100 MW na 200 MW ya nishati joto.

taarifa muhimu

On uhakika wa wanasayansi, nusu ya maisha ya plutonium silaha daraja ni kuhusu 24 360 miaka. takwimu kubwa! Katika suala hili, swali hasa papo hapo inakuwa: "Jinsi usahihi kufanya na uzalishaji taka ya bidhaa" chaguo bora ni inachukuliwa kuwa ujenzi wa makampuni maalum ya usindikaji zaidi ya plutonium silaha daraja. Sababu ni kwamba katika kesi hii, kipengele haiwezi tena kutumika kwa madhumuni ya kijeshi na kudhibitiwa na mtu. Hiyo ni jinsi ya kutupa plutonium silaha daraja katika Russia, lakini Marekani akaenda kwa njia nyingine, na hivyo kukiuka mikataba ya kimataifa.

Hivyo, serikali ya Marekani inapendekeza kuharibu sana utajiri wa mafuta ya nyuklia ni si viwandani zinazozalishwa, na kwa dilution ya plutonium na kuhifadhi katika vyombo maalum katika kina cha mita 500. Bila kusema, kwamba katika kesi hii, nyenzo urahisi kuwa katika wakati wowote kuondoa kutoka duniani, na tena kumtia kwenye malengo ya kijeshi. Kwa mujibu wa Rais wa Urusi Vladimir Putin, nchi awali walikubaliana si kuharibu plutonium katika namna hii, na kufanya kusindika katika vifaa vya viwandani.

Tahadhari maalumu ni kutolewa thamani ya plutonium silaha daraja. Wataalam wanakadiria kuwa mamia ya tani ya kipengele hii inaweza kuwa na thamani ya dola bilioni kadhaa za Marekani. Lakini baadhi ya wataalam katika E haina kuwa inakadiriwa tani 500 ya plutonium silaha daraja nyingi kama trilioni 8 dola. kiasi cha kweli ya kuvutia. Ili iwe wazi, kama fedha nyingi, hebu kusema kwamba katika miaka kumi ya mwisho ya karne ya 20 kiwango wastani ya Pato la Taifa la Urusi ilikuwa $ bilioni 400. Hiyo ni, kwa kweli, bei halisi ya plutonium silaha daraja ni sawa na GDP ishirini kila mwaka ya Shirikisho la Urusi.