Bevezetés vagy hogy az ilyen MOX

MOX - egy új kaland Minatom

Röviden összefoglalva, a MOX - kevert oxid urán-plutónium üzemanyag (UO2 + PuO2-vé alakítják) reaktorok nukleáris erőművek. A szó az angol kevert oxid üzemanyag. Használata plutónium üzemanyagként atomerőművek nyilvánítják, mivel a negyvenes. És a dolgok vannak: a problémák megelőzésére.

Arra a kérdésre, hogy mi a MOX-üzemanyag és hogy mi a probléma igényel részletesebb választ. De először meg kell valamit, hogy emlékeztesse a fizika és a kémia. Beszélni MOX üzemanyag, meg kell érteni, ahol a plutónium venni.

A természetes urán három izotóp, de a lényege a gyakorlati értéke, kettő. Az első az atom tömege 238 egység (U-238), a természetes urán (kerek számokban) 99,3%, illetve 993 kg tonnánként. Második - U-235 (azonos - a hasadó, fegyver), egy természetes urán (szintén egész számú) 0,7%, illetve 7 kg tonnánként. Harmadszor - U-234, de ez így kicsit: csak 0,006% (60 g per tonna), hogy róla, akkor felejtsd el.

Jelenleg a világ két izotóp két kémiai elemek, amelyeknek atommagba oszthatja (split) két részre (két „töredék” két kisebb atommag razmerov1) a megjelenése nagy mennyiségű energiát. Tudnak előállítani egy láncreakciót hasadási: szabályozható (lineáris, lassú) a nukleáris reaktorok és ellenőrizhetetlen (elágazó, pillanatnyi) - atomi (nukleáris) robbanás.

Az első elem - természetes vagy természetes (hozzáférhető a természetben). Ez uránt. Vagy inkább, az egyik a három természetes urán izotópjai amelynek atomsúlya a 235 egység - urán-235 (U-235). Ez fegyver minőségű urán.

A második elem a mesterséges, nem a természetben. Ez a plutónium. Vagy inkább, annak izotóp atomtömegű 239 - plutónium-239 (Pu-239). Ez fegyverkezési célú plutónium.

Ez a két izotóp két kémiai elemek létrehozásához használt atomi (nukleáris) fegyverek. Ebben az esetben, egy szabályozott láncreakció - egy nukleáris reaktorban - amely jobban megfelel az urán-235. És ellenőrizetlen láncreakció - egy nukleáris robbanás - éppen ellenkezőleg, sokkal jobban megfelel a plutónium-239, mert kevesebb mint egy critical mass, és nagyobb hatékonyságot a robbanás. Éppen ezért szinte az összes atomreaktor még mindig csak urán-235 használnak nukleáris üzemanyag, hanem közönséges természetes uránt dúsított izotóp 235. És mivel a nukleáris fegyverek sokkal szélesebb, mint a plutónium-239 alkalmazunk.

A „fragmensek” - ez a mesterséges radioaktív izotópok kémiai elemek megközelítőleg 35 a középső része a D. táblázatban Mengyelejev, kezdve kb réz, cink és a lantanidák véget.

És most a móka. Mint már említettük, a 238 részt vesz a hasadási láncreakció nem fogadja. Ez képletesen szólva, a ballaszt. De éppen emiatt, és egy új elemet - plutónium. A hasadási U-235 mag 2-3 extra neutron kibocsátott így képződött nagy számú szabad neutronok a reaktormagból - „a neutronfluxus.” Nucleus urán-238 megragadni ezeket a neutronok és egy idő után vált plutónium. Így az első képződött plutónium-239 - hasadó, gun. Annak érdekében, ezzel izotópnak a mag nukleáris reaktorok katonai célokra (kereskedelmi reaktorok) elhelyezett természetes urán fém (amely, mint már említettük, elsősorban urán-238) és a neutronokkal besugározva 3-6 hónapig. És akkor besugárzott urán feldolgozott radiokémiai növények - elszigetelt Pu-239 a nukleáris fegyverek.

Plutónium képződik minden alkalommal, minden második, amíg az üzemanyag a reaktorban mag. De hatása alatt Pu-239 neutronfluxust lassan, de biztosan fordult más izotópok. Ezért, ha az urán üzemanyag van a reaktormagból több mint hat hónappal, együtt a képződését és felhalmozódását Pu-239 egy felhalmozódása jelentős mennyiségű egyéb izotópok. A keveréket, amely a plutónium izotópok atomsúly - 238, 239, 240, 241 és 242. Ez az úgynevezett energia vagy reaktor (vagy „civil”) plutóniumot. Ebben a keverékben a hasadó izotópok két - Pu-239 és a Pu-241 bites. Is részt vesznek, a láncreakció együtt U-235. Mellesleg az egyik oka, hogy nehéz lesz, hogy ellenőrizzék a reaktorba, és az üzemanyag. Mivel a plutónium akkumuláció következik folyamatosan, az eredmény minden tonna kiégett nukleáris üzemanyag (SNF) per kampány (általában 3 év) felhalmozódik körülbelül 10 kg keveréket annak izotópok. Ez a reaktor plutónium már nem tekinthető a fegyver, mint a hasadó izotópok tartalmaz nem annyira - mintegy 50-60%. De egy nukleáris bombát, hogy belőle, mint lehetséges.

A megnyitása Antoine Anri Bekkerelem radioaktivitás urán sók (1896) megnyitása előtt a nukleáris hasadási U-235 atomok neutronokkal (1939) és spontán hasadási sejtmagok (1940) letelt, illetve 43 és 44 év. A felfedezés a hasadási U-235 üzembe az első atomreaktor urán (USA 1942) - kevesebb, mint 3 év, és akár az első nukleáris robbanás (1945) - 5 év!

A 40-es volt, amikor mesterségesen előállított új, eddig ismeretlen, elem plutóniumot és a hasadási megnyitja izotóp Pu-239 mindig elindul időszak eufória. Ebben az esetben - a megjelenése más energiaforrás. És valóban, volt egy elvi lehetőségük átalakítani hasadó urán-238 a hasadó plutónium-239 és fűtőanyagként történő felhasználása a nukleáris erőművek. És mivel urántartalékai hatalmas a természetben, és az üzemanyag atomenergia - Pu-239 - lehet keresni nemerenoe szám - egy ezer évig is elég. De.

De plutónium volt minden sokkal nehezebb. A felfedezés a Plútó és az a képessége, hogy megosszák, és láncreakció (1941) az első plutónium bombát (1945) tartott 4 éves! És ez szükséges volt, hogy építsenek egy reaktor felhalmozódni elég plutónium, majd válassza ki, hogy építsenek egy bomba: Építőanyag, megszerzett, azonosítható, létrehozott és felrobbantották - Nagasaki. De mielőtt a gyakorlati alkalmazás még nem érte el, mint az üzem független nukleáris üzemanyag üzlet, bár már több mint 55 éve. És ez annak ellenére, hogy ezekben az években, és minden atomhatalmak, hogy megoldja a problémákat, a plutónium hatalmas erők vettek részt, és eszközök, tudományos és ipari óriás szellemi és gazdasági potenciálját. De! Míg a kényelem atomtudósok csak nagy vágya, kísérletek és megpróbálja használni a fegyvereket plutónium reaktorokban keverve uránt.

És az okok sok. Először is, ez nem a legjobb fizikai és kémiai tulajdonságai plutónium: nagy kémiai reaktivitás, a volatilitás, éghetőségi „szeszélyesség”.

Ez egy sokkal magasabb radioaktivitást, mint az urán (mind a radioaktív elemek - alfa-sugárzók): specifikus aktivitása plutónium 200 000-szer nagyobb, mint a természetes urán.

Ennek következtében nagyobb radioaktivitás - gyors szennyeződés termékek alfa-bomlás, emelkedett gamma-sugárzás, hogy szükség van a megbízható védelmet és fokozott biztonsági követelményeknek, ha dolgozik velük, különösen abban az esetben keverékének alkalmazásával izotópokat.

Következő. A kevesebb, mint a critical mass a plutónium, ezáltal - a munka szükségességét kis mennyiségekben és hajók egy bizonyos geometriai alakzat (így nem képeznek critical mass), további gyors fejlődése egy láncreakció és a képtelenség, hogy ellenőrizzék a lánc, megbízható eljárás. Rendkívül kellemetlen tényezők rendkívül nagy toxicitás a plutónium (kémiai elem), és csatlakozásait és kivételes sugárzási kapcsolódó veszélyek aktivitását és viselkedését emberekben, mint a természetes urán.

Bíró magadnak: plutónium halmozódik fel a tüdőben, a májban, a csontokat, ahol a vörös vérsejtek, bejut az agyba és a nemi szervekre (petefészek és herék); nem „maszatos” a szervezetben, és a formák a „forró” spot; gyakorlatilag kiürülnek a szervezetből. És amikor az aktivitás 200 000-szer nagyobb, mint az urán és az azonos számú őket a szervezetben - az egyes alfa-részecske kilökődik urán atommag során lebomlanak, plutónium bocsát 200.000 ilyen részecskék, elpusztítva mindent körül élő szövetekbe. Eredmény - rák „minden ízlést”: tüdőrák, vér, máj, csont, veleszületett rendellenességek és deformitások gyerekek.

És így az egyik legnagyobb a terület szakértői a sugárvédelem, ICRP tagja, elnöke a Bizottság belső dózisú plutónium kutató, Carl Morgan azt mondta: „A plutónium talán az egyik legveszélyesebb anyagok ismert ember.”

Mindez nem engedélyezett eddig, hogy dolgozzon ki egy elfogadható módon használni plutónium a nukleáris üzemanyag a nukleáris ipar és hozzon létre egy megbízható reaktorba. Más szóval, az igen jellemzők teszik több alkalmas nukleáris fegyverek (robbanó, kezelhetetlen láncreakció) nem teszi lehetővé annak használatát a reaktorba, és megbízhatóan ellenőrizni ezt a reakciót.

A plutónium - fegyverek - felhalmozott sok, és nagyon. Még több lap reaktor - belül egyaránt a kiégett fűtőelemek és a raktárak (eredményeképpen újrafeldolgozó kiégett nukleáris üzemanyag), az még rosszabb. Globális probléma globális: most mi a teendő vele? És a fegyverek a raktárakban tárolt és visszanyert robbanófejek és a reaktorban.

Az amerikaiak hez lefordítani olyan formában, hogy nem alkalmas a további felhasználásra, például üvegesednek és helyezték földalatti tárolók, temetők örökre vagy „on demand”.

A betartani egy másik szempontból. Először is, a plutónium - hatalmas energiaforrás, amelyre egyébként töltött hatalmas mennyiségű pénzt legalábbis így elássa a földbe nem szükséges - ez nem logikus és nem gazdaságos. Másodszor, ez egy mesterséges elem, amely legfeljebb 43 éves természetben nem, így hagyja, hogy a természet a jövő generációi számára is, nem fog - akkor „ellátás” szól jövő generációi számára. Harmadszor, egy elem, ami a fizikai úton, akkor tönkre ez is csak egy fizikai módon - kémiai folyamat elemei nem jön létre, vagy megsemmisült!

Következtetés: a plutónium szükséges „égnek” a növény. És mivel ez „csak azért, mert” nem sozhzhosh, akkor kell használni, nem a saját, és a keveréket urán - figyelembe urán üzemanyag helyett része a fegyver minőségű urán-235 fegyver minőségű plutónium-239. Az energia plutónium nem megy egyáltalán.

Logikus? Logikai! De próbálja megérteni.

A veszélyek a plutónium személy azt mondták. Most beszéljünk arról, hogy mi van mögötte egy ilyen nyilvánvaló és logikus vágy, hogy plutóniumot használt az energia.