Pakarang-grade plutonium: pamakéan, produksi, ngadaur mulang

Manusa téh salawasna dina pilarian tina sumber anyar énergi nu bisa ngajawab loba masalah. Tapi teu salawasna sipatna aman. Ku kituna, hususna, keur loba dipaké kiwari nuklir Réaktor najan bisa ngamekarkeun ngan jumlah tremendous sapertos sadaya energi listrik nu dipikabutuh kénéh dina bahaya fana. Tapi, sajaba pamakéan énérgi nuklir pikeun tujuan damai, sababaraha nagara di dunya geus diajar ngagunakeun eta, sarta di militer, hususna keur kreasi warheads nuklir. Artikel ieu bakal dibahas dina dasar pakarang destructive misalna, anu ngaran - pakarang-grade plutonium.

kasang tukang

Dina formulir logam ci kieu eta ngandung sahanteuna 93,5% 239Pu isotop. plutonium pakarang-grade ieu ngaranna jadi dina urutan sangkan mungkin keur ngabedakeun ti "Lanceukna of reaktor nu". Sacara prinsip, plutonium sok ngadeg taun pancen naon réaktor nuklir, nu, kahareupna dijalankeun dina uranium low-enriched atawa alam, ngandung, pikeun bagian paling, isotop 238U.

Paké dina sektor militér

Pakarang-grade plutonium 239Pu - dasar pakarang nuklir. Dina hal ieu, pamakéan isotop kalawan nomer massa 240 sarta 242 téh nyimpang, sabab ngahasilkeun tukang neutron kacida luhurna, nu pamustunganana impedes kreasi sarta desain-kinerja tinggi beban nuklir. Saterusna, isotop plutonium 240Pu na 241Pu anu nyata leutik satengah hirup dibandingkeun 239Pu, kumaha plutonium bagian niatna dipanaskeun. Nagara ieu aya di sambungan ieu insinyur pakarang nuklir kapaksa pikeun nambahkeun elemen tambahan pikeun nyoplokkeun kaleuwihan panas. Ku cara, 239Pu murni awakna warmer. Salah teu bisa tapi tumut kana akun kanyataan yen produk tina buruk of isotop beurat ieu subjected kana parobahan ngabahayakeun di kisi kristal tina logam, sarta éta reconfigures bagian rada alami plutonium, nu di tungtungna bisa ngabalukarkeun gagalna jumlahna aya hiji alat ngabeledug nuklir.

Ku tur badag, sakabéh kasusah ieu bisa nungkulan. Na, dina prakna, kami geus sababaraha kali lulus test alat ngabeledug dina dasar eta teh "reaktor" plutonium. Tapi kudu dipikaharti yén pakarang nuklir teu posisi panungtungan ieu dikawasaan ku compactness maranéhanana, beurat curb low, durability jeung reliabilitas. Dina hal ieu, aranjeunna ngagunakeun ukur plutonium pakarang-grade.

fitur desain Réaktor produksi

Ampir sakabéh plutonium di Rusia ieu dihasilkeun dina réaktor dilengkepan priyogi grafit. Unggal Réaktor ieu diwangun di sabudeureun hiji blok cylindrically dirakit grafit.

Dirakit antara blok grafit boga slot husus pikeun nyadiakeun sirkulasi sinambung coolant, nu dipaké salaku nitrogén. Dina struktur dirakit, sarta nu vertikal disusun saluran dijieun pikeun petikan cooling cai kana eta jeung suluh. Ku sorangan, assembly kasebut rigidly didukung kana struktur jeung liang kanggo saluran dipaké pikeun kiriman geus irradiated suluh. Kituna tiap tina saluran di tube ipis-walled ieu dijieun ti alloy aluminium lightweight jeung tambahan kuat. Kalolobaan saluran digambarkeun boga 70 rod suluh. Cooling cai ngalir langsung sabudeureun rod suluh, nyoplokkeun kaleuwihan panas ti aranjeunna.

Ngaronjatna Réaktor produksi kakuatan

Dina awalna, reaktor munggaran "mercusuar" ieu fungsi kalawan kapasitas 100 MW termal. Sanajan kitu, pamingpin utama program ngembangkeun pakarang nuklir Soviét, Igor Kurchatov dijieun proposal, nu éta anu reaktor aya dina mangsa manéhna digawé kalayan kapasitas 170-190 MW, sarta dina waktos usum panas - 140-150 MW. pendekatan ieu diaktipkeun reaktor nu ngahasilkeun ngeunaan 140 gram plutonium adi per poé.

Dina 1952, karya ilmiah-panalungtikan lengkep geus dilumangsungkeun dina raraga ngaronjatkeun kapasitas produksi Réaktor operasi metode sapertos:

• Ku cara ningkatkeun aliran cai dipake pikeun cooling tur ngalir ngaliwatan zona aktif tina hiji instalasi nuklir.
• Ku ngaronjatna lalawanan ka fenomena korosi kajadian deukeut saluran sisipan.
• Nurunna laju oksidasi grafit.
• Hawa meta jero sél suluh.

Hasilna, kapasitas cai sirkulasi ngaronjat sacara signifikan sanggeus sanggeus geus ngaronjat sarta gap antara tembok channel suluh. Korosi ogé junun meunang leupas tina. Pikeun tujuan ieu, urang dipilih di alloy aluminium paling merenah geus aktip nambahkeun natrium dichromate, anu pamustunganana ditingkatkeun teh softness tina cai cooling (pH éta sarua ngeunaan 6.0-6.2). Oksidasi grafit geus ceased jadi masalah sabenerna, sanggeus baja nerapkeun nitrogén (saméméhna dipaké ukur hawa) pikeun cooling.

Di Panonpoé Tilelep 1950 inovasi geus sadar sapinuhna dina praktekna, sahingga ngurangan bareuh radiasi-ngainduksi of uranium pisan perlu, greatly ngurangan rod hardening termal of uranium pikeun ngaronjatkeun daya tahan mémbran jeung ningkatkeun kadali kualitas produksi.

Produksi dina "Mayak"

"Chelyabinsk-65" - salah sahiji pepelakan nu sénsitip kana nu eta ieu dihasilkeun plutonium pakarang-grade. perusahaan ieu beuki Réaktor, nu masing-masing urang nyandak hiji tampilan ngadeukeutan.

A reaktor

instalasi ieu dirancang jeung diwangun dina kapamimpinan teh legendaris N. A. Dollezhalya. Manehna digarap kalawan kapasitas 100 MW. reaktor miboga 1.149 vertikal disusun kontrol jeung suluh saluran di block grafit. Lengkep beurat Struktur éta ngeunaan 1.050 ton. Ampir sakabéh saluran (iwal 25) anu dieusian ku uranium, nu total massa 120-130 ton. 17 saluran anu dipaké pikeun control rod na 8 - keur percobaan. Laju release panas maksimum desain sél suluh sarua 3,45 kW. Dina réaktor mimiti dihasilkeun ngeunaan 100 gram plutonium per poé. logam plutonium munggaran dijieun April 16, 1949.

shortcomings téhnologis

Ampir rada masalah serius, nu korosi of inserts aluminium sarta coatings sél suluh anu langsung pasti. Ogé maranéhna swelled jeung ruksak rod bahan bakar jeung flowed langsung kana cai cooling bagian inti reaktor. Sanggeus unggal reaktor leakage kapaksa dieureunkeun nepi ka 10 jam keur hawa grafit garing. Dina Januari 1949 inserts kana saluran geus diganti. Sanggeus éta, mimiti instalasi lumangsung tanggal 26 Maret 1949.

Produksi plutonium kelas di réaktor A nu dipirig ku sagala sorts kasusah elaborated mangsa taun 1950-1954, kalayan hiji daya rata-rata tina Unit 180 MW. Karya saterusna ku awal reaktor dituturkeun ku pamakéan leuwih intensif di dinya, anu geus rada alam sarta geus ngarah ka beuki sering titik (nepi ka 165 kali per bulan). Hasilna, dina bulan Oktober 1963, reaktor nu ieu Cicing turun na dibuka deui ukur di cinyusu tina 1964. kampanye na eta tos rengse beres taun 1987 jeung mangsa sakabéh jaman operasi jangka panjang dihasilkeun 4,6 ton plutonium.

réaktor AB

The perusahaan "Chelyabinsk-65" tilu Réaktor AB ieu mutuskeun pikeun ngawangun dina gugur of 1948. kapasitas produksina nyéta 200-250 gram plutonium per poé. desainer Kapala proyék ieu Savin. Unggal reaktor diwangun ti 1 996 saluran, 65 di antarana nya kadali. tiap channel disadiakeun ku leakage detektor coolant husus - The tatangkalan novelty teknis ieu dipaké. Misalna move a bakal ngidinan kuring ceuli tanpa interrupting operasi reaktor nu.

Mimiti warsih operasi di réaktor kaungkap maranéhna ngahasilkeun ngeunaan 260 gram plutonium per poé. Sanajan kitu, ti taun kadua ti kakuatan operasi anu laun beuki, tur geus aya 1963 laju na éta 600 MW. Sanggeus overhaul kadua geus ditumpes direngsekeun masalah jeung inserts, sarta kakuatan anu geus ngahontal 1.200 MW kalawan produksi taunan plutonium 270 kilogram. indikator ieu geus cageur mun ngalengkepan panutupanana of réaktor.

Reaktor AI-IR

Chelyabinsk usaha migunakeun setelan ieu dina periode ti 22 Désémber 1951 dugi 25 Méi 1987. Salian uranium, reaktor nu dihasilkeun salaku kobalt-60, sarta polonium-210. Dina awalna, fasilitas nu dihasilkeun tritium, tapi engké mimiti nampa sarta plutonium.

Ogé ngolah tutuwuhan pakarang-grade plutonium kapaksa ngawangun Réaktor operasi dina cai beurat jeung hijina reaktor lampu-cai (ngaran na - "Ruslan").

buta Siberian

"Tomsk-7" - anu mangrupa nami dibawa tutuwuhan, nu boga lima Réaktor mun nyieun plutonium. Unggal aggregates grafit dilarapkeun ka ngalambatkeun neutron, sarta cai biasa pikeun mastikeun cooling nyukupan.

Na reaktor-1 teh digarap kalawan sistem cooling nu caina disalurkeun sakali. Sanajan kitu, nu opat unit séjén anu dilengkepan circuit primér katutup dilengkepan exchanger panas. Desain Hal ieu ngamungkinkeun pikeun ngembangkeun salajengna kénéh sarta uap, anu dina gilirannana mantuan dina produksi listrik sarta pemanasan rupa enggon.

"Tomsk-7", sarta reaktor nu ieu disebut oge EI-2, anu, kahareupna kungsi Tujuan dual: ngahasilkeun plutonium di expense tina uap dihasilkeun kakuatan listrik nu dihasilkeun tina 100 MW sarta 200 MW énergi panas.

inpo penting

Dina assurances élmuwan, nu satengah-umur plutonium pakarang-grade anu ngeunaan 24 360 taun. Hiji sosok badag! Dina hal ieu, anu sual utamana akut janten: "Kumaha neuleu ngalakonan jeung produksi runtah item nu" The pilihan pangalusna anu dianggap pangwangunan usaha husus pikeun ngolah salajengna ngeunaan plutonium pakarang-grade. alesan teh nya eta dina hal ieu, unsur bisa euweuh dipaké pikeun tujuan militér sarta bakal dikawasa ku lalaki. Maksudna kumaha pembuangan tina plutonium pakarang-grade di Rusia, tapi Amérika Serikat of America indit jalan sejen, kukituna violating commitments internasional na.

Ku kituna, pamaréntah AS proposes ngancurkeun kacida enriched suluh nuklir ieu moal industri dihasilkeun, sarta ku éncér tina plutonium tur nyimpen eta dina peti husus di jerona 500 méter. Gunana pikeun nyebutkeun, yén dina hal ieu, bahan nu bisa kalayan gampang bisa di wae nyabut ti bumi, sarta deui nempatkeun anjeunna dina targét-targét militér. Numutkeun Présidén Rusia Vladimir Putin, nagara nu mimitina sapuk moal ngancurkeun plutonium di manner ieu, sarta pikeun ngalakonan didaur ulang di fasilitas industri.

perhatian husus dirumuskeun nilai plutonium pakarang-grade. Ahli memperkirakan yén puluhan ton unsur ieu bisa ogé jadi patut sababaraha miliar dollar AS. Tapi sababaraha ahli dina E teu geus diperkirakeun 500 ton pakarang-grade plutonium saloba 8 triliun dollar. Jumlah bener impressive. Sangkan eta jelas, sakumaha loba duit, hayu urang nyebutkeun yén dina dékade panungtungan abad ka-20 laju taunan rata-rata GDP Rusia éta $ 400 miliar. Hartina, dina kanyataanana, anu harga nyata plutonium pakarang-grade sarua jeung dua puluh GDP taunan tina Féderasi Rusia.