Mga hinagiban-grade plutonium: ang paggamit, produksyon, recycling

Katawhan mao ang kanunay nga sa pagpangita sa bag-ong mga tinubdan sa enerhiya nga makasulbad sa daghang problema. Apan dili sa kanunay, sila luwas. Mao kini ang, sa partikular, ang kaylap nga gigamit karon nukleyar reactor bisan tuod makahimo sa pagpalambo sa lang sa ingon nga sa usa ka dakong kantidad sa tanan nga mga gikinahanglan nga electrical enerhiya anaa pa sa mortal nga kakuyaw. Apan, dugang pa sa sa paggamit sa nukleyar nga enerhiya alang sa malinawon nga mga katuyoan, pipila ka mga nasud sa kalibutan nakakat-on sa paggamit niini, ug sa militar, sa partikular alang sa paglalang sa nukleyar nga warhead. Kini nga artikulo pagahisgotan sa basehan sa maong makadaot nga mga hinagiban, kansang ngalan - hinagiban-grade plutonium.

background

Sa niini nga compact nga porma metal kini naglangkob sa labing menos 93,5% 239Pu isotope. Mga hinagiban-grade plutonium ginganlan sa ingon aron sa paghimo niini nga posible nga sa pag-ila gikan sa "igsoon sa reactor." Sa baruganan, ang plutonium kanunay nag-umol sa hingpit sa bisan unsa nga nuclear reactor, nga, sa baylo, midagan sa ubos nga-enriched o natural nga uranium, nga adunay, alang sa labing bahin, ang isotope 238U.

Gamita sa sektor sa militar

Mga hinagiban-grade plutonium 239Pu - basehan sa nukleyar nga mga armas. Sa kini nga kaso, ang paggamit sa mga isotopes uban sa masa numero 240 ug 242 mao ang irrelevant, tungod kay sila maghimo kaayo taas nga neutron background, nga sa katapusan nakaulang sa paglalang ug disenyo sa mga high-performance nukleyar load. Dugang pa, plutonium isotopes 240Pu ug 241Pu mao ang kamahinungdanon mas gamay katunga-nga-sa kinabuhi itandi sa 239Pu, Apan plutonium hugot nga naandan nga kainit mga bahin. Kini mao ang sa niini nga koneksyon sa nukleyar engineers hinagiban ang napugos sa pagdugang og dugang nga mga elemento alang sa pagwagtang sa sobra nga kainit. Pinaagi sa dalan, 239Pu putli mas init nga lawas. apan ang usa ka mahimo sa ngadto sa asoy sa kamatuoran nga ang mga produkto sa pagkadunot sa bug-at nga isotopes napaubos sa makadaot nga mga kausaban sa mga kristal kinuroskuros sa metal, ug kini mao ang na natural nga reconfigures mga bahin sa plutonium, nga sa katapusan mahimong hinungdan sa usa ka kinatibuk-ang kapakyasan sa usa ka nukleyar nga explosive device.

Pinaagi sa ug dako, ang tanan niini nga mga kalisdanan mahimong mabuntog. Ug, diha sa buhat, kita balik-balik nga miagi sa pagsulay sa explosive devices sa basehan sa kini mao ang "reactor" plutonium. Apan kini kinahanglan nga masabtan nga ang usa ka nukleyar nga hinagiban dili sa katapusan nga posisyon ang okupar sa ilang compactness, ubos nga mapugngan gibug-aton, kalig-on ug kasaligan. Bahin niini, sila sa paggamit sa lamang sa mga hinagiban-grado plutonium.

Design bahin sa reactors produksyon

Hapit ang tanan nga mga plutonium sa Russia si namugna sa reactor himan sa usa ka graphite moderator. Ang matag usa sa mga reactors gitukod sa palibot sa usa ka cylindrically nanagtigum mga bloke sa graphite.

Nanagtigum sa taliwala sa mga bloke graphite adunay usa ka espesyal nga luna alang sa paghatag og padayon nga sirkulasyon sa coolant, nga gigamit ingon nga nitroheno. Sa nanagtigum sa gambalay, ug vertically gihan-ay kanal gibuhat alang sa paglabay sa makapabugnaw tubig sa ibabaw nila ug sa gasolina. Pinaagi sa iyang kaugalingon, ang katilingban ang estrikto nga paagi gisuportahan sa gambalay uban sa mga buslot alang sa mga kanal nga gigamit alang sa kargamento na giladlad sa radyasyon fuel. Mao kini ang matag usa sa mga kanal sa manipis nga-kinutaang tube ang naumol gikan sa usa ka lightweight ug dugang lig-on nga aluminum subong. Kadaghanan sa mga gihulagway channels adunay 70 fuel mga sanga nga magagmay. Makapabugnaw tubig nagapaagay direkta sa palibot sa mga sanga nga magagmay sa gasolina, pagwagtang sa sobra nga kainit gikan kanila.

Pagdugang gahum produksyon reactors

Sa sinugdan, ang unang reactor "Lighthouse" nga naglihok uban sa usa ka nga kapasidad nga 100 MW kainit. Apan, ang mga nag-unang lider sa mga Sobyet nga programa nukleyar nga mga armas kalamboan, Igor Kurchatov naghimo sa usa ka proposal, nga mao nga ang reactor anaa sa tingtugnaw siya nagtrabaho sa usa ka nga kapasidad nga 170-190 MW, ug sa panahon sa ting-init - 140-150 MW. Kini nga pamaagi nakatabang sa reactor sa pagmugna sa mga 140 gramo sa bililhon nga plutonium kada adlaw.

Sa 1952, ang bug-os nga mga buhat sa siyensiya-research nga gidala sa gawas aron sa pagdugang sa produksyon sa kapasidad sa operating reaktor maong mga pamaagi:

• Pinaagi sa pagdugang sa tubig nga gigamit sa makapabugnaw ug nagapaagay pinaagi sa aktibo nga zone sa usa ka nukleyar nga-instalar.
• Pinaagi sa pagdugang sa pagbatok sa pagkapudpod panghitabo nga nahitabo duol sa pasukip channels.
• Pagmobu, pagminus sa rate sa oxidation sa graphite.
• Temperatura buildup sa sulod sa mga selula sa gasolina.

Ingon sa usa ka resulta, kapasidad sa circulating tubig kamahinungdanon nagdugang human nga misaka ug sa gintang tali sa mga paril sa fuel channel. Pagkapudpod usab nakahimo sa pagkuha Isalikway sa. Tungod niini nga katuyoan, kita pinili nga ang labing angay nga aluminum mga sinubong nga aktibong pagdugang sodium dichromate, nga sa katapusan mas sa pagkalumo sa mga makapabugnaw tubig (pH katumbas sa bahin sa 6.0-6.2). Oxidation sa graphite mihunong nga usa ka aktuwal nga problema, human sa asero paggamit nitroheno (kaniadto gigamit lamang sa hangin) alang sa makapabugnaw.

Sa pagsalop sa adlaw 1950 inobasyon na sa bug-os nga nakaamgo sa praktis, sa ingon pagkunhod sa mga radiation-aghat nga nagapatong sa uranium hilabihan wala kinahanglana, sa hilabihan gayud sa pagpakunhod sa kainit a sanga nga magagmay sa uranium sa pagpalambo sa lamad ato ug sa pagpalambo sa produksyon sa kalidad sa pagkontrol sa.

Production sa "Mayak"

"Chelyabinsk-65" - usa sa mga labing sensitibo nga mga tanom nga kini gipatungha hinagiban-grado plutonium. negosyo sa mas reactor, sa matag usa sa nga kita sa usa ka mas-aw.

Usa ka reactor

instalar sa gidisenyo ug gitukod ubos sa pagpangulo sa mga legendary N. A. Dollezhalya. Siya nagtrabaho uban sa usa ka nga kapasidad nga 100 MW. reactor Ang may 1.149 vertically gihikay control ug gasolina mga kanal sa graphite block. Bug-os nga gambalay gibug-aton mao ang mahitungod sa 1,050 tonelada. Halos ang tanan nga mga kanal (gawas sa 25) puno sa uranium, ang kinatibuk-ang mga pangmasang sa 120-130 tonelada. 17 channels gigamit alang sa pagkontrolar sa mga sanga nga magagmay, ug ang 8 - alang sa mga eksperimento. Ang maximum nga kainit release rate sa disenyo sa cell fuel nga sama sa 3.45 KW. Sa unang reactor nga gihimo mga 100 gramo sa plutonium kada adlaw. Unang plutonium metal gihimo Abril 16, 1949.

teknolohiya kasaypanan

Halos na sa usa ka seryoso nga problema, nga mao ang pagkapudpod sa aluminum misal-ot ug mga coatings sa cell sugnod nga diha-diha dayon nailhan. Usab sila swelled ug naguba fuel mga sanga nga magagmay ug ming-awas direkta ngadto sa makapabugnaw tubig sa reactor core. Human sa matag leakage reactor kinahanglang mihunong alang sa 10 ka oras sa hangin uga nga graphite. Sa Enero 1949 misal-ot ngadto sa mga kanal nga gipulihan. Human niana, magsugod ang instalar nahitabo Marso 26, 1949.

Grade plutonium produksyon sa reactor sa usa ka nga giubanan sa tanan nga mga matang sa mga kalisdanan mipahayag sa panahon sa mga tuig 1950-1954, uban sa usa ka average nga gahum sa 180 MW nga yunit. Sunod-sunod nga buhat pinaagi sa sinugdanan sa reactor gisundan sa usa ka labaw nga intensive nga paggamit niini, nga mao ang na sa natural ug gidala ngadto sa mas subsob pag-undang (sa 165 ka higayon ang matag bulan). Ingon sa usa ka resulta, sa Oktubre 1963, ang mga reactor gitakpan ug abli gyud lamang sa tingpamulak sa 1964. Ang iyang kampanya mao ang bug-os nga nahuman sa 1987 ug sa panahon sa tibuok nga panahon sa hataas-nga-termino operation nga gihimo 4.6 tonelada sa plutonium.

reactor AB

Ang negosyo "Chelyabinsk-65" sa tulo ka reactors AB si nakahukom sa pagtukod sa sa tingdagdag sa 1948. Ang ilang produksyon nga kapasidad mao ang 200-250 gramo sa plutonium kada adlaw. Chief designer sa proyekto mao ang Savin. Ang matag reactor gilangkoban sa 1 996 kanal, 65 nga mga kontrol. ang matag channel ang gitagana sa usa ka espesyal nga detector coolant leakage - Ang teknikal nga mga tanom novelty gigamit. Ang maong lakang motugot kanako sa igdulungog sa walay mopakgang sa operasyon sa reactor.

Sa unang tuig sa operasyon sa reactors nga gipadayag nga sila makamugna sa mga 260 gramo sa plutonium kada adlaw. Apan, gikan sa ikaduhang tuig sa operasyon gahum hinay-hinay nga pagdugang sa, ug na sa 1963 sa iyang rate mao ang 600 MW. Human sa ikaduhang overhaul nga bug-os nga masulbad ang problema sa mga misal-ot, ug ang gahum na-abot sa 1,200 MW uban sa usa ka tinuig nga produksyon sa plutonium 270 kilo. Kini nga mga indicators nakalahutay sa pagkompleto sa pagsira sa reactor.

Reactor AI-IRI

Chelyabinsk negosyo sa paggamit niini nga kahimtang sa panahon gikan sa 22 Disyembre 1951 hangtud sa 25 sa Mayo 1987. Dugang pa sa uranium, ang reactor nga gihimo nga ingon sa cobalt-60, ug sa polonium-210. Sa sinugdan, ang mga pasilidad nga gihimo tritium, apan sa ulahi nagsugod sa pagdawat ug plutonium.

Usab sa pagproseso sa tanom nga mga hinagiban-grade plutonium nga pagtukod reactors operate sa bug-at nga tubig ug ang bugtong kahayag-tubig reactor (sa iyang ngalan - "Ruslan").

Siberian higante

"Tomsk-7" - nga mao ang ngalan gidala sa tanom, nga may lima ka reactor sa paghimo sa plutonium. Ang matag usa sa aggregates sa graphite nga gigamit sa paghinayhinay neutron, ug ordinaryo nga tubig aron sa pagsiguro sa igong makapabugnaw.

Ug ang reactor-1 nagtrabaho uban sa mga makapabugnaw sistema nga tubig miagi sa makausa. Apan, ang uban nga mga upat ka mga yunit nga himan sa usa ka sirado nga nag-unang sa sirkito himan uban sa exchanger kainit. design Kini nga nagtugot sa pagpalambo sa dugang pa ug alisngaw, nga sa baylo makatabang sa sa produksyon sa kuryente ug pagpainit sa nagkalain-laing mga pasikaran.

"Tomsk-7", ug ang reactor gitawag usab nga ei-2, nga, sa baylo, may usa ka duha nga katuyoan: sa pagmugna plutonium sa gasto sa gipatungha alisngaw nga namugna electric gahum sa 100 MW ug 200 MW sa kainit enerhiya.

importante nga impormasyon

Sa mga pasalig sa mga siyentipiko, ang katunga-nga-kinabuhi sa mga hinagiban-grade plutonium mao ang mahitungod sa 24 360 ka tuig. Usa ka dako nga numero! Bahin niini, ang usa ka ilabi acute pangutana mahimong: "Unsaon husto nga buhaton sa mga awa-aw nga produksyon sa butang" Ang labing maayo nga kapilian mao ang giisip nga ang pagtukod sa mga espesyal nga mga negosyo alang sa dugang pagproseso sa mga hinagiban-grado plutonium. Ang rason mao nga sa niini nga kaso, ang elemento dili na gamiton alang sa mga katuyoan sa militar ug nga kontrolado sa tawo. Nga mao ang sa unsa nga paagi nga ang paglabay sa mga hinagiban-grade plutonium sa Russia, apan ang Estados Unidos sa Amerika miadto sa laing dalan, sa ingon paglapas sa iyang internasyonal nga mga pasalig.

Busa, ang gobyerno sa US hanyag sa paglaglag sa kaayo mabungahong nukleyar nga sugnod ang dili pabrika og, ug pinaagi sa pagtimbol sa plutonium ug tipigan kini sa espesyal nga sudlanan sa usa ka giladmon sa 500 metros. Dili kinahanglang isulti, nga sa niini nga kaso, ang materyal nga dali rang sa bisan unsa nga panahon sa pagtangtang gikan sa yuta, ug sa pag-usab gibutang siya sa ibabaw sa militar nga target. Sumala sa Russian nga Presidente Vladimir Putin, ang nasud sa sinugdanan miuyon nga dili aron sa paglaglag sa plutonium sa niini nga paagi, ug sa pagtuman sa recycle sa industriyal nga mga pasilidad.

Espesyal nga pagtagad ang gihatag sa bili sa mga hinagiban-grado plutonium. Gibanabana sa mga eksperto nga ang tinagpulo ka tonelada sa elemento niini nga mahimo nga maayo nga bili sa pipila bilyones US dolyares. Apan pipila ka mga eksperto sa E ang ang gibana-bana nga 500 ka tonelada sa mga hinagiban-grade plutonium ingon sa daghan nga sama sa 8 trilyon dolyares. Ang kantidad sa tinuod nga impresibo. Aron sa paghimo niini nga mas tin-aw, ingon sa usa ka daghan sa salapi, ang ni-ingon nga sa katapusan nga dekada sa ika-20 nga siglo ang average nga tinuig nga rate sa mga Russian nga GDP mao ang $ 400 bilyon. Kana mao, sa pagkatinuod, ang tinuod nga presyo sa hinagiban-grade plutonium mao nga sama sa kaluhaan ka tinuig nga GDP sa Russian Federation.