हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम: प्रयोग, उत्पादन, रिसाइक्लिङ

मानवता ऊर्जा नयाँ स्रोतहरू धेरै समस्या समाधान गर्न सक्ने को खोज मा सधैं छ। तर सधैं, तिनीहरूले सुरक्षित छन्। तसर्थ, विशेष, व्यापक आज प्रयोग गरिन्छ आणविक रिएक्ट्र्स हुनत सबै आवश्यक विद्युत ऊर्जा को यस्तो अत्यन्तै रकम बस विकास गर्न सक्षम नश्वर खतरा अझै पनि छन्। तर, बाहेक आणविक ऊर्जा प्रयोग शान्तिपूर्ण उद्देश्यका लागि, संसारको केही देशहरूमा यो विशेष आणविक warheads सिर्जना लागि प्रयोग गर्न, र सैन्य मा सिकेका छन्। हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम - यो लेख जसको नाम यस्तो विनाशकारी हतियार, को आधारमा छलफल गरिनेछ।

पृष्ठभूमि

यो संकुचित फारम धातु मा कम्तिमा 93,5% 239Pu आइसोटप समावेश गर्दछ। हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम यो देखि भेद गर्न सम्भव बनाउन क्रममा यति नाम थियो "को रिएक्टर को भाइ।" सिद्धान्त मा, प्लुटोनियम कुन, बारी मा सबैभन्दा भाग, को आइसोटप 238U लागि, समावेश, कम-सार्थक वा प्राकृतिक युरेनियम मा, चल्छ बिल्कुल कुनै पनि आणविक रिएक्टर, गठन गरिएको छ।

सैन्य क्षेत्र मा प्रयोग

हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम 239Pu - आणविक हतियार को आधार। यस मामला मा, ठूलो संख्या 240 र 242 संग आइसोटपहेर्नुहोस् प्रयोग तिनीहरूले धेरै उच्च न्यूट्रोन पृष्ठभूमि, अन्ततः सिर्जना र उच्च-प्रदर्शन आणविक लोड को डिजाइन impedes जो उत्पादन देखि, अप्रासंगिक छ। यसबाहेक, प्लुटोनियम आइसोटपहेर्नुहोस् 240Pu र 241Pu एकदम सानो हो आधा जीवन 239Pu तुलना, तर कडा गरम भागहरु प्लुटोनियम। यो आणविक हतियार ईन्जिनियरहरु यो जडान छ अतिरिक्त गर्मी हटाउने लागि थप तत्व थप्न बाध्य छन्। बाटो, 239Pu शुद्ध न्यानो शरीर द्वारा। एक होइन, तर भारी आइसोटपहेर्नुहोस् को क्षय को उत्पादनहरु धातु को क्रिस्टल जाली मा हानिकारक परिवर्तन गर्न subjected छ खातामा तथ्यलाई लिन सक्छ, र यो प्लुटोनियम को एकदम प्राकृतिक reconfigures भागहरु, जो अन्त मा एक आणविक विस्फोटक उपकरण को कुल विफलता हुन सक्छ छ।

द्वारा र ठूलो, यी कठिनाइहरूको सबै हटाउन सकिन्छ। र, व्यवहार मा, हामी बारम्बार परीक्षण पारित गरेको छ विस्फोटक उपकरणहरू को यो "रिएक्टर" प्लुटोनियम छ को आधार मा। तर यो एक आणविक हतियार छैन पछिल्लो स्थिति आफ्नो compactness, कम curb वजन, स्थायित्व र विश्वसनीयता कब्जा छ कि बुझे गर्नुपर्छ। यस सन्दर्भमा, तिनीहरूले मात्र हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम प्रयोग गर्नुहोस्।

उत्पादन रिएक्ट्र्स को डिजाइन सुविधाहरू

लगभग रूस मा सबै प्लुटोनियम सुसज्जित एक ग्रेफाइट मध्यस्थकर्ता संग रिएक्टर मा उत्पन्न भएको थियो। को रिएक्ट्र्स प्रत्येक ग्रेफाइट को एक cylindrically भेला ब्लक वरिपरि निर्माण गरिएको छ।

को ग्रेफाइट ब्लक बीच भेला नाइट्रोजन रूपमा प्रयोग भएको छ जो कूलेंट, को लगातार परिसंचरण प्रदान लागि विशेष स्लट छ। को भेला संरचना, र ठाडो तिनीहरूलाई र इन्धन मा पानी ठंडा को खण्ड लागि सिर्जना च्यानलहरू प्रबन्ध छन्। आफै गरेर, विधानसभा rigidly ढुवानी लागि प्रयोग च्यानलहरू लागि प्वालहरू भएको संरचना समर्थित छ पहिले नै इन्धन विकिरणित। यसरी पातलो-पर्खालले घेरिएको ट्यूब मा च्यानलहरू प्रत्येक एक हल्का र अतिरिक्त बलियो एल्यूमीनियम मिश्र धातु बाट ढाला छ। को वर्णन च्यानलहरूको भन्दा 70 इन्धन छड छ। पानी ठंडा तिनीहरूलाई देखि अतिरिक्त गर्मी हटाउने, ईंन्धन छड वरिपरि सीधा बग्छ।

शक्ति उत्पादन रिएक्ट्र्स वृद्धि

सुरुमा, पहिलो रिएक्टर "बिजुली घर" 100 मेगावाट थर्मल को क्षमता संग कार्य थियो। तर, सोभियत आणविक हतियार विकास कार्यक्रम को मुख्य नेता, इगोर Kurchatov को रिएक्टर उहाँले 170-190 मेगावाट क्षमता संग काम गरे जाडो छ भनेर थियो जो एक प्रस्ताव, गरे, र गर्मी समयमा - 140-150 मेगावाट। यो दृष्टिकोण प्रति दिन बहुमूल्य प्लुटोनियम को बारे मा 140 ग्राम उत्पादन गर्न रिएक्टर सक्षम भयो।

1952 मा, पूर्ण वैज्ञानिक-अनुसन्धान कार्यहरू अर्डर रिएक्ट्र्स यस्तो विधिहरू परिचालन उत्पादन क्षमता वृद्धि गर्न बाहिर गरिएको छ:

• पानी ठंडा र आणविक स्थापना को सक्रिय क्षेत्र मार्फत बगिरहेको लागि प्रयोग प्रवाह वृद्धि गरी।
• सम्मिलित च्यानलहरू नजिकै निरन्तर जंग घटना गर्न प्रतिरोध वृद्धि गरी।
• ग्रेफाइट को ओक्सीकरण को दर घट्दै।
• ईंन्धन कक्षहरू भित्र तापमान buildup।

फलस्वरूप, यस परिसंचारी पानी क्षमता एकदम वृद्धि गरिएको होने पछि वृद्धि गरिएको छ र इन्धन च्यानल पर्खालहरु बीच अंतर। जंग पनि छुटकारा प्राप्त गर्न व्यवस्थित। यो उद्देश्य लागि, हामी सबैभन्दा उपयुक्त एल्यूमीनियम मिश्र सक्रिय सोडियम dichromate, अन्ततः ठंडा पानी कोमलता उन्नत जो (पीएच बारेमा 6.0-6.2 बराबर थियो) थप्दा गरिएको छ चयन गरियो। इस्पात ठंडा लागि नाइट्रोजन (पहिले मात्र हावा प्रयोग) लागू गरेपछि ग्रेफाइट को ओक्सीकरण, एक वास्तविक समस्या भएनन् छ।

सूर्यास्त मा 1950 नवाचारै पूर्णतया यसरी युरेनियम अत्यन्तै अनावश्यक को विकिरण-गराइएको सुनिंनु कम, व्यवहार मा बुझे गरिएको छ, निकै झिल्ली प्रतिरोध सुधार र उत्पादन गुणस्तर नियन्त्रण सुधार गर्न युरेनियम को थर्मल उछाल छड कम।

को "MAYAK" मा उत्पादन

"चेल्याबिन्स्क-65" - यो हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम उत्पादन भएको थियो जो सबैभन्दा संवेदनशील बिरुवाहरु को एक। उद्यमी हामी नियालेर हुनेछ प्रत्येक जो बढी रिएक्ट्र्स थियो।

एक रिएक्टर

स्थापना डिजाइन र पौराणिक एन ए Dollezhalya को नेतृत्व अन्तर्गत बनाइएको थियो। त्यो 100 मेगावाट क्षमता संग काम गरे। यस रिएक्टर को ग्रेफाइट ब्लक मा 1.149 ठाडो प्रबन्ध नियन्त्रण र इन्धन च्यानलहरू थियो। संरचना वजन पूरा बारेमा 1,050 टन थियो। वस्तुतः सबै च्यानलहरू (बाहेक 25) युरेनियम, 120-130 टन को कुल ठूलो संग लोड गर्दै हुनुहुन्छ। 17 च्यानलहरू नियन्त्रण छड र 8 को लागि प्रयोग गर्दै - को प्रयोग को लागि। ईंन्धन 3.45 किलोवाट बराबर सेल को डिजाइन अधिकतम गर्मी जारी दर। पहिलो रिएक्टर मा प्रति दिन प्लुटोनियम को 100 ग्राम उत्पादन। पहिलो प्लुटोनियम धातु 16 अप्रिल, 1949 गरिएको थियो।

प्राविधिक कमीकमजोरी

एल्यूमीनियम आवेषण र इन्धन सेल को कोटिंग्स को जंग छ लगभग एकदम गम्भीर समस्या, तुरुन्तै पहिचान गरेका थिए। पनि swelled र इन्धन छड क्षतिग्रस्त र सीधा रिएक्टर कोर को ठंडा पानी बग्ने। प्रत्येक रिसाव रिएक्टर थियो पछि सुक्खा ग्रेफाइट हावा सम्म 10 घण्टा बन्द हुने। जनवरी मा च्यानल मा 1949 आवेषण बदलिएको छ। कि पछि, स्थापना भयो मार्च 26, 1949 सुरु गर्नुहोस्।

कठिनाइको सबै किसिमका सँगसँगै थियो रिएक्टर एक मा ग्रेड प्लुटोनियम उत्पादन 180 मेगावाट एकाइ को एक औसत शक्ति, वर्ष 1950-1954 को समयमा सविस्तार। एकदम प्राकृतिक छ र थप बारम्बार रोक्दछ (प्रति महिना 165 पल्ट) को नेतृत्व गरेको छ अझ गहन यो, प्रयोग पछि पनि रिएक्टर को शुरुवात द्वारा पछि काम। फलस्वरूप, अक्टोबर 1963 मा, रिएक्टर बन्द र केवल 1964 को वसन्त मा पुन थियो। आफ्नो अभियान पूर्ण 1987 मा समाप्त हुन्छ र दीर्घकालीन सञ्चालनको सम्पूर्ण अवधिमा प्लुटोनियम को 4.6 टन उत्पादन।

रिएक्ट्र्स अटल बिहारी

उद्यमी "चेल्याबिन्स्क-65" तीन रिएक्ट्र्स अटल बिहारी 1948 को शरद ऋतु मा निर्माण गर्ने निर्णय भएको थियो। आफ्नो उत्पादन क्षमता प्रति दिन प्लुटोनियम को 200-250 ग्राम छ। परियोजना प्रमुख डिजाइनर Savin थियो। प्रत्येक रिएक्टर 65 जो नियन्त्रण थिए 1 996 च्यानल, शामिल थिए। प्रत्येक च्यानल एक विशेष डिटेक्टर कूलेंट रिसाव संग आपूर्ति छ - प्राविधिक नवीनता बिरुवाहरु प्रयोग भएको थियो। यस्तो कदम को रिएक्टर को सञ्चालन दखल बिना कान मलाई अनुमति दिन्छ।

को रिएक्ट्र्स को सञ्चालनको पहिलो वर्ष प्रति दिन प्लुटोनियम को बारेमा 260 ग्राम उत्पन्न कि प्रकट गर्नुभयो। तथापि, सञ्चालन शक्ति को दोस्रो वर्ष बिस्तारै बढ्दै छ देखि, र पहिले नै 1963 मा यसको दर 600 मेगावाट थियो। पछि दोस्रो ओवरहाल पूर्ण आवेषण संग समस्या हल गरिएको छ, र शक्ति प्लुटोनियम 270 किलोग्राम को वार्षिक उत्पादन संग 1,200 मेगावाट पहिले नै पुगिसकेको छ। यी सूचकहरू रिएक्ट्र्स को समापन पूरा गर्न बाँचे छन्।

रिएक्टर ऐ-आईआर

चेल्याबिन्स्क उद्यम 25 मई 1987 सम्म 22 डिसेम्बर 1951 देखि अवधिमा यो सेटिङ प्रयोग गर्न। यूरेनियम साथै, रिएक्टर कोबाल्ट-60, र पोलोनियम-210 रूपमा उत्पादन। सुरुमा, सुविधा ट्रिटियम उत्पादन, तर पछि प्राप्त प्लुटोनियम गर्न थाले।

पनि प्रशोधन प्लान्ट हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम भारी पानी र मात्र हल्का-पानी रिएक्टर (- "रुस्लान" आफ्नो नाम) मा सञ्चालन रिएक्ट्र्स निर्माण गर्न भएको थियो।

साइबेरियन विशाल

"टम्स्क 7" - भन्ने नाम प्लुटोनियम सिर्जना गर्न पाँच रिएक्ट्र्स छ जो बोट, लगे छ। साधारण पानी ग्रेफाइट न्युट्रोन धीमा लागू, र को समुच्चय प्रत्येक पर्याप्त ठंडा सुनिश्चित गर्न।

र रिएक्टर-1 ठंडा सिस्टम पानी एक पटक पारित गरिएको छ जसमा संग काम गरे। तर, अन्य चार एकाइहरु सुसज्जित गर्मी एक्सचेंजर्स एक बन्द प्राथमिक सर्किट संग सुसज्जित थिए। यो डिजाइन बारी मा बिजुली र विभिन्न परिसर ताप को उत्पादन मा मद्दत गर्छ जो अझ अझै पनि स्टीम विकास गर्न अनुमति दिन्छ।

उत्पादन बाफ 100 मेगावाट को उत्पन्न बिजुली र गर्मी ऊर्जा 200 मेगावाट को खर्च मा प्लुटोनियम उत्पादन: "टम्स्क 7", र रिएक्टर पनि ईआइ-2, बारी मा, एक दोहरी उद्देश्य थियो जो, भनिन्थ्यो।

महत्त्वपूर्ण जानकारी

वैज्ञानिकहरूको आश्वासन मा, हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम को आधा जीवन बारे 24 360 वर्ष छ। एक विशाल आंकडा! यस सन्दर्भमा, एक विशेष तीव्र प्रश्न हुन्छ: "वस्तुको बर्बाद उत्पादन के कसरी सही" हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम थप प्रशोधनका लागि विशेष उद्यम को निर्माण हुन सबै भन्दा राम्रो विकल्प मानिन्छ। कारण यो मामला मा, तत्व अब सैन्य प्रयोजनका लागि प्रयोग गर्न कि गर्न सक्छन् मानिस नियन्त्रित गरिनेछ छ। त्यो रूस मा हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम को निपटान, तर अमेरिका को संयुक्त राज्य अमेरिका, जसबाट यसको अन्तर्राष्ट्रिय प्रतिबद्धता उल्लङ्घनको, अन्य तरिका गए कसरी छ।

यसरी, अमेरिकी सरकारले अत्यधिक सार्थक नष्ट गर्न प्रस्ताव आणविक इन्धन छ औद्योगिक उत्पादन, र प्लुटोनियम को dilution द्वारा र 500 मिटर गहिराइमा मा विशेष कन्टेनर मा भण्डारण गर्नुहोस्। यस मामला मा, भौतिक सजिलै पृथ्वीबाट हटाउन, र फेरि उसलाई सैन्य लक्ष्य धारण कुनै पनि समय मा हुन सक्छ कि, भन्न अनावश्यक। गर्न रूसी राष्ट्रपति भ्लादिमिर पुटिन अनुसार, देश सुरुमा यो तरिका प्लुटोनियम नष्ट गर्न, र औद्योगिक सुविधाहरु मा रीसाइक्लिंग पूरा गर्न सहमत भए।

विशेष ध्यान हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम को मूल्य दिइएको छ। विशेषज्ञहरु यस तत्व को टन दसौं राम्रो धेरै अर्ब अमेरिकी डलर मूल्य हुन सक्छ कि अनुमान। तर ई केही विशेषज्ञहरु रूपमा 8 ट्रिलियन डलर धेरै हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम को 500 टन अनुमानित छन् गर्दैन। साँच्चै प्रभावशाली को राशि। यो पैसा धेरै रूपमा स्पष्ट, बनाउन, का 20 औं शताब्दीको अन्तिम दशकमा रूसी गार्हस्थ्य उत्पादनको औसत वार्षिक दर $ 400 अर्ब थियो भनेर भन्न गरौं। त्यो वास्तवमा, हतियार-ग्रेड प्लुटोनियम को वास्तविक मूल्य रूसी संघ को बीस वार्षिक जीडीपी बराबर छ, छ।