हथियार ग्रेड प्लूटोनियम: उपयोग, उत्पादन, रीसाइक्लिंग

मानवता ऊर्जा के नए स्रोतों की है कि कई समस्याओं का समाधान कर सकते हैं की तलाश में हमेशा होता है। लेकिन हमेशा नहीं, वे सुरक्षित हैं। इस प्रकार, विशेष रूप से, आज व्यापक रूप से प्रयोग किया जाता है परमाणु रिएक्टरों हालांकि अभी सभी आवश्यक विद्युत ऊर्जा के इस तरह के एक भारी मात्रा विकसित करने में सक्षम नश्वर खतरे में अब भी कर रहे हैं। लेकिन, के अलावा परमाणु ऊर्जा के उपयोग शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए, दुनिया के कुछ देशों में यह परमाणु हथियार के निर्माण के लिए उपयोग करने के लिए, और सेना में विशेष रूप से, सीख लिया है। हथियार ग्रेड प्लूटोनियम - यह लेख ऐसे विनाशकारी हथियार, जिसका नाम के आधार पर चर्चा की जाएगी।

पृष्ठभूमि

इस संक्षिप्त रूप धातु में यह कम से कम 93,5% 239Pu आइसोटोप शामिल हैं। हथियार ग्रेड प्लूटोनियम आदेश यह संभव से अलग करने के बनाने के लिए इतना नामित किया गया था "रिएक्टर के भाई।" सिद्धांत रूप में, प्लूटोनियम हमेशा पूरी तरह से किसी भी परमाणु रिएक्टर, जो, बारी में, कम समृद्ध या प्राकृतिक यूरेनियम पर चलता है, जिसमें सबसे अधिक भाग, आइसोटोप 238U के लिए में ही बना है।

सैन्य क्षेत्र में प्रयोग करें

हथियार ग्रेड प्लूटोनियम 239Pu - परमाणु हथियारों के आधार। इस मामले में, बड़े पैमाने पर संख्या 240 और 242 के साथ आइसोटोप के उपयोग अप्रासंगिक है, क्योंकि वे बहुत ही उच्च न्यूट्रॉन पृष्ठभूमि है, जो अंततः निर्माण और उच्च प्रदर्शन परमाणु भार के डिजाइन में बाधा उत्पन्न उत्पादन। इसके अलावा, प्लूटोनियम आइसोटोप 240Pu और 241Pu काफी छोटे हैं आधा जीवन तथापि दृढ़ता से गरम भागों प्लूटोनियम 239Pu की तुलना में,। यह परमाणु हथियार इंजीनियरों में इस संबंध में है अत्यधिक गर्मी दूर करने के लिए अतिरिक्त तत्वों को जोड़ने के लिए मजबूर हैं। जिस तरह से, 239Pu शुद्ध गर्म शरीर से। एक लेकिन खाते में तथ्य नहीं ले जा सकते है कि भारी आइसोटोप के क्षय के उत्पादों धातु की क्रिस्टल जालक में परिवर्तन हानिकारक के अधीन है, और यह प्लूटोनियम की काफी स्वाभाविक reconfigures भागों, जो अंत में एक परमाणु विस्फोटक उपकरण के कुल विफलता का कारण बन सकता है।

काफी हद तक इन कठिनाइयों के सभी दूर किया जा सकता। और, व्यवहार में, हम बार-बार परीक्षा उत्तीर्ण की है विस्फोटक उपकरणों की आधार की यह "रिएक्टर" प्लूटोनियम है पर। लेकिन यह समझा जाना चाहिए है कि एक परमाणु हथियार अंतिम स्थिति उनके कॉम्पैक्ट, कम रोकने वजन, स्थायित्व और विश्वसनीयता के कब्जे में है नहीं। इस संबंध में, वे केवल हथियार ग्रेड प्लूटोनियम का उपयोग करें।

उत्पादन रिएक्टरों की डिजाइन सुविधाओं

लगभग रूस में सभी प्लूटोनियम एक ग्रेफाइट मॉडरेटर के साथ सुसज्जित रिएक्टर में उत्पन्न किया गया था। रिएक्टरों में से प्रत्येक ग्रेफाइट की एक cylindrically इकट्ठे ब्लॉक आसपास बनाया गया है।

ग्रेफाइट ब्लॉकों के बीच इकट्ठे शीतलक, जो नाइट्रोजन के रूप में प्रयोग किया जाता है की निरंतर परिसंचरण प्रदान करने के लिए एक विशेष स्लॉट है। इकट्ठे संरचना में, और खड़ी उन्हें और ईंधन पर ठंडा पानी के पारित होने के लिए बनाया चैनलों व्यवस्थित कर रहे हैं। अपने आप से, विधानसभा सख्ती से लदान के लिए इस्तेमाल किया चैनलों के लिए छेद के साथ संरचना पर समर्थित है पहले से ही ईंधन विकिरणित। इस प्रकार पतली दीवारों ट्यूब में चैनलों में से प्रत्येक एक हल्के और अतिरिक्त मजबूत एल्यूमीनियम मिश्र धातु से ढाला है। वर्णित चैनलों में से अधिकांश 70 ईंधन छड़ों है। शीतलक पानी के आसपास सीधे ईंधन छड़ों से बहती है, उन लोगों से अत्यधिक गर्मी को दूर।

बढ़ाने से बिजली उत्पादन रिएक्टरों

प्रारंभ में, पहले रिएक्टर "प्रकाशस्तंभ" 100 मेगावाट थर्मल की क्षमता के साथ कार्य कर रहा था। हालांकि, सोवियत संघ के परमाणु हथियारों के विकास कार्यक्रम का मुख्य नेता इगोर Kurchatov एक प्रस्ताव है, जो किया गया है कि रिएक्टर सर्दियों वह 170-190 मेगावाट की क्षमता के साथ काम किया है बनाया है, और गर्मी के समय में - 140-150 मेगावाट। यह दृष्टिकोण रिएक्टर सक्षम प्रतिदिन कीमती प्लूटोनियम की 140 ग्राम का उत्पादन करने के लिए।

1952 में, पूरा वैज्ञानिक-अनुसंधान काम करता है आदेश रिएक्टरों ऐसे तरीकों के संचालन के उत्पादन क्षमता को बढ़ाने के लिए किए गए हैं:

• ठंडा और एक परमाणु स्थापना की सक्रिय क्षेत्र के माध्यम से बह के लिए इस्तेमाल किया पानी के प्रवाह में वृद्धि करके।
• डालने चैनलों के पास होने वाली जंग घटना के लिए प्रतिरोध में वृद्धि करके।
• ग्रेफाइट के ऑक्सीकरण की दर को घटाना।
• ईंधन कोशिकाओं के अंदर का तापमान जमाव।

नतीजतन, प्रवाहित होने वाले पानी की क्षमता में काफी वृद्धि हुई है और किए जाने के बाद बढ़ जाती है ईंधन चैनल दीवारों के बीच की खाई। जंग भी से छुटकारा पाने में कामयाब रहे। इस प्रयोजन के लिए, हम सबसे उपयुक्त एल्यूमीनियम मिश्र धातु है सक्रिय रूप से सोडियम डाईक्रोमेट, जो अंततः ठंडा पानी की कोमलता बढ़ाया (पीएच के बारे में 6.0-6.2 के बराबर था) जोड़ने की गई चयन किया। ग्रेफाइट के ऑक्सीकरण, एक वास्तविक समस्या नहीं रह गया है के बाद स्टील ठंडा करने के लिए नाइट्रोजन (पहले से ही हवा प्रयुक्त) लागू होते हैं।

सूर्यास्त के समय 1950 नवाचारों पूरी तरह से, व्यवहार में महसूस किया गया है इस प्रकार यूरेनियम अत्यंत अनावश्यक के विकिरण प्रेरित सूजन को कम करने, बहुत यूरेनियम के थर्मल सख्त छड़ को कम झिल्ली प्रतिरोध में सुधार और उत्पादन गुणवत्ता नियंत्रण में सुधार होगा।

"Mayak" में उत्पादन

"चेल्याबिंस्क-65" - सबसे संवेदनशील पौधों जिस पर यह उत्पादन किया गया था हथियार ग्रेड प्लूटोनियम में से एक। उद्यम अधिक रिएक्टरों, जिनमें से प्रत्येक हम करीब से देख ले जाएगा था।

एक रिएक्टर

स्थापना के लिए बनाया गया और पौराणिक एन ए Dollezhalya के नेतृत्व में बनाया गया था। वह 100 मेगावाट की क्षमता के साथ काम किया। रिएक्टर ग्रेफाइट ब्लॉक में 1,149 खड़ी व्यवस्था नियंत्रण और ईंधन चैनलों था। पूरी संरचना वजन 1,050 टन था। लगभग सभी चैनलों (25 को छोड़कर) यूरेनियम, 120-130 टन के कुल द्रव्यमान के साथ लोड किए गए हैं। 17 चैनलों नियंत्रण छड़ और 8 के लिए उपयोग किया जाता है - प्रयोगों के लिए। ईंधन सेल 3.45 किलोवाट के बराबर की डिजाइन की अधिकतम गर्मी रिहाई दर। पहले रिएक्टर पर प्रतिदिन प्लूटोनियम के बारे में 100 ग्राम का उत्पादन किया। सबसे पहले प्लूटोनियम धातु अप्रैल 16, 1949 बनाया गया था।

तकनीकी कमियों

लगभग काफी एक गंभीर समस्या है, जो एल्यूमीनियम आवेषण और ईंधन सेल की कोटिंग्स की जंग है तुरंत पहचान की गई। इसके अलावा वे बढ़कर और ईंधन की छड़ों और क्षतिग्रस्त रिएक्टर कोर के ठंडे पानी में सीधे प्रवाहित होती। सूखा ग्रेफ़ाइट का प्रसारण करने के लिए 10 घंटे के लिए बंद कर दिया जाना करने के बाद प्रत्येक रिसाव रिएक्टर था। जनवरी में चैनलों में 1949 आवेषण प्रतिस्थापित किया गया है। उसके बाद, शुरू स्थापना मार्च 26, 1949 को हुई।

रिएक्टर एक में ग्रेड प्लूटोनियम उत्पादन जो कठिनाइयों के सभी प्रकार के साथ किया गया था वर्ष 1950-1954 के दौरान सविस्तार, 180 मेगावाट इकाई के एक औसत शक्ति के साथ। रिएक्टर इसके बारे में एक और अधिक गहन उपयोग करते हैं, जो काफी स्वाभाविक है और अधिक लगातार बंद हो जाता है (प्रति माह 165 गुना तक) के लिए प्रेरित किया, जिसके बाद की शुरुआत से बाद में काम करते हैं। नतीजतन, अक्टूबर 1963 में, रिएक्टर को बंद कर दिया और केवल 1964 के वसंत में फिर से खोला गया। उनका अभियान पूरी तरह से 1987 में समाप्त हो गया है और लंबी अवधि के आपरेशन की पूरी अवधि के दौरान प्लूटोनियम का 4.6 टन का उत्पादन किया।

रिएक्टरों एबी

उद्यम "चेल्याबिंस्क-65" तीन रिएक्टरों एबी 1948 के शरद ऋतु में निर्माण करने का फैसला किया गया था। उनकी उत्पादन क्षमता प्रति दिन प्लूटोनियम के 200-250 ग्राम है। परियोजना के मुख्य डिजाइनर Savin था। प्रत्येक रिएक्टर 1 996 चैनलों, जिनमें से 65 नियंत्रण थे शामिल थे। प्रत्येक चैनल के एक विशेष डिटेक्टर शीतलक रिसाव साथ आपूर्ति की है - तकनीकी नवीनता पौधों का इस्तेमाल किया गया था। इस तरह की एक चाल रिएक्टर के संचालन को बाधित किए बिना कान के लिए मुझे अनुमति देगा।

रिएक्टरों के संचालन के पहले वर्ष से पता चला कि वे प्रति दिन प्लूटोनियम के लगभग 260 ग्राम उत्पन्न करते हैं। हालांकि, आपरेशन शक्ति के दूसरे वर्ष से धीरे-धीरे बढ़ रही है, और पहले से ही 1963 में इसकी दर 600 मेगावाट थी। बाद दूसरा ओवरहाल पूरी तरह से आवेषण के साथ समस्या को हल कर दिया गया है, और बिजली पहले से ही प्लूटोनियम 270 किलोग्राम की वार्षिक उत्पादन के साथ 1,200 मेगावाट पहुंच गई है। ये संकेतक रिएक्टरों को बंद करने को पूरा करने के बच गया है।

रिएक्टर ऐ-आईआर

चेल्याबिंस्क उद्यमों 25 मई 1987 तक 22 दिसंबर 1951 से अवधि में इस सेटिंग का उपयोग करने के लिए। यूरेनियम के अलावा, रिएक्टर कोबाल्ट -60, और पोलोनियम -210 के रूप में उत्पादन किया। प्रारंभ में, सुविधा ट्रिटियम का उत्पादन किया, लेकिन बाद में प्राप्त करते हैं और प्लूटोनियम शुरू कर दिया।

इसके अलावा प्रसंस्करण संयंत्र हथियार ग्रेड प्लूटोनियम भारी पानी और केवल प्रकाश जल रिएक्टर (- "रुस्लान" उसका नाम) पर काम रिएक्टर बनाने के लिए था।

साइबेरियाई विशाल

"टॉम्स्क-7" - उस नाम संयंत्र, जो प्लूटोनियम बनाने के लिए पांच रिएक्टरों है किया है। न्यूट्रॉन धीमा करने के लिए लागू किया ग्रेफाइट, और साधारण पानी की समुच्चय के प्रत्येक पर्याप्त ठंडा सुनिश्चित करने के लिए।

और रिएक्टर -1 शीतलन प्रणाली है, जिसमें पानी एक बार पारित हो जाता है के साथ काम किया। हालांकि, अन्य चार इकाइयों हीट एक्सचेंजर्स के साथ सुसज्जित एक बंद प्राथमिक सर्किट से लैस थे। इस डिजाइन, आगे अभी भी और भाप विकसित करने के लिए है जो बदले में बिजली और विभिन्न परिसर के हीटिंग के उत्पादन में मदद करता है की अनुमति देता है।

"टॉम्स्क-7", और रिएक्टर भी ईआई -2, जो, बारी में, एक दोहरे उद्देश्य था बुलाया गया था: और 100 मेगावाट की उत्पादन भाप उत्पन्न बिजली गर्मी ऊर्जा का 200 मेगावाट की कीमत पर प्लूटोनियम का उत्पादन करने के लिए।

महत्वपूर्ण जानकारी

वैज्ञानिकों का आश्वासन पर, हथियार ग्रेड प्लूटोनियम का आधा जीवन के बारे में 24 360 वर्ष है। एक बड़ा आंकड़ा! इस संबंध में एक विशेष रूप से तीव्र प्रश्न बन जाता है: "कैसे सही ढंग से आइटम की बर्बादी उत्पादन के साथ क्या करना" सबसे अच्छा विकल्प हथियार ग्रेड प्लूटोनियम की आगे की प्रक्रिया के लिए विशेष उद्यमों के निर्माण माना जाता है। कारण यह है कि इस मामले में, तत्व नहीं रह सैन्य उद्देश्यों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और आदमी द्वारा नियंत्रित किया जाएगा है। इसी तरह रूस में हथियारों ग्रेड प्लूटोनियम के निपटान, लेकिन संयुक्त राज्य अमेरिका के अन्य तरीके से चला गया, जिससे इसकी अंतरराष्ट्रीय प्रतिबद्धताओं का उल्लंघन है।

इस प्रकार, अमेरिकी सरकार को नष्ट करने की अत्यधिक समृद्ध प्रस्ताव परमाणु ईंधन है औद्योगिक रूप से उत्पादन नहीं, और प्लूटोनियम के कमजोर पड़ने से और 500 मीटर की गहराई पर विशेष कंटेनर में संग्रहीत। अनावश्यक कहने के लिए, कि इस मामले में, सामग्री आसानी से किसी भी समय में पृथ्वी पर से हटा दें, और फिर उसे सैन्य ठिकानों पर डाल हो सकता है। रूसी राष्ट्रपति व्लादिमीर पुतिन के अनुसार, देश के शुरू में इस तरह से प्लूटोनियम नष्ट करने के लिए नहीं है, और औद्योगिक सुविधाओं पर रीसाइक्लिंग बाहर ले जाने के लिए सहमत हुए।

विशेष ध्यान हथियार ग्रेड प्लूटोनियम का मूल्य दिया जाता है। विशेषज्ञों का अनुमान है इस तत्व की टन के दसियों में अच्छी तरह से कई अरब अमरीकी डॉलर के लायक हो सकता है। लेकिन ई में कुछ विशेषज्ञों 8 खरब डॉलर के रूप में के रूप में ज्यादा हथियार ग्रेड प्लूटोनियम के 500 टन का अनुमान है करता है। वास्तव में प्रभावशाली की राशि। यह बहुत सारा पैसा के रूप में स्पष्ट, बनाने के लिए, मान लीजिए कि 20 वीं सदी के अंतिम दशक में रूसी सकल घरेलू उत्पाद की औसत वार्षिक दर 400 बिलियन $ था। यही कारण है, वास्तव में, हथियार ग्रेड प्लूटोनियम की असली कीमत रूस के बीस वार्षिक सकल घरेलू उत्पाद के बराबर है।