兵器級プルトニウム：使用、生産、リサイクル

人類は多くの問題を解決することができ、エネルギーの新しいソースの検索では常にあります。 常にではないが、彼らは安全です。 このように、具体的には、今日広く使用されている 原子炉を できるよう、すべての必要な電気エネルギーのちょうどそのような膨大な量を開発するものの、致命危険にまだあります。 しかし、に加えて、 原子力エネルギーの使用の平和目的のために、世界のいくつかの国は、核弾頭の作成のために、特に、軍事では、それを使用することを学びました。 兵器級プルトニウム - この記事は、名前など破壊的な武器に基づいて議論されます。

背景

このコンパクトなフォーム金属では、少なくとも93.5％239Pu同位体を含んでいます。 兵器級プルトニウムを区別することを可能にするために、そのように命名された「原子炉の兄弟。」 原則として、プルトニウムは常に順番に、大部分、同位体238Uのために、含む、低濃縮または天然ウランで実行されます、絶対に任意の原子炉内に形成されます。

軍事分野での使用

兵器級プルトニウム239Pu - 核兵器の基礎。 彼らは最終的に高性能な核負荷の作成やデザインを妨げる非常に高い中性子の背景を、生成するので、この場合には、質量数240と242との同位体の使用は、無関係です。 さらに、プルトニウムの同位体240Puと241Puはかなり小さい 半減期 が強く加熱された部分をプルトニウム239Puに比べて。 それは、核兵器のエンジニアで、これに関連している余分な熱を除去するための追加的な要素を追加することを余儀なくされています。 ところで、239Pu純粋な暖かい体。 一つは、重い同位体の崩壊の製品は金属の結晶格子中の有害変化にさらされ、それは非常に自然であるという事実が、最終的には核爆発装置の全体的な故障を引き起こす可能性プルトニウムの一部を、再構成を考慮に入れることができません。

することにより、大規模、これらの困難のすべてを克服することができます。 そして、実際には、我々は繰り返しテスト合格した 爆発装置の それに基づいては、「原子炉」プルトニウムです。 しかし、核兵器が最後の位置は、そのコンパクトさ、低縁石重量、耐久性と信頼性によって占有されていないことを理解すべきです。 この点で、彼らは唯一の兵器級プルトニウムを使用しています。

生産用原子炉の設計機能

ロシアではほとんどすべてのプルトニウムは、黒鉛減速材を備えた反応器で生成されました。 反応器の各々は、グラファイトの円筒組み立てブロックを中心に構築されています。

黒鉛ブロックの間に組み立て窒素として使用される冷却剤の連続的な循環を提供するための特別なスロットを有しています。 組み立てられた構造では、上下それらと燃料で冷却水の通路のために作成チャネルに配置されています。 それ自体で、アセンブリは堅固既に燃料を照射し、出荷のために使用されるチャネルのための穴を備えた構造体上に支持されています。 したがって薄肉チューブのチャネルの各々は、軽量で、余分な強力なアルミニウム合金から成形されます。 説明チャンネルの大半は、70本の燃料棒を持っています。 冷却水はそれらから過剰な熱を除去し、燃料棒の周囲に直接流れます。

増加、電力生産用原子炉

最初に、第一の反応器「灯台」は、熱100 MWの容量で機能しました。 140〜150 MW - しかし、ソ連の核兵器開発プログラムの主な指導者は、イガー・クカトブ原子炉は、彼が170から190 MW、夏の時間での能力と協力し、冬にあるということでした提案を、作られました。 このアプローチは、一日あたりの貴重なプルトニウムが約140グラムを生成するために原子炉を可能にしました。

1952年に、完全な科学的・研究作品は運転中の原子炉のこのような方法の生産能力を増加させるために行われています。

• 冷却し、原子炉施設のアクティブゾーンを通って流れるために使用される水の流量を増加させることによって。
• 挿入チャンネルの近くに発生する腐食現象に対する耐性を増加させることにより。
• グラファイトの酸化率を下げます。
• 燃料電池内部の温度上昇。

その結果、循環水の容量が大幅に増加した後に増加し、燃料チャネル壁との間のギャップ。 腐食も取り除くことができました。 この目的のために、我々は最も適したアルミニウム合金は、積極的に、最終的に（pHは約6.0から6.2に等しかった）冷却水の柔らかさを向上重クロム酸ナトリウムを、添加されている選択されました。 黒鉛の酸化が実際の問題ではなくなった、鋼後の冷却のために（以前に空気のみを使用）窒素を適用します。

日没1950の革新は、完全に極めて不要ウランの放射線誘導膨張を低減、実際に実現されている、大幅膜抵抗を改善し、生産の品質管理を向上させるために、ウランの熱硬化ロッドを減らします。

「マヤク」で制作

「チェリャビンスク-65」 - それは兵器級プルトニウムを生産した上で、最も敏感な植物の一つ。 企業は、私たちが詳しく見てみましょうそれぞれの複数の反応器でした。

リアクター

インストールを設計し、伝説のN.のA. Dollezhalyaのリーダーシップの下で建設されました。 彼女は100 MWの容量で働きました。 反応器は、黒鉛ブロックに1,149垂直に配置された制御及び燃料チャネルを有していました。 完全な構造重量は約1050トンでした。 実質的に全てのチャネル（25を除く）は、ウラン、120〜130トンの総質量がロードされます。 実験のために - 17個のチャネルは制御棒8のために使用されます。 3.45キロワットに等しく、燃料電池の設計の最大熱放出率。 第一反応器で一日あたりのプルトニウムが約100グラムを生産。 まずプルトニウム金属は1949年4月16日行われました。

技術的な欠点

ほとんど全く燃料電池のアルミニウムインサートおよびコーティングの腐食である重大な問題は、すぐに同定されました。 また、それらは膨潤し、損傷した燃料棒を炉心の冷却水に直接流入しました。 各漏れ反応器の後に乾燥黒鉛を放送するために最大10時間停止しなければなりませんでした。 1949年1月にはチャンネルへの挿入は置き換えられました。 その後、インストールは1949年3月26日に行われた開始。

問題のすべての種類を伴った反応器A中級プルトニウム生産は180 MWユニットの平均電力で、1950から1954年の間に詳述しました。 非常に自然であると（月額165回まで）より頻繁に停止につながっていることを、より集中的な使用、続く原子炉の先頭によるその後の作業。 結果として、1963年10月に、反応器を停止し、唯一1964年春に再オープン。 彼のキャンペーンは完全に1987年に完成し、長期運転の全期間中にプルトニウムの4.6トンを生産しています。

原子炉AB

企業の「チェリャビンスク-65」3つの反応器ABは、1948年の秋に建設することを決めました。 彼らの生産能力は一日あたりのプルトニウム200〜250グラムです。 プロジェクトのチーフデザイナーは、サヴァンました。 各反応器は、対照であった65そのうち1つの996チャネル、から成ります。 各チャネルは、特殊な検出器の冷媒の漏れが供給されている - 技術的な新規性の植物を使用しました。 このような動きは、原子炉の運転を中断することなく耳に私をできるようになります。

原子炉の運転の最初の年は、彼らが一日あたりのプルトニウムが約260グラムを生成することを明らかにしました。 しかし、動作電力の二年目から徐々に増加しており、すでに1963年にその率は600 MWました。 第オーバーホール後に完全に挿入の問題を解決されており、電力が既にプルトニウムの年産270キロと1200 MWに達しています。 これらの指標は、原子炉の閉鎖を完了するために、生き残ってきました。

リアクターAI-IR

チェリャビンスクは、企業1951年12月22日から1987年5月25日までの期間中にこの設定を使用します。 ウランに加えて、反応器は、コバルト60、およびポロニウム-210として生成します。 当初、施設は、トリチウムを生産したが、後に受け取るとプルトニウムを始めました。

また、処理プラントの兵器級プルトニウムは重い水のみ軽水炉（ - 「ルスラン」彼の名前）で運転中の原子炉を建設しなければなりませんでした。

シベリア巨人

「トムスク-7」 - それは名前がプルトニウムを作成するための5基の原子炉を持っている植物を、実施しています。 中性子を減速するために適用グラファイト、通常の水の凝集体の各々は、適切な冷却を確保します。

そして反応器1は、水を一度通過した冷却システムと協力しました。 しかしながら、他の4つのユニットは、熱交換器を備えた閉じた一次回路を備えていました。 この設計は、順番に電気や様々な施設の暖房の生産に役立つ、さらにまだスチーム開発することができます。

生成された蒸気発生電動100 MWの電力と熱エネルギーの200 MWを犠牲にしてプルトニウムを生成する：「トムスク-7」、及び反応器はまた、EI-2、今度は、二重の目的を有し、呼ばれました。

重要な情報

科学者の保証には、兵器級プルトニウムの半減期は約24 360年です。 巨大フィギュア！ この点において、特に深刻質問は次のようになります。「の項目の廃棄物の生産を行うためにどのように正しく、」最良のオプションは、兵器級プルトニウムのさらなる処理のための特別な企業の建設であると考えられています。 その理由は、この場合には、要素はもはや軍事目的のために使用することができないと人によって制御されるということです。 これは、ロシアの兵器級プルトニウムの処分が、米国はそれによってその国際約束に違反し、他の方法で行った方法です。

したがって、米国政府は、高濃縮破壊することを提案している 核燃料がされ 、工業的に生産し、プルトニウムを希釈することにより、および500メートルの深さで、特別なコンテナに保管しません。 この場合には、材料は簡単に地球から削除し、再び軍事目標に彼を置くために、任意の時間でできることは言うまでもないです。 ロシアのプーチン大統領によると、国は当初、このようにプルトニウムを破壊するために、産業施設でリサイクル行わないことに合意しました。

特別な注意が兵器級プルトニウムの値を与えています。 専門家は、この要素のトン数十も数十億ドルの価値があることを推定しています。 しかし、Eにおける一部の専門家は、8000000000000ドルな限り兵器級プルトニウムの500トンと推定しているん。 本当に印象の量。 それをより明確にするために、たくさんのお金として、のは、20世紀の最後の10年間でロシアのGDPの年率平均$ 400億ドルであったとしましょう。 つまり、実際には、兵器級プルトニウムの実質価格は、ロシア連邦の20年間のGDPに等しいです。