Miljötvister kring använt kärnbränsle (SNF) har alltid orsakat mig en liten förvirring. Lagring av denna typ av "avfall" kräver strikta tekniska åtgärder och försiktighetsåtgärder, och måste hanteras varsamt. Men detta är inte en anledning att motsätta sig själva det faktum att förekomsten av använt kärnbränsle finns och ökningen av deras reserver.
Slutligen, varför slösa? SNF -sammansättningen innehåller många värdefulla klyvbara material. Till exempel plutonium. Enligt olika uppskattningar bildas det från 7 till 10 kg per ton använt kärnbränsle, det vill säga cirka 100 ton använt kärnbränsle som genereras i Ryssland årligen innehåller från 700 till 1000 kg plutonium. Reaktorplutonium (det vill säga erhållet i en kraftreaktor, och inte i en produktionsreaktor) är tillämpligt inte bara som kärnbränsle, utan också för att skapa kärnkraftsavgifter. På detta konto utfördes experiment som visade den tekniska möjligheten att använda reaktorplutonium som fyllning av kärnkraftsladdningar.
Ett ton använt kärnbränsle innehåller också cirka 960 kg uran. Innehållet av uran-235 i det är litet, cirka 1,1%, men uran-238 kan passeras genom en produktionsreaktor och få samma plutonium, först nu av god vapenkvalitet.
Slutligen kan använt kärnbränsle, särskilt det som just tagits ur reaktorn, fungera som ett radiologiskt vapen, och det är märkbart överlägset i denna kvalitet jämfört med kobolt-60. Aktiviteten hos 1 kg SNF når 26 tusen curies (för kobolt -60 - 17 tusen curies). Ett ton använt kärnbränsle som just tagits bort från reaktorn ger en strålningsnivå på upp till 1000 sikt per timme, det vill säga en dödlig dos på 5 sikt ackumuleras på bara 20 sekunder. Bra! Om fienden strös med ett fint pulver av använt kärnbränsle, kan han orsaka allvarliga förluster.
Alla dessa egenskaper hos använt kärnbränsle har länge varit välkända, bara de stötte på allvarliga tekniska svårigheter i samband med utvinning av bränsle från bränslepatronen.
Demontera "dödens pipa"
Kärnbränsle är i sig ett pulver av uranoxid, pressat eller sintrat till tabletter, små cylindrar med en ihålig kanal inuti, som är placerade inuti ett bränsleelement (bränsleelement), från vilket bränslepatroner är monterade, placerade i kanalerna på reaktorn.
TVEL är bara en stötesten i behandlingen av använt kärnbränsle. Framför allt ser TVEL ut som en mycket lång pistolrör, nästan 4 meter lång (3837 mm, för att vara exakt). Hans kaliber är nästan en pistol: rörets innerdiameter är 7,72 mm. Ytterdiametern är 9,1 mm och rörets väggtjocklek är 0,65 mm. Röret är tillverkat av antingen rostfritt stål eller zirkoniumlegering.
Uranoxidcylindrar placeras inuti röret, och de packas tätt. Röret rymmer från 0,9 till 1,5 kg uran. Den slutna bränslestaven blåses upp med helium under ett tryck på 25 atmosfärer. Under kampanjen värms och expanderar urancylindrarna, så att de hamnar tätt kilade i detta långa gevärrör. Den som slog ut en kula som fastnat i tunnan med en ramrod kan väl föreställa sig svårigheten med uppgiften. Endast här är tunnan nästan 4 meter lång, och det finns mer än tvåhundra uran "kulor" kilade i den. Strålningen från den är sådan att det är möjligt att arbeta med TVEL som bara har dragits ut ur reaktorn endast på distans, med hjälp av manipulatorer eller några andra enheter eller automatiska maskiner.
Hur togs det bestrålade bränslet bort från produktionsreaktorerna? Situationen där var väldigt enkel. TVEL -rör för produktionsreaktorer var tillverkade av aluminium, som löses perfekt i salpetersyra, tillsammans med uran och plutonium. De nödvändiga ämnena extraherades från salpetersyralösningen och gick till vidare bearbetning. Men kraftreaktorer konstruerade för en mycket högre temperatur använder eldfasta och syrabeständiga TVEL-material. Dessutom är skärning av ett så tunt och långt rör av rostfritt stål en mycket sällsynt uppgift; vanligtvis är all uppmärksamhet från ingenjörer inriktad på hur man rullar ett sådant rör. Röret för TVEL är ett riktigt tekniskt mästerverk. I allmänhet föreslogs olika metoder för att förstöra eller skära röret, men denna metod rådde: först skärs röret på en press (du kan skära hela bränslepatronen) i bitar som är cirka 4 cm långa och sedan hälls stubbarna i en behållare där uran är upplöst med salpetersyra. Det erhållna uranylnitratet är inte längre så svårt att isolera från lösning.
Och denna metod, för all sin enkelhet, har en betydande nackdel. Urancylindrar i bränslestavbitar löser sig långsamt. Kontaktområdet för uran med syra i ändarna av stubben är mycket litet och detta bromsar upplösningen. Ogynnsamma reaktionsförhållanden.
Om vi förlitar oss på använt kärnbränsle som ett militärt material för produktion av uran och plutonium, liksom ett medel för radiologisk krigföring, måste vi lära oss att såga rör snabbt och fingerfärdigt. För att få ett medel för radiologisk krigföring är kemiska metoder inte lämpliga: vi måste ju bevara hela buketten av radioaktiva isotoper. Det finns inte så många av dem, klyvningsprodukter, 3, 5% (eller 35 kg per ton): cesium, strontium, technetium, men det är de som skapar hög radioaktivitet för använt kärnbränsle. Därför behövs en mekanisk metod för att extrahera uran med allt annat innehåll från rören.
Vid reflektion kom jag fram till följande slutsats. Rörtjocklek 0,65 mm. Inte så mycket. Den kan skäras på en svarv. Väggtjockleken motsvarar grovt nog snittdjupet hos många svarvar; vid behov kan du applicera speciallösningar med stort skärdjup i duktilt stål, t.ex. rostfritt stål, eller använda en maskin med två skär. En automatisk svarv som kan ta tag i ett arbetsstycke själv, klämma fast det och vrida det är inte ovanligt nuförtiden, särskilt eftersom det inte krävs precision att skära ett rör. Det räcker med att slipa änden av röret och förvandla det till spån.
Urancylindrarna, som befrias från stålskalet, kommer att falla ut i mottagaren under maskinen. Med andra ord är det fullt möjligt att skapa ett helautomatiskt komplex som kommer att skära bränslepatroner i bitar (med en längd som är mest bekväm att vända), sätta snitten i maskinens lagringsenhet, sedan skär maskinen av röret, frigör dess uranfyllning.
Om du behärskar demonteringen av "dödsrören" är det möjligt att använda använt kärnbränsle både som en halvfabrikat för isolering av isotoper av vapenkvalitet och produktion av reaktorbränsle och som ett radiologiskt vapen.
Svart dödligt damm
Radiologiska vapen är enligt min mening mest tillämpbara i ett utdragen kärnkrig och främst för att skada fiendens militärekonomiska potential.
Under ett utdragen kärnkrig leder jag ett krig där kärnvapen används i alla stadier av en utdragen väpnad konflikt. Jag tror inte att en storskalig konflikt som har nått eller ens börjat med utbytet av massiva kärnvapenattacker kommer att sluta där. För det första, även efter betydande skador, kommer det fortfarande att finnas möjligheter att genomföra stridsoperationer (lager av vapen och ammunition gör det möjligt att utföra tillräckligt intensiva stridsoperationer i ytterligare 3-4 månader utan att fylla på dem med produktion). För det andra, även efter användningen av kärnvapen i beredskap, kommer stora kärnkraftsländer fortfarande att ha ett mycket stort antal olika stridsspetsar, kärnkraftsavgifter, kärntekniska explosiva anordningar i sina lager, vilket sannolikt inte kommer att drabbas. De kan användas, och deras betydelse för fientligheterna blir mycket stor. Det är lämpligt att behålla dem och använda dem antingen för en radikal förändring under viktiga operationer eller i den mest kritiska situationen. Detta kommer inte längre att vara en salvoapplikation, utan en långvarig, det vill säga ett kärnvapenkrig får en långvarig karaktär. För det tredje, i de militärekonomiska frågorna om ett storskaligt krig, där konventionella vapen används tillsammans med kärnvapen, kommer produktionen av isotoper av vapenklass och nya laddningar och påfyllning av kärnvapenarsenaler helt klart att vara bland de mest viktiga prioriterade uppgifter. Inklusive naturligtvis den tidigaste möjliga skapandet av produktionsreaktorer, radiokemiska och radiometallurgiska industrier, företag för tillverkning av komponenter och montering av kärnvapen.
Det är just i samband med en storskalig och utdragen väpnad konflikt som det är viktigt att inte låta fienden dra nytta av sin ekonomiska potential. Sådana föremål kan förstöras, vilket antingen kräver ett kärnvapen med anständig kraft eller stora utgifter för konventionella bomber eller missiler. Till exempel, under andra världskriget, för att säkerställa förstörelsen av en stor anläggning, var det nödvändigt att släppa från 20 till 50 tusen ton flygbomber på den i flera steg. Den första attacken stoppade produktionen och skadade utrustningen, medan efterföljande störde restaureringsarbetet och förvärrade skadan. Låt oss säga att Leuna Werke -syntetbränsleverket attackerades sex gånger från maj till oktober 1944 innan produktionen sjönk till 15% av normal produktion.
Med andra ord garanterar förstörelse i sig inget. En förstörd anläggning kan restaureras, och från en kraftigt förstörd anläggning kan rester av utrustning som är lämplig för att skapa en ny produktion på ett annat ställe tas bort. Det vore bra att utveckla en metod som inte tillåter fienden att använda, återställa eller demontera en viktig militär-ekonomisk anläggning för delar. Det verkar som att ett radiologiskt vapen är lämpligt för detta.
Det är värt att erinra om att under olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl, där all uppmärksamhet vanligtvis var inriktad på den fjärde kraftenheten, stängdes de andra tre kraftenheterna också den 26 april 1986. Inte konstigt, de visade sig vara förorenade och strålningsnivån vid den tredje kraftenheten, som ligger bredvid den exploderade, var 5, 6 roentgener / timme den dagen och en halvdödlig dos på 350 roentgener sprang upp i 2, 6 dagar, eller på bara sju arbetspass. Det är klart att det var farligt att arbeta där. Beslutet att starta om reaktorerna fattades den 27 maj 1986, och efter intensiv dekontaminering lanserades den första och andra kraftenheten i oktober 1986 och den tredje kraftenheten i december 1987. Kärnkraftverket på 4000 MW var helt ur funktion i fem månader, helt enkelt för att de intakta kraftenheterna utsattes för radioaktiv förorening.
Så om du sprinklar en fiendens militärekonomiska anläggning: ett kraftverk, en militäranläggning, en hamn och så vidare, med pulver från använt kärnbränsle, med en hel massa mycket radioaktiva isotoper, kommer fienden att berövas möjligheten att använda den. Han kommer att behöva spendera många månader på att sanera, införa en snabb rotation av arbetare, bygga radioskydd och drabbas av sanitära förluster på grund av överexponering av personal. produktionen kommer att stanna helt eller minska mycket avsevärt.
Metoden för leverans och föroreningar är också ganska enkel: finmalet uranoxidpulver - dödligt svart damm - laddas i explosiva kassetter, som i sin tur laddas in i stridsspetsen på en ballistisk missil. 400-500 kg radioaktivt pulver kan fritt komma in i det. Ovanför målet kastas kassetterna ut från stridsspetsen, kassetterna förstörs av explosiva laddningar och fint mycket radioaktivt damm täcker målet. Beroende på höjden på missilstridsspetsoperationen är det möjligt att få en stark kontaminering av ett relativt litet område, eller att få ett omfattande och utökat radioaktivt spår med en lägre nivå av radioaktiv kontaminering. Även om, hur man säger, Pripyat vräktes, eftersom strålningsnivån var 0,5 roentgens / timme, det vill säga den halvdödliga dosen sprang upp på 28 dagar och det blev farligt att bo permanent i denna stad.
Enligt min mening kallades radiologiska vapen felaktigt för massförstörelsevapen. Det kan bara träffa någon under mycket gynnsamma förhållanden. Det är snarare ett hinder som skapar hinder för åtkomst till det förorenade området. Bränslet från reaktorn, som kan ge en aktivitet på 15-20 tusen roentgener / timme, som anges i "Tjernobyl-anteckningsböckerna", kommer att skapa ett mycket effektivt hinder för användningen av det förorenade föremålet. Försök att ignorera strålning kommer att leda till stora oåterkalleliga och sanitära förluster. Med hjälp av detta hinder är det möjligt att beröva fienden de viktigaste ekonomiska föremålen, viktiga noder i transportinfrastrukturen, liksom den viktigaste jordbruksmarken.
Ett sådant radiologiskt vapen är mycket enklare och billigare än en kärnkraftsavgift, eftersom det är mycket enklare i utformningen. På grund av den mycket höga radioaktiviteten kommer speciell automatisk utrustning att krävas för att slipa uranoxiden som utvinns från bränsleelementet, utrusta den i kassetter och i raketstridsspetsen. Själva stridsspetsen måste förvaras i en speciell skyddande behållare och installeras på missilen av en speciell automatisk enhet strax före uppskjutning. Annars kommer beräkningen att få en dödlig dos av strålning redan före lanseringen. Det är bäst att basera missiler för att leverera radiologiska stridsspetsar i gruvor, eftersom det där är lättare att lösa problemet med att säkert lagra ett mycket radioaktivt stridsspets före uppskjutning.
