Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 - Надыкто Б.А.
Скачать (прямая ссылка):
менительное с точки зрения экологии и экономики.
В настоящей статье рассматриваются работы, проводимые на объекте по переработке плутония в Лос-Аламо-се, а также описывается ряд перспективных технологий, которые могли бы радикально сократить потоки радиоактивных отходов при выполнении этих работ. Включение таких технологий в общую программу обращения с отходами в Лос-Аламосе может обеспечить “90%-ное решение” проблемы отходов объекта: сокращение объема твердых отходов и радиоактивности жидких отходов на 90%. Эта программа в течение пяти лет может быть реализована в Лос-Аламосе, а также на других объектах Министерства энергетики США, на которых проводятся работы с плутонием. Кроме того, эти перспективные технологии могут быть использованы для переработки и уничтожения уже имеющихся отходов на объектах Министерства энергетики США, которые в настоящее время необходимо подвергать очистке, таких как Хэнфордский объект в Вашингтоне и технологическая площадка Роки Флэте в Колорадо. Некоторые из этих технологий подробно описаны во вставках в конце настоящей статьи.
Number 26 2000 Los Alamos Science
439
Видение переработки плутония, безопасной для окружающей среды
Переработка плутония на площадке ТА-55
Фактически все работы с плутонием в Лос-Аламосе проводятся на плутониевом объекте на технологической площадке 55. Это - самый современный в США объект для работы с плутонием, представляющий собой здание площадью 75000 квадратных футов, которое может выдерживать торнадо при скоростях ветра 200 миль в час и всевозможные сейсмические явления. На объекте имеется резервный генератор для питания критических систем в случае прекращения подачи электроэнергии. Площадка ТА-55, как принято называть этот объект, была открыта в 1978 г.
На площадке ТА-55 проводятся работы по широкому спектру национальных программ, таких как программы сопровождения ядерного арсенала, стабилизации ядерных материалов, размещения материалов, ядерной энергетики. Эти программы кратко описаны во вставке, начинающейся на с. 440. Каждая из этих программ так или иначе связана с плутонием. Например, в программе сопровождения ядерного арсенала чистый металлический плутоний используется для производства центральных частей ядерного оружия или для проведения экспериментов, связанных с поддержанием ядерного арсенала США. Программа размещения материалов предусматривает извлечение плутония из снятых с вооружения зарядов и его переработку для окончательного удаления или сжигания в виде смешанного оксидного топлива (МОХ-топлива).
Почти весь плутоний на площадке ТА-55 является повторно используемым (рециклированным), наработанным либо в ходе ранее проводившихся работ на площадке ТА-55, либо на других объектах. Ho плутоний постоянно подвергается радиоактивному распаду, и в состарившемся металле накапливаются микропримеси урана, нептуния и америция. Прежде чем повторно использовать этот материал, примеси необходимо удалить. Кроме того, используемый для эксперимента плутоний может находиться в виде сплава, оксида или другого химического соединения; в этом случае его также перед повторным использованием необходимо очистить.
Основные программы, проводимые на площадке ТА-55
Сопровождение ядерного арсенала. Основное назначение работ, проводимых на площадке ТА-55, - обслуживание арсенала ядерного оружия Соединенных Штатов. Наиважнейшей задачей будет изготовление плутониевых центральных частей ядерного оружия для арсенала в 21
веке. Мы уже подготовили несколько центральных частей для испытаний, и в настоящее время осуществляется усовершенствование и модификация многих операций на площадке ТА-55 с целью перевода производства центральных частей на регулярную основу. Кроме того, при финансировании Управления оборонных программ на площадке ТА-55 проводятся работы по надзору за центральными частями; периодически производится их плановое вскрытие, чтобы быть уверенным, что все материалы и детали ведут себя в соответствии с их назначением. При выявлении какой-либо проблемы разрабатываются и реализуются мероприятия по ее решению. Помимо этого на площадке ТА-55 изготавливают сплавы и другие содержащие актиноиды материалы для проведения различных опытов. Для таких опытов необходимы образцы плутония, имеющие определенные физико-химические характеристики.
«ЇТ»*
В индукционной печи выплавляют плутоний, из которого затем изготавливают центральные части
Для сварки плутониевых деталей используют установку электродуговой сварки в инертном газе под давлением
Плутониевый стержень обрабатывают на токарном станке
Лазерная абляция поверхности плутониевого образца. Для определения химической чистоты плутония используют метод спектрального анализа пара
440
Los Alamos Science Number 26 2000
Видение переработки плутония, безопасной для окружающей среды
Удаление материалов. В 1993 году президент Клинтон издал распоряжение изъять 50 тонн плутония из оружейного арсенала. Плутоний, часть которого находится на хранении, поступает из снимаемых с вооружения ядерных боеголовок и потоков переработки оружейной продукции и никогда не должен использоваться вновь в оружейных целях. Для исполнения этого распоряжения Министерство энергетики США учредило Ведомство по удалению делящихся материалов, задачей которого является определение направления и окончательного удаления избыточного плутония.
