Чернобыль. Месть мирного атома - [94]

Шрифт
Интервал

Торий, или уран? Вот в чем вопрос..

Науке известны три делящихся изотопа - уран-235, плутоний-239 и уран-233. Уран-235 получают из природной смеси урана-235 и урана-238 методом разделения изотопов. Плутоний-239 нарабатывают в реакторах, где уран-238 превращается в плутоний по цепочке реакций

>238и => >239и => >239Щ =>>239Ри.

Уран-233 тоже накапливают в реакторах, где торий-232 перерабатывается в уран-233, поэтому начальной загрузкой в реакторе может быть торий.

Сама идея использования тория для получения ядерной энергии не нова. Запасы этого элемента только в редкоземельных рудах втрое превышают все мировые запасы урана.

Ториевые ядерные реакторы уже построены в нескольких странах. В частности, компания “Эдисон” готовит для реакторов тепловыделяющие элементы, в которых тория в 15 раз больше чем урана (уран играет роль запальной свечи).

Примечание для подготовленных читателей: в приводимой ниже таблице представлены основные параметры делящихся изотопов. Полное сечение характеризует вероятность взаимодействия любого типа между нейтроном и данным ядром. Сечение деления характеризует вероятность деления ядра нейтроном. От того, какая доля ядер участвует в процессе деления, зависит выход энергии на один поглощенный нейтрон. Число нейтронов, испускаемых в одном акте деления, важмо с точки зрения поддержания цепной реакции. Число новых нейтронов, приходящихся на один поглощенный нейтрон, характеризует интенсивность деления. Доля запаздывающих нейтронов связана с энергией, запасенной в данном материале. Запаздывающие нейтроны испускаются осколками деления после того, как деление исходного ядра уже произошло (с выходом, в момент деления, двух-трех так называемых мгновенных нейтронов деления).

Из таблицы (см. ниже) видно, что каждый делящийся изотоп имеет свои преимущества. Например, в случае выбора изотопа с наибольшим сечением для тепловых нейтронов (с энергией 0,025 эВ), при использовании замедлителя нейтронов понадобится меньше делящегося вещества для достижения критической массы. Поскольку наибольшее число нейтронов на один поглощенный нейтрон возникает в плутониевом реакторе на быстрых нейтронах (1 МэВ), в режиме воспроизводства лучше использовать плутоний (в реакторе на быстрых нейтронах), чем уран-235

в реакторе на тепловых нейтронах. По той же причине хорошие показатели даст и уран-233 в реакторе на тепловых нейтронах.

С точки зрения безопасного управления лучше использовать уран-235, поскольку доля запаздывающих нейтронов у него больше.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕЛЯЩИХСЯ ИЗОТОПОВИзотопУран-235Уран-233Плутоний-239Энергия нейтрона1 МэВ0,025 эВ1 МэВ0,025 эВ1 МэВ0,025 эВПолное сечение6,6 +0,1695 + 106,2 +0,3600 + 107,3 +0,21005 + 5Сечение деления1,25 + 0,05581+61,85 + 0,10526 + 41,8+ 0,1751 + 10Доля ядер, не участвующих в делении0,077 + 0,0020,174 + 0,010,057 + 0,0030,098 + 0,0040,08 + 0,10,37 + 0,03Число нейтронов, испускаемых в одном акте деления2,6 +0,12,43 + 0,032,65 + 0,12,50 + 0,033,03 + 0,12,84 + 0,06Число нейтронов на один поглощенный нейтрон2,41+0,12,07 + 0,022,51+0,12,28 + 0,022,8 + 0,12,07 + 0,04Долязапаздывающих нейтронов, %0,64 + 0,030,65 + 0,020,26 + 0,020,26 + 0,010,21 + 0,010,22 + 0,01Энергия деления, МэВ200197207Все сечения ядерных реакций приведены в барнах (10 ">28 м>2).

Для советских атомных бомб наши ученые, по загадочному совпадению с заокеанскими физиками, тоже выбрали плутоний-239. Курчатов писал: "Если в действительности эка-осмий (так называли тогда плутоний-239) обладает такими же свойствами, как уран-235, то его можно будет выделить из "уранового котла" и употребить в качестве материала для "эка-осмиевой " бомбы. Бомба будет сделана из "неземного" материала, исчезнувшего на нашей планете" [38].

Почему наши ученые не выбрали торий-урановый цикл? Возможно потому, что добытые советской разведкой сведения о технологии изготовления американских атомных бомб и лимит времени, отпущенный нашими политиками для создания нового оружия, ограничили программу

сравнительных исследований всех делящихся веществ. Курчатов не мог себе позволить потери времени на изучение технологии получения урана-233 из тория, поэтому им сразу был выбран кратчайший путь к цели (к плутонию), уже проверенный бывшими союзниками.

Г лава 7

РАДИОАКТИВНЫЕ ОТХОДЫ И ОТРАБОТАВШЕЕ ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО

Работа любого реактора сопровождается накоплением жидких и твердых радиоактивных отходов (РАО) и выгрузкой отработавшего ядерного топлива (ОЯТ), имеющего чрезвычайно высокую радиоактивность (за счет осколков деления ядер топлива). Операции по обработке и «вечному» захоронению этих опасных веществ, с извлечением их полезной составляющей, должны были замкнуть цикл всего ядерного производства. Такой цикл, начинающийся добычей урановой руды и заканчивающийся «захоронением» в землю безопасно упакованных РАО, называется полным ядерно-топливным циклом (ЯТЦ). Создать эффективно работающий, полный ЯТЦ не удалось ни одной стране. Это факт. После выработки планового количества энергии отработавшее топливо выгружается и на том ЯТЦ прерывается. До сих пор РАО и ОЯТ хранятся во временных хранилищах на АЭС и военных объектах, потому что ранее спроектированные и отработавшие свой срок установки по их переработке оказались слишком дорогими, и слабомощными, и малоэффективными.


Рекомендуем почитать
Остановки в пути. Вокруг света с Николаем Непомнящим. Книга первая

Удивительное дело – большую часть жизни путешествия по России и другим странам были для автора частью его профессиональных обязанностей, ведь несколько десятилетий он проработал журналистом в различных молодежных изданиях, главным образом в журнале «Вокруг света» – причем на должностях от рядового сотрудника до главного редактора. Ну а собирать все самое-самое интересное о мире и его народах и природе он начал с детства, за что его и прозвали еще в школе «фанатом поиска». Эта книга лишь часть того, что удалось собрать автору за время его работы в печати и путешествий по свету.


Инквизиция и инквизиторы во Франции

После Альбигойского крестового похода — серии военных кампаний по искоренению катарской ереси на юге Франции в 1209–1229 годах — католическая церковь учредила священные трибуналы, поручив им тайный розыск еретиков, которым все-таки удалось уберечься от ее карающей десницы. Так во Франции началось становление инквизиции, которая впоследствии распространилась по всему католическому миру. Наталия Московских рассказывает, как была устроена французская инквизиция, в чем были ее особенности, как она взаимодействовала с папским престолом и королевской властью.


Во власти цифр. Как числа управляют нашей жизнью и вводят в заблуждение

Миром правят числа. Все чаще и чаще решения принимают не люди, а математические модели. В числах измеряется все – от наших успехов в образовании и работе и состояния нашего здоровья до состояния экономики и достижений политики. Но числа не так объективны, как может показаться. Кроме того, мы охотнее верим числам, подтверждающим наше мнение, и легко отбрасываем те результаты, которые идут вразрез с нашими убеждениями… Анализируя примеры обращения с численными данными в сферах здравоохранения, политики, социологии, в научных исследованиях, в коммерции и в других областях и проливая свет на ряд распространенных заблуждений, нидерландский журналист, специалист по числовой грамотности Санне Блау призывает мыслить критически и советует нам быть осмотрительнее, о чем бы ни шла речь – о повседневных цифрах, управляющих нашим благополучием, или о статистике, позволяющей тем, кто ее применяет, достичь огромной власти и влияния. «Числа влияют на то, что мы пьем, что едим, где работаем, сколько зарабатываем, где живем, с кем вступаем в брак, за кого голосуем, как решаем вопрос, брать ли ипотеку, как оплачиваем страховку.


Старший брат следит за тобой. Как защитить себя в цифровом мире

В эпоху тотальной цифровизации сложно представить свою жизнь без интернета и умных устройств. Но даже люди, осторожно ведущие себя в реальном мире, часто недостаточно внимательно относятся к своей цифровой безопасности. Между тем с последствиями такой беспечности можно столкнуться в любой момент: злоумышленник может перехватить управление автомобилем, а телевизор – записывать разговоры зрителей, с помощью игрушек преступники могут похищать детей, а к видеокамерам можно подключиться и шпионить за владельцами.


Продолжим наши игры+Кандибобер

Виктор Пронин пишет о героях, которые решают острые нравственные проблемы. В конфликтных ситуациях им приходится делать выбор между добром и злом, отстаивать свои убеждения или изменять им — тогда человек неизбежно теряет многое.


Антология машинного обучения. Важнейшие исследования в области ИИ за последние 60 лет

История машинного обучения, от теоретических исследований 50-х годов до наших дней, в изложении ведущего мирового специалиста по изучению нейросетей и искусственного интеллекта Терренса Сейновски. Автор рассказывает обо всех ключевых исследованиях и событиях, повлиявших на развитие этой технологии, начиная с первых конгрессов, посвященных искусственному разуму, и заканчивая глубоким обучением и возможностями, которые оно предоставляет разработчикам ИИ. В формате PDF A4 сохранен издательский макет.