Ase plutonium: soveltaminen, tuotanto, hävittäminen

Ihmiskunta on aina etsinyt uusia energialähteitä, jotka voivat ratkaista monia ongelmia. Ei kuitenkaan aina ole turvallisia. Näin ollen nykyään laajalti käytössä olevat atomireaktorit, vaikka ne kykenevät tuottamaan vain valtava määrä tällaista sähköenergiaa, jota kaikki tarvitsevat, ovat edelleen vaarallisia. Mutta ydinenergian käyttämisen lisäksi rauhanomaisiin tarkoituksiin jotkut maapallomme ovat oppineet käyttämään sitä sotilasoperaatioissa, erityisesti ydinpolttoaineiden luomisessa. Tässä artikkelissa puhumme sellaisen tuhoavan aseen perusta, jonka nimi on ase-luokan plutoniumi.

Lyhyt tiedot

Tämä kompakti metallimuoto sisältää vähintään 93,5% isotoopista 239Pu. Ase plutonium nimettiin siten, että se voitaisiin erottaa "reaktorikollegi". Periaatteessa plutonium on aina muodostunut ehdottomasti mihin tahansa ydinreaktoriin, joka vuorostaan toimii vähä- rikastetulla tai luonnollisella uraanilla, joka sisältää suurimmaksi osaksi 238U: n isotoopin.

Sotilaalliset sovellukset

Aseenkaltainen plutoniumi 239Pu on ydinaseiden perusta. Tällöin isotoopien käyttö massanumeroilla 240 ja 242 ei ole merkitystä, koska ne muodostavat hyvin neutronien taustan, mikä tekee lopulta vaikeaksi suunnitella ja rakentaa erittäin tehokkaita ydinammuja. Lisäksi plutoniumisotooppeilla 240Pu ja 241Pu on huomattavasti lyhyempi puoliintumisaika kuin 239Pu, joten plutoniumosat tulevat erittäin kuumiksi. Tässä yhteydessä ydinvoimalaitoksen insinöörit pakotetaan lisäksi lisäämään elementtejä ylimääräisen lämmön poistamiseksi. Muuten, 239Pu sen puhtaassa muodossaan on lämpimämpää kuin ihmiskeho. Emme voi sivuuttaa sitä tosiasiaa, että raskaiden isotooppien hajoamistuotteet joutuvat haitalliseen muutokseen metallin kidehilassa, mikä luonnollisesti muuttaa plutoniumosien kokoonpanoa, mikä loppujen lopuksi voi aiheuttaa ydinräjähdyslaitteen täydellisen häiriön.

Yleensä kaikki edellä mainitut ongelmat voidaan ratkaista. Ja käytännössä on jo useita kertoja testattu räjähdystarvikkeita, jotka perustuvat "reaktori" plutoniumiin. Mutta on ymmärrettävä, että ydinaseissa niiden tiiviys, pieni massa, kestävyys ja luotettavuus eivät ole viimeinen. Tässä yhteydessä käytetään yksinomaan ase-luokan plutoniumia.

Tuotanto-reaktoreiden ominaisuudet

Lähes kaikki plutoniumi Venäjällä tuotettiin reaktoreissa, joissa oli grafiittia hidastava. Jokainen reaktori on rakennettu sylinterimäisesti koottujen grafiittilohkojen ympärille.

Kokoonpannussa muodossa grafiittilohkojen välissä on erityisiä aukkoja, jotta varmistetaan jäähdyttimen jatkuva kierrätys, joka käyttää typpeä sen lähteenä. Kokoonpidetyssä rakenteessa on myös pystysuuntaisesti järjestettyjä kanavia, jotka on luotu niiden läpi kulkevan veden jäähdytyksen ja polttoaineen kautta. Kokoonpano itsessään pysyy lujasti rakenteessa, jonka reiät ovat kanavat, joita käytetään jo säteilytetyn polttoaineen kuljetukseen. Jokainen kanava on ohutseinäisessä putkessa, joka on valettu kevyestä ja erittäin vahvasta alumiiniseoksesta. Suurin osa kuvatuista kanavista on 70 polttoainesauvaa. Jäähdytysvesi virtaa suoraan polttoainesauvien ympärille ja poistaa ylimääräisen lämmön niistä.

Tuotannon reaktorien kapasiteetin lisääminen

Aluksi ensimmäinen Mayak -reaktori toimi 100 lämpö-MW: n kapasiteetilla. Neuvostoliiton ydinaseiden kehittämisohjelman päällikkö Igor Kurchatov ehdotti kuitenkin, että reaktorilla olisi kesällä 170-190 MW ja kesällä 140-150 MW. Tämä lähestymistapa antoi reaktorin tuottaa lähes 140 grammaa arvokasta plutoniumia päivässä.

Vuonna 1952 toteutettiin täydellistä tieteellistä tutkimusta, jolla lisättiin reaktoreiden tuotantokapasiteettia tällaisilla menetelmillä:

• Lisäämällä veden virtausta, jota käytetään jäähdyttämiseen ja virtaamiseen ydinlaitoksen aktiivivyöhykkeiden läpi.
• Korottamalla resistenssiä korroosion ilmiöön, joka esiintyy vuorauskanavien lähellä.
• Grafiitin hapettumisnopeuden pienentäminen.
• Lisää lämpötilaa polttokennojen sisällä.

Tämän seurauksena kiertävän veden läpivirtaus kasvoi merkittävästi sen jälkeen, kun polttoaineen ja kanavan seinämien välinen rako kasvoi. Korroosio onnistui myös eroon. Tätä tarkoitusta varten valittiin sopivimmat alumiiniseokset ja lisättiin aktiivisesti natriumdikromaattia, mikä lisäsi lopulta jäähdytysveden pehmeyttä (pH oli noin 6,0-6,2). Grafiitin hapettaminen lakkasi olemasta todellinen ongelma sen jälkeen kun typpeä käytettiin sen jäähdyttämiseen (ennen sitä käytettiin vain ilmaa).

1950-luvun lopulla innovaatiot toteutuivat käytännössä, mikä mahdollisti säteilyn aiheuttaman äärimmäisen tarpeettoman uraanin inflaation vähentämisen, vähentäisi merkittävästi uraanin tangojen lämpökarkaisua, paransi kuoren kestävyyttä ja paransi tuotannon laadunvalvontaa.

Tuotanto Mayakissa

"Chelyabinsk-65" on yksi niistä salaisista tehtaista, joille aseislaatuisen plutoniumin luominen tapahtui. Laitoksella oli useita reaktoreita, joista jokainen tutustuu toisiinsa.

Reaktori A

Asennus suunniteltiin ja luotiin legendaarisen NA Dollezhalin johdolla. Se toimi 100 megawatin kapasiteetilla. Reaktorissa oli 1149 vertikaalisesti järjestettyä ohjaus- ja polttoainekanavaa grafiittilohkossa. Rakenteen kokonaispaino oli noin 1050 tonnia. Lähes kaikki kanavat (paitsi 25) ladattiin uraanilla, jonka kokonaismassa oli 120-130 tonnia. Ohjaustangoista käytettiin 17 kanavaa ja 8 kokeille. Polttokennon ennustetun lämmön vapautumisen suurin indikaattori oli 3,45 kW. Aluksi reaktori tuotti noin 100 grammaa plutonia päivässä. Ensimmäistä kertaa metallinen plutonium tuotettiin 16. huhtikuuta 1949.

Teknologiset haitat

Melkein välittömästi todettiin varsin vakavia ongelmia, jotka muodostuivat alumiinilevyjen korroosion ja polttokennojen pinnoittamisesta. Myös uraanivarat vaurioituivat ja vaurioituivat ja jäähdytysvesi virrasi suoraan reaktorin ytimeen. Jokaisen vuotamisen jälkeen reaktori oli pysäytettävä jopa 10 tuntia grafiitin kuivaamiseksi ilmalla. Tammikuussa 1949 linjat korvattiin kanavilla. Tämän jälkeen asennus käynnistettiin 26. maaliskuuta 1949.

Aseettomaan plutoniumiin, jonka tuotanto reaktorilla A liittyi erilaisiin vaikeuksiin, kehitettiin kaudella 1950-1954, keskimääräinen kapasiteetti oli 180 MW. Reaktorin myöhemmässä toiminnassa alkoi olla sen intensiivisempi käyttö, mikä luonnollisesti johti useammin pysähdyksiin (jopa 165 kertaa kuukaudessa). Tämän seurauksena lokakuussa 1963 reaktori pysäytettiin ja se aloitti toimintansa vasta keväällä 1964. Hänen kampanjansa oli kokonaan valmis vuonna 1987 ja koko monivuotisen toiminnan ajanjaksolla tuotti 4,6 tonnia plutoniumia.

Reaktorit AB

Chelyabinsk-65-laitoksella päätettiin rakentaa kolme AB-reaktoria syksyllä 1948. Niiden tuotantokapasiteetti oli 200-250 grammaa plutoniinia päivässä. Projektin pääsuunnittelija oli A. Savin. Jokainen reaktori laski 1996 kanavia, joista 65 oli kontrollia. Asennuksissa käytettiin teknistä uutuus - jokaisella kanavalla oli erityinen ilmaisin jäähdytysnesteen vuotoa varten. Tämä siirto mahdollisti vaippojen muuttamisen lopettamatta itse reaktorin toimintaa.

Reaktoreiden ensimmäinen toiminta-vuosi osoitti, että ne tuotti noin 260 grammaa plutoniinia päivässä. Kuitenkin toisen toimintavuoden jälkeen kapasiteetti on kasvanut vähitellen, ja jo vuonna 1963 sen määrä oli 600 MW. Toisen uudistamisen jälkeen vuorauksen ongelma ratkaistiin kokonaan, ja teho oli jo 1200 MW, ja plutoniumin vuosituotanto oli 270 kiloa. Nämä indikaattorit säilyivät, kunnes reaktorit oli kokonaan suljettu.

AI-IR-reaktori

Tšeljabinskin yritys käytti tätä laitosta 22.12.1951 ja 25.5.1987 välisenä aikana. Uraanin lisäksi reaktori tuotti myös koboltti-60 ja polonium-210. Alun perin tuotettiin tritium laitoksessa, mutta myöhemmin tuotettiin plutoniumia.

Myös aseenkäyttöisen plutoniumin käsittelylaitoksella oli reaktoja, jotka toimivat raskaassa vedessä ja yksi valovesireaktori (sen nimi oli Ruslan).

Siperian jättiläinen

"Tomsk-7" - tämä oli tehtaan nimi, joka sisälsi viisi reaktoria plutoniumin luomiseksi. Jokainen aggregaatti käytti grafiittia hidastamaan neutronia ja tavallista vettä oikean jäähdytyksen varmistamiseksi.

Reaktori I-1 toimi jäähdytysjärjestelmän avulla, jossa vesi kului kerran. Kuitenkin loput neljä yksikköä oli varustettu suljetulla primääripiirillä varustetuilla lämmönvaihtimilla. Tällainen muotoilu mahdollisti höyryn kehittämisen, mikä puolestaan auttoi sähkön tuotannossa ja erilaisten asuintaloiden lämmityksessä.

Tomsk-7: llä oli myös EI-2-niminen reaktori, jolla puolestaan oli kaksi tarkoitusta: se tuotti plutoniumin ja tuotti 100 MW sähköä tuotetun höyryn kautta sekä 200 MW: n lämpöenergiaa.

Tärkeitä tietoja

Tiedemiehiä koskevien vakuuttelujen mukaan aseislaatuisen plutoniumin puoliintumisaika on noin 24 360 vuotta. Valtava luku! Tässä yhteydessä kysymys tulee erityisen akuutti: "Kuinka käsitellä tämän elementin tuotantovälineet oikein?" Optimaalisin vaihtoehto on erikoistuneiden yritysten rakentaminen aseiden laatua olevan plutoniumin myöhemmässä käsittelyssä. Tämä johtuu siitä, että tässä tapauksessa elementtiä ei enää voida käyttää sotilaallisiin tarkoituksiin, ja sitä hallitsee henkilö. Näin aseislaatuinen plutoniumi hävitetään Venäjällä, mutta Amerikan Yhdysvallat otti toisen reitin ja rikkoi sen kansainvälisiä velvoitteita.

Näin ollen Yhdysvaltojen hallitus ehdottaa tuhoavan erittäin rikastetun ydinpolttoaineen teollisuuskäyttäytymistä, mutta laimentamalla plutoniumia ja varastoimalla se erikoispakkauksiin 500 metrin syvyydessä. On itsestään selvää, että tässä tapauksessa materiaali voidaan helposti hakea maasta milloin tahansa ja käynnistää uudelleen sotilastarkoituksiin. Kuten Venäjän federaation presidentti Vladimir Putin väittää, alun perin maat suostuivat tuhoamaan plutoniumia ei tällä menetelmällä vaan kierrättämään teollisuuslaitoksia.

Aseollisen plutoniumin kustannukset ansaitsevat erityistä huomiota. Asiantuntijoiden mukaan kymmenien tonnien tämä osa voi hyvinkin maksaa useita miljardeja dollareita. Ja jotkut asiantuntijat lainkaan arvioivat 500 tonnia ase-luokan plutoniumia jopa 8 biljoonaa dollaria. Määrä on todella vaikuttava. Jotta selvennettäisiin, kuinka suuri raha on, sanotaan, että 1900-luvun viimeisen vuosikymmenen aikana Venäjän keskimääräinen vuosibudjetti oli 400 miljardia dollaria. Itse asiassa itse asiassa aseen laatuluokan plutoniumin todellinen hinta oli yhtä suuri kuin Venäjän federaation kaksikymmentävuotinen BKT.