የመሳሪያ ደረጃ ፕሉቶኒየም፡ መተግበሪያ፣ ምርት፣ አወጋገድ

2024 ደራሲ ደራሲ: Howard Calhoun | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 10:17

የሰው ልጅ ሁል ጊዜ ብዙ ችግሮችን የሚፈቱ አዳዲስ የሃይል ምንጮችን ይፈልጋል። ይሁን እንጂ ሁልጊዜ ደህና አይደሉም. ስለዚህ፣ በተለይም፣ ዛሬ በሰፊው ጥቅም ላይ የዋሉት የኒውክሌር ኃይል ማመንጫዎች፣ ሁሉም ሰው የሚፈልገውን ከፍተኛ መጠን ያለው የኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጨት ቢችሉም አሁንም ሟች አደጋ አላቸው። ነገር ግን፣ የኑክሌር ኃይልን ለሰላማዊ ዓላማ ከመጠቀም በተጨማሪ፣ አንዳንድ የፕላኔታችን አገሮች በጦር ሠራዊቱ ውስጥ በተለይም የኑክሌር ጦርን ለመፍጠር ተምረዋል። ይህ ጽሁፍ እንዲህ ያለውን አጥፊ መሳሪያ መሰረት ያብራራል፣ ስሙም የጦር መሳሪያ ደረጃ ፕሉቶኒየም ነው።

ፈጣን ማጣቀሻ

ይህ የታመቀ የብረት ቅርጽ ከ239Pu isotope ቢያንስ 93.5% ይይዛል። የጦር መሣሪያ ደረጃ ያለው ፕሉቶኒየም ስያሜውን ያገኘው ከ“ሬአክተር ወንድሙ” ለመለየት ነው። በመርህ ደረጃ፣ ፕሉቶኒየም ሁል ጊዜ የሚፈጠረው በፍፁም በማንኛውም የኒውክሌር ሬአክተር ነው፣ እሱም በተራው፣ በዝቅተኛ የበለፀገ ወይም በተፈጥሮ ዩራኒየም የሚሰራ፣ እሱም በአብዛኛው፣ isotope 238U. ይይዛል።

ወታደራዊ መተግበሪያዎች

የጦር መሳሪያ ደረጃ ፕሉቶኒየም 239ፑ የኑክሌር ጦር መሳሪያ መሰረት ነው። በተመሳሳይ ጊዜ ኢሶቶፖችን በጅምላ ቁጥሮች 240 እና 242 መጠቀም አግባብነት የለውም ፣ ምክንያቱም እነሱ በጣም ስለሚፈጥሩ።ከፍተኛ የኒውትሮን ዳራ፣ ይህም በመጨረሻ በጣም ውጤታማ የሆነ የኑክሌር ጥይቶችን ለመፍጠር እና ለመንደፍ አስቸጋሪ ያደርገዋል። በተጨማሪም ፕሉቶኒየም isotopes 240Pu እና 241Pu ከ239Pu በጣም ያነሰ የግማሽ ህይወት አላቸው፣ስለዚህ የፕሉቶኒየም ክፍሎች በጣም ይሞቃሉ። ከዚህ ጋር ተያይዞ ነው መሐንዲሶች ከመጠን በላይ ሙቀትን ለማስወገድ ተጨማሪ ንጥረ ነገሮችን በኒውክሌር መሣሪያ ውስጥ ለመጨመር የተገደዱት። በነገራችን ላይ ንጹህ 239ፑ ከሰው አካል የበለጠ ሞቃት ነው. በተጨማሪም የከባድ isotopes የመበስበስ ምርቶች የብረት ክሪስታል ጥልፍልፍ ለጎጂ ለውጦች ያስገዛሉ የሚለውን እውነታ ግምት ውስጥ ማስገባት የማይቻል ነው ፣ እና ይህ በተፈጥሮ የፕሉቶኒየም ክፍሎችን ውቅር ይለውጣል ፣ ይህም በመጨረሻ ፣ ሙሉ በሙሉ ውድቀት ያስከትላል። የኑክሌር ፈንጂ መሳሪያ።

በአጠቃላይ እነዚህን ሁሉ ችግሮች ማሸነፍ ይቻላል። እና በተግባር ፣ በ "ሬአክተር" ፕሉቶኒየም ላይ የተመሰረቱ ፈንጂዎች ቀድሞውኑ በተደጋጋሚ ተፈትነዋል። ነገር ግን በኑክሌር ጥይቶች ውስጥ የእነሱ ጥንካሬ, ዝቅተኛ ክብደት, ጥንካሬ እና አስተማማኝነት ከመጨረሻው ቦታ በጣም የራቀ መሆኑን መረዳት ያስፈልጋል. በዚህ ረገድ፣ ልዩ የጦር መሣሪያ ደረጃ ያለው ፕሉቶኒየም ይጠቀማሉ።

የኢንዱስትሪ ሪአክተሮች ንድፍ ባህሪያት

በተግባር ሁሉም ፕሉቶኒየም የሚመረተው በግራፋይት አወያይ በተገጠመ በሬአክተሮች ነው። እያንዳንዱ ሪአክተሮች በሲሊንደሪክ ግራፋይት ብሎኮች ዙሪያ የተገነቡ ናቸው።

ሲገጣጠሙ የግራፋይት ብሎኮች የኩላንት የማያቋርጥ ስርጭትን ለማረጋገጥ በመካከላቸው ልዩ ክፍተቶች አሏቸው።ናይትሮጅን ጥቅም ላይ ይውላል. በተሰበሰበው መዋቅር ውስጥ የውሃ ማቀዝቀዣ እና ነዳጅ በእነሱ ውስጥ ለማለፍ የተፈጠሩ ቀጥ ያሉ ቻናሎችም አሉ። ስብሰባው ራሱ ቀደም ሲል የተንሰራፋውን ነዳጅ ለመላክ በሚያገለግሉ ቻናሎች ስር ያሉ ቀዳዳዎች ባለው መዋቅር በጥብቅ ይደገፋል። በተጨማሪም እያንዳንዱ ቻናሎች ከቀላል ክብደት እና ከጠንካራ የአሉሚኒየም ቅይጥ ውስጥ በቀጭኑ ግድግዳ በተሠራ የቧንቧ ዝርግ ውስጥ ይገኛሉ። አብዛኛዎቹ የተገለጹት ሰርጦች 70 የነዳጅ ዘንግ አላቸው. የማቀዝቀዣው ውሃ በቀጥታ በነዳጅ ዘንጎቹ ዙሪያ ይፈስሳል፣ ይህም ከመጠን በላይ ሙቀትን ያስወግዳል።

የማምረት ሪአክተሮችን አቅም ማሳደግ

በመጀመሪያ የመጀመሪያው የማያክ ሬአክተር 100 ቴርማል ሜጋ ዋት አቅም ያለው ስራ ይሰራል። ይሁን እንጂ የሶቪዬት የኑክሌር ጦር መሣሪያ ፕሮግራም ዋና ኃላፊ ኢጎር ኩርቻቶቭ ሪአክተሩ በክረምት በ 170-190 ሜጋ ዋት እና በበጋ 140-150 ሜጋ ዋት እንዲሠራ ሐሳብ አቅርበዋል. ይህ አካሄድ ሬአክተሩ በቀን 140 ግራም ውድ ፕሉቶኒየም እንዲያመርት አስችሎታል።

በ1952 ዓ.ም የተግባር ሬአክተሮችን የማምረት አቅም በሚከተሉት መንገዶች ለማሳደግ የተሟላ የምርምር ስራ ተሰርቷል፡

• የአየር ማቀዝቀዣ የሚውለውን የውሃ ፍሰት በመጨመር እና በኑክሌር ተከላ ገባሪ ዞኖች ውስጥ በማለፍ።
• በሰርጡ መስመሩ አቅራቢያ ለሚፈጠረው የዝገት ክስተት የመቋቋም አቅምን በመጨመር።
• የግራፋይት ኦክሳይድ መጠንን በመቀነስ።
• በነዳጅ ሴሎች ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን መጨመር።

በዚህም ምክንያት በነዳጁ እና በጣቢያው ግድግዳዎች መካከል ያለው ልዩነት ከጨመረ በኋላ የሚዘዋወረው ውሃ ፍሰት በከፍተኛ ሁኔታ ጨምሯል። እኛም ዝገትን ማስወገድ ችለናል። ይህንን ለማድረግ በጣም ተስማሚ የሆኑ የአሉሚኒየም ውህዶችን መርጠናል እና ሶዲየም ባይክሮማትን በንቃት መጨመር ጀመርን, ይህም በመጨረሻ የቀዘቀዘውን ውሃ ለስላሳነት ጨምሯል (pH ወደ 6.0-6.2 ገደማ ሆኗል). ናይትሮጅንን ለማቀዝቀዝ ጥቅም ላይ ከዋለ በኋላ ግራፋይት ኦክሳይድ አስቸኳይ ችግር ሆኖ አቆመ (ቀደም ሲል አየር ብቻ ጥቅም ላይ ውሏል)።

1950ዎቹ ሊያልቁ ሲቃረቡ ፈጠራዎች ሙሉ በሙሉ ወደ ተግባር ገብተዋል፣በጨረር የሚፈጠረውን ከፍተኛ አላስፈላጊ የዩራኒየም ፊኛ በመቀነሱ፣የዩራኒየም ዘንጎችን የሙቀት መጠን በእጅጉ በመቀነስ፣የክላጅ መቋቋምን እና የማምረቻ ጥራት ቁጥጥርን በማሻሻል።

ምርት በማያክ

"Chelyabinsk-65" የጦር መሳሪያ ደረጃ ያለው ፕሉቶኒየም ከተሰራባቸው በጣም ሚስጥራዊ ፋብሪካዎች አንዱ ነው። በድርጅቱ ውስጥ በርካታ ሪአክተሮች ነበሩ፣እያንዳንዳቸውን የበለጠ እናውቃቸዋለን።

Reactor A

አሃዱ ተቀርጾ የተገነባው በታዋቂው N. A. Dollezhal መሪነት ነው። በ 100 ሜጋ ዋት ኃይል ሠርታለች. ሬአክተሩ 1149 በአቀባዊ የተደረደሩ የመቆጣጠሪያ እና የነዳጅ ቻናሎች በግራፋይት ብሎክ ውስጥ ነበሩት። አጠቃላይ መዋቅሩ 1050 ቶን ያህል ነበር። ሁሉም ማለት ይቻላል (ከ 25 በስተቀር) በዩራኒየም ተጭነዋል ፣ አጠቃላይ መጠኑ 120-130 ቶን ነበር። 17 ቻናሎች ለቁጥጥር ዘንጎች እና 8 ለሙከራዎችን ማካሄድ. የነዳጅ ሴል ከፍተኛው የንድፍ ሙቀት መለቀቅ 3.45 ኪ.ወ. መጀመሪያ ላይ ሬአክተሩ በቀን 100 ግራም ፕሉቶኒየም ያመርታል. ፕሉቶኒየም ብረት ለመጀመሪያ ጊዜ የተመረተው ሚያዝያ 16 ቀን 1949 ነበር።

የቴክኖሎጂ ጉድለቶች

ወዲያውኑ ማለት ይቻላል ከባድ ችግሮች ተለይተዋል፣ እነዚህም የአሉሚኒየም ሽፋን እና የነዳጅ ሴል ሽፋንን ያቀፉ ናቸው። የዩራኒየም ዘንጎችም አብጠው ተሰበሩ፣ እና ቀዝቃዛ ውሃ በቀጥታ ወደ ሬአክተሩ እምብርት ፈሰሰ። ከእያንዳንዱ ፍሳሽ በኋላ, ግራፋይቱን በአየር ለማድረቅ ሬአክተሩ እስከ 10 ሰአታት ድረስ ማቆም አለበት. በጃንዋሪ 1949 የሰርጥ መስመሮች ተተኩ. ከዚያ በኋላ የመጫኑ ጅምር መጋቢት 26 ቀን 1949 ተካሄደ።

የጦር መሣሪያ ደረጃ ያለው ፕሉቶኒየም፣ በሪአክተር A ላይ የተገኘው ምርት በሁሉም ዓይነት ችግሮች የታጀበ ሲሆን፣ በ1950-1954 ባለው ጊዜ ውስጥ በአማካይ 180MW አሃድ ኃይል ተመረተ። የሚቀጥለው የሬአክተሩ አሠራር የበለጠ የተጠናከረ አጠቃቀሙን ማስያዝ ጀመረ ፣ ይህም በተፈጥሮው ብዙ ጊዜ እንዲዘጋ (በወር እስከ 165 ጊዜ) ምክንያት ሆኗል ። በዚህ ምክንያት በጥቅምት 1963 ሬአክተሩ ተዘግቶ ሥራውን የጀመረው በ 1964 የጸደይ ወቅት ብቻ ነው. በ 1987 ዘመቻውን አጠናቅቆ 4.6 ቶን ፕሉቶኒየም ለብዙ አመታት የስራ ጊዜ አምርቷል።

AB Reactors

በ1948 መገባደጃ ላይ በቼልያቢንስክ-65 ኢንተርፕራይዝ ሶስት AB ሬአክተሮችን ለመገንባት ተወሰነ። የማምረት አቅማቸው በቀን ከ200-250 ግራም ፕሉቶኒየም ነበር። የፕሮጀክቱ ዋና ዲዛይነር A. Savin ነበር.እያንዳንዱ ሬአክተር 1996 ቻናሎች ነበሩት ፣ 65ቱ የቁጥጥር ቻናሎች ነበሩ። በመጫኛዎቹ ውስጥ ቴክኒካል አዲስነት ጥቅም ላይ ውሏል - እያንዳንዱ ቻናል ልዩ የኩላንት ፍሳሽ ማወቂያ አለው። እንዲህ ያለው እርምጃ የሪአክተሩን ተግባር ሳያቋርጥ መስመሮቹን ለመቀየር አስችሏል።

የሪአክተሮች ስራ በጀመሩበት የመጀመሪያ አመት በቀን 260 ግራም ፕሉቶኒየም ያመርቱ እንደነበር አሳይቷል። ነገር ግን ከሁለተኛው አመት የስራ ጊዜ ጀምሮ አቅሙ ቀስ በቀስ ጨምሯል, እና በ 1963 ቀድሞውኑ 600 ሜጋ ዋት ነበር. ከሁለተኛው ማሻሻያ በኋላ የሊነሮች ችግር ሙሉ በሙሉ ተፈትቷል ፣ እናም አቅሙ ቀድሞውኑ 1200 ሜጋ ዋት ነበር ፣ በዓመት ፕሉቶኒየም 270 ኪ. እነዚህ አመልካቾች የሪአክተሮች ሙሉ በሙሉ እስኪዘጉ ድረስ ይቆያሉ።

AI-IR ሪአክተር

የቼላይቢንስክ ኢንተርፕራይዝ ይህን ተከላ ከታህሳስ 22 ቀን 1951 እስከ ሜይ 25 ቀን 1987 ተጠቅሞበታል። ከዩራኒየም በተጨማሪ ሬአክተሩ ኮባልት-60 እና ፖሎኒየም-210 አምርቷል። መጀመሪያ ላይ ጣቢያው ትሪቲየምን አመረተ፣ በኋላ ግን ፕሉቶኒየም መቀበል ጀመረ።

እንዲሁም የጦር መሣሪያ ደረጃውን የጠበቀ ፕሉቶኒየም የሚሠራው ፋብሪካ ከባድ የውሃ ማብላያዎችን እና ብቸኛው ቀላል የውሃ ማብላያ (ስሙ ሩስላን ይባላል) ሥራ ላይ ነበረው።

የሳይቤሪያ ግዙፍ

"ቶምስክ-7" - ይህ የፕላቶኒየም ምርት አምስት ሬአክተሮችን የያዘው የፋብሪካው ስም ነው። ትክክለኛው ማቀዝቀዣ ለማቅረብ እያንዳንዱ ክፍሎቹ ግራፋይት ኒውትሮኖችን እና ተራውን ውሃ ለማቀዝቀዝ ይጠቀሙ ነበር።

Reactor I-1 ከስርዓቱ ጋር ሰርቷል።ማቀዝቀዝ, ውሃው አንድ ጊዜ አልፏል. ነገር ግን ቀሪዎቹ አራት ክፍሎች በሙቀት መለዋወጫዎች የተዘጉ የመጀመሪያ ደረጃ ወረዳዎች ተሰጥተዋል. ይህ ዲዛይን በተጨማሪ እንፋሎት ማመንጨት አስችሏል፣ ይህ ደግሞ ኤሌክትሪክ ለማምረት እና የተለያዩ የመኖሪያ ቦታዎችን ለማሞቅ አግዟል።

"ቶምስክ-7" በተጨማሪም EI-2 የሚባል ሬአክተር ነበረው፡ በበኩሉ ሁለት ዓላማ ያለው፡ ፕሉቶኒየም በማምረት ከተፈጠረው እንፋሎት 100 ሜጋ ዋት ኤሌክትሪክ እንዲሁም 200 ሜጋ ዋት ቴርማል ጉልበት።

አስፈላጊ መረጃ

እንደ ሳይንቲስቶች ገለጻ፣የጦር መሣሪያ ደረጃ የሆነው ፕሉቶኒየም የግማሽ ህይወት 24,360 ዓመታት ገደማ ነው። ትልቅ ቁጥር! በዚህ ረገድ ፣ ጥያቄው በተለይ አስቸኳይ ይሆናል-“የዚህን ንጥረ ነገር የምርት ብክነት እንዴት በትክክል መቋቋም እንደሚቻል?” በጣም ጥሩው አማራጭ የጦር መሣሪያ ደረጃ ፕሉቶኒየም ለቀጣይ ሂደት ልዩ ኢንተርፕራይዞች ግንባታ ነው. ይህ የሚገለጸው በዚህ ጉዳይ ላይ ኤለመንቱ ከአሁን በኋላ ለወታደራዊ ዓላማዎች ጥቅም ላይ መዋል የማይችል እና በአንድ ሰው ቁጥጥር ስር ስለሚሆን ነው. በሩሲያ ውስጥ የጦር መሣሪያ ደረጃ ያለው ፕሉቶኒየም የሚወገደው በዚህ መንገድ ነው፣ ነገር ግን ዩናይትድ ስቴትስ ኦፍ አሜሪካ የተለየ መንገድ በመከተል ዓለም አቀፍ ግዴታዎችን ጥሷል።

በመሆኑም የአሜሪካ መንግስት በከፍተኛ ደረጃ የበለጸገውን የኒውክሌር ነዳጅ ለማጥፋት ሃሳብ ያቀረበው በኢንዱስትሪ መንገድ ሳይሆን ፕሉቶኒየምን በማውጣት በ500 ሜትር ጥልቀት ውስጥ በልዩ ኮንቴይነሮች ውስጥ በማከማቸት ነው። በዚህ ጉዳይ ላይ ቁሱ በቀላሉ ሊሆን እንደሚችል ሳይናገር ይሄዳልከመሬት ውስጥ አውጥተው ለወታደራዊ ዓላማ እንደገና ያስጀምሩት. የሩሲያው ፕሬዝዳንት ቭላድሚር ፑቲን እንደተናገሩት በመጀመሪያ ሀገራቱ ፕሉቶኒየምን ለማጥፋት የተስማሙት በዚህ ዘዴ ሳይሆን በኢንዱስትሪ ተቋማት ላይ ማስወገድ ነው።

የጦር መሣሪያ-ደረጃ ፕሉቶኒየም ዋጋ ልዩ ትኩረት ሊሰጠው ይገባል። እንደ ባለሙያዎች ገለጻ፣ የዚህ ንጥረ ነገር በአስር ቶን ብዙ ቢሊዮን ዶላር ሊፈጅ ይችላል። እና አንዳንድ ባለሙያዎች 500 ቶን የጦር መሳሪያ ደረጃውን የጠበቀ ፕሉቶኒየም እስከ 8 ትሪሊዮን ዶላር ገምተዋል። መጠኑ በጣም አስደናቂ ነው። ይህ ምን ያህል ገንዘብ እንደሆነ የበለጠ ግልጽ ለማድረግ፣ በ20ኛው ክፍለ ዘመን የመጨረሻዎቹ አሥር ዓመታት ውስጥ፣ የሩሲያ ዓመታዊ የሀገር ውስጥ ምርት አማካይ 400 ቢሊዮን ዶላር ነበር እንበል። ያም ማለት፣ በእውነቱ፣ የጦር መሣሪያ ደረጃ ያለው ፕሉቶኒየም እውነተኛ ዋጋ ከሩሲያ ፌዴሬሽን ሃያ ዓመታዊ የሀገር ውስጥ ምርት መጠን ጋር እኩል ነበር።