Waffenfähiges Plutonium: die Verwendung, Produktion, Recycling

Die Menschheit ist immer auf der Suche nach neuen Energiequellen, die viele Probleme lösen können. Aber nicht immer, sind sie sicher. So ist insbesondere heute weit verbreitet Kernreaktoren obwohl in der Lage nur eine solche enorme Menge an allen notwendigen elektrischen Energie zu entwickeln , immer noch in Lebensgefahr sind. Aber neben die Nutzung der Kernenergie für friedliche Zwecke haben einige Länder der Welt gelernt , es zu benutzen, und im Militär, insbesondere für die Schaffung von nuklearen Sprengköpfen. Dieser Artikel wird auf der Grundlage einer solchen zerstörerischen Waffen diskutiert werden, dessen Name – waffenfähiges Plutonium.

Hintergrund

In dieser kompakten Form Metall enthält es mindestens 93,5% 239 Pu-Isotop. Waffenfähiges Plutonium wurde so um Namen zu machen es möglich, von dem zu unterscheiden, „Bruder des Reaktors.“ Im Prinzip ist das Plutonium immer in absolut jeden Kernreaktor gebildet, die wiederum läuft auf niedrig angereichertes oder Natururan, enthielt, zum größten Teil, das Isotop 238U.

Verwenden Sie im militärischen Bereich

Waffenfähiges Plutonium 239 Pu – Basis von Atomwaffen. In diesem Fall wird die Verwendung von Isotopen mit den Massenzahlen 240 und 242 ist nicht relevant, da sie sehr hohe Neutronen Hintergrund erzeugen, die letztlich die Schaffung und Entwicklung von Hochleistungskern Last behindert. Außerdem Plutoniumisotope 240Pu und 241Pu ist deutlich kleine Halbwertszeit im Vergleich zu 239Pu jedoch stark erwärmten Teilen Plutonium. Es ist in diesem Zusammenhang in Atomwaffe Ingenieuren zusätzliche Elemente zum Entfernen von überschüssiger Wärme hinzuzufügen sind gezwungen. By the way, 239Pu reiner wärmerer Körper. Man kann nicht umhin, zu berücksichtigen die Tatsache, dass die Produkte des Zerfalls von schweren Isotopen zu schädlichen Veränderungen im Kristallgitter des Metalls ausgesetzt ist, und es ist ganz natürlich, rekonfiguriert Teile von Plutonium, die am Ende zu einem Totalausfall eines nuklearen Sprengsatzes führen können.

Im Großen und Ganzen können alle diese Schwierigkeiten überwunden werden. Und in der Praxis haben wir bestanden wiederholen den Test von Sprengkörpern auf der Grundlage es das „Reaktor“ Plutonium ist. Aber es sollte klar sein, dass eine Atomwaffe wird nicht die letzte Position, die durch ihre Kompaktheit belegt ist, geringes Eigengewicht, Langlebigkeit und Zuverlässigkeit. In diesem Zusammenhang verwenden sie nur waffenfähiges Plutonium.

Konstruktive Merkmale der Produktionsreaktoren

Fast die gesamte Plutonium in Russland wurde in dem Reaktor mit einem Graphitmoderator ausgestattet erzeugt. Jeder der Reaktoren ist um einen zylindrisch zusammengebauten Blöcke aus Graphit gebaut.

Montierte zwischen den Graphitblöcken haben einen speziellen Steckplatz für eine kontinuierliche Zirkulation von Kühlmittel bereitstellt, die als Stickstoff verwendet wird. In der zusammengesetzten Struktur und sind vertikal Kanäle für den Durchgang von Kühlwasser auf sie und Kraftstoff erzeugt angeordnet. An sich ist die Anordnung auf der Struktur mit Löchern für die Kanäle für den Versand bereits bestrahlten Brennstoff verwendet starr unterstützt. Somit wird jeder der Kanäle in dünnwandiges Rohr ist aus einer leichten und extra starken Aluminiumlegierung geformt. Die meisten der beschriebenen Kanäle 70 Brennstäben. Kühlwasser fließt direkt um die Brennstäbe, von ihnen überschüssige Wärme zu entfernen.

Eine Erhöhung der Stromerzeugung Reaktoren

Zu Beginn wurde der erste Reaktor funktioniert „Leuchtturm“ mit einer Leistung von 100 MW thermischer. Allerdings machten die wichtigsten Führer des sowjetischen Atomwaffenentwicklungsprogrammes, Igor Kurchatov einen Vorschlag, der war, dass der Reaktor im Winter ist er mit einer Kapazität von 170-190 MW gearbeitet, und in der Sommerzeit – 140-150 MW. Dieser Ansatz ermöglichte den Reaktor etwa 140 Gramm kostbaren Plutonium pro Tag zu produzieren.

Im Jahr 1952 haben sich die vollständige wissenschaftliche-Forschungsarbeiten wurden durchgeführt, um die Produktionskapazität in Betrieb befindlichen Reaktoren solche Verfahren zu erhöhen:

• Durch Erhöhen Flusswasser verwendet zur Kühlung und strömt durch die aktive Zone einer Nuklearanlage.
• Durch den Widerstand gegen Korrosionsphänomen auftritt Erhöhung in der Nähe der Einsatzkanäle.
• Eine Verringerung der Geschwindigkeit der Oxidation von Graphit.
• Temperaturaufbau im Inneren der Brennstoffzellen.

Als Ergebnis wird, Kapazität des zirkulierenden Wassers deutlich erhöht und nach dem Zwischenraum zwischen den Brennstoffkanalwänden erhöht wurde. Korrosion auch gelungen, sie wieder loszuwerden. Zu diesem Zweck wählten wir die am besten geeigneten Aluminiumlegierungen haben Natriumdichromat aktiv schon länger, was letztendlich die Weichheit des Kühlwassers verbessert (pH auf etwa 6,0-6,2 gleich war). Oxidation von Graphit aufgehört hat, ein tatsächliches Problem, nachdem Stahl Stickstoff gilt (bisher nur Luft verwendet) für die Kühlung.

Bei Sonnenuntergang 1950 Innovationen haben sie in der Praxis in vollem Umfang realisiert, wodurch die strahlungsinduzierte Schwellung von Uran zu reduzieren extrem unnötig stark thermische Härten Stäbe von Uran reduzieren, um Membranwiderstand zu verbessern und die Produktionsqualitätskontrolle zu verbessern.

Die Produktion im „Majak“

„Chelyabinsk-65“ – eine der empfindlichsten Pflanzen, auf die sie waffenfähiges Plutonium hergestellt. Das Unternehmen war mehr Reaktoren, von denen jede wir einen genaueren Blick nehmen.

Ein Reaktor,

Die Anlage wurde entworfen und unter der Führung des legendären N. A. Dollezhalya gebaut. Sie arbeitete mit einer Kapazität von 100 MW. Der Reaktor hatte 1.149 vertikal angeordneten Steuer- und Kraftstoffkanäle in dem Graphitblock. Komplette Struktur Gewicht betrug etwa 1050 Tonnen. Praktisch alle Kanäle (außer 25) mit Uran belastet, die Gesamtmasse von 120 bis 130 Tonnen. Für die Versuche – 17 Kanäle werden für Steuerstäbe und 8 eingesetzt. Die maximale Wärmefreisetzungsrate von Design der Brennstoffzelle gleich 3,45 kW. Auf dem ersten Reaktor etwa 100 Gramm Plutonium pro Tag produziert. Erstes Plutoniummetall war am 16 April gemacht 1949.

technologische Mängel

Fast ganz ein ernstes Problem, das ist die Korrosion von Aluminiumeinsätzen und Beschichtungen der Brennstoffzelle wurde sofort identifiziert. Auch sie gequollen und geschädigten Brennstäbe und floss direkt in das Kühlwasser des Reaktorkerns. Nach jedem Austreten Reaktor für bis zu 10 Stunden werden mußte gestoppt trockenen Graphit Luft. Im Januar 1949 Einsätze in die Kanäle ersetzt wurden. Danach starten Sie die Installation statt 26. März 1949 stattfand.

Plutonium-Produktion in dem Reaktor A, die von allen möglichen Schwierigkeiten begleitet wurde ausgearbeitet in den Jahren 1950-1954, mit einer mittleren Leistung von 180 MW-Einheit. Nachfolgende Arbeiten von Beginn des Reaktors durch eine intensivere Nutzung der es folgt, was ganz natürlich ist und zu häufigeren Anschlägen (bis zu 165-mal pro Monat) geführt. Als Ergebnis im Oktober 1963 wurde der Reaktor abgeschaltet und erst im Frühjahr 1964 wieder eröffnet. Seine Kampagne wird in den Jahren 1987 und während der gesamten Dauer der langfristigen Betrieb produziert 4,6 Tonnen Plutonium vollständig abgeschlossen.

Reaktoren AB

Das Unternehmen „Chelyabinsk-65“ drei Reaktoren AB wurde beschlossen, im Herbst 1948 zu bauen. Ihre Produktionskapazität beträgt 200-250 Gramm Plutonium pro Tag. Chef-Designer des Projekts war Savin. Jeder Reaktor bestand aus 1 996 Kanälen, von denen 65 Kontrollen waren. Jeder Kanal ist mit einem speziellen Kühlmittelleckdetektor geliefert – die technische Neuheit Pflanzen verwendet wurden. Ein solcher Schritt wird mich ohne Unterbrechung des Betriebs des Reaktors zu Ohr ermöglichen.

Das erste Jahr der Betrieb der Reaktoren ergeben, dass sie etwa 260 Gramm Plutonium pro Tag erzeugen. Doch aus dem zweiten Jahr der Betriebsleistung allmählich zunimmt, und bereits im Jahr 1963 die Rate betrug 600 MW. Nach der zweiten Überholung, das Problem mit den Einsätzen vollständig gelöst, und die Leistung 1.200 MW mit einer jährlichen Produktion von Plutonium 270 Kilogramm bereits erreicht hat wurde. Diese Indikatoren sind erhalten geblieben Schließung von Reaktoren zu vervollständigen.

Reaktor AI-IR

Chelyabinsk Unternehmen diese Einstellung in der Zeit nicht benutzen ab dem 22. Dezember 1951 bis zu 25. Mai 1987. Zusätzlich zu Uran erzeugt der Reaktor als Kobalt-60, und Polonium-210. Zunächst erzeugt die Anlage Tritium, aber später begann und Plutonium zu erhalten.

Auch die Verarbeitung Anlage waffenfähiges Plutonium hatte Reaktoren bauen auf schweres Wasser und den einzigen Leichtwasserreaktor (seinen Name – „Ruslan“) arbeiten.

sibirischer Riese

„Tomsk-7“ – das ist der Name der Anlage getragen, der fünf Reaktoren muss Plutonium zu erzeugen. Jedes der Aggregate von Graphit angewendet Neutronen zu verlangsamen, und gewöhnliches Wasser auf eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten.

Und der Reaktor-1 gearbeitet mit dem Kühlsystem, in dem Wasser einmal übergeben wird. Jedoch wurden die anderen vier Einheiten mit einem geschlossenen Primärkreislauf mit Wärmetauscher ausgestattet ausgestattet. Diese Konstruktion ermöglicht es weiter zu entwickeln, immer noch und Dampf, was wiederum hilft bei der Produktion von Strom und Wärme aus verschiedenen Räumlichkeiten.

„Tomsk-7“, und der Reaktor wurde auch EI-2 genannt, der seinerseits einen doppelten Zweck hatte: Plutonium auf Kosten des erzeugten Dampfes erzeugte elektrische Leistung von 100 MW und 200 MW an Wärmeenergie zu erzeugen.

wichtige Informationen

Auf Zusicherungen von Wissenschaftlern ist die Halbwertszeit von waffenfähigem Plutonium etwa 24 360 Jahre. Eine riesige Zahl! In dieser Hinsicht eine besonders akute Frage wird: Die beste Option „Wie richtig mit der Abfallproduktion des Artikels zu tun“ gilt als der Bau von Spezialunternehmen für die Weiterverarbeitung von waffenfähigem Plutonium sein. Der Grund dafür ist, dass in diesem Fall kann das Element nicht mehr für militärische Zwecke verwendet wird und wird vom Menschen gesteuert werden. Das ist, wie die Entsorgung des Waffen-Plutoniums in Russland, aber die Vereinigten Staaten von Amerika in die andere Richtung ging, damit seine internationalen Verpflichtungen zu verletzen.

So schlägt die US – Regierung des hoch angereicherte zu zerstören Kernbrennstoff nicht industriell hergestellt und durch Verdünnung von Plutonium und speichert sie in speziellen Behältern in einer Tiefe von 500 Metern. Unnötig zu sagen, dass das Material leicht in jeder Zeit sein kann, in diesem Fall von der Erde zu entfernen und ihn wieder auf militärische Ziele setzen. Laut dem russischen Präsidenten Vladimir Putin stimmte das Land zunächst nicht Plutonium auf diese Weise zu zerstören, und bei Industrieanlagen Recycling durchzuführen.

Besondere Aufmerksamkeit wird den Wert von waffenfähigem Plutonium gegeben. Experten schätzen, dass zehn Tonnen dieses Elements gut im Wert von mehreren Milliarden US-Dollar liegen. Aber einige Experten in E 500 Tonnen Waffenplutonium hat so viel wie 8000 Milliarden Dollar geschätzt. Die Menge an wirklich beeindruckend. Um es klarer, wie viel Geld, sagen wir, dass im letzten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate des russischen BIP 400 Mrd. $ war. Das heißt, in der Tat, der reale Preis von waffenfähigem Plutonium ist bis zwanzig jährlichen BIP der Russischen Föderation gleich.