Pull to refresh

Comments 48

Как интереснее было бы учиться в школе, если бы вместо физики были уроки по обогащению урана, вместо пения — по игре на балалайке, а вместо биологии — по медведеведению.
И опять сыграем в старую добрую игру – угадай родную страну автора по комментарию
" В случае, если лазерный метод обогащения докажет свою простоту и эффективность, работы по оружейному урану могут начать вести там, где это не очень нужно. По этому пока лазерный метод как то подминают." — офигеть как эффективно…
По-моему принцип вполне понятна даже из картинки и грамотный специалист в Северной Корее вполне может собрать такую установку.
Обогатить уран не достаточно, надо еще грамотно сделать детонационную схему (желательно имплозийную) и после этого крайне важно чтобы ракета хотябы за пределы пхеньяна успела вылететь прежде чем упадет (а еще ее сбить могут).
Но в целом да, никто не хочет предоставлять психически неуравновешенным режимам даже частично технологии производства оружия массового уничтожения.
Если использовать именно обогащённый уран, то схему может собрать компания студентов, почитавшая Википедию и подобные ей источники.
Там работоспособна пушечная схема сборки, предельно простая в реализации и надёжная (на Хиросиму бомбу этой схемы сбросили без испытаний на полигоне, и так ясно было, что сработает).
Конечно, она малоэффективна, но при наличии большого количества дешёвого высокообогащённого урана это не проблема.
Вообще я конечно несколько поторопился и ответил по сути за бомбы/ракеты.
Имея большое количество дешевого высокообогащенного урана террористы могут устроить дикое заражение местности наработав из этого урана сильно радиоактивных изотопов. Для этого не нужно ни бомб делать ни ракет, и эффект обнаружится когда уже поздно будет.
Грязную бомбу можно сделать гораздо проще: воруешь РИГЭГ (их по России сотни бесхозных, прецеденты кражи их частей известны) — и вот тебе куча стронция-90.
Но «беда» «грязной бомбы» в том, что она убивает своего создателя раньше, чем он успевает её применить (все похитители частей РИТЭГов были найдены мёртвыми).
Ну и реактор для наработки изотопов можно на природном уране запустить. Собственно так и делали. Всего-то чистый графит нужен, в наше время это не проблема.
Ну какая же тут беда? Десятком шахидов больше, десятком меньше — делов-то.
Так потому и в кавычках :-)
Может расскажите, почему и США и СССР он помог, а мне не поможет?
Без нейтронного запала получится хлопушка мощностью единиц тонн тротила.
А его сделать достаточно сложно.
Нет, при пушечной сборке в нём нет нужды, т.к. уран не сжимается, а собирается из отдельных кусков в стабильную конструкцию. Она вполне спокойно «доживает» до спонтанного деления одного из атомов урана.
Да и сделать его достаточно просто: иголки, покрытые с боков полонием-210, упираются в покрашенный кусок бериллия. В момент сжатия заряда иголки вдавливаются в бериллий и тот начинает испускать нейтроны. Так в «Гаджете» и «Толстяке» делали. По современным меркам примитивно, но работает.
Я читал, что в первой урановой бомбе тоже был нейтронный запал.
А проблема его изготовить в том, что полоний или тритий очень сложно достать.
Был «на всякий случай».
Полоний можно купить в интернете…
А уж имея высокообогащённый уран сделать реактор и наработать полоний — это вообще задача для школьника.
Тритий — аналогично. У меня на ключах колба с тритием висит.
50 кюри полония в интернете покупать?
Реактор минимум на 100 мегаватт школьником строить?

Не позорьтесь.
50 кюри — это для имплозионной схемы нужно.

Откуда «минимум 100 мегаватт»?..
Те же 50 кюри полония — это 10 мг. Чтобы его произвести нужно вызвать деление в примерно таком же количестве урана-235 (напоминаю, он у нас высокообогащённый, никакого паразитного поглощения нейтронов в уране-238 нет). Это даст выделение энергии в количестве 230 кВт·ч. Т.е. 1 кВт реактор наработает нам 10 мг полония за полторы недели.
Ну и как это сделать на практике?

Сделать значит реактор из сотен килограммов оружейного урана с Bi-209 в качестве теплоносителя. А этот уран-то по миллиону долларов за кг.
Потом как-то запустить реактор и охлаждать.
Потом получить адски радиоактивный теплоноситель и сам уран, из этой тонны как-то выделить 10 мг полония. Уран потом будет запорот адской радиоактивностью.

Задача как раз для школьника, да.
Не сотен, а лишь нескольких килограмм. У нас в институте 2,5 МВт реактор содержит лишь 3,5 кг оружейного урана.

Теплоноситель — вода. Из под крана. Сливаемая в канализацию (мы же террористы, нам на загрязнение пофиг). 1 кВт отвести — не проблема.

А висмут — бланкет, окружает со всех сторон активную зону, собирая вылетающие из неё нейтроны. Естественно, его тоже никакие не тонны.

А на счёт цены, так вы вводную вообще читали?.. «при наличии большого количества дешёвого высокообогащённого урана».
Ещё раз: нам вообще не нужен нейтронный инициатор для пушечной сборки.

Единственное, что действительно нереально, так это получить втихаря уран оружейного качества при текущих технологиях. Но ежели развитие технологий лазерного обогащения сделает это возможным, то и реактор и бомба будут простейшим делом.

Вот только лазерный метод разделения предполагает хоть и компактное и энергоэкономичное производство, но сверхвысокотехнологичное. Потребуются лазеры с перестраиваемой длиной волны огромной мощности. Это по силам крупной высокотехнологичной корпорации, по силам стране, но моджахеды в ближайшем ауле никак не осилят.
Что же до стан, то даже Северная Корея осилила ядерное оружие без технологии лазерного разделения. В конце концов, это технология семидесятилетней давности! Любая страна при наличии политической воли может создать ядерное оружие уже сейчас.
Как студент кафедры «Ядерные реакторы и установки» и работник атомной отрасли я вас заявляю что у вас через чур примитивные представления о устройте и принципе работы ядерного реактора.
Как инженер-физик по специальности «Физика атомного ядра и частиц» и магистр по специальности «Ядерная физика и технологии» заявляю: нет, не примитивные.
Про «дожитие до первого деления» вы ошибаетесь. Назначение запала — заставить бомбу выделить всю энергию резко, чтобы не допустить разлета вещества. Почитайте в википедии например, почему плутоний-240 является вредной примесью для оружейного плутония (да-да, именно из-за спонтанного нейтронного фона в районе около 130 нейтронов на килограмм в секунду).
Плутоний-240 вызывает начало реакции ещё до того, как заряд собрался в максимально плотное состояние. Именно в этом проблема.
Вторая проблема С ИМПЛОЗИВНОЙ СХЕМОЙ — максимально плотное состояние само по себе сохраняется микроскопическое время. И именно тогда надо начать реакцию.
С пушечной сборкой урана обеих проблем нет: собственный фон мал, а максимально плотное состояние стабильно.

Что до скорости развития реакции, то эффективность пушечной схемы без инициатора на порядок ниже, чем имплозивной с нейтронным генератором. Но это компенсируется тем, что урана в бомбе на порядок больше. С нейтронным инициатором и имплозией успевает прореагировать 20% от 8 кг плутония, а без него в пушечной схеме — 2% от 60 кг урана. Мощность в итоге примерно одинаковая (20 кт у плутония и 15 кт у урана).
С чего это вы взяли, что 15 кт получается «без него»?
Вы тут мне говорили «Почитайте в википедии например». Вот и я вам так отвечу:
«An initiator is not strictly necessary for an effective gun design,[1][2] as long as the design uses „target capture“ (in essence, ensuring that the two subcritical masses, once fired together, cannot come apart until they explode). Considering the 70 spontaneous fissions per second, this only causes a delay of a few times 1/70 second, which in this case does not matter».
en.wikipedia.org/wiki/Gun-type_fission_weapon

Хотя, конечно, можно почитать и первоисточник:
«Once a supercritical mass is assembled, neutrons must be injected to start the chain reaction.
This is not really a problem for a gun type weapon, since the design allows the supercritical mass to remain in the fully assembled state indefinitely. Eventually a neutron from the prevailing background is certain to cause a full yield explosion».
nuclearweaponarchive.org/Nwfaq/Nfaq4-1.html
Они прекрасно знали. И, как я уже писал выше, вставили его туда «на всякий случай». Уже в самом конце разработки.
Ну вот примерно так оно все и устроено. Посмотрел картинки в популярной статье и повторил. Зачем тратить 6 лет на учебу в элитном ВУЗе и еще 10-15 на практику на заводе?
Не то слово. Как показывает российская практика, неприятные моменты могут последовать для автора поста в виде «обвинения в разглашении гостайны»
А где арудуино или малинка, плюс фотки «собрал на коленке на кухне»? Ни 3д печати, ничего. Сплошной скучный атомный прошлый век.
Ну давайте дальше жечь уголь, будем жить как в Пекине. Тогда и вспомните про прошлый век.
Я к тому, что в XXI веке обогащение урана должно делаться в домашних условиях с помощью хипстерской штуке на ардуинке и второй хипстерской штуке, напечатанной на 3D-принтере.
Например, для газодиффузионного метода α=1.00429


Эх, если бы так…
Берём 1,004, возводим в степень 1500, получаем почти 400. Т.е. полторы тысячи сеток хватило бы для производства высокообогащённого урана из обеднённого!
На самом деле там всё в разы хуже, а это — лишь теоретический предел.

В первой ступени каскада разделения поток исходной смеси разбивается на два потока: обедненный (удаляемый из каскада), и обогащенный. Обогащенный подается на 2-ю ступень.


Вы тут в корне неправы.
Будь так, 95-99,5% урана-235 удалялось бы в отходы.
Реально исходную смесь подают куда-то в середину каскада, а не в первую ступень.

Каскадность: число каскадов (от 0,7% до 3-5% по U-235) – менее 100, по сравнению с 150 000 центрифуг.


Так только что говорили, что одного каскада хватит до 7% обогатить, а тут до 3-5% — менее 100. Безусловно, 1 — это менее 100. Но как-то странно написано… Это раз.

Два: «для центрифуг значение сильно зависит от окружной скорости – при 250м/с α=1.026, при 600м/с α=1.233». Не сложно посчитать, что всего десяток каскадов 600 м/с центрифуг даёт нужный результат. Для 250 м/с — сотня каскадов.
150 000 — это число центрифуг на заводе, а не одна цепочка каскадов. Т.е. это огромное число параллельных цепочек, необходимых для массового производства ядерного топлива.
Дело в том, что при прекрасном коэффициенте разделения газовые центрифуги имеют мизерную производительность в плане объёмов.
Эх, если бы так…
Берём 1,004, возводим в степень 1500, получаем почти 400. Т.е. полторы тысячи сеток хватило бы для производства высокообогащённого урана из обеднённого!

Число α — коэффициент для одной машины. Явно я это не указал (забыл) но думаю и так всем кроме вас понятно, что именно по этому их и объединяют в каскады (по 1500 штук) чтобы в сумме (а не на одной разделительной машине) получить те самые 400.
Вы, похоже, даже не поняли смысла моего комментария…
Смысл в том, что 1500 сеток едва осиливают сделать низкообогащённый уран из природного, а никак не высокообогащённый из обеднённого. Из-за того, что реально сетки от силы 1,001 дают.
> Схема, демонстрирующая принцип электромагнитного разделения.

Очень плохая схема. Траектории изотопов показаны в корне неверно.
Я не то чтобы специалист, но мне непонятно почему все, такие умные, не заметили явную неправду в тексте автора, то что реакторы на быстрых нейтронах (далее РБН) требуют высоко обогащенного топлива.

Я то, как чайник думал что РБН могут использовать даже искусственно обедненный уран потому что сами для себя нарабатывают делящийся материал, потому то их и называют бридерами.

Я вообще был уверен что будущее ядерной энергетики не в том чтобы разделять изотопы, а в том чтобы использовать неактивные материалы типа U238 и Th232 с последующим чисто химическим разделением продуктов распада.

Все эти заводы по разделению изотопов должны или уйти в прошлое, или быть вынесены в космос.

Но политические соображения похоронили производство плутония… а зря!
реакторы на быстрых нейтронах действительно требуют высокого обогащения топлива и на обедненке не работают. Как из обедненки взять начальное количество нейтронов, необходимое для запуска процесса? Известный канадский реактор Канду (не являющийся, кстати РБН), работающий на природном уране, для этого использует тяжелую воду, которую получить — тоже большая проблема.
!!!
tambourine, такого глубокого непонимания сути я и не предполагал…
Извините, но спросите сами себя,
а для чего вообще нужны реакторы на быстрых нейтронах (далее РБН).

Вся суть РБН в том что они сами нарабатывают делящийся материал из неделящегося.
Fast Breeder Reactor (FBR). Breeder — размножитель.

В принципе в любом урановом реакторе происходит наработка плутония 239(239Pu), но в РБН создаются такие условия при котором что активного материала нарабатывается существенно больше чем сжигается.
Разделить уран и плутоний радикально проще чем отделить 238U от 235U,
и смешав плутоний с не обогащенным ураном получают топливо которое можно опять загрузить в реактор (MOX топливо). Таким образом применение РБН позволяет полностью отказаться от процесса разделения изотопов урана. Но конечно в самом начале необходима «зажигалка», заряд высокоактивного материала для начала процесса.

То есть были времена когда плутоний шел исключительно на изготовление бомб ни кто даже и не думал использовать его как топливо для реакторов, требовался высокообогащенный уран,
но теперь плутоний извлекают из боезарядов и делают так называемое МОХ топливо.

Кстати, в РБН нерационально использовать для охлаждения воду.
Кстати, жесткий режим работы РБН может использоваться так же для дожигания радиоактивных отходов и для получения материалов с наведенной вторичной радиацией, (например производство ядерных батареек из никеля, очень безопасных и компактных.)
Основная причина неиспользования РБН чисто политическая, потому что в каждом РБН в цикле задействовано около 6 тон плутония который легко и быстро можно превратить в бомбы… много бомб.
вы можете сколь угодно распинаться, но я как технолог по производству ядерного топлива для БН могу сказать одно: для реакторов БН (600 и начальная загрузка 800) используется уран с довольно высоким (в несколько раз большим, чем для ВВЭР) обогащением. Точка.
Ну я не специалист, но хотелось бы спросить:
А куда же девается наработанный 239Pu?
Тем более что в РБН его образуется даже больше чем нужно для продолжения работы.

Я где то читал что сейчас 239Pu извлекают из боезарядов и смешав с ураном делают так называемое МИХ топливо.

А еще читал про концепцию реактора на бегущей волне (реактор-самоед, реактор Феоктистова)… но как я понимаю это пока только теория.

В любом случае я не понимаю зачем нужны РБН если они не нарабатывают топливо хотя бы для себя.
Так все таки куда же на самом деле уходит плутоний?
Мы что, продолжаем делать бомбы?

Вы могли бы поделиться информацией о том что же на самом деле происходит в ядерной энергетике.
У меня со стороны создается впечатление что развития почти нет.
Почти…
Идея наработки «на себя» сейчас реализуется в реакторе БРЕСТ-ОД-300. Там КВ=1.04.

Плюсы РБН не только в КВ, это очень комплексный процесс который так вот однозначно не опишешь. Есть много статей на эту тему, в некоторых даже стараются что то обьянить. Как правило про КВ говорят неподготовленному читателю — потому что это просто и понятно, и вроде как сразу все понимают что «РБН это круто потому что топливо бесконечное». На деле, если добавить технологию, топливный цикл, конструкцию, нейтронную физику, материаловедение, химию, экономику, опыт работы и т.п… вылезает много ньюансов, как положительных, так и нет.

Сразу загрузить плутонием не получится просто потому что плутониевое топливо очень капризное — да и технологий нет. На отработку технологий оксидного топлива ушли десятилетие, даже нитридное уранове топливо только только еще проходит испытания. А уж про плутоний и говорить страшно, там проблем море, не на одно десятиление (теми темпами что мы сейчас работаем). По той же причине кроме Индии торием сейчас никто не занимается — лишнего десятилетия на отработку технологий нет ни у кого.
ну вообще вопрос начала эксплуатации реакторов БН на уран-плутониевом топливе в промышленном масштабе — это где-то год-полтора. Сейчас в БН-800 уже стоит несколько десятков сборок с МОКС-топливом. В этом смысле БРЕСТ-300 дальше от реальности (и проблем там куда больше), т.к. на нем даже не начаты общестроительные работы.
Sign up to leave a comment.

Articles