Იარაღის პლუტონიუმი: განაცხადი, წარმოება, განკარგვა

კაცობრიობა ყოველთვის ენერგიის ახალ წყაროებს ეძებდა, რამაც ბევრი პრობლემის გადაჭრა შეძლო. თუმცა, ყოველთვის არ არის უსაფრთხო. ამდენად, კერძოდ, დღეს ფართოდ გამოიყენება ატომური რეაქტორები , მიუხედავად იმისა, რომ მათ შეუძლიათ შექმნან მხოლოდ ისეთი ელექტროენერგიის უზარმაზარი რაოდენობა, რომელიც ყველას სჭირდება, კვლავ სასიკვდილო საფრთხის შემცველია. მაგრამ, ბირთვული ენერგიის მშვიდობიანი გამოყენების მიზნით, ჩვენი პლანეტის ზოგიერთმა ქვეყანამ ისწავლა, რომ ის გამოიყენოს სამხედრო, კერძოდ, ბირთვული ქობინების შექმნის მიზნით. ამ სტატიაში ვსაუბრობთ ასეთი დესტრუქციული იარაღის საფუძველზე, რომლის სახელიც არის იარაღი-კლასის პლუტონიუმი.

მოკლე ინფორმაცია

ლითონის ეს კომპაქტური ფორმა შეიცავს იზოტოპული 239Pu- ს მინიმუმ 93.5% -ს. იარაღის პლუტონიუმი დასახელდა ისე, რომ ის გამოირჩეოდა "რეაქტორი კოლეგა". პრინციპში, პლუტონიუმი ყოველთვის იქმნება აბსოლუტურად ნებისმიერი ბირთვული რეაქტორით, რომელიც, თავის მხრივ, მოქმედებს დაბალი გამდიდრებული ან ბუნებრივი ურანის შემცველობით, უმეტესწილად 238U იზოტოპით.

სამხედრო პროგრამები

იარაღის დონის პლუტონიუმი 239Pu არის ბირთვული იარაღის საფუძველი. ასეთ შემთხვევაში, იზოტოპების გამოყენება მასობრივი რიცხვებით 240 და 242-იანი არარელევანტურია, ვინაიდან ისინი ნეიტრონების ძალიან მაღალ ფონზე ქმნიან, რაც საბოლოო ჯამში ძალზედ ეფექტური ბირთვული საბრძოლო მასალის შემუშავებისა და მშენებლობის საშუალებას იძლევა. გარდა ამისა, პლუტონიუმის იზოტოპების 240Pu და 241Pu აქვს მოკლე ხანმოკლე სიცოცხლე, ვიდრე 239Pu, ისე, რომ plutonium ნაწილები გახდა ძალიან ცხელი. ამასთან დაკავშირებით, რომ ბირთვული საბრძოლო მასალის ინჟინრები აიძულებენ დამატებით დაამატოთ ელემენტები ჭარბი სითბოს მოხსნისთვის. სხვათა შორის, 239Pu მისი სუფთა სახით თბილია, ვიდრე ადამიანის სხეული. ჩვენ არ შეგვიძლია იგნორირება იმისა, რომ მძიმე იზოტოპების ცვეთის პროდუქცია ლითონის ბროლის ფარში მავნე ცვლილებებს განიცდის, რაც ბუნებრივად ცვლის პლუტონიუმის ნაწილების კონფიგურაციას, რაც საბოლოო ჯამში შეიძლება გამოიწვიოს ბირთვული ასაფეთქებელი მოწყობილობის სრული წარუმატებლობა.

დიდი და დიდი სირთულეები შეიძლება დაიძლიოს. პრაქტიკულად, რამდენჯერმე უკვე შემოწმდა "რეაქტორი" პლუტონიუმის საფუძველზე ასაფეთქებელი მოწყობილობები . მაგრამ უნდა გვესმოდეს, რომ ბირთვულ იარაღში, მათი კომპაქტურობა, მათი მცირე მასა, გამძლეობა და საიმედოობა არ არის ბოლო. ამასთან დაკავშირებით, მათში გამოყენებულია მხოლოდ იარაღი-კლასის პლუტონიუმი.

წარმოების რეაქტორების დიზაინის მახასიათებლები

პრაქტიკულად ყველა plutonium რუსეთში წარმოებული რეაქტორები აღჭურვილია გრაფიტის retarder. თითოეული რეაქტორები აგებულია გრაფიტის კვადინდრილ ბლოკებზე.

აწყობილი ფორმით, გრაფიტის ბლოკებს აქვთ სპეციალური ხარვეზები, რათა უზრუნველყონ ქულერითა უწყვეტი მიმოქცევა, რომელიც იყენებს წყაროს აზოტად. აწყობილი სტრუქტურაში ასევე არის ვერტიკალურად მოწყობილი არხების შექმნა, რომლებიც გადის წყლის გაგრილებისა და საწვავის გავლით. ასამბლეა თავისთავად უხეშად ეკისრება სტრუქტურას ხვრელების მეშვეობით, რომლებიც გამოყენებული არიან უკვე გამოყენებული საწვავით. თითოეული არხი წვრილი კედლის მილშია, მსუბუქი და უძლიერესი ალუმინის დისკებიდან. არხების უმრავლესობას 70 საწვავის წრე აქვს. წყლის გაგრილების ნაკადები პირდაპირ გარშემო საწვავის წნელები, მოხსნის ჭარბი სითბოს მათგან.

საწარმოო რეაქტორების ტევადობის ზრდა

თავდაპირველად, პირველი "მაიაკის" რეაქტორი ახორციელებდა 100 თერმული მეგავატის სიმძლავრეს. თუმცა, საბჭოთა ბირთვული იარაღის განვითარების პროგრამის ხელმძღვანელმა იგორ ყურჩოვმა განაცხადა, რომ რეაქტორმა უნდა იმოქმედოს 170-190 მეგავატი ზამთარში და 140-150 მეგავატი ზაფხულში. ეს მიდგომა საშუალებას აძლევს რეაქტორი დღეში 140 გრამი ძვირფასი პლუტონიუმის წარმოება.

1952 წელს სრული სამეცნიერო კვლევა განხორციელდა მოქმედი რეაქტორების წარმოების შესაძლებლობების გაზრდა ასეთი მეთოდებით:

• გაზრდის წყლის ნაკადს, რომელიც გამოიყენება გაგრილებისთვის და მიედინება ბირთვული დანადგარების აქტიური ზონებით.
• გაზრდის წინააღმდეგობის გაწევა ფენომენი კოროზიის მოხდეს ახლოს ლაინერი არხებით.
• გრაფიტის ჟანგვის სიჩქარის შემცირება.
• ტემპერატურის გაზრდა საწვავის უჯრედებში.

შედეგად, გამწვანების წყლის გამტარობა საგრძნობლად გაიზარდა საწვავსა და არხის კედლებში შორის არსებული უფსკრული. კოროზიის თავიდან აცილება მოახერხა. ამ მიზნით, შერჩეული იქნა საუკეთესო ალუმინის შენადნობები და აქტიურად დაემატა ნატრიუმის დიხრომატი, რაც საბოლოო ჯამში გაიზარდა გაგრილების წყლით (pH დაახლოებით 6.0-6.2). ნახაზის ჟანგვის შეჩერება აქტუალური პრობლემა იყო, მას შემდეგ, რაც აზოტის გამოყენება გაგრილებისთვის იყო გამოყენებული (მანამდე მხოლოდ ჰაერი იყო გამოყენებული).

1950-იანი წლების ბოლოს, ინოვაციები სრულად განხორციელდა პრაქტიკაში, რამაც შესაძლებელი გახადა რადიაციის შედეგად გამოწვეული უკიდურესად არასასურველი ურანის ინფლაცია, მნიშვნელოვნად შეამცირა ურანის ქანების თერმული გამკვრივება, გააუმჯობესოს ჭურვი წინააღმდეგობა და გააუმჯობესოს პროდუქციის ხარისხის კონტროლი.

წარმოება მაიაკში

"ჩელიაბინსკის 65" ერთ-ერთი საიდუმლო ქარხანაა, რომელზეც შეიარაღება-კლასის პლუტონიუმის შექმნა მოხდა. ქარხანა რამდენიმე რეაქტორი ჰქონდა, რომელთაგან თითოეული ჩვენ ერთმანეთს ვიცნობთ.

რეაქტორი ა

ინსტალაცია შექმნილია და შექმნილია ლეგენდარული NA Dollezhal- ის ხელმძღვანელობით. იგი მუშაობდა 100 მეგავატიანი სიმძლავრით. რეაქტორმა 1149 ვერტიკალურად გაატარა კონტროლი და საწვავის არხი გრაფიტის ბლოკში. სტრუქტურის საერთო წონა დაახლოებით 1050 ტონა იყო. თითქმის ყველა არხი (გარდა 25) დატვირთული იყო ურანით, რომლის საერთო მასა 120-130 ტონა იყო. 17 არხი გამოიყენებოდა საკონტროლო წნევისთვის და 8 ექსპერიმენტისთვის. საწვავის უჯრედის დაგეგმილი სითბოს გათავისუფლების მაქსიმალური მაჩვენებელი იყო 3.45 კვტ. თავდაპირველად, რეაქტორმა წარმოებული 100 გრამი პლუტონიუმის დღეში. პირველად, მეტალის პლუტონიუმი 1949 წლის 16 აპრილს შედგა.

ტექნოლოგიური ნაკლოვანებები

თითქმის დაუყოვნებლივ გამოიკვეთა საკმაოდ სერიოზული პრობლემები, რომელიც შედგებოდა ალუმინის ლიზინგის კოროზიისა და საწვავის უჯრედების საფარით. გარდა ამისა, ურანის ქვაბები იწვევდა და დაზიანდა და გაცივდა წყალი პირდაპირ რეაქტორიდან. ყოველი გაჟონვის შემდეგ, რეაქტორმა უნდა შეწყვიტოს 10 საათის განმავლობაში, რათა გათიშოს გრაფიტი ჰაერით. 1949 წლის იანვარში ჭურჭელი ჩანაცვლდა. ამის შემდეგ, მონტაჟი 1949 წლის 26 მარტს დაიწყო.

იარაღის გრანდიოზული პლუტონიუმი, რომლის წარმოებაც რეაქტორი A- სთან ერთად სხვადასხვა სირთულეებთან იყო დაკავშირებული, 1950-1954 წლებში განვითარებული იყო 180 მეგავატის საშუალო ტევადობით. რეაქტორის შემდგომი ოპერაცია თან ახლავს უფრო ინტენსიურად გამოყენებას, რაც ბუნებრივია გამოიწვია უფრო ხშირი გაჩერება (თვეში 165-ჯერ). შედეგად, 1963 წლის ოქტომბერში რეაქტორი შეჩერდა და მისი მუშაობა მხოლოდ 1964 წლის გაზაფხულზე დაიწყო. მისი კამპანია მთლიანად დასრულდა 1987 წელს და მთელი პერიოდის მრავალი წლის განმავლობაში წარმოებული იყო 4.6 ტონა პლუტონიუმი.

რეაქტორები AB

ჩელიაბინსკის 65 ქარხანაში, 1948 წლის შემოდგომაზე სამი AB რეაქტორი აშენდა. მათი წარმოების მოცულობა იყო დღეში 200-250 გრამი პლუტონიუმი. პროექტის მთავარი დიზაინერი იყო ა. თითოეული რეაქტორმა დათვლილია 1996 არხი, მათგან 65 კონტროლი იყო. ნაგებობებში გამოყენებული იქნა ტექნიკური სიახლე - თითოეული არხი აღჭურვილია სპეციალური დეტექტორებით, გაგრილების სითხის გაჟონვისთვის. ეს ნაბიჯი საშუალებას იძლეოდა შეცვალონ ლითონები რეაქტორის ფუნქციის შეწყვეტის გარეშე.

რეაქტორის მუშაობის პირველი წელი აჩვენა, რომ მათ დღეში 260 გრამი პლუტონიონი წარმოებული ჰქონდათ. თუმცა, ოპერაციის მეორე წლის შემდეგ, მოცულობა თანდათან გაიზარდა და უკვე 1963 წელს მისი ფიგურა 600 მეგავატი იყო. მეორე რეკონსტრუქციის შემდეგ, სამკერვალოების პრობლემა მთლიანად გადაწყდა და ძალაუფლება უკვე 1200 მგვტ-ს შეადგენს, 270 კილოგრამის პლუტონიუმის ყოველწლიური წარმოება. ეს მაჩვენებლები შენარჩუნდა, სანამ რეაქტორი მთლიანად დახურული იყო.

AI-IR რეაქტორი

ჩელიაბინსკის საწარმომ ეს ინსტრუმენტი გამოიყენა 1951 წლის 22 დეკემბერს და 1987 წლის 25 მაისს. გარდა ურანისა, რეაქტორმა ასევე წარმოებული კობალტ -60 და პოლინიუმ-210. თავდაპირველად, ტრიმიუმი წარმოებული იქნა დაწესებულებაში, თუმცა მოგვიანებით ასევე წარმოიქმნა პლუტონიუმი.

გარდა ამისა, იარაღი-კლასის პლუტონიუმის დამუშავების ქარხანა ჰქონდა მძიმე წყლისა და ერთი სინათლის წყლის რეაქტორზე მომუშავე რეაქტორები (მისი სახელი იყო რუსლან).

ციმბირის გიგანტი

"ტომსკ -7" - ეს იყო ქარხნის სახელი, რომელიც ხუთი რეაქტორის განთავსებას აპირებდა პლუტონიუმის შესაქმნელად. თითოეული აგრეგატმა გამოიყენა გრაფიტი, ნელი ნეტონები და ჩვეულებრივი წყალი, რათა უზრუნველყოს შესაბამისი გაგრილება.

Reactor I-1 მუშაობდა გაგრილების სისტემაში, რომელშიც წყალი გავიდა ერთხელ. თუმცა, დანარჩენი ოთხი ერთეული აღჭურვილი იყო დახურული პირველადი სქემით, რომელიც აღჭურვილია სითბოს ექსპანერებით. ასეთი დიზაინმა შესაძლებელი გახადა ორთქლის შემდგომი განვითარება, რაც, თავის მხრივ, დაეხმარა ელექტროენერგიის წარმოებას და სხვადასხვა საცხოვრებელი ფართის გათბობას.

Tomsk-7 ასევე ჰქონდა რეაქტორი E3-2, რომელსაც, თავის მხრივ, ორმაგი დანიშნულება ჰქონდა: ის წარმოებული პლუტონიუმი და 100 მგვტ ელექტროენერგიის წარმოქმნილი გენერირებული ორთქლისა და 200 მგვტ-თბილ ენერგიით.

მნიშვნელოვანი ინფორმაცია

მეცნიერთა გარანტიების შესახებ, იარაღის კლასის პლუტონიუმის ნახევრად დაშლა დაახლოებით 24 360 წელია. უზარმაზარი ფიგურა! ამასთან დაკავშირებით კითხვა განსაკუთრებით მწვავეა: "ამ ელემენტის წარმოების ნარჩენების სწორად მოგვარება?" ყველაზე ოპტიმალური ვარიანტია სპეციალური საწარმოების მშენებლობა იარაღის კლასის პლუტონიუმის შემდგომი დამუშავებისთვის. ეს აიხსნება ის ფაქტი, რომ ამ შემთხვევაში ელემენტი აღარ შეიძლება გამოყენებული იქნას სამხედრო მიზნებისთვის და კონტროლირებადი იქნება პირის მიერ. ასე რომ, რუსეთში იარაღის შემცველი პლუტონიუმი განლაგებულია, მაგრამ ამერიკის შეერთებულმა შტატებმა მიიღო სხვადასხვა მარშრუტი, რითაც დაარღვია მისი საერთაშორისო ვალდებულებები.

ამრიგად, აშშ-ს მთავრობა სთავაზობს მაღალ გამდიდრებული ბირთვული საწვავის განადგურებას არა სამრეწველო გზით, არამედ პლუტონიუმის განზავებით და სპეციალურ კონტეინერებში 500 მეტრის სიღრმეში შენახვის გზით. ეს იმას ნიშნავს, რომ ამ შემთხვევაში მატერიალური საშუალებები შეიძლება ადვილად შეძლონ ადგილზე და ნებისმიერ დროს სამხედრო მიზნებისთვის. როგორც რუსეთის ფედერაციის პრეზიდენტი ვლადიმერ პუტინი ამტკიცებს, თავდაპირველად ქვეყნები შეთანხმდნენ, რომ ამ მეთოდით არა Plutonium- ის განადგურება, არამედ სამრეწველო ობიექტებში გადამუშავების ჩატარება.

იარაღის კლასის პლუტონიუმის ღირებულება განსაკუთრებულ ყურადღებას იმსახურებს. ექსპერტების აზრით, ამ ელემენტის ათობით ტონა რამდენიმე მილიარდი აშშ დოლარი ღირს. ზოგიერთი ექსპერტის აზრით 500 ტონა იარაღის დონის პლუტონიუმი, ისევე როგორც 8 ტრილიონი დოლარი. თანხა ნამდვილად შთამბეჭდავია. იმისთვის, რომ ეს ფული რამდენად ნათელი გახდება, ვთქვათ, რომ მე -20 საუკუნის ბოლო ათწლეულში რუსეთის საშუალო წლიური მშპ 400 მილიარდი იყო. ანუ, ფაქტობრივად, იარაღის კლასის პლუტონიუმის ნამდვილი ფასი იყო რუსეთის ფედერაციის ოცი წლის მშპ.