اختلافات زیست محیطی پیرامون سوخت هسته ای مصرف شده (SNF) همیشه باعث سردرگمی جزئی من شده است. نگهداری این نوع "زباله" نیازمند اقدامات و اقدامات احتیاطی دقیق فنی است و باید با احتیاط رسیدگی شود. اما این دلیلی بر مخالفت با واقعیت وجود سوخت هسته ای مصرفی و افزایش ذخایر آنها نیست.
بالاخره چرا هدر می دهیم؟ ترکیب SNF شامل بسیاری از مواد شکافت پذیر ارزشمند است. به عنوان مثال ، پلوتونیوم. طبق برآوردهای مختلف ، از 7 تا 10 کیلوگرم در هر تن سوخت هسته ای مصرف شده تشکیل می شود ، یعنی حدود 100 تن سوخت هسته ای مصرف شده در روسیه سالانه حاوی 700 تا 1000 کیلوگرم پلوتونیوم است. پلوتونیوم راکتور (یعنی در راکتور قدرت بدست می آید و نه در راکتور تولیدی) نه تنها به عنوان سوخت هسته ای بلکه برای ایجاد بارهای هسته ای نیز قابل استفاده است. با این حساب ، آزمایش هایی انجام شد که امکان فنی استفاده از پلوتونیوم راکتور را به عنوان پر کننده بارهای هسته ای نشان داد.
یک تن سوخت هسته ای مصرف شده نیز حاوی حدود 960 کیلوگرم اورانیوم است. محتوای اورانیوم 235 در آن اندک است ، حدود 1.1 ، اما اورانیوم 238 را می توان از طریق راکتور تولیدی عبور داده و تمام پلوتونیوم را بدست آورد ، فقط در حال حاضر با کیفیت خوب از نظر سلاح.
سرانجام ، سوخت هسته ای مصرف شده ، به ویژه آن چیزی که تازه از راکتور برداشته شده است ، می تواند به عنوان یک سلاح رادیولوژیکی عمل کند و از نظر این کیفیت به طور قابل ملاحظه ای برتر از کبالت 60 است. فعالیت 1 کیلوگرم SNF به 26 هزار کوری می رسد (برای کبالت 60 - 17 هزار کوری). یک تن سوخت هسته ای مصرف شده فقط از راکتور خارج می شود و میزان تابش تا 1000 سیورت در ساعت را ایجاد می کند ، یعنی یک دوز کشنده 5 سیورت تنها در 20 ثانیه جمع می شود. خوب! اگر دشمن با یک پودر خوب سوخت هسته ای مصرف شده بپاشید ، می تواند ضررهای جدی وارد کند.
همه این خصوصیات سوخت هسته ای مصرف شده از مدت ها قبل به خوبی شناخته شده است ، فقط آنها با مشکلات فنی جدی مرتبط با استخراج سوخت از مجموعه سوخت مواجه شدند.
جدا کردن "لوله مرگ"
سوخت هسته ای به خودی خود پودری از اکسید اورانیوم است که در قرص ها فشرده یا متخلخل می شود ، استوانه های کوچکی با یک کانال توخالی در داخل ، که در داخل یک عنصر سوخت (عنصر سوخت) قرار می گیرند ، که مجموعه های سوخت از آن جمع می شوند و در کانال های راکتور
TVEL فقط یک مانع در پردازش سوخت هسته ای مصرف شده است. بیشتر از همه ، TVEL شبیه یک لوله تفنگ بسیار بلند است ، تقریباً 4 متر طول (به طور دقیق 3837 میلی متر). کالیبر او تقریباً تفنگ است: قطر داخلی لوله 7 ، 72 میلی متر است. قطر خارجی 9.1 میلی متر و ضخامت دیواره لوله 0.65 میلی متر است. لوله از فولاد ضد زنگ یا آلیاژ زیرکونیوم ساخته شده است.
استوانه های اکسید اورانیوم در داخل لوله قرار می گیرند و محکم بسته بندی می شوند. این لوله از 0.9 تا 1.5 کیلوگرم اورانیوم را در خود نگه می دارد. میله سوخت بسته با هلیوم تحت فشار 25 اتمسفر باد می شود. در طول مبارزات ، سیلندرهای اورانیوم گرم شده و منبسط می شوند ، به طوری که در نهایت محکم در این لوله تفنگ بلند قرار می گیرند. هرکسی که گلوله ای را که با بشقاب گیر کرده بود بیرون بکشد ، می تواند سختی کار را تصور کند. فقط در اینجا بشکه تقریبا 4 متر طول دارد و بیش از دویست "گلوله" اورانیوم در آن وجود دارد. تابش ناشی از آن به گونه ای است که می توان با TVEL که از راکتور خارج شده است کار کرد ، فقط از راه دور ، با استفاده از دستکاری کننده ها یا برخی دستگاه های دیگر یا ماشین های اتوماتیک.
چگونه سوخت تابش شده از راکتورهای تولیدی حذف شد؟ اوضاع آنجا بسیار ساده بود. لوله های TVEL برای راکتورهای تولید از آلومینیوم ساخته شده بود که به همراه اورانیوم و پلوتونیوم کاملاً در اسید نیتریک حل می شود. مواد لازم از محلول نیتریک اسید استخراج و به پردازش بیشتر رفت. اما راکتورهای قدرت طراحی شده برای دمای بسیار بالاتر از مواد TVEL مقاوم و مقاوم در برابر اسید استفاده می کنند. علاوه بر این ، برش چنین لوله نازک و طولانی از فولاد ضد زنگ یک کار بسیار نادر است. معمولاً تمام توجه مهندسان بر چگونگی چرخاندن چنین لوله ای متمرکز است. لوله TVEL یک شاهکار تکنولوژیکی واقعی است. به طور کلی ، روشهای مختلفی برای تخریب یا برش لوله پیشنهاد شد ، اما این روش غالب شد: ابتدا لوله را روی یک پرس خرد می کنید (می توانید کل مجموعه سوخت را برش دهید) به قطعاتی به طول حدود 4 سانتی متر ، و سپس کنده ها ریخته می شوند در ظرفی که اورانیوم با اسید نیتریک حل شده است. جداسازی اورانیل نیترات به دست آمده دیگر چندان دشوار نیست.
و این روش ، با همه سادگی ، دارای یک اشکال قابل توجه است. سیلندرهای اورانیوم در قطعات میله سوخت به آرامی حل می شوند. سطح تماس اورانیوم با اسید در انتهای کنده بسیار کوچک است و این امر سرعت انحلال را کند می کند. شرایط واکنش نامطلوب
اگر ما به سوخت هسته ای مصرف شده به عنوان یک ماده نظامی برای تولید اورانیوم و پلوتونیوم و همچنین به عنوان وسیله ای برای جنگ رادیولوژیکی تکیه کنیم ، باید یاد بگیریم که چگونه لوله ها را سریع و ماهرانه ببینیم. برای دستیابی به وسیله جنگ رادیولوژیکی ، روشهای شیمیایی مناسب نیستند: به هر حال ، ما باید کل دسته ایزوتوپهای رادیواکتیو را حفظ کنیم. تعداد زیادی از آنها ، محصولات شکافت ، 3 ، 5 ((یا 35 کیلوگرم در تن) وجود ندارد: سزیم ، استرانسیوم ، تکنسیوم ، اما اینها هستند که رادیواکتیویته بالای سوخت هسته ای مصرف شده را ایجاد می کنند. بنابراین ، یک روش مکانیکی برای استخراج اورانیوم با تمام محتویات دیگر از لوله ها مورد نیاز است.
در تأمل ، به نتیجه زیر رسیدم. ضخامت لوله 0.65 میلی متر. نه چندان زیاد. می توان آن را روی تراش برش داد. ضخامت دیوار تقریباً با عمق برش بسیاری از ماشین های تراش مطابقت دارد. در صورت لزوم ، می توانید از راه حل های ویژه با عمق زیاد برش در فولادهای شکل پذیر مانند فولاد ضد زنگ استفاده کنید یا از دستگاهی با دو برش استفاده کنید. این روزها یک ماشین تراش اتوماتیک که می تواند یک قطعه کار را بگیرد ، آن را محکم کرده و بچرخاند ، غیر معمول نیست ، به خصوص اینکه برش لوله نیازی به دقت ندارد. کافی است انتهای لوله را خرد کنید و آن را به خاشاک تبدیل کنید.
سیلندرهای اورانیوم که از پوسته فولادی خارج می شوند ، در گیرنده زیر دستگاه قرار می گیرند. به عبارت دیگر ، ایجاد یک مجموعه کاملاً اتوماتیک امکان پذیر است که مجموعه های سوخت را به قطعات (با طول مناسب برای چرخاندن) تقسیم کرده ، برش ها را در دستگاه ذخیره سازی دستگاه قرار داده و سپس دستگاه را قطع کند. لوله ، پر کردن اورانیوم آن را آزاد می کند.
اگر بر جداسازی "لوله های مرگ" مسلط هستید ، می توانید از سوخت هسته ای مصرف شده هم به عنوان یک محصول نیمه تمام برای جداسازی ایزوتوپهای درجه سلاح و تولید سوخت راکتور و هم به عنوان یک سلاح رادیولوژیکی استفاده کنید.
گرد و غبار کشنده سیاه
به نظر من ، سلاح های رادیولوژیکی بیشترین کاربرد را در یک جنگ هسته ای طولانی مدت دارند و عمدتا برای آسیب رساندن به پتانسیل نظامی-اقتصادی دشمن است.
تحت یک جنگ هسته ای طولانی مدت ، من جنگی را مطرح می کنم که در آن از سلاح های هسته ای در تمام مراحل یک درگیری مسلحانه طولانی استفاده می شود. من فکر نمی کنم که یک درگیری وسیع که با تبادل حملات گسترده موشکی هسته ای به آن رسیده و یا حتی آغاز شده است ، به همین جا ختم شود. اولاً ، حتی پس از خسارت قابل توجه ، هنوز فرصت هایی برای انجام عملیات رزمی وجود دارد (ذخایر سلاح و مهمات این امکان را فراهم می کند که عملیات جنگی به اندازه کافی فشرده را برای 3-4 ماه دیگر بدون پر کردن آنها با تولید انجام دهیم).ثانیاً ، حتی پس از استفاده از سلاح های هسته ای در حالت آماده باش ، کشورهای بزرگ هسته ای هنوز تعداد زیادی کلاهک مختلف ، بارهای هسته ای ، وسایل انفجاری هسته ای در انبارهای خود خواهند داشت ، که به احتمال زیاد متضرر نمی شوند. می توان از آنها استفاده کرد و اهمیت آنها برای انجام خصومت ها بسیار زیاد می شود. توصیه می شود آنها را نگه دارید و از آنها برای تغییر اساسی در طول عملیات مهم یا در بحرانی ترین شرایط استفاده کنید. این دیگر یک برنامه نجات دهنده نخواهد بود ، بلکه یک برنامه طولانی مدت است ، یعنی یک جنگ هسته ای در حال به دست آوردن یک شخصیت طولانی مدت است. سوم ، در مسائل نظامی-اقتصادی یک جنگ وسیع ، که در آن از سلاح های معمولی در کنار سلاح های هسته ای استفاده می شود ، تولید ایزوتوپ های درجه سلاح و اتهامات جدید و دوباره پر کردن زرادخانه های سلاح های هسته ای به وضوح یکی از مهمترین آنها خواهد بود. وظایف مهم اولویت دار از جمله ، البته ، ایجاد اولین رآکتورهای تولیدی ، صنایع رادیوشیمی و رادیو متالورژی ، شرکت های تولید قطعات و مونتاژ سلاح های هسته ای.
دقیقاً در چارچوب یک درگیری مسلحانه در مقیاس بزرگ و طولانی مدت است که مهم است اجازه ندهیم دشمن از پتانسیل اقتصادی خود استفاده کند. چنین اشیائی را می توان نابود کرد که برای انجام آنها نیاز به سلاح هسته ای با قدرت مناسب ، یا هزینه زیاد بمب ها یا موشک های معمولی است. به عنوان مثال ، در طول جنگ جهانی دوم ، برای اطمینان از نابودی یک گیاه بزرگ ، لازم بود از 20 تا 50 هزار تن بمب هوایی در چندین مرحله بر روی آن پرتاب شود. حمله اول تولید را متوقف کرد و تجهیزات را خراب کرد ، در حالی که حملات بعدی کار مرمت را مختل کرد و آسیب را بیشتر کرد. فرض کنید کارخانه سوخت مصنوعی Leuna Werke شش بار از ماه مه تا اکتبر 1944 مورد حمله قرار گرفت و قبل از آن میزان تولید به 15 درصد از تولید معمولی کاهش یافت.
به عبارت دیگر ، تخریب به خودی خود چیزی را تضمین نمی کند. یک کارخانه تخریب شده قابل تعمیر است و از یک تاسیسات بسیار تخریب شده ، بقایای تجهیزات مناسب برای ایجاد یک تولید جدید در مکان دیگر را می توان حذف کرد. خوب است که روشی تدوین شود که به دشمن اجازه ندهد از یک تأسیسات مهم نظامی-اقتصادی برای قطعات استفاده ، بازسازی یا برچیند. به نظر می رسد یک سلاح رادیولوژیکی برای این کار مناسب است.
شایان ذکر است که در طول حادثه در نیروگاه هسته ای چرنوبیل ، که معمولاً تمام توجهات به واحد چهارم نیرو متمرکز بود ، سه واحد برق دیگر نیز در 26 آوریل 1986 خاموش شدند. جای تعجب نیست ، آنها آلوده به نظر می رسند و سطح تابش در واحد قدرت سوم ، که در کنار واحد منفجر شده قرار دارد ، آن روز 5 ، 6 رنتگنس در ساعت بود و دوز نیمه کشنده 350 رونتگن در 2 افزایش یافت. 6 روز یا فقط در 7 شیفت کاری. واضح است که کار در آنجا خطرناک بود. تصمیم برای راه اندازی مجدد راکتورها در 27 مه 1986 گرفته شد و پس از آلودگی شدید ، واحد های 1 و 2 در اکتبر 1986 و سومین واحد قدرت در دسامبر 1987 راه اندازی شدند. نیروگاه هسته ای 4000 مگاواتی به مدت 5 ماه کاملاً از کار افتاده بود ، فقط به این دلیل که واحدهای برق دست نخورده در معرض آلودگی رادیواکتیو بودند.
بنابراین ، اگر یک تأسیسات نظامی-اقتصادی دشمن را بپاشید: نیروگاه ، نیروگاه نظامی ، بندر و غیره ، با پودر سوخت هسته ای مصرف شده ، با مجموعه ای از ایزوتوپهای بسیار رادیواکتیو ، دشمن محروم می شود فرصت استفاده از آن او مجبور است ماه های زیادی را برای ضدعفونی کردن ، معرفی چرخش سریع کارگران ، ایجاد سرپناه های رادیویی و متحمل ضررهای بهداشتی از قرار گرفتن زیاد در معرض پرسنل صرف کند. تولید به طور کلی متوقف می شود یا بسیار کاهش می یابد.
روش تحویل و آلودگی نیز بسیار ساده است: پودر اکسید اورانیوم بسیار ریز - گرد و غبار سیاه و کشنده - در کاست های انفجاری بارگذاری می شود ، که به نوبه خود در کلاهک موشک بالستیک بارگذاری می شوند. 400-500 کیلوگرم پودر رادیواکتیو می تواند آزادانه وارد آن شود. در بالای هدف ، کاست ها از کلاهک خارج می شوند ، کاست ها توسط بارهای انفجاری از بین می روند و گرد و غبار بسیار رادیواکتیو هدف را می پوشاند.بسته به ارتفاع عملیات کلاهک موشکی ، می توان آلودگی شدیدی را در یک منطقه نسبتاً کوچک بدست آورد ، یا یک مسیر رادیواکتیو گسترده و گسترده با سطح پایین تری از آلودگی رادیواکتیو بدست آورد. اگرچه ، چگونه می توان گفت ، پریپیات اخراج شد ، زیرا سطح تابش 0.5 رونتگن در ساعت بود ، یعنی دوز نیمه کشنده در 28 روز افزایش یافت و زندگی دائمی در این شهر خطرناک شد.
به نظر من ، سلاح های رادیولوژیکی به اشتباه سلاح های کشتار جمعی نامیده می شدند. فقط در شرایط بسیار مطلوب می تواند به کسی ضربه بزند. بلکه مانعی است که مانع دسترسی به منطقه آلوده می شود. سوخت ناشی از راکتور ، که می تواند فعالیتی معادل 15-20 هزار رونتگن در ساعت داشته باشد ، همانطور که در "دفترچه های چرنوبیل" نشان داده شده است ، مانع بسیار موثری برای استفاده از جسم آلوده ایجاد می کند. تلاش برای نادیده گرفتن تشعشعات منجر به تلفات جبران ناپذیر و بهداشتی زیادی می شود. با کمک این وسیله مانع ، می توان دشمن را از مهمترین اشیاء اقتصادی ، گره های کلیدی زیرساخت های حمل و نقل و همچنین مهمترین زمین کشاورزی محروم کرد.
چنین سلاح رادیولوژیکی بسیار ساده تر و ارزان تر از یک بار هسته ای است ، زیرا در طراحی بسیار ساده تر است. درست است ، به دلیل رادیواکتیویته بسیار زیاد ، تجهیزات اتوماتیک خاصی برای خرد کردن اکسید اورانیوم استخراج شده از عنصر سوخت ، تجهیز آن به کاست و کلاهک موشک مورد نیاز است. کلاهک خود باید در یک محفظه محافظ مخصوص ذخیره شود و درست قبل از پرتاب توسط دستگاه مخصوص خودکار روی موشک نصب شود. در غیر این صورت ، محاسبه حتی قبل از پرتاب دوز مرگبار تابش دریافت می کند. بهتر است موشک هایی برای تحویل کلاهک های رادیولوژیکی در معادن قرار دهید ، زیرا در آنجا مشکل ذخیره ایمن کلاهک بسیار پرتوزا قبل از پرتاب راحت تر است.
