Чому айфон придумати легше,ніж утилізувати плутоній?

Почнемо з "дитячого" питання: хто такий цей плутоній? Елемент з порядковим номером 94 в таблиці Менделєєва, тобто - трансурановий (важчий, ніж уран, у якого порядковий номер - 92). У природі плутонію настільки мінімальна кількість, що ніяке збагачення ніяких руд результату не дасть. А навіщо цей плутоній взагалі потрібен? Справа в тому, що один з його ізотопів - 239-плутоній, ділиться швидше, ніж уран, енергії дає більше. Ну, або по-простому - вибухає він потужніше, ніж уран, а військовим - чим крутіший "ба-бах", тим краще...

Жахлива історія

Перші порції плутонію створювали на прискорювачах - дороге задоволення, але, як показав експеримент над Нагасакі, воно того варте. До речі, перший в історії атомний вибух - 16 липня 1945 р. поблизу містечка Аламогордо, що в штаті Нью-Мексико, був вибухом саме плутонієвої бомби. В наступному місяці після Аламогордо експерименти були успішно продовжені. Так, над Хіросімою рвонув урановий "Малюк", а над Нагасакі - плутонієвий "Товстун". Порівняння результатів було на користь плутонію. Під час атомного вибуху заряд розлітається зі швидкістю близько 1 тис. км/с, тому він встигає здетонувати не повністю. В "Малюка" вибухнуло лише 1,4 % заряду, в якості якого виступав урану-235, а ось в "Товстуні" успішно спрацювали 20 % плутонію-238. В результаті вибуху 70 тисяч людей загинули відразу, а 100 тисяч - стали інвалідами.

Плутонієві реактори

Були розроблені і створені спеціальні "плутонієві" реактори: в них уран горів таким чином, щоб на виході вийшла max кількість плутонію. До початку дев'яностих, коли це збройове безумство зупинили, США встигли накопичити сто три тонни плутонію, а СРСР - сто сімдесят. Отже, «на двох» було двісті сімдесят три тонни плутонію-239, якого в "Товстуні" було всього 6,4 кілограма!!! На двох виходить 18,750 "товстунів". Це - не враховуючи того, що бомби пізніших поколінь були набагато ефективнішими.

Операція "Утилізація"

Великі політики подумали, що це "забагато" і ними було прийняте рішення списати по тридцять чотири тонни плутонію з кожної сторони - тобто скоротити запаси приблизно на третину. І зупинити спеціалізовані "плутонієві" реактори. Що можна зробити з цими тоннами плутонію? Період напіврозпаду нього складає 24 тисячі років. Ніякі хімічні реакції не допоможуть. Людина влаштована наступним чином: сам поламав, то і полагодить. Тому і домовилися утилізувати військовий плутоній в атомних реакторах (більш детально про утилізацію плутонію можна прочитати на сайті https://wastelog.ru). Сподіваюся, що поки було зрозуміло?

Як влаштований реактор АЕС?

Тепер доведеться зрозуміти, що горить в атомних реакторах і що потрібно, щоб спалити в них плутоній-239. Основним різновидом атомних реакторів - є так званий "водний". Маємо бочку з урановими стрижнями, в якій відбуваєтья атомна "пожежа" з температурою горіння 400 - 630 градусів. Але який із цього толк, окрім як погрітися? Отримане ТЕПЛО треба якось "забрати" і по-розумному використати. Саме тому, навколо бочки зі стержнями запускають "змійовик" з водою, яку, в свою чергу, прокачують за допомогою насосів. Прийшла холодна вода, а "мотнувшись" навколо бочки зі стержнями - пішла гаряча. Щоб вода не випарувалася - її ганяють під серйозним тиском. А що буде, якщо в бочку замість урану напхати плутонію-239? Та нічого хорошого: температура горіння буде настільки висока, що "зняти" її за допомогою води просто не вийде - трубки розірвуться. Де вихід? Він у реакторах, які працюють на швидких нейтронах.

Швидкі нейтрони: що це таке?

"Швидкий" - це і є "більш гарячий", оскільки в атомній фізиці температура і енергія - це одне і те ж. Грубо кажучи, чим швидше кидається атом - тим вища у нього температура. Абревіатура "ШН" - це не тільки "швидкі нейтрони", але і "швидкий, натрієвий". В цьому випадку в "змійовику" циркулює не вода, а рідкий натрій, який кипить при 880 0 С, а плавиться - при 97 0 С. Логічно, що він може потягти на себе більшу температуру, та й не потрібно такого великого тиску в "змійовику", як у випадку з водой. Але спливає інша біда: при з'єднанні з киснем в повітрі рідкий натрій горить із дуже страшною силою - будь-який витік і все...

Але такі великі країни, як США та Франція вміють робити такий реактор, правда експериментальний і маленький. Але є одне "але" - їх реактори згоріли. Японці спробували, але в 2010 році - зірвалася труба з паливом і потонула в натрії, а ще й Фукусіма - згорнули, забули. А що в Росії? У 1980 в Білоярську побудували промисловий реактор - ШН-600. Ні аварій, ні пожеж... Нещодавно ШН-800 в мережу встромили і працює. Що тут скажеш - дикуни. Ніде в світі немає - а в них працює. Ганьба якась. Жах!

МОКС-паливо

Повертаємося до плутонію. Робити паливний стрижень цілком з плутонію-239 - не варіант, може рвонути. Тоді було розроблено так зване МОКС-паливо: суміш урану і плутонію. МОКС-паливо в принципі навіть на "водних" реакторах палити можна. Ну, якщо МАГАТЕ дозволить, дасть окрему ліцензію. Тоді можна половину стрижнів звичайних ставити, а половину - з МОКС-паливом.

В Європі 40 реакторів такі ліцензії вже отримали - в Бельгії, Франції та Німеччині. А в США? В Америці - 0. Щось не заладилось! Ну а що в Росії? А в РФ ліцензія взагалі не потрібна! Є реактори БН-600 і БН-800, які тільки під МОКС-паливо і розраховані. Дикуни...

Висновки

Сьогодні в світі реактори на швидких нейтронах і завод МОКС-палива є лише в Росії. На сьогодні, РФ може зробити з плутонію 1,7 тис закладок МОКС-палива, продати його в ЕС, або спалити у себе. Ну а що ж США? Вони зробили айфон, причому на китайському заводі. Ну а куди подіти свій плутоній - вони досі не знають.