무기 급 플루토늄 : 사용, 생산, 재활용

인류는 많은 문제를 해결할 수있는 새로운 에너지 원을 찾아 항상이다. 항상은 아니지만, 그들은 안전하다. 따라서, 특히, 오늘날 널리 사용되는 원자로 필요한 모든 전기 에너지의 바로 그러한 엄청난 양을 개발할 수는 죽을 위험에 여전히 있지만. 그러나, 이외에 핵 에너지의 사용을 평화적인 목적을 위해, 세계의 일부 국가들은 핵탄두의 창조를 위해 특히, 그것을 사용하고, 군대에서 배웠다. 무기 급 플루토늄 -이 문서는 이름과 같은 파괴적인 무기를 기초로 논의 될 것이다.

배경

이 컴팩트 한 금속에서 적어도 93,5 % 239Pu 동위 원소가 포함되어 있습니다. 무기 급 플루토늄은 구별하기가 가능하게하기 위해, 그래서 지명되었다 "반응기의 형제." 원칙적으로, 플루토늄은 항상 차례로, 대부분, 동위 원소 238 U를 들어, 포함, - 저 농축 또는 천연 우라늄에서 실행, 절대적으로 어떤 원자로에 형성된다.

군사 분야에서 사용

무기 급 플루토늄 239Pu - 핵무기의 기초. 그들이 궁극적으로 생성 및 고성능 핵 부하의 디자인을 방해 매우 높은 중성자 배경을 생산하기 때문에이 경우, 대량 번호 240, 242와 동위 원소의 사용은 무관하다. 또한, 플루토늄 동위 원소 240Pu 및 241Pu 상당히 작은 반감기는 그러나 강하게 가열 부품 플루토늄, 239Pu에 비해. 그것은 핵무기 엔지니어에이 연결에 과도한 열을 제거하기위한 추가 요소를 추가하도록 강요한다. 그런데, 239Pu 순수 따뜻한 몸으로. 하나는하지만 무거운 동위 원소의 붕괴의 제품은 금속의 결정 격자에 유해한 변경을 실시한다는 사실을 고려해야 수 없으며 결국 핵 폭발 장치의 총 오류가 발생할 수 플루토늄의 매우 자연 재구성 부품이다.

전반적으로, 이러한 어려움을 모두 극복 할 수있다. 그리고, 실제로, 우리는 반복적으로 테스트를 통과 한 폭발 장치를 는 "원자로"플루토늄이다의 기초. 그러나 핵무기가 마지막 위치가 자신의 소형화, 낮은 연석 무게, 내구성 및 신뢰성에 의해 점유되는 것은 아니다. 이와 관련하여, 그들은 단지 무기 급 플루토늄을 사용합니다.

생산 원자로의 설계 기능

대부분의 러시아에있는 모든 플루토늄은 흑연 감속재 장착 된 반응기에서 생성되었습니다. 원자로의 각각은 흑연의 원통형 조립 블록 주위에 내장되어 있습니다.

흑연 블록 간의 조립을 질소로 사용되는 냉각수의 지속적인 순환을 제공하기위한 특별한 슬롯이있다. 조립 구조에있어서, 그들과 수직으로 연료에 냉각수의 통로를 만들어 채널을 배치한다. 자체 어셈블리 견고 이미 연료를 조사 선적에 사용되는 채널의 구멍 구조에지지된다. 따라서 얇은 튜브에서 각각의 채널은 가볍고 여분 강한 알루미늄 합금으로부터 성형된다. 설명 된 채널들의 대부분은 연료봉 (70)을 갖는다. 물을 냉각 그들로부터 여분의 열을 제거, 직접 연료봉 주위에 흐른다.

전력 생산 원자로를 증가

우선, 제 1 반응기 "대"는 열 100 MW의 용량으로 작동시켰다. 그러나, 소련의 핵무기 개발 프로그램의 주요 리더, 이고르 커채톱 원자로 그가 170-190 MW의 용량과 협력 겨울에 있음을했다 제안을했고, 여름 시간에 - 140-150 MW합니다. 이 방법은 하루에 소중한 플루토늄 약 140g을 생산하는 원자로를 활성화.

1952 년, 전체 과학 - 연구 작업은 원자로에게 이러한 방법을 운영의 생산 능력을 높이기 위해 실시되었다 :

• 냉각 원자력 시설의 활성 영역을 통해 흐르는 물에 사용되는 흐름을 증가시킴으로써.
• 삽입 채널 근방에 발생하는 부식 현상에 대한 저항성을 증가시킴으로써.
• 흑연의 산화의 비율을 감소시킨다.
• 연료 전지의 내부 온도 증강.

결과적으로, 순환 수의 용량이 크게 증가 된 후에 증가되고, 상기 연료 채널 벽 사이의 간격. 부식도 제거 할 수 있었다. 이를 위해, 우리는 가장 적합한 알루미늄 합금을 적극적으로 궁극적으로 (pH가 약 6.0-6.2 동등했다) 냉각수의 부드러움을 향상 중크롬산 나트륨을 첨가 한 선택. 강 냉각 (이전에는 공기를 사용하여) 질소를 적용한 후에 흑연의 산화가 실제 문제가 중단되었다.

일몰에서 1950 혁신이 완전히 따라서 매우 불필요한 우라늄의 방사선에 의한 부종을 감소, 실제로 실현되고, 크게 막 저항을 개선하고 생산 품질 관리를 개선하기 위해 우라늄의 열 경화 봉을 줄일 수 있습니다.

은 "MAYAK"에서 생산

"첼 랴빈 스크 - 65"-이 무기 급 플루토늄을 생산 한에 가장 민감한 식물 중 하나. 기업은 우리가 좀 더 자세히 살펴 보겠습니다 각각의 더 원자로이었다.

반응기

설치 설계 및 전설 N. A를 Dollezhalya의 지도력하에 건축되었다. 그녀는 100 MW의 용량했다. 반응기는, 흑연 블록에 수직으로 배열 1,149 제어 및 연료 채널이 있었다. 전체 구조의 무게는 약 1,050t이었다. 사실상 (25 제외) 모든 채널은 우라늄, 1백20-1백30톤의 총 질량과 함께로드됩니다. 실험을 위해 - 17 개 채널 제어봉 8 사용된다. 3.45 킬로와트 동일한 연료 전지의 설계의 최대 열 방출률. 제 1 반응기에서 하루 플루토늄 약 100g을 생산했다. 우선 플루토늄 금속은 1949년 4월 16일되었다.

기술의 단점

알루미늄 인서트와 상기 연료 전지의 코팅의 부식이 거의 상당히 심각한 문제는, 즉시 확인되었다. 또한 그들은 팽윤 연료봉 손상 노심 냉각수 직접 흐른다. 각 반응기 유출 한 후 건조 흑연 방송 최대 10 시간 동안 중단한다. 월 채널로 1949 삽입이 대체되었습니다. 그 후, 설치가 1949년 3월 26일 일어났다 시작합니다.

문제의 모든 종류를 동반 한 원자로 A의 급 플루토늄 생산은 180 MW 단위의 평균 전력과 함께, 년 1,950에서 1,954 사이 동안 정성 들여. 아주 자연 및 (월 165 시간까지) 더 자주 중지하게되었다 그것의 집중적 인 사용, 다음에 반응기의 시작으로 후속 작업. 그 결과 10 월 1963, 반응기를 폐쇄하고 만 1964 봄 재개. 그의 캠페인은 완전히 1987 년에 완성 장기 작업의 전체 기간 동안의 플루토늄 4.6 톤을 생산한다.

원자로 AB

엔터프라이즈 "첼 랴빈 스크-65"세 개의 원자로 AB는 1948 년 가을에 구축하기로 결정했다. 그들의 생산 능력은 하루의 플루토늄 200~250g이다. 프로젝트의 수석 디자이너는 아버님 께 구원이었다. 각 반응기는 65이었다 제어하는 1996 개 채널로 구성되었다. 각 채널은 전용 검출기 냉매 누설 공급 - 기술적 새로운 식물을 사용 하였다. 이러한 움직임은 원자로의 작동을 방해하지 않고 귀에 날 수 있습니다.

원자로의 운영 첫 해는 하루에 플루토늄 약 260g을 생성하는 것으로 나타났다. 그러나, 동작 전력의 두 번째 해 점차 증가에서 이미 1963 년에 그 비율은 600 MW이었다. 두 번째 점검은 완전히 삽입하여 문제를 해결하고 있으며, 전원이 플루토늄 270kg의 연간 생산 1,200 MW에 도달 이미 후. 이 지표는 원자로의 폐쇄를 완료하기 위해 살아났다.

원자로 AI-IR

첼 랴빈 스크의 기업은 1987년 5월 25일까지 1951년 12월 22일에서 기간이 설정을 사용할 수 있습니다. 우라늄에 더하여, 반응기는 코발트 (60), 및 폴로늄 (210)로 제조. 처음에는 시설은 삼중 수소를 생산하지만, 나중에받을 플루토늄하기 시작했다.

또한 처리 공장 무기 급 플루토늄은 중수 유일한 경수로 (- "루슬란"그의 이름)에서 작동하는 원자로를 건설했다.

시베리아 거대한

"톰 스크-7"- 그 이름이 플루토늄을 만들 수있는 다섯 개 가지 원자로가있는 식물을 실시한다. 중성자를 감속에 적용 흑연, 및 일반 물 골재의 각각의 적절한 냉각을 보장합니다.

반응기 1 물로 한번 전달되는 냉각 시스템 일. 그러나, 다른 네 유닛은 열 교환기를 구비 한 폐쇄 된 기본 회로를 구비 하였다. 이 디자인은 결국 전기와 다양한 건물의 난방의 생산에 도움이되는, 더 여전히 증기 개발할 수 있습니다.

생성 된 증기 발생 전기 100 MW의 전력 및 열 에너지의 200 MW 희생 플루토늄을 생산하는 "스크-7", 상기 반응기는 EI-2, 차례로, 이중 목적을 가졌 불렸다.

중요한 정보

과학자의 보장에서 무기 급 플루토늄의 반감기는 약 24 3백60년입니다. 거대한 그림! 이와 관련하여, 특히 급성 질문이된다 : "항목의 폐기물 생산하는 방법을 제대로"가장 좋은 방법은 무기 급 플루토늄의 추가 처리를 위해 특별한 기업의 건설로 간주됩니다. 그 이유는이 경우, 요소가 더 이상 군사 목적으로 사용할 수 없습니다 및 사람에 의해 제어 될 것입니다. 즉 러시아의 무기 급 플루토늄의 처리하지만, 미국함으로써 국제 약속을 위반, 다른 길을 갔다 방법이다.

따라서, 미국 정부는 고농축 파괴하는 제안 핵 연료가되는 산업 생산되지 및 플루토늄의 희석하여 500 미터의 깊이에 특별한 용기에 보관하십시오. 물론이 경우, 재료가 쉽게 땅에서 제거하고 다시 군사 목표에 꼭 넣어 언제든지있을 수 있다고 말할 수 있습니다. 블라디미르 푸틴 러시아 대통령에 따르면,이 나라는 처음에이 방법으로 플루토늄을 파괴하고, 산업 시설에서 재활용을 실시하지 않기로 합의.

특별한주의는 무기 급 플루토늄의 값이 부여됩니다. 전문가들은이 요소의 톤의 수만이 아니라 수십억 달러의 가치가있을 수 있음을 예상하고있다. 그러나 E에서 일부 전문가 8 조 달러만큼 무기 급 플루토늄 500 톤 추정했다 않습니다. 정말 인상적인의 양. 많은 돈으로, 그것은 명확하게하기 위해, 20 세기의 마지막 십 년간 러시아 GDP의 연평균는 $ (400) 억 가정 해 봅시다. 즉 사실, 무기 급 플루토늄의 실제 가격은 러시아의 스물 연간 GDP와 동일하다.