Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка):
Number 26 2000 Los Alamos Science
Исторический обзор
Использование плутония
От отдельных атомов до многих тонн
Плутоний является высокотоксичным и радиоактивным веществом, в природе практически не встречается, производство его очень дорогое. Понятно, что для его использования должны быть веские причины. Поэтому в настоящее время плутоний используется только там, где за счет энергии ядра реализуется “фактор миллион”: это ядерные взрывчатые вещества и ядерная энергия. Кроме того, благодаря непрерывному радиоактивному распаду плутоний можно использовать как компактный источник тепла для получения электроэнергии при дальних космических полетах.
Ядерное оружие
В ходе Манхэттенского проекта задача в отношении плутония заключалась в производстве достаточного количества материала для изготовления нескольких бомб и придании ему необходимой формы. В последующие годы усилия были переключены на массовое производство плутония и конструирование, создание и испытание большого числа образцов ядерного оружия.
Ядерная триада США: ракеты, базирующиеся на подводных лодках, ракеты наземного базирования и авиационные бомбы
Национальная
техническая
лаборатория
и
___ г—j Jiduupdiu
0-0 о-© (•) в Айдахо
Ливерморская национальная лаборатория им. Лоуренса ©
и
и
Завод
в Роки Флэте
©
©
Испытательный полигон Невада
и
Завод
в Канзас-Сити ©
©
Завод в Фернальде ^
Велдон-Спринг
I'
©
Маундский завод
и
Завод
в Портсмуте
и
і— Л ос-Аламосская
национальная лаборатория
©
Завод в Падьюке
©
©Завод Сандийские^ Пантеке
национальные лаборатории @ Опытный завод
по изоляции отходов (03И0)
Окриджская
резервация
Объект ^ в Саванна-Ривер
В разгар холодной войны ядерный оружей-
©
©Завод Пайнеллас
Объекты ядерных вооружений
Добыча и переработка урана
ный комплекс США включал 18 объектов на территории страны.
Девять реакторов для производства плутония функционировали на Хэнфордском объекте шт. Вашингтон (см. рисунок на следующей странице вверху) и еще пять - на объекте Саванна-Ривер, который был создан в 1950 году недалеко от г. Айкен (Южная Каролина). На этих двух объектах, кроме того, размещались семь перерабатывающих заводов по извлечению плутония из облученных урановых топливных стержней. Детали оружия производили в Колорадо, Флориде, Миссури, Огайо, Теннесси и Вашингтоне, а окончательная сборка боевых частей осуществлялась на заводе Пантеке под Амарилло (Техас). В национальных лабораториях Нью-Мексико и Калифорнии конструировали боевые части, которые впоследствии испытывались на полигоне в Неваде. За более чем 50 лет работы в ядерном оружейном комплексе было произведено свыше 100 т плутония, изготовлены десятки тысяч ядерных боеголовок и проведено более 1 ООО взрывов.
Все плутониевые промышленные реакторы Соединенных Штатов в настоящее время закрыты. Как заявлено правительством США, почти половина состоящих на учете 99,5 т плутония (в виде деталей из плутония, оксидов, металлического лома, остатков и отходов) является избыточным для нужд национальной обороны. В Coe-
10
Los Alamos Science Number 26 2000
Исторический обзор
диненных Штатах, однако, запасы плутония более чем достаточны для триады ядерных средств сдерживания, включающей в себя ракеты наземного базирования, запускаемые с подводных лодок ракеты и авиационные бомбы.
Советская ядерная оружейная программа началась сразу после Хиросимы. Конструкция ядерной бомбы, впервые испытанная Советским Союзом, была копией (добытой разведкой) конструкции американской плутониевой бомбы, испытанной на полигоне Тринити 16 июля 1945 года. Во времена холодной войны в Советском Союзе была создана обширная инфраструктура по производству плутония на трех основных объектах: в Челябинске-65 (на юге Урала), Томске-7 (в Сибири) и Kpac-ноярске-26 (в Сибири). Советский Союз следовал шаг за шагом за Соединенными Штатами в создании своего ядерного арсенала. Кроме того, в Советском Союзе было создано и страшнейшее смертоносное оружие - 100-мегатонный заряд, испытанный в 1961 году при половинной мощности.
Нам неизвестно, сколько плутония было произведено в Советском Союзе и сколько его имеется в России сегодня, поскольку до сих пор Россия считает объем своих запасов плутония государственной тайной. Согласно нашим оценкам, в настоящее время у России имеется от 125 до 200 т оружейного плутония в разных формах. Запасы оружейного плутония в остальных странах мира, включая Великобританию, Францию, Китай, Индию, Пакистан, Израиль и Северную Корею, невелики и составляют в сумме около 18 т.
Отходящие
газы
Отходящие газы и оболочка
Регенерация
азотной
кислоты
Растворитель трибутилфосфат и керосин
Ядерные реакторы
Вскоре после открытия радиоактивности люди начали мечтать о мирном использовании атомной энергии как о практически неисчерпаемом источнике энергии. Фредерик Содди в своей книге “Интерпретация радия”, опубликованной в 1909 году, называет ядерную энергию “истинным богатством мира”. “Очень хочется верить, что однажды человечество получит энергию для использования в своих собственных целях, - целые фонтаны энергии, - которые сейчас Природа так ревностно сохраняет для будущего”. О возможности получения неиссякаемой ядерной энергии мечтал и Энрико Ферми вскоре после того, как в созданном им реакторе СП-1 2 декабря 1942 года была осуществлена первая реакция управляемого деления (см. статью “От алхимии к атомам” на с. 62).
