Форум » Дискуссии » Уран,Плутоний,Золото,Платина,Бериллий,Три́тий ... » Ответить

Уран,Плутоний,Золото,Платина,Бериллий,Три́тий ...

milstar: http://www.thebulliondesk.com/ Деньги любят тишину… Соглашение о продаже нашего оружейного урана Соединенным Штатам продолжает действовать Николай Леонов Генерал-лейтенант КГБ, начальник Аналитического управления 09.03.2011 История эта - тщательно замалчиваемая. Кто-то из «новых русских» часто произносил известную фразу: «Деньги любят тишину, а большие деньги – мертвую тишину». Под эти «критерии» подпадает операция с продажей российского оружейного урана и плутония Соединенным Штатам Америки, начатая в 1993-м. Уже в последние годы существования Советского Союза Михаил Горбачев был постоянно озабочен поиском возможностей потрафить Западу, заручиться благорасположением Соединенных Штатов. В этом ряду - его соглашение от 7 декабря 1987-го с Вашингтоном о ликвидации ракет средней и меньшей дальности. В соответствии с текстом документа СССР и США обязывались в течение трех лет уничтожить все имевшиеся у них баллистические и крылатые ракеты с дальностью стрельбы от 500 до 1000 километров - так называемые «ракеты меньшей дальности» и с дальностью стрельбы от 1000 до 5500 километров - так называемые «ракеты средней дальности». На первый взгляд, соглашение выглядело разумным: избыточный арсенал накопленных ракет и атомных головок был слишком велик. Но М. Горбачев и Э. Шеварднадзе не учли того обстоятельства, что очень многие страны из числа соседей СССР - КНР, КНДР, Индия, Пакистан, Иран, Израиль - начинали к тому времени активно развивать свое ракетостроение, создавая именно носители «меньшей» и «средней» дальности. Их арсенал не представлял угрозы для США, но советская территория оказывалась в пределах досягаемости. Все время играя в «поддавки» с США, М. Горбачев, не спросив никого из своих военных советников, согласился уничтожить и самый современный по тем временам советский ракетный комплекс «Ока», который даже не входил в категорию ракет «меньшей дальности» - он был типичным тактическим оружием, имел дальность стрельбы меньше 500 километров. Но для США «Ока» была как камушек в сапоге солдата на марше. Эта самоходная установка могла использовать и обычные и ядерные боеприпасы, она действовала на нервы воякам из армий НАТО, и те уговорили Генерального секретаря ЦК КПСС согласиться на ее уничтожение. Чего никогда не простили ему наши военные. Итак, к началу 90-х годов со всех уничтожаемых ракет были сняты ядерные боеголовки, которые складировали в хранилищах, а сами носители разрушили. А тут подоспел развал Советского Союза. Часть ракетно-ядерных комплексов оказалась на территориях новых государств - Украины, Белоруссии и Казахстана, что вызвало глубокую озабоченность в США, для которых увеличение числа ядерных держав в мире всегда было и остается неприемлемым. Единственное исключение они охотно делают только для Израиля, как известно. Украину, Белоруссию и Казахстан под прямой угрозой заблокировать их прием в ООН западные страны заставили безоговорочно сдать оказавшееся под их контролем ракетно-ядерное оружие России, которая брала на себя обязательство обеспечить его безопасное хранение. В 1992-м был подписан так называемый Лиссабонский протокол, по которому Украина, Белоруссия и Казахстан были объявлены странами, не имеющими ядерного оружия. В результате всех этих событий к 1993-му на военных складах Российской Федерации скопилось около 500 тонн оружейного урана, снятого со всех видов уничтоженных ракетных комплексов ------------------------------------------------------------- . Для сравнения: в атомной бомбе, сброшенной на Хиросиму, было всего 10 кг оружейного урана. К этому времени российское правительство, постоянно испытывавшее катастрофическую нехватку средств для пополнения госбюджета, получило вкрадчивое предложение от США, выразивших готовность скупить весь этот урановый «излишек» за 12 миллиардов долларов. Борису Ельцину и Виктору Черномырдину идея показалась весьма привлекательной и даже спасительной. В то время российское правительство было похоже на алкоголика, испытывавшего жестокий синдром похмелья и готового за стакан водки отдать что угодно, не то, что урановый «излишек». Переговоры шли споро и в полном секрете. С американской стороны их вел вице-президент Альберт Гор, с российской - премьер-министр Виктор Черномырдин, поэтому достигнутая договоренность получила их имена. Соглашение специально «загнали» на столь высокий уровень - чтобы не выносить текст соглашения на ратификацию законодательными органами двух стран. Дескать, речь - о простом межправительственном соглашении по экономическим вопросам, не затрагивающем проблемы безопасности государств. Европейские страны - Франция, Германия, Великобритания - узнавшие о ведущихся переговорах, выразили горячее желание принять в них участие и заполучить часть российского урана, но США вежливо - и жестко – пресекли их претензии в зародыше. Соглашение было подписано 18 февраля 1993-го. Оно предусматривало продажу в течение предстоявших 20 лет российского оружейного урана в количестве 500 тонн Соединенным Штатам Америки для использования его в атомной энергетике. Общая стоимость уникального товара была определена в 11,9 миллиарда долларов. Оружейный уран со степенью обогащения 90 процентов по изотопу U-235 должен был быть разбавлен на российских предприятиях до 4,4 процентной концентрации, что соответствует уровню ТВЭЛов - тепловыделяющих элементов, используемых в АЭС. В Соединенных Штатах на атомных электростанциях насчитывается 109 реакторов, которые, таким образом, получали запас энергетического сырья на много десятилетий вперед. --------------------- Первые партии низкообогащенного урана были отгружены из России в 1995-м. В США уплыли 186 тонн топливного урана, для изготовления которых были переработаны 244 боеголовки общим весом в 6 тонн оружейного урана. Дальше конвейер доставки в США ядерного топлива заработал с нарастающим темпом. К исходу 2008-го - последние известные мне данные - были уже проданы 352 тонны - из оговоренных 500 - оружейного урана. Это количество соответствует 14 тысячам демонтированных боеголовок. --------------------------------------------------------------------------------- Официальные ведомства России максимально засекретили всю информацию, связанную с этой сделкой, но сведения о ней все же просочились в 1997-м в прессу. Потом к этой теме обращались депутаты Государственной Думы Игорь Родионов, Виктор Черепков и другие: они запрашивали Федеральное агентство по атомной энергии, Министерство обороны и главу государства с просьбой дать полную информацию по этому соглашению, но не получили удовлетворявших их ответов. Тем временем в американских изданиях промелькнули сообщения о том, что Россия сильно продешевила при совершении сделки, ибо стоимость 500 тонн урана значительно выше цены, которая была определена соглашением. Намекали, что В. Черномырдин получил очень крупный «откат» за эту сделку. Джордж Буш-старший публично назвал В. Черномырдина «коррупционером». Французская газета «Монд» также отметилась подобными публикациями. Виктор Степанович грозился подать на них в суд за диффамацию, но отказался от таких намерений. Почему – неизвестно. Я дважды публично выступал по вопросам этой сделки. Первый раз - в 2005-м на Всемирном Русском Народном соборе, второй – в бытность депутатом Госдумы в 2006-м году в Комитете по безопасности. Выступление было приурочено к выполнению Россией половины своих обязательств по этой сделке: в США было отгружено 250 тонн оружейного урана. Я выступил с предложением выйти из этой коммерческой сделки, поскольку в 2006-м Россия уже не испытывала никаких финансовых трудностей, и остающиеся 250 тонн оружейного урана были для безопасности государства несравненно ценнее 6 миллиардов долларов. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Меня не поддержали, и выполнение наших обязательств продолжалось. Нынешний руководитель Росатома Сергей Кириенко открыто заявил недавно, что Россия безусловно выполнит к 2013-му все свои обязательства по соглашению и с гордостью добавил: «Мы уничтожаем гораздо больше высокообогащенного урана, чем США и все другие страны вместе взятые». ------------------------------------------------------------------------------------------------- S.Kirienko -grazdanin IzraIya,ego nastojaschaja familiya Izraitel ######################################### Rossii neobxodimo 1.Razwernut RSMD s yabch protiv Izrailya . 2. Sposbstwowat sozdaniju MBR/ICBM s yabch w kazdoj strane ,wrzdebnoj bloku USA/NATO/Izrail Сейчас «придушенная» дискуссия свелась к вопросу о цене проданного урана. Самые отъявленные критики соглашения оценивают проданный уран в 8 триллионов долларов. Наиболее уравновешенные защитники позиции правительства сходятся на 50 миллиардах долларов - что в любом случае в 4 с лишним раза больше, чем реально полученная Россией сумма. Делались попытки определить стоимость проданного урана, сопоставив его энергетический потенциал с энергетическим потенциалом нефти. Нехитрые операции на калькуляторе показали: 1 тонна оружейного урана по тепловыделяющей способности равна 1 миллиону 350 тоннам нефти. Умножим эту последнюю цифру на 500 и получим 675 миллионов тонн нефти. Если принять среднюю цену нефти за 80 долларов за баррель, то окажется, что стоимость нашего урана, проданного в США, составила бы 405 миллиардов долларов, или в 35 раз больше, чем мы в реальности получили. Эти цифры наиболее близки к реальности. Но ведь не только деньгами – пусть даже очень большими - измеряется ценность оружейного урана. Россия уже никогда не сможет наработать такое его количество. Мы потеряли прежние месторождения урановой руды, оставшиеся в Казахстане, Узбекистане и на территории бывшей ГДР. В России сохранилась только одна шахта - в Иркутской области. Нет теперь и прежних обогатительных комбинатов. Когда руководителей нашей атомной промышленности упрекают в том, что мы продали за бесценок наше энергетическое будущее, они отмахиваются, уверяя, что у нас и без этого достаточно запасов расщепляющихся материалов. Но оппоненты не унимаются, настаивая на том, что, дескать, запасы оружейного урана у нас и в США были примерно одинаковыми, между 500 и 600 тоннами. Из этого делается вывод, что мы продали Соединенным Штатам практически большую часть нашего уранового достояния, чем нанесли непоправимый урон безопасности страны. Ссылаясь на данные американской прессы, оппоненты правительства утверждают, что США оценили свои запасы урана и плутония в 4 триллиона долларов, а скупили наши запасы за смехотворную сумму в 12 миллиардов. Внести ясность в эту запутанную ситуацию могли бы компетентные ведомства России, но они хранят гробовое молчание. С какой бы стороны мы не рассматривали эту сделку, придется признать, что она была крайне невыгодной для национальных интересов России. Соединенные Штаты, которые даже во сне мечтают об «атомной стерилизации» России, получили огромное преимущество в энергетической обеспеченности на длительный срок. Они мечтают о наступлении таких времен, когда у России будут вырваны «атомные зубы» и она утратит способность адекватно ответить на смертельный укус своего потенциального противника. Им долго ждать? Специально для Столетия http://www.stoletie.ru/rossiya_i_mir/dengi_lubat_tishinu_2011-03-09.htm http://com-stol.ru/?p=3502 http://www.proatom.ru/modules.php?name=News&file=print&sid=2870

Ответов - 267, стр: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 All

milstar: Prinzipialnaya raznica mezdu oruzejnim plutoniem s 93.3 % Pu-239 i 97+ % Pu-239 ####################################################### Supergrade plutonium The "supergrade" fission fuel, which has less radioactivity, is used in the primary stage of US Navy nuclear weapons in place of the conventional plutonium used in the Air Force's versions. ###################################### "Supergrade" is industry parlance for plutonium alloy bearing an exceptionally high fraction of Pu-239 (>95%), leaving a very low amount of Pu-240 which is a gamma emitter in addition to being a high spontaneous fission isotope. Such plutonium is produced from fuel rods that have been irradiated a very short time as measured in MW-Day/Ton burnup. Such low irradiation times limit the amount of additional neutron capture and therefore buildup of alternate isotope products such as Pu-240 in the rod, and also by consequence is considerably more expensive to produce, needing far more rods irradiated and processed for a given amount of plutonium. Submarine crew members routinely operate in close proximity to stored weapons in torpedo rooms, unlike Air Force missiles where exposures are relatively brief - hence justifying the additional costs of the premium supergrade alloy used on the Navy weapon. Supergrade plutonium is used in W80 warheads.

milstar: Primer s 97+ % Pu-239 http://www.enotes.com/topic/W80_(nuclear_warhead) The W80 is physically quite small, the "physics package" itself is about the size of a conventional Mk.81 250 lb (113 kg) bomb, 11.8 inches (30 cm) in diameter and 31.4 inches (80 cm) long, and only slightly heavier at about 290 lb (132 kg).

milstar: Power and heat source A glowing pellet of 238PuO2 The isotope plutonium-238 has a half-life of 87.5 years. It emits a large amount of thermal energy with low levels of both gamma rays/particles and spontaneous neutron rays/particles. Being an alpha emitter, it combines high energy radiation with low penetration and thereby requires minimal shielding. A sheet of paper can be used to shield against the alpha particles emitted by plutonium-238 while one kilogram of the isotope can generate about 570 watts of heat energy. These characteristics make it well-suited for electrical power generation for devices which must function without direct maintenance for timescales approximating a human lifetime. It is therefore used in radioisotope thermoelectric generators and radioisotope heater units such as those in the Cassini, Voyager and New Horizons space probes. The twin Voyager spacecraft were launched in 1977 with each containing a 500 watt plutonium power source. Over 30 years later each source is still producing about 300 watts which allows limited operation of each spacecraft http://www.ideamarketers.com/?Plutonium&articleid=1344885


milstar: http://www.okbm.nnov.ru/russian/reactors Разработка промышленных реакторов была вызвана потребностями в специальных ядерных оружейных материалах: плутонии и тритии для реализации программы производства атомного оружия. Первый промышленный уран-графитовый реактор (ПУГР) "А" был создан и введен в эксплуатацию в 1948 году на «ПО «Маяк» (г.Озерск, Челябинской обл.). Для него ОАО «ОКБМ Африкантов» разрабатывал механизм разгрузки топлива. Далее, начиная с 1948 г., ОАО «ОКБМ Африкантов», уже как Главный конструктор, разрабатывает серию проектов промышленных реакторов - ПУГР и тяжеловодных (ТВР). В 1950-х и в начале 1960-х годов по этим проектам на предприятиях в г.г. Северск, Железногорск и Озерск было построено 5 ПУГР и 2 ТВР. В этот же период были спроектированы и введены в эксплуатацию 3 экспериментальных ТВР - по одному в ФГУП «ГНЦ РФ - ИТЭФ» (г. Москва) и в атомных исследовательских центрах Югославии и Китая. В 1960-х годах ОАО «ОКБМ Африкантов» были разработаны проекты более совершенных ПУГР нового поколения, которые наряду с производством оружейного плутония обеспечивали выработку электрической энергии и тепла для промышленных и гражданских объектов, став одними из первых атомных ТЭЦ в мире. Всего было построено 4 таких реактора. В настоящее время все промышленные уран-графитовые реакторы остановлены.

milstar: Схему имплозии предложил Сет Неддермейер. Кроме Неддермейера вклад в разработку этой технологии внесли еще многие ученые, в том числе фон Нейман, Теллер и другие. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava9.pdf 4) применение композитного ядра, состоящего из слоев высокообогащенного урана 235 и плутония. В американском ядерном проекте эти усовершенствования связаны с именами Теллера, Альвареса, фон Неймана, Фукса, Конопински, а в советском - Зельдовича, Забабахина, Альтшулера, Цукермана и др.

milstar: Критическая масса – минимальная масса делящегося вещества, обеспечивающая протекание самоподдерживающейся ядерной цепной реакции деления. Критическая масса тем меньше, чем меньше период полураспада деления и чем выше обогащение рабочего элемента делящимся изотопом. Критическую массу могут образовывать только нечётные изотопы. Лишь 235U встречается в природе, а 239Pu, 241Pu и 233U - искусственные, они образуются в ядерном реакторе (в результате захвата нейтронов ядрами 238U и 232Th с двумя последующими β - распадами). Критическая масса зависит от сечения реакции деления нуклида. Так, для создания атомной бомбы необходимо примерно 3 кг плутония или 8 кг 235U (при имплозивной схеме и в случае чистого 235U). Рис. 33. Критическая масса плутония в отражателе нейтронов (блоки карбида вольфрама). Для высокообогащенного урана значение критической массы составляет 52 кг, для оружейного плутония - 11 кг. В нормативных документах по охране ядерных материалов от хищения указываются критические массы: 5 кг 235U или 2 кг плутония (для имплозивной схемы атомной бомбы). Для пушечной схемы критические массы намного больше. На базе этих значений строится интенсивность защиты делящихся веществ от нападения террористов. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava8.pdf Критическую массу можно существенно уменьшить, окружив образец делящегося вещества слоем материала, отражающего нейтроны (бериллий, природный уран, вольфрам, свинец, железо). Отражатель возвращает значительную часть нейтронов, вылетающих через поверхность образца. Например, если использовать отражатель толщиной в 5 см, изготовленный из таких материалов, как уран, железо, графит, критическая масса составит половину от критической массы «голого шара». Более распадов -  И.Н.Бекман ПЛУТОНИЙ Учебное пособие Глава 7 http://profbeckman.narod.ru/Pluton.htm толстые отражатели будут далее уменьшать требуемую критическую массу. Особенно эффективен бериллий, обеспечивающий критическую массу в 1/3 от стандартной критической массы. При прочих равных условиях минимальные критические размеры должны быть у зарядов сферической формы. Система на тепловых нейтронах имеет самый большой критический объем и минимальную критическую массу. Критическая масса зависит от природы и процентного содержания любых присутствующих инертных разбавителей. Ещё сильнее критическая масса зависит от типа и состава сплавов плутония, поскольку допирующие примеси не только улучшают механические и химические свойства материала атомного заряда, но и модифицируют его ядерные характеристики. Естественно, критическая масса зависит от химической формы оружейного материала (металл, оксид, нитрид и т.п.), от вида и концентрации легирующих компонентов, от плотности и морфологических характеристик сплава. Для сравнения приведем следующие примеры критических масс: 10 кг 239Pu – шар радиусом 10 см - металл в α-фазе (плотность 19,86 г/см3); 52 кг 94%-го 235U (6% 238U) – шар радиусом 17 см - металл (плотность 18,72 г/см3); 110 кг UO2 (94% 235U) при плотности в кристаллическом виде 11 г/см3; 35 кг PuO2 (94% 239Pu) - при плотности в кристаллическом виде 11,4 г/см3. Критическая масса обратно пропорциональна квадрату плотности материала, что позволяет, например, при увеличении плотности вдвое, уменьшить критическую массу в четыре раза. Нужную степень подкритичности можно получить уплотнением делящегося материала за счет взрыва заряда обычного взрывчатого вещества, выполненного в виде сферической оболочки, окружающей ядерный заряд. Поскольку вероятность захвата нейтронов пропорциональна концентрации ядер, увеличение плотности образца, например, в результате его сжатия, способно привести к возникновению в образце критического состояния. Именно этот способ и применяется в ядерных взрывных устройствах, в которых масса делящегося вещества, находящаяся в подкритическом состоянии переводится в сверхкритическое с помощью направленного взрыва, подвергающего заряд сильной степени сжатия. Минимальное количество делящегося вещества, необходимого для осуществления цепной реакции, зависит в основном от достижимой на практике степени сжатия. Степень и скорость сжатия массы делящегося вещества определяют не только количество расщепляющегося материала, необходимого для создания взрывного устройства, но и мощность взрыва. Использование имплозии позволяет вовлечь в создание ядерного оружия слабо обогащённый и плохоочищенный уран, что способствует распространению в мире оружия массового поражения. Дело в том, что энергия, выделяющаяся в ходе цепной реакции, приводит к быстрому разогреву массы делящегося вещества и, как результат, к разлету этой массы. Через некоторое время заряд теряет критичность и цепная реакция останавливается. Поскольку полная энергия взрыва зависит от количества ядер, успевших претерпеть деление за время, в течение которого заряд находился в критическом состоянии, для получения достаточно большой мощности взрыва необходимо удерживать массу делящегося вещества в критическом состоянии как можно дольше. На практике это достигается путем быстрого сжатия заряда с помощью направленного взрыва, так что в момент начала цепной реакции, масса делящегося вещества обладает очень большим запасом критичности.

milstar: Для решения этой проблемы в ядерных взрывных устройствах применяют специальный источник нейтронов, который обеспечивает «впрыск» нейтронов в массу делящегося вещества. Момент «впрыска» нейтронов должен быть тщательно синхронизован с процессом сжатия, так как слишком раннее начало цепной реакции приведет к быстрому началу разлета делящегося вещества и, следовательно, к значительному уменьшению энергии взрыва. Замечание. Критическая масса отнюдь не мировая константа. Приведённые выше значения носят «теоретический», оценочный характер. Начать с того, что реальный заряд никогда не бывает сферой, в лучшем случае это сферическая оболочка, заполненная внутри чем-то полезным. Чистые металлы тоже никогда не используются, обычно это сплавы, причём специального состава: направленно вводимые добавки изменяют энергетический спектр нейтронов в нужную сторону, размножают и увеличивают плотность нейтронов. Большое значение имеет использование отражающих экранов, которые не просто отражают нейтроны, а размножают их. Не менее важно агрегатное состояние заряда (твёрдое тело, раствор, расплав). В результате реальные критические массы намного  И.Н.Бекман ПЛУТОНИЙ Учебное пособие Глава 7 http://profbeckman.narod.ru/Pluton.htm меньше приводимых в учебной литературе: вышеприведённые значения смело можно уменьшать в разы, а то и на порядок. Sootw .ratet massa reflektora ,VV ----------------------------------------- minimum po publ. informazii ZBV-3 152 mm snarjad s massoj yabch 17-20 kg i moschnostju 1-1.5 kt Именно химический состав заряда является основным секретом атомной бомбы. С практической точки зрения, важнейшими характеристиками делящихся изотопа, определяющими его «качество» являются критические параметры – критическая масса, форма, размер и др.

milstar: КПД современных энергетических реакторов составляет примерно 30%. Это означает, что для обеспечения электрической мощности 1000 МВт необходим реактор с тепловой мощностью 3300 МВт, т.е. в течение одного года должно выгореть 1,3 т 235U. В реальных условиях уранового топливного цикла это значение ниже, так как существенный вклад в выработку энергии вносит образующийся при работе ядерного реактора 239Pu. С учетом деления 239Pu в реактор мощностью 1000 МВт (эл.) необходимо загрузить 670 кг/год 235U, что при 3%-ном обогащении соответствует 22 т U. При длительности кампании 3 года, загрузка составит 66 т U. Чтобы при этом обеспечить 3%-ную глубину выгорания, начальное обогащение 235U должно быть выше 3%, т.е. 3,5-4,5%. Загруженные 70 т урана должны быть постепенно, в течение трех лет, заменены свежим топливом. Поэтому из легководного реактора мощностью 1000 МВт (эл) выгружается и поступает на переработку 20-30 т U в год Естественно, состав выгружаемого топлива зависит от его исходного состава. Напомним, что топливо реакторов Канду и Магнокс – природный уран (0,7%235U), РБМК – 2% и ВВЭР – 4% (Это не идёт ни в какое сравнение с топливом быстрых реакторов, в которых 40% и более 235U). ##########################################

milstar: Другая опасность заключается в проникновении плутония на чёрный рынок. Энергетическая стоимость плутония определяется ценой на уран. Предполагая, что цена 1 кг урана составляет 40 долл., стоимость 1 кг 235U достигает 5600 долл. Поскольку выделение энергии на единицу распада у 239Pu и 235U примерно одинаково, теоретическая цена расщепляющегося плутония эквивалентна примерно 5600 долл. за 1 кг. Реакторный плутоний также содержит нерасщепляющиеся изотопы, что снижает цену до 4400 долл. за 1 кг. От 6 до 10 кг реакторного плутония достаточно для создания ядерной бомбы, что определяет её цену от 26400 до 44000 долл. Однако ценность плутония на потенциальном чёрном рынке, где основным стимулом выступает приобретение доступа к ядерному оружию намного превышает эти оценки. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava13.pdf При ежегодной выгрузке 24 т облученного топлива из одного блока ВВЭР-1000 получается, что реактор производит примерно 240 кг энергетического, или гражданского, плутония в год.

milstar: В конце 20-го века запасы ВОУ в России оценивались в 900 т, в то время как запасы оружейного плутония, – в 140–160 т (по другим источникам – 150 т оружейного плутония и около 30 т энергетического плутония). Эти данные не включают запасы плутония, который может быть извлечен из ядерного топлива, нарабатываемого реакторами АЭС, транспортными ядерными установками, а также промышленными реакторами. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava13.pdf

milstar: При планировании развития ядерной энергетики в СССР 20-30 лет назад использованию плутония как топлива придавалось решающее значение. Идея состояла в том, что для увеличения топливного потенциала ядерной энергетики при отсутствии больших запасов урана необходимо развитие расширенного воспроизводства ядерного горючего на основе быстрых бридеров. Наличие достаточного количества бридеров и радиохимических производств снимает вопрос о запасах природного урана, и использование плутония в бридерах должно определять развитие ядерной энергетики. Идея расширенного воспроизводства ядерного топлива должна была обеспечить широкое развитие ядерной энергетики при скудных запасах урана. По разным причинам, эта идея не была воплощена в жизнь, то теперь к ней снова приходится возвращаться.

milstar: В России питы изготавливают и потребляют заводы военно- промышленного комплекса, производящие ядерные боеголовки (Екатеринбург-45, Пенза-19 и Златоуст-36). http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava9.pdf

milstar: Plutonium Crystal Phase Transitions Plutonium is a complex and perplexing element. Plutonium is a unique element in exhibiting six different crystallographic phases at ambient pressure (it has a seventh phase under pressure). The densities of these vary from 16.00 to 19.86 g/cm3. Plutonium has six temperature-dependent solid phases -- more than any other element in the periodic table. Each phase possesses a different density and volume and has its own characteristics. Alloys are even more complex; you can have multiple phases present in a sample at any given time. Because plutonium is so complex, surrogate materials cannot give a complete picture of plutonium's characteristics. Plutonium undergoes more phase transitions at ordinary pressures than any other element. As plutonium is heated it transforms through six different crystal structures before melting -- a [alpha], � [beta], ? [gamma], d [delta], d' [delta prime], and e [epsilon]. Physical properties like density and thermal expansion vary significantly from phase to phase making it one of the more difficult metals to machine and work. One of plutonium's unique physical properties is that the pure metal exhibits six solid-state phase transformations before reaching its liquid state, passing from alpha, beta, gamma, delta, delta-prime, to epsilon. Large volume expansions and contractions occur between the stable room-temperature alpha phase and the element's liquid state. Another unusual feature is that unalloyed plutonium melts at a relatively low temperature, approximately 640�C, to yield a liquid of higher density than the solid from which it melts. In addition, the elastic properties of the delta face-centered cubic (fcc) phase of plutonium are highly directional (anisotropic). That is, the elasticity of the metal varies widely along different crystallographic directions by as much as a factor of six to seven. Delta-phase plutonium is desirable for use in many weapons systems because it is tough and malleable. However, the delta phase isn't stable at room temperature unless the plutonium is alloyed with elements such as aluminum, gallium, or indium. Because of differences in diffusion rates for these alloying elements in the high-temperature phases of plutonium, they can be unevenly distributed in the plutonium. This inhomogeneous distribution of alloying elements is generally undesirable, because regions of the material that are low in alloy content will behave more like pure plutonium, while the regions high in solute content will be delta-stabilized. The plutonium in the first American atomic bombs was stabilized in the low density delta phase (density 16.9) by alloying it with 3% gallium (by molar content, 0.8% by weight), but was otherwise of high purity. The advantages of using delta phase plutonium over using the high density alpha phase (density 19.2), which is stable in pure plutonium below 115 degrees C, are that the delta phase is malleable while the alpha phase is brittle, and that delta phase stabilization prevents the dramatic shrinkage during cooling that distorts cast or hot-worked pure plutonium. In addition stablization eliminates any possibility of phase transition expansion due to inadvertent overheating of the pit after manufacture, which would distort and ruin it for weapon's use. It would seem that the lower density delta phase has offsetting disadvantages in a bomb, where high density translates into improved efficiency and reduced material requirements, but this turns out not to be so. Delta stabilized plutonium undergoes a phase transition to the alpha state at relatively low pressures (tens of kilobars, i.e. tens of thousands of atmospheres). The megabar pressures generated by the implosive shock wave cause the transition to occur, in addition to the normal effects of shock compression. Thus a greater density increase and larger reactivity insertion occurs with delta phase plutonium than would have been the case with the denser alpha phase. Scientists conducted research on metallic plutonium and plutonium alloys throughout the 1950s, '60s, and early '70s, but materials research in this area slowed significantly in the following years. One area of materials research receiving renewed attention is the thermodynamics of phase transformations and self-irradiation in plutonium and its alloys. One of the greatest concerns about plutonium and its alloys is phase stability because the large volume changes that accompany phase changes can compromise structural integrity. By 1999, more than 50 years after the Manhattan Project, other scientists from Russia and the United States still disagreed about the stability of the d -phase plutonium-gallium (Pu-Ga)alloys used in nuclear weapons. Typically,the face-centered-cubic (fcc) d -phase of plutonium, which is malleable and easily shaped,is retained down to ambient temperatures by the addition of gallium or aluminum. But do those d -phase alloys remain stable for decades or do they decompose into the denser, brittle a -phase and something else at ambient temperature? .In fact, the Russians estimated that even a pre-conditioned Pu-Al alloy at room temperature would take on the order of 11,000 years to decompose based on room-temperature data on self-diffusion in d -phase plutonium. The Stockpile Stewardship Program created a renaissance in plutonium materials science at Los Alamos with its mandate to manufacture new pits as well as to understand in detail the effects of aging on older stockpile weapons. The availability of very high purity zone-refined plutonium prompted researchers to remeasure the onset temperatures and enthalpies for all the phase transitions in plutonium. The measurements resulted in slightly different values for temperature and enthalpy, and are considered by many researchers to be the most accurate values measured to date. A scan of a plutonium sample showed some unusual features of the phase transitions. When heated from room temperature to about 500 C, the phase transitions appeared normal and well defined. However, when the sample was cooled to room temperature, things changed drastically. In the scan, the delta-to-gamma cooling transition was no longer seen as a single distinct peak, but instead was seen as a set of small, irregular peaks that occurred over a broad temperature range. In addition, the gamma-beta transition was seen to be much broader than usual after cooling and suppressed by approximately 100 C below its heating onset. Los Alamos researchers are making detailed studies of this anomalous behavior. http://www.globalsecurity.org/wmd/intro/pu-phase.htm

milstar: Важную роль играет степень обогащения по делящемуся нуклиду. Например, при разбавлении урана до уровня обогащения ниже 94% влияние состава на критическую массу достаточно сильное. Например, критическая масса урана с обогащением 235U 50% составляет 160 кг (в 3 раза больше массы 94%-го урана), а критическая масса 20%-го урана составляет 800 кг (т. е. в ~15 раз больше, чем критическая масса 94%-го урана). Ситуация аналогична и с оксидом урана. Критическая масса зависит от природы и процентного содержания любых присутствующих инертных разбавителей (кислород в оксиде урана, 238U в частично обогащенном 235U или химические примеси). Ещё сильнее критическая масса зависит от типа и состава сплавов урана (с фольфрамом, алюминием, плутонием), поскольку допирующие примеси не только улучшают механические и химические свойства материала атомного заряда, но и модифицируют его ядерные характеристики. Естественно, что критическая масса зависит от химической формы оружейного материала (металл, оксид, нитрид и т.п.), от вида и концентрации легирующих компонентов, от плотности и морфологических характеристик сплава. Для сравнения приведем следующие примеры критических масс: 10 кг 239Pu, металл в альфа-фазе (плотность 19,86 г/см3); 52 кг 94%-го 235U (6% 238U), металл (плотность 18,72 г/см3); 110 кг UO2 (94% 235U) при плотности в кристаллическом виде 11 г/см3; 35 кг PuO2 (94% 239Pu) при плотности в кристаллическом виде 11,4 г/см3. Критическая масса обратно пропорциональна квадрату плотности материала, что позволяет, например, при увеличении плотности вдвое, уменьшить критическую массу в четыре раза. Нужную степень подкритичности можно получить уплотнением делящегося материала за счет взрыва заряда обычного взрывчатого вещества, выполненного в виде сферической оболочки, окружающей ядерный заряд. Поскольку вероятность захвата нейтронов пропорциональна концентрации ядер, увеличение плотности образца, например, в результате его сжатия, способно привести к возникновению в образце критического состояния. Именно этот способ и применяется в ядерных взрывных устройствах, в которых масса делящегося вещества, находящаяся в подкритическом состоянии переводится в сверхкритическое с помощью направленного взрыва, подвергающего заряд сильной степени сжатия. Минимальное количество делящегося вещества, необходимого для осуществления цепной реакции, зависит в основном от достижимой на практике степени сжатия. Степень и скорость сжатия массы делящегося вещества определяют не только количество расщепляющегося материала, необходимого для создания взрывного устройства, но и мощность взрыва. Использование имплозии позволяет вовлечь в создание ядерного оружия слабо обогащённый и плохоочищенный уран, что способствует распространению в мире оружия массового поражения. Дело в том, что энергия, выделяющаяся в ходе цепной реакции, приводит к быстрому разогреву массы делящегося вещества и, как результат, к разлету этой массы. Через некоторое время заряд теряет критичность и цепная реакция останавливается. Поскольку полная энергия взрыва зависит от количества ядер, успевших претерпеть деление за время, в течение которого заряд находился в критическом состоянии, для получения достаточно большой мощности взрыва необходимо удерживать массу делящегося вещества в критическом состоянии как можно дольше. На практике это достигается путем быстрого сжатия заряда с помощью направленного взрыва, так что в момент начала цепной реакции, масса делящегося вещества обладает очень большим запасом критичности. Поскольку в процессе сжатия заряд находится в критическом состоянии, необходимо устранить посторонние источники нейтронов, которые могут дать начало цепной реакции еще до достижения зарядом необходимой степени критичности. Преждевременное начало цепной реакции приведёт, во-первых, к уменьшению скорости выделения энергии, а во-вторых, к более раннему разлету заряда и потере им критичности. После того как масса делящегося вещества оказалась в критическом состоянии, начало цепной реакции могут дать акты спонтанного деления ядер урана или плутония. Однако, интенсивность спонтанного деления оказывается недостаточной для того, чтобы обеспечить необходимую степень синхронизации момента начала цепной реакции с процессом сжатия вещества и для обеспечения достаточно большого количества нейтронов в первом поколении. Для решения этой проблемы в ядерных взрывных устройствах применяют специальный источник нейтронов, который обеспечивает «впрыск» нейтронов в массу делящегося вещества. Момент «впрыска» нейтронов должен быть тщательно синхронизован с процессом сжатия, так как слишком раннее начало цепной реакции приведет к быстрому началу разлета делящегося вещества и к значительному уменьшению энергии взрыва. Замечание. Критическая масса отнюдь не мировая константа. Приведённые выше значения носят «теоретический», оценочный характер. Начать с того, что реальный заряд никогда не бывает сферой, в лучшем случае это сферическая оболочка, заполненная внутри чем-то полезным. Чистые металлы тоже никогда не используются, обычно это сплавы, причём специального состава: направленно вводимые добавки изменяют энергетический спектр нейтронов в нужную сторону, размножают и увеличивают плотность нейтронов. Большое значение имеет  использование отражающих экранов, которые не просто отражают нейтроны, а размножают их (известны элементы, которые при поглощении одного нейтрона, способны выдать 3). Не менее важно агрегатное состояние заряда (твёрдое тело, раствор, расплав). В результате реальные критические массы намного меньше приводимых в учебной литературе: вышеприведённые значения смело можно уменьшать в разы, а то и на порядок. ############### Именно химический состав заряда является основным секретом атомной бомбы. http://profbeckman.narod.ru/Uran.files/Glava15.pdf

milstar: Замечание. В каком-то смысле, критическая масса (да и критический размер) – это флогистон, т.е. где-то полезная сущность, не имеющая, однако, отношения к реальности. Выше говорится о критической массе плутония порядка 10 кг, но различными ухищрениями её можно довести до нескольких сот грамм! Табл. 31. Масса 239Pu, необходимая для возникновения цепной реакции http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava8.pdf При максимальном сжатии и рефлекторах Масса, кг -0,8 Диаметр сферы, см. -4 С рефлектором из бериллия Масса, кг - 4 Диаметр сферы, см. -Около 7 Wopros o tolschine stenok reflektora iz berrillija ( plotnost primerno w 10 raz nize Pu-239 ,po masse podxodit) i wzriw.w-a ,chtobi ylozitsja w 152 mm snarjad в ядерном оружии США используется стабилизированная галлием δ-фаза плутония, имеющая плотность ρ= 15,8 г/см3). В последней строке таблицы 33 приведены значения критических масс изотопов плутония для плотности δ-фазы, пересчитанные по соотношению: wmesto 10.1 kg s plotn 19.85 gramm/sm^3 15.94 kg s plotn 15.8 gramm/sm^3

milstar: 8.4 Реакторы на быстрых нейтронах – ядерный реактор, использующий для поддержания цепной ядерной реакции нейтроны с энергией выше 0,1 МэВ. http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava8.pdf 1... Замечание. В приведённом выше тексте – существенная терминологическая путаница. Строго говоря, реактор типа БН-600 вовсе не бридер, а конвертер. Да и к реакторам-размножителям его отнести трудно: он, конечно, даёт некоторое дополнительное горючее, но значительно меньше, чем сжигает (т.е. коэффициент воспроизводства горючего меньше единицы). Его назначение – сжигать плутоний-содержащее топливо (МОКС-топливо), а не накапливать плутоний! Сейчас БН работает в режиме, исключающем воспроизводство топлива ################### 2....Проектирование реакторов на быстрых нейтронах велось таким образом, чтобы обеспечить производство оружейного плутония (и некоторых других делящихся актинидов). Понимание этого вынудило мировое сообщество повсеместно закрыть быстрые реакторы. Не помогло даже обещание конструкторов убрать из реакторов бланкеты. 3. ...Сейчас, по-видимому, единственной страной, которая способна осуществить наработку оружейного плутония на быстром реакторе является Индия. Индия строит прототип реактора-размножителя на быстрых нейтронах мощностью 500 МВт (ввод в эксплуатацию 2010). При желании, на реакторе PFBR каждый год можно изготавливать по 140 кг плутония оружейного качества. ################################################################## Умеренные количества из больших индийских запасов выделенного из отработанного топлива плутония реакторного качества могут служить в качестве подпитывающего топлива, делая незаметным отвлечение нужных нуклидов на изготовление оружия. Podobnie reaktori neobxodimo oswoit w proizwodstwe w Rossii ... ########################################## Wmeste s mopdoifiz. tipa ADE

milstar: Потребление делящихся материалов таким реактором равно 366 кг в год. Общий коэффициент воспроизводства равен 1.05, а в активной зоне 0.6 - 0.7, что позволяет этому реактору производить 120 кг и 150 кг плутония оружейного качества в аксиальном и радиальном бланкетах. Плутоний оружейного качества выделяется как из аксиального, так и из радиального бланкета с соответствующим содержанием 239Pu в 93.7% и 96.5%. Плутоний для начальной активной зоны и перезагрузки реактора PFBR берется из переработанного отработанного топлива от реакторов с тяжёлой водой под давлением PHWR, которые образуют основу текущего реакторного парка в Индии. Если реактор работает в военном режиме, и материал бланкета отвлекается для военных целей, то тогда для подпитки топлива реактора-размножителя потребуется 240 - 250 кг плутония из отработанного топлива реакторов PHWR на каждые 100 кг отвлеченного плутония оружейного качества. Индия может легко удовлетворить это требования для плутония либо из своего существующего запаса отработанного топлива, выгруженного из не находящихся под гарантиями реакторов PHWR. Табл. 38. Возможный состав исходного и отработанного топлива проектируемого индийского быстрого реактора.

milstar: Но в проектах «высокого» дизайна уже с 1960-х успешно используется плутоний любой чистоты. Поэтому термин «оружейный плутоний» никакого военного значения не имеет; это – чисто экономический параметр. «Высокий» дизайн существенно дороже «низкого». http://profbeckman.narod.ru/Pluton.files/Glava8.pdf Professor Beckman (ewrej ?) iz MGU ... --------------------------------------------- Dannoe wiskaziwanie bez nauchnogo znachenija ################################# Pu-239 s konzetraziej bolee 97% ispolzuetsja w USA Navy (w-80 ) Pu-239 s konzetraziej 93.3 % w USA Air Force Prichina - Kommanda PLA/PLARB dlitelno w blizosti k boegolowke ############################################## Chem wische konzetrazija Pu-239 (97+ % ) i sootw .nize konzetrazija Pu-240 tem nize radiazija i sootw .wische zdorow'e kommandi ####################################### w Air Force otsustwuet dlitelnaja blizost s Yab ch ,poetomu mozno ispolzowat Pu-239 s bolee nizkoj konzetr. (93.3 % -oruzejnogo kachestwa) i bolee wisokim sod. Pu -240 n March 1982, designers began working on a W80 variant intended for the Navy's Tomahawk program. The W80 Model 0 (W80-0 or Mod 0) used "supergrade" fission fuel, which has less radioactivity, in the primary in place of the conventional plutonium used in the Air Force's version. "Supergrade" is industry parlance for plutonium alloy bearing an exceptionally high fraction of Pu-239 (>95%), leaving a very low amount of Pu-240 which is a gamma emitter in addition to being a high spontaneous fission isotope. ####################################################### Such plutonium is produced from fuel rods that have been irradiated a very short time as measured in MW-Day/Ton burnup. Such low irradiation times limit the amount of additional neutron capture and therefore buildup of alternate isotope products such as Pu-240 in the rod, and also by consequence is considerably more expensive to produce, needing far more rods irradiated and processed for a given amount of plutonium. Submarine crew members routinely operate in close proximity to stored weapons in torpedo rooms, in contrast to the Air Force where exposure to warheads is relatively brief. This justified the additional costs of the premium supergrade alloy used on the Navy weapon. The first models were delivered in December 1983 and the Mod 0 went into full production in March 1984. http://en.wikipedia.org/wiki/W80_(nuclear_warhead) roduction of the W80 was completed by September 1990, although the exact date at which the respective Mod 0 and Mod 1 runs ended is not clear. A total of 1750 Mod 1 and 367 Mod 0 devices were delivered; 1,000 Mod 1 devices were deployed on the original ALCM, another 400 on the later ACM, and 350 Mod 0s on the Tomahawk. ---------------------------------------- Supergrade plutonium The "supergrade" fission fuel, which has less radioactivity, is used in the primary stage of US Navy nuclear weapons in place of the conventional plutonium used in the Air Force's versions. http://www.medlibrary.org/medwiki/Pu-239

milstar: Srawnite -------------- 1....Pu-240 has a high rate of spontaneous fission events (415,000 fission/s-kg) 2....Pure Pu-239 also has a reasonably low rate of neutron emission due to spontaneous fission (10 fission/s-kg), http://belfercenter.ksg.harvard.edu/files/pu-production-nusbaum.pdf

milstar: http://nuclearweaponarchive.org/Iraq/andre/ISRI-95-03.pdf In theory, the isotopic separation of plutonium is a much less demanding task than enrichment of uranium. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- For instance, as the initial Pu-239 content of reactor-grade plutonium is over 70%, while the U-235 content of natural ura- nium is only 0.7%, a plutonium enrichment plant will be about 100 times smaller than an uranium enrichment plant of the same fissile material output. For exam- ple, a straightforward calculation shows that using the electromagnetic separation method, a single calutron with a beam current of less than 100 mA is sufficient to produce 5 kilograms of weapons-grade plutonium per year. The technology of plutonium isotopic separation however, is no more covered by secrecy than uranium enrichment technology. An important reason for this is that nuclear reactor research, as well as nuclear weapons diagnostic [80], re- quires plutonium isotope separation in order to measure Pu-240 relative to Pu-239 production because these isotopes have alpha-decay energies very close to one another. In practice however, there are problems. First, any method suitable for separating kilogram quantities of pure Pu-239 from reactor-grade plutonium has to be capable of operating with highly radioac- tive feed material. For such an application, gaseous diffusion or ultracentrifugation for example, are unsuitable because the whole apparatus (including key compo- nents such as the porous barriers or the centrifuge rotors) would become highly radioactive so that repair or maintenance becomes impossible. ----------------------------------------------------------------------------------------- Isotopic separation of radioactive materials requires that the process takes place in a containment ves- sel which can be removed for decontamination or recovery of the feed material. This is possible ########### with the laser, plasma or electromagnetic separation methods in which the ionized feed material is generally processed within a removable "liner" enclosed in the vacuum chamber. Second, the atomic weight difference between Pu-239 and Pu-240 is one, while it is three between U-238 and U-235. Thus, the enrichment of plutonium requires a three fold increase in separation power over enrichment of uranium. This means a substantial increase in difficulty [10, p.348] so that a typical EMIS plutonium separator will look much more like the 255 calutron of Artsimovitch [20] than a World War Two 180 calutron. A good idea of what a calutron for plutonium separation might look like is given by the S-2 separator of Arzamas-16 [21]. The construction of a facility comprising a number of such calutrons would in some respects be more complicated, and perhaps more costly than the chemical reprocessing plant, which would first of all be required to extract the plutonium from irradiated power-reactor fuel elements. A government having completed the first step would most probably go ahead with the plutonium isotopic purification step, even though it has been proved that by using the appropriate technique, a crude nuclear explosive could be made of power-reactor plutonium [81].



полная версия страницы