Плутониум: употребата, производството, рециклирање

Човештвото е секогаш во потрага по нови извори на енергија, која може да реши многу проблеми. Но, не секогаш, тие се безбедни. Така, особено, е широко се користат денес нуклеарни реактори, иако во можност да се развие само како огромна сума на сета потребна електрична енергија се уште се во животна опасност. Но, во прилог на употребата на нуклеарната енергија за мирољубиви цели, некои земји од светот го научиле да го користат, и во војската, особено за создавање на нуклеарни боеви глави. Оваа статија ќе се дискутира на основа на такви деструктивни оружје, чие име - плутониум.

позадина

Во оваа компактна форма метал, што содржи најмалку 93,5% 239Pu изотопи. Плутониум беше именуван па со цел да се направи тоа е можно да се направи разлика од "брат на реакторот." Во принцип, на плутониум е секогаш формирана во апсолутно било нуклеарен реактор, кој, пак, работи на ниско збогатен ураниум или физичко, кој содржи, во најголем дел, изотоп 238U.

Користете во воениот сектор

Плутониум 239Pu - основа на нуклеарно оружје. Во овој случај, употребата на изотопи со масовни броеви 240 и 242 е ирелевантна, бидејќи тие произведуваат многу висок неутронска позадината, кои на крајот го попречува создавање и дизајнот на високи перформанси нуклеарно товар. Исто така, изотопи на плутониум 240Pu и 241Pu се значително помали полуживот во споредба со 239Pu, сепак плутониум силно загреан делови. Тоа е во врска со ова во инженери нуклеарно оружје се принудени да додадете дополнителни елементи за отстранување на вишокот на топлина. Патем, 239Pu чиста потопло тело. Човек може само да се земе во предвид фактот дека производите на распаѓање на тешки изотопи е подложен на штетни промени во кристалната решетка на метал, и тоа е сосема природно го реконфигурира делови на плутониум, што на крајот може да доведе до целосен неуспех на нуклеарна експлозивна направа.

Од страна и големи, сите од овие проблеми може да се надмине. И, во пракса, ние постојано го положија тестот на експлозивни направи врз основа на тоа е "реактор" плутониум. Но, тоа треба да се сфати дека со нуклеарно оружје не е на последното место е окупирана од страна на нивната компактност, ниска максималната тежина, трајност и сигурност. Во овој поглед, тие го користат само плутониум.

Дизајн карактеристики на реактори за производство

Речиси сите плутониум во Русија е генерирана во реакторот опремен со графит модераторот. Секој од реакторите е изграден околу еден цилиндрично собраа блокови на графит.

Склопен помеѓу графит блокови имаат посебен отвор за обезбедување на постојана циркулација на течноста за ладење, кој се користи како азот. Во собраа структура, и се вертикално наредени канали создадени за премин на вода за ладење на нив и гориво. Сам по себе, Собранието е строго поддржан од структурата со дупки за каналот се користи за испорака веќе озрачени гориво. Така секој од каналите во тенкоѕидните цевка се моделирани од лесен и екстра јаки алуминиумски легури. Повеќето од опишаните канали има 70 гориво прачки. Вода за ладење тече директно низ прачки за гориво, отстранување на вишокот топлина од нив.

Зголемување на производството на електрична енергија реактори

Првично, на првиот реактор "Светилникот" функционираше со капацитет од 100 MW топлинска. Сепак, главниот водач на програмата на Советскиот развој на нуклеарно оружје, Игор Курчатов даде предлог, кој беше дека реакторот е во зима тој работел со капацитет од 170-190 мегавати, а во летниот период - 140-150 мегавати. Овој пристап им овозможи на реактор за производство на околу 140 грама скапоцени плутониум дневно.

Во 1952 година, целосно научно-истражувачки работи се врши со цел да се зголеми капацитет за производство на оперативни реактори такви методи:

• Со зголемување на протокот на вода се користи за ладење и тече низ активната зона на нуклеарната инсталација.
• Со зголемување на отпорност на корозија феномен се случува во близина на канали на внесување.
• Намалување на стапката на оксидација на графит.
• Температура израстоци во гориво клетки.

Како резултат на тоа, капацитетот на циркулира вода е значително зголемен, откако биле зголемени и на јазот помеѓу ѕидовите на каналот на гориво. Корозија исто така успеа да се ослободи од. За таа цел, ние избрани најпогодни алуминиумски легури биле активно додавање на натриум дихромат, кои на крајот подобрена мекост на вода за ладење (pH вредност е еднаква на околу 6,0-6,2). Оксидација на графит престана да биде вистински проблем, откако челик применуваат азот (претходно се користи само воздух) за ладење.

На зајдисонце 1950 иновации се целосно реализирани во пракса, со што се намалува радијацијата предизвикана од оток на ураниум крајно непотребно, значително го намалуваат термички стврднување прачки ураниум за подобрување на отпорност мембрана и подобрување на контрола на квалитетот на производството.

Производство на "Мајак"

"Chelyabinsk-65" - една од најчувствителните растенија кој е создаден плутониум. Претпријатието беше повеќе реактори, од кои секоја ќе донесе поблиски изглед.

реактор

Инсталацијата е дизајниран и изграден под водство на легендарниот Н. А. Dollezhalya. Таа работеше со капацитет од 100 MW. Реакторот имаа 1149 вертикално наредени контрола и гориво канали во блок графит. Комплетна структура тежина е околу 1.050 тони. Практично сите канали (освен 25) се натоварени со ураниум, вкупната маса на 120-130 тони. 17 канали се користат за контрола прачки и 8 - за експерименти. Максималната брзина на топлина порака на дизајнот на горивни ќелии на еднаква на 3,45 kW. Во првиот реактор произведени околу 100 грама плутониум дневно. Прво плутониум метал беше 16 Април, 1949 година.

технолошки недостатоци

Речиси доста сериозен проблем, кој е корозија на алуминиумски инсерти и лакови на ќелии со гориво веднаш биле идентификувани. Исто така, тие порасна и оштетени прачки и течеше директно во вода за ладење на јадрото на реакторот. По секое истекување реактор треба да бидат сопрени за до 10 часа да се исуши графит. Во јануари 1949 година се заменети внесува во канали. После тоа, започнете со инсталацијата се одржа 26 Март 1949.

Одделение за производство на плутониум во реактор кој беше проследен со сите видови на тешкотии разработена во текот на годините 1950-1954, со просечна моќност од 180 MW единица. След работа до почетокот на реакторот проследено со поинтензивно користење на него, што е сосема природно и да доведе до повеќе чести запирања (до 165 пати месечно). Како резултат на тоа, во октомври 1963 година, Реакторот беше затворен и отворен само во пролетта 1964 година. Неговата кампања е целосно завршена во 1987 година и во текот на целиот период на долгорочно работење произведени 4,6 тони плутониум.

реактори АБ

Претпријатието "Chelyabinsk-65", три реактори АБ беше одлучено да се изгради во есента 1948 година. Нивниот капацитет на производство е 200-250 грама плутониум дневно. Главниот дизајнер на проектот беше Савин. Секој реактор состои од 1996 канали, од кои 65 беа контроли. секој канал се снабдува со посебен детектор за истекување на течноста за ладење - беше искористена техничка новина растенија. Таквиот потег ќе ми дозволите да уво, без да го прекинувате работата на реакторот.

Во првата година од работата на реакторите откри дека тие генерираат околу 260 грама плутониум дневно. Сепак, од втората година од работењето моќ постепено се зголемува, а веќе во 1963 година, нејзината стапка беше 600 MW. По втората ремонт е целосно решен проблемот со инсерти и моќта веќе достигна 1.200 MW со годишно производство на плутониум 270 килограми. Овие показатели преживеале до целосно затворање на реакторите.

Реактор Пи-IR

Chelyabinsk претпријатија да се користи оваа опција, во периодот од 22 декември 1951 година до 25 мај 1987 година. Во прилог на ураниум, реакторот произведува како кобалт-60 и полониум-210. Првично, објект произведени тритиум, но подоцна почнаа да добиваат и плутониум.

Исто така, фабрика за обработка на плутониум мораше да се изгради реактори кои работат на тешка вода, а само светлина реактор вода (неговото име - "Руслан").

сибирски гигант

"Томск-7" - тоа е името врши фабриката, која има пет реактори за да се создаде плутониум. Секоја од агрегати на графит се применува за да се забави неутрони и обична вода за да се обезбеди соодветна ладење.

И реакторот-1 работено со системот за ладење во кој водата се пренесува еднаш. Сепак, другите четири единици се опремени со затворен основните кола опремена со разменувачи на топлина. Овој дизајн овозможува да се развие понатаму и на пареа, кои за возврат им помага во производството на електрична енергија и греење на различни простории.

"Томск-7", и реакторот е исто така, повика EI-2, која, пак, имаше двојна цел: да се произведува плутониум на сметка на произведена пареа генерирана електрична енергија од 100 MW и 200 мегавати топлинска енергија.

важни информации

На изразите на научници, полуживотот на плутониум е околу 24 360 години. А огромен фигура! Во овој поглед, особено акутен прашање станува: "Како правилно да се направи со производството на отпад на ставката" Најдобра опција се смета за изградба на посебни претпријатија за понатамошна обработка на плутониум. Причината е тоа што во овој случај, елементот веќе не може да се користи за воени цели и ќе биде контролирана од страна на човекот. Тоа е како на располагање на плутониум за оружје одделение во Русија, но на Соединетите Американски Држави отиде на друг начин, а со тоа кршење на нејзините меѓународни обврски.

Така, американската влада предлага да се уништи на високо збогатен нуклеарно гориво е не индустриски произведени, и со разредување на плутониум и чувајте го во посебни садови, на длабочина од 500 метри. Непотребно е да се каже, дека во овој случај, материјалот може лесно да биде во секое време да се отстрани од земјата, и повторно го стави на воени цели. Според рускиот претседател Владимир Путин, земјата најпрво се согласи да не го уништи плутониум на овој начин, и да ги извршуваат рециклирање на индустриските капацитети.

Посебно внимание се посветува на вредноста на плутониум. Експертите проценуваат дека десетици тони од овој елемент може да биде во вредност од неколку милијарди долари. Но, некои експерти во Е ја имаат околу 500 тони плутониум колку што е 8 трилиони долари. Износот на навистина импресивен. За да биде појасно, како многу пари, да речеме дека во последната деценија на 20 век, просечната годишна стапка на рускиот БДП беше $ 400 милијарди долари. Тоа е, всушност, реалната цена на оружје плутониум е еднаква на дваесет годишниот БДП на Руската Федерација.