Плутонијума: употреба, производња, рециклажа

Човечанство је увек у потрази за новим изворима енергије који може да реши многе проблеме. Али не увек, они су безбедни. Тако, посебно, се данас широко користи нуклеарна реактора , иако у стању да развије само такву огромну количину свих потребних електричне енергије су и даље у животној опасности. Али, поред коришћења нуклеарне енергије у мирнодопске сврхе, неке земље у свету су научили да га користи, а у војсци, посебно за стварање нуклеарних бојевих глава. Овај чланак ће се расправљати на основу таквих деструктивних оружја, чије име - плутонијума.

позадина

У овом компактном облику метала садржи најмање 93,5% 239Пу изотоп. Плутонијума је назван тако да би било могуће да се разликује од "брата реактора." У принципу, плутонијум се увек формира у апсолутно сваком нуклеарном реактору, што, заузврат, ради на ниским обогаћеног или природног уранијума, који садржи, у највећем делу, изотопа 238У.

Користити у војном сектору

Плутонијума 239Пу - основа нуклеарног оружја. У том случају, употреба изотопа са масовно 240 и 242 је ирелевантно, јер они производе врло високу неутрона позадину, што у коначници онемогућава стварање и дизајн нуклеарног терета високих перформанси. Надаље, плутонијума изотопа 240Пу и 241Пу знатно мање полураспада у поређењу са 239Пу међутим плутониј снажно загрејане делове. То је у вези са овим у инжењера нуклеарно оружје су принуђени да додате додатне елементе за уклањање вишка топлоте. Узгред, 239Пу чиста топлије тело. Не могу а да не узима у обзир чињеницу да су производи распадања тешких изотопа је подвргнут штетних промена у кристалну решетку метала, и то је сасвим природна реконфигурише делове плутонијума, који на крају могу да изазову тотални неуспех нуклеарне експлозивне направе.

Све у свему, све ове тешкоће може да се превазиђе. И, у пракси, ми смо у више наврата прошао тест експлозивних направа на основу тога је "реактор" плутонијум. Али треба схватити да је нуклеарно оружје није последњи став заузима по својој компактности, мале тежине празног, трајности и поузданости. У том смислу, они користе само плутонијума.

Десигн карактеристике производних реактора

Готово сви плутонијум у Русији је генерисана у реактору опремљен графитним модератор. Сваки од реактора је изграђен око цилиндричног окупљених блокова од графита.

Ассемблед између графитних блокова имају посебну слот за обезбеђивање непрекидну циркулацију расхладног средства, која се користи као азот. У склопљене конструкције, и вертикално канале креиране за пролаз расхладне воде на њих и горива. Сама по себи, Скупштина је чврсто подржава структуру са отворима за канале који се користе за испоруку већ озрачене гориво. Тако је сваки од канала у танких зидова цеви се обликовала од лаганих и екстра јаке легуре алуминијума. Већина описаних канала има 70 шипки горива. Воде за хлађење тече директно око шипке горива, уклањање вишка топлоте од њих.

Повећање производње електричне енергије реактора

У почетку, први реактор "Светионик" је функционисао са капацитетом од 100 МВ топлотне. Међутим, главни вођа Совјетског програма развоја нуклеарног оружја Игор Курчатов је предлог, који је био да је реактор је зими је радио са капацитетом од 170-190 МВ, а у летњем периоду - 140-150 МВ. Овај приступ је омогућио реактор за производњу око 140 грама драгоценог плутонијума дневно.

1952. године, комплетан научно-истраживачки радови су спроведене у циљу повећања производних капацитета рада реактора такве методе:

• Повећањем протока воде која се користи за хлађење и тече кроз активно зону нуклеарног постројења.
• Повећањем отпорност на корозију феномен који се јавља у близини инсерт канала.
• Смањење стопе оксидације графита.
• Температура наслаге унутар ћелија горива.

Као резултат тога, капацитет циркулише воде значајно повећава пошто је повећан и јаз између зидова канала горива. Корозију је такође успео да се ослободи. За ту сврху смо одабрали најпогоднији сплави су активно додавањем натријум дихромат, који коначно повећану мекоћу расхладне воде (пХ је једнак око 6.0-6.2). Оксидација графита је престала да буде прави проблем, након челика примјењују азот (претходно коришћени само ваздух) за хлађење.

Ат сунсет 1950 иновације су у потпуности реализована у пракси, чиме се смањује бубрење уранијума изузетно непотребне зрачењем индуковане, значајно смањити топлотни стврдњавање шипке урана за побољшање отпорности мембране и побољша контрола квалитета производње.

Производња у "Маиак"

"Челабинск-65" - један од најосетљивијих биљака на којима је произведена плутонијума. Предузеће је више реактори, од којих је свака ћемо узети изблиза.

reaktor

Инсталација је пројектован и изграђен под вођством легендарног Н. А. Доллезхалиа. Радила је са капацитетом од 100 МВ. Реактор је имала 1.149 вертикално постављених канала контроле и горива у графит блоку. Комплетна структура тежина је око 1.050 тона. Практично сви канали (осим 25) се учитавају са уранијумом, укупне масе 120-130 тона. 17 канали се користе за контролу шипке и 8 - за експерименте. Максималан топлоте брзина ослобађања дизајна горива ћелије једнаком 3,45 кВ. На први реактор произведено око 100 грама плутонијума дневно. Прво плутонијум метала је направљен 16. априла, 1949.

технолошки недостаци

Скоро сасвим озбиљан проблем, који је на корозију алуминијумских уметака и премаза на гориве ћелије су одмах идентификовани. Такође су надут а оштећено шипке горива и текла директно у воду хлађења језгра реактора. Након сваке цурење реактор морао бити заустављен до 10 сата да се осуши на ваздуху графит. У јануару су замењене 1949 додаје у каналима. Након тога, почиње инсталација одржана 26. марта, 1949.

Граде производња плутонијума у реактору А који је заједно са свим врстама тешкоћа разрађени током година 1950-1954, са просечном снагом од 180 МВ јединице. Накнадно рад до почетка реактора затим интензивније употребе њега, што је сасвим природно и довело до чешћих престане (до 165 пута месечно). Као резултат тога, у октобру 1963., реактор је затворена и поново тек у пролеће 1964. године. Његова кампања је у потпуности завршен у 1987. и током целог периода дугорочне операције произвела 4,6 тона плутонијума.

реактори АБ

Предузеће "Челабинск-65" три реактори АБ је одлучио да изгради у јесен 1948. године. Њихов капацитет производње је 200-250 грама плутонијума дневно. Главни пројектант овог пројекта је био Савина. Сваки реактор састоји од 1 996 канала, од којих је 65 било контроле. сваки канал се испоручује са посебним цурења детектор за хлађење - Технички новина биљке се користи. Такав потез ће ми омогућити да уво без прекидања рада реактора.

Прва година рада реактора открила је да они генеришу око 260 грама плутонијума дневно. Међутим, од друга година рада власти се постепено повећава, а већ 1963. године њена стопа је била 600 мегавата. После другог ремонт у потпуности решио проблем са уметцима, а снага је већ достигао 1.200 МВ са годишњом производњом од плутонијум 270 килограма. Ови показатељи су преживели да заврши затварање реактора.

Реактор ББ-ИЦ

Цхелиабинск предузећа да користе ову поставку у периоду од 22. децембра 1951. до 25. маја 1987. године. Поред уранијума, реактор производи као кобалт-60, и полонијума-210. У почетку, објекат производи трицијум, али је касније почео да прима и плутонијум.

Такође, погон за прераду плутонијума је морао да гради реакторе раде на тешке воде и једини реактор на лаку воду (његово име - "Руслан").

Сибирски гигант

"Томск-7" - то је име носио фабрику, која има пет реактора за стварање плутонијум. Сваки од агрегата графита примењеног успорити неутроне, а обичне воде како би се осигурало адекватно хлађење.

И реактор-1 је радио са системом за хлађење у коме се доноси вода једном. Међутим, остала четири јединице су опремљене затвореном примарном колу опремљен измењивача топлоте. Овај дизајн омогућава да се развије још више и паре, што заузврат помаже у производњи електричне енергије и грејања различитих просторија.

"Томск-7", а реактор је такође назива ЕИ-2, која, заузврат, имала двоструку сврху: да произведе плутонијум на рачун произведене парне произведене електричне енергије од 100 МВ и 200 МВ топлотне енергије.

важне информације

На уверавања научника, полу-живот плутонијума је око 24 360 година. Велики фигура! У том смислу, посебно акутне питање постаје: "Како правилно да ради са производњом отпада ставке" Најбоља опција се сматра да је изградња посебних предузећа за даљу прераду плутонијума. Разлог је што у овом случају, елемент више не може да се користи у војне сврхе и да ће бити контролисан од стране човека. Тако је одлагање на плутонијума у Русији, али су Сједињене Америчке Државе отишао на другу страну, чиме се крше своје међународне обавезе.

Тако је америчка влада предлаже да уништи високо обогаћени нуклеарно гориво се не индустријски производи, и разблаживањем плутонијума и чувајте их у посебне контејнере на дубини од 500 метара. Непотребно је рећи, да је у овом случају, тај материјал може лако да буде у било ком тренутку да уклоните са земље, и поново стави га на војне циљеве. Према руским председником Владимиром Путином, земља првобитно договорено да се не уништи плутонијум на овај начин, и да изврши рециклажу у индустријским објектима.

Посебна пажња посвећена је вредност плутонијума. Стручњаци процењују да се на десетине тона овог елемента и да вреди неколико милијарди долара. Међутим, неки стручњаци Е нема процењена 500 тона плутонијума чак 8 трилиона долара. Износ стварно импресивно. Да би се јасније, као много новца, рецимо да је у последњој деценији 20. века просечна годишња стопа руског БДП-а био је 400 $ милијарди долара. То је, у ствари, је реална цена оружје плутонијума је једнака двадесет годишњег БДП-а Руске Федерације.