ia cursul apei

Joi, 17 august 2017

Producția de plutoniu - 239

Producția de plutoniu este oarecum mai simplă. U-238 este transformat în Pu-239 prin iradiere cu neutroni. În reactoarele nucleare, acest proces este constant, dar acest material este în continuare transformat în Pu-240 prin acțiunea unui alt neutron, care, în principiu, nu mai poate fi utilizat într-o încărcare explozivă nucleară, deoarece Pu-240 eliberează spontan prea mult neutron. Pentru a evita contaminarea excesivă a materialului recuperabil, tija de încălzire care conține Pu-239 trebuie îndepărtată din reactor într-un timp relativ scurt, din care izotopul necesar poate fi extras chimic.

Dacă elementele combustibile nu sunt îndepărtate, adică reactorul este utilizat în scopuri pașnice în timpul funcționării, Pu-239 rezultat va fi transformat continuu în Pu-240, astfel încât conținutul de Pu-239 din combustibilul uzat va fi prea contaminat. Plutoniul militar conține doar până la 7% Pu-240 și, în mod ideal, doar 2-3%. Cu toate acestea, plutoniul din reactoarele civile poate conține până la 20% din izotopii plutoniului Pu-240.

În timp ce plutoniul dintr-un astfel de combustibil uzat al reactorului nuclear nu este, fără îndoială, ideal pentru crearea unei arme nucleare, nu pare deloc imposibil. Marile puteri au folosit în general reactoare speciale concepute special pentru a produce Pu-239, dar multe dintre ele au fost închise acum din cauza faptului că puține arme noi de plutoniu sunt fabricate și multe bombe au fost demontate din cauza dezarmării nucleare. Până în prezent, au fost produse aproximativ 300 de tone de plutoniu militar, SUA aproximativ 100 de tone, URSS/Rusia aproximativ 180 de tone și Franța, Anglia și China în jur de 12 tone.

Operațiunea de bază a bombei

Prin urmare, avem cantitatea necesară de material fisibil U-235 sau Pu-239. Dar cum vom face ca reacția să se desfășoare într-un timp scurt? Acest lucru se poate face în două moduri principale. În prima, două sau mai multe cantități de material mai mici decât masa critică sunt combinate cu încărcături explozive, pentru care este furnizată de obicei o sursă suplimentară de neutroni pentru a se asigura că reacția în lanț este inițiată. Reacția bruscă este creată de neutronii rapizi. Energii uriașe sunt eliberate într-un timp scurt și milioane de grade pe secundă sunt generate într-o milionime de secundă.

Această procedură este simplă și efectul său nu este pus în discuție. Băiețelul, care a fost abandonat la Hiroshima în august 1945, a lucrat pe acest principiu. Cu toate acestea, această procedură poate funcționa doar pentru U-235, nu pentru Pu-239, deoarece eliberează un număr mai mare de neutroni spontani, iar căldura generată de reacția în lanț ar disipa pur și simplu bomba înainte ca piesele să se potrivească în mod corespunzător și să devină suficient de reactive. Pentru a rezolva această problemă, a fost dezvoltată o soluție numită explozie.

Aici, materialul de reacție este o sferă goală (dar unele bombe au trecut ulterior la o formă care amintește de fotbalul american) înconjurată de explozivi. Explozivul trebuie să comprime Pu-239 într-un singur punct într-un timp foarte scurt. Datorită scăderii bruște a suprafeței (de unde pot scăpa neutronii rezultați) și a densității crescute, materialul devine supercritic. Și aici debutul reacției este asigurat de o sursă de neutroni, iar o oglindă U-238 sau beriliu înconjoară miezul plutoniului, ceea ce îmbunătățește foarte mult eficiența armei.

Elementele supraîncărcate sunt deasupra capului nostru

Regularitatea descrisă aici se aplică întregului nucleu (este vorba despre descompunerea completă a nucleului) și nu dezvăluie nimic despre energia de legare a nucleonului „cel mai exterior”. Acest lucru a arătat că nucleele cu o valoare N, Z sau N + Z de 2, 8, 20, 28, 50, 82 sau 126 sunt deosebit de greu de „ionizat”. Prin urmare, se așteaptă ca elementul 126 să fie mai durabil decât vecinii săi . Plotând nucleele descoperite sau produse până acum pe diagrama numărului de neutroni-protoni, este trasată „insula stabilității”: o regiune mai stabilă decât împrejurimile sale în jurul plăcuței de înmatriculare 110. Locuitorii săi sunt nuclee sferice supraîncărcate. Această insulă nu este încă complet cartografiată, cel mai înalt punct cunoscut, adică cel mai stabil punct până în prezent este fleoriul-289 de 114 minute, cu un timp de înjumătățire de 1,1 minute. Fizicienii suspectează că unul dintre izotopii ununpentiumului acum confirmat sau ecabismul va fi vârful insulei.

Viitorul reactoarelor de cultură rapidă

Inexplicabilul

LWF0050.JPG "/> Îmi place să văd clar nu fenomene legate de univers, nu științele naturii, ci viața de zi cu zi. Când întâlnesc ceva neobișnuit sau aparent ilogic, încerc să găsesc ceva rațiune logică, ceva de fond rațional, de obicei satisfăcător Totuși, ceva mi-a rămas în gât și mă uimește zi de zi. Să vedem mai întâi care este acest eveniment evident.

Am crezut de mult că dezastrul nuclear de la Cernobîl este cea mai mare poluare de acest gen de pe Pământ. Dar la începutul anilor 1990, a început să devină evident că nu era așa. Există un loc și mai teribil în Uniunea Sovietică. Far.

Far
Numele complet al Asociației de producție Mayak, fostă Kombinát-817, uzină chimică de stat Mendeleev, PO 21, uzina chimică Mayak) pentru producția și reprocesarea combustibilului nuclear în regiunea Chelyabinsk din Rusia, în unitatea administrativă închisă din Oysorsk. Înainte de 1994, orașul Ozyorsk era numit Chelyabinsk-40 și respectiv Chelyabinsk-65.
În ceea ce privește materialul radioactiv vărsat, poluarea Maya și 4x10 pe al XVIII-lea Bq (Bequerel), care este dublul dezastrului de la Cernobâl.

Conform acestui tabel, în funcție de cantitatea de substanțe radiante eliberate în aer, Cernobîl se află doar pe modestul loc 5.

Cealaltă diferență este că, în timp ce în Cernobîl poluarea a fost în mare parte locală și regională, iar populația a fost în mare parte evacuată, în Mayak norul a împrăștiat poluarea pe o zonă extinsă și doar o mică parte din populație a fost evacuată și deplasată pe parcursul mai multor ani. Liderii politici și militari de atunci împărtășeau foarte puține informații cu populația.

În timpul existenței uzinei chimice, au avut loc mai multe accidente, care au dus la eliberarea unor cantități mari de material radioactiv. Cea mai gravă dintre acestea este tragedia de la Kistim din 1957, care a plonjat în dezastre nucleare în sensul că pagubele și poluarea nucleară cauzate au depășit dezastrul de la Cernobîl.!
Construcția orașului a fost comandată de guvernul sovietic în 1945, iar lucrările la construcția complexului mayaș au început chiar și în luna august a acelui an. Cei 17.000 de prizonieri de război și prizonieri de război au fost găzduiți în 12 lagăre din jur. Primul reactor de îmbogățire a uraniului, numit „Anotchka”, a fost finalizat în 18 luni (!). Pentru prima punere în funcțiune completă a primului reactor de îmbogățire a uraniului marcat cu „A” în 1948. a avut loc pe 19 iunie. Scopul era să producă plutoniul necesar armelor nucleare sovietice. Uraniul îmbogățit obținut în reactor a fost depus în instalația telepradiochimică împreună cu produși de descompunere radioactivă, iar apoi plutoniul astfel obținut a fost purificat în uzina metalurgico-chimică. Până la 29 aprilie 1949, s-a acumulat suficient plutoniu pentru a construi prima bombă atomică sovietică, RDSZ-1. După primul, au fost construite încă cinci reactoare între 1950 și 1952.

Explozia a fost atât de spectaculoasă încât martorii au mărturisit că a putut fi văzută chiar de la sute de kilometri distanță.
Trei zile mai târziu, o delegație a sosit de la Moscova pentru a investiga cauzele accidentului și a direcționa lucrările de ajutorare, condusă de ministrul Slavsky, ministrul mașinilor centrale (adică industria militară). La fața locului au fost ordonați mii de soldați, civili, care au ajutat la evacuarea populației (care a început la doar 7-14 zile după accident), au participat la uciderea animalelor domestice expuse la radiații și la îndepărtarea solului contaminat cu radioactiv deşeuri.

Nu s-au publicat informații oficiale despre accident, nici măcar o scurtă știre, deși a fost furnizată dezinformare. După ce coloana de fum roșu-portocaliu care a crescut la mare în urma exploziei a putut fi văzută de departe și culoarea cerului s-a schimbat - a devenit albastru strălucitor din moleculele atmosferice ionizate cu radiații, ziarul din județul Chelyabinsk a publicat o știre colorată despre lumina polară extrem de rară din această regiune. Cu toate acestea, situația de urgență a fost încă zvonită în Uniunea Sovietică, deoarece zeci de mii de oameni au fost implicați în repararea pagubelor și, deși a fost semnat un acord de confidențialitate cu aceștia, acesta nu a putut fi pus în aplicare în totalitate.

În raza cauzată de dezastru, în cele zece zile de după explozie, cca. două sute au murit. Nu există victime suplimentare, dar nu este posibil să se stabilească o declarație exactă, deoarece nu este credibil să se stabilească dacă tumorile adesea fatale care au apărut în corpurile locuitorilor din așezările din apropiere și ale celor care au reparat daunele de atunci atunci sunt rezultatul radiației nucleare. Potrivit unor estimări, accidentul a afectat în total aproximativ 250.000 de persoane cu niveluri dăunătoare de radiații radioactive, dintre care aproximativ 15.000 au murit direct sau indirect în primul deceniu.

Continuarea
La începutul anilor 1960, compania a început să construiască fabrici pentru prelucrarea deșeurilor radioactive și producerea izotopilor radioactivi, iar mai târziu sarcinile sale principale au devenit prelucrarea deșeurilor și producția de izotopi.
Suprafața totală a instalației a depășit încet 90 km² (aproximativ o șesime din dimensiunea Budapestei (!)). O parte a instalației a fost amplasată sub pământ.
Fabrica avea deja 17.000 de angajați în acel moment. Zona include o instalație de reprocesare și șapte (!) Reactoare nucleare, printre altele. Până acum, instalația are un depozit de deșeuri nucleare.

Lacul Karachay
De la început, planurile sovietice au ignorat standardele minime de siguranță și avertismentele pentru materialele radioactive. Cu aceasta, zeci de mii de oameni au fost expuși pericolelor radioactivității. Apa din râul Tecsa a fost alimentată direct în miezul reactorului pentru ao răci, iar apoi apa de răcire grav contaminată a fost returnată râului.

Avertisment pe malurile Tecsei

Râul în sine este foarte impunător.

Doar ruine pe malul râului

Tecsa este baza de apă potabilă a unei regiuni de 120.000 de oameni și, altfel, se varsă în râul Ob. Această circumstanță și alta au dus la o poluare prelungită. Datorită condițiilor nesustenabile din ce în ce mai evidente, apa de răcire a fost deviată mai târziu către lacul vecin Karachay. Curățat, desigur. Întreaga viață sălbatică a lacului a dispărut în prima lună. Dar asta a fost cea mai mică problemă cu lacul care se ticăia ca o bombă cu ceas.
În anii 1960, din cauza vremii extrem de uscate, lacul a început să se usuce. Suprafața sa a scăzut de la 0,5 km² în 1951 la 0,15 km². În 1968, din cauza vremii secetoase din jurul lacului, vântul a împrăștiat praful radioactiv depus din albia lacului uscat, expunând milioane de oameni la radiații de 185 PBq (petabecquerel).

O zonă contaminată în primul rând de vântul radioactiv

Măsurarea radiațiilor în 2010 pe malurile Tecsa.

Un plan cuprinzător nu a fost încă elaborat pentru a face față dezastrului care există și astăzi. Radiațiile sunt în curs de desfășurare de atunci și pot chiar să crească din cauza poluării ulterioare a plantelor. Încearcă să umple patul lacului Karachay cu blocuri de beton, acesta fiind cel mai mult făcut până acum pentru cauză.

Un camion varsă resturi de beton în lacul Karachay

Ajutați la interpretarea unităților de măsură:
E = exa 10-18 adikon 1.000.000.000.000.000.000 (1 trilion)
P = peta 10 pe 15 trilioane miliarde (1 miliard)
T = tera 10-12 miliarde 1 miliard (1 trilion)

Vă mulțumim pentru atenție!

Sursa: István Kulcsár (168 ore), Wiki, Deutsche RF, Greenpeace