ядерний топ

Не сказати, що багато літер і 11 зображень, джерело буде зазначено в кінці, нехай йти.

Ви коли-небудь дивилися, чому ядерна зброя так обмежена? Або чому не може бути деякі країни, які мають ці зброї, довільно будують свою ядерну владу, незважаючи на їхні побажання?
Так, звичайно! Все про ці ядерні технології. І найголовніше з них це простий пристрій.

Цей невидимий сірий циліндр є ключовим посиланням в російській атомній промисловості.
Він виглядає, звичайно, не дуже презентабельно, але варто розуміти його призначення і подивитися на технічні характеристики, так як ви починаєте реалізувати, чому секрет його створення і пристрою охороняється державою, як яблуко очей.

Так, я забув уяві: це центрифуга газу для відокремлення уранових ізотопів BT-3F (nth Generation). Принцип дії є елементарним, як в молочному сепараторі, важким, за впливом відцентрової сили, відокремлюється від легень. Що таке значення і унікальність?





Для початку відповімо ще одне питання: Чому окремий уран?
Натуральний уран, який лежить прямо в землі, є коктейльом двох ізотопів: uranium-238 і uranium-235 (і 0.0054% від U-234).
Урані-238 - це просто важкий, сіро-барвний метал. З неї можна зробити артилерійську оболонку або ... Що можна зробити з урану-235? Ну, спочатку атомна бомба, другий паливо для атомних електростанцій. І ось ми приїжджаємо до ключового питання: як ми відокремлюємо ці два, майже ідентичні атоми один від одного? Ні, дійсно, як?!
радіус ядра атома урану -1,5 10-8 см.
Для того, щоб уранові атоми були введені в технологічну мережу, необхідно перетворювати в газоподібний стан. Не має сенсу кип'ятити, досить об'єднати уран з фтором і отримати HFC урановий гексафтор. Технологія його виробництва не дуже складна і дорогий, а отже, HFCs отримують право, де цей урановий промінюється. UF6 є єдиним легко волейним з'єднанням урану (при нагріванні до 53 ° C, гексафторид (нагрівається) безпосередньо проходить від твердого до газоподібного). Потім його накачують в спеціальні контейнери і направляють для збагачення.



Історія.
На самому початку ядерної гонки найбільші наукові погляди як СРСР, так і США опанували ідею поділу дифузій - пропустити уран через сито. Невеликий 235th ізотоп буде ковзати через і товстий 238th отримає стук. Зробляючи сито нано отвори для радянської промисловості в 1946 році не було найскладнішого завдання.

З доповіддю Ісаак Костянтинович Кокін на Науково-технічну раду Ради народних комісарів (закріплений до збору декласифікованих матеріалів на атомному проекті СРСР)): В даний час ми навчилися зробити сітки з отворами близько 5/1000 мм, тобто 50 разів вільного пробігу молекул при атмосферному тиску. Таким чином, газовий тиск, при якому відбувається поділ ізотопів на таких сіточках менше 1/50 атмосферного тиску. На практиці ми очікуємо роботи на тиску близько 0,01 атмосфери, тобто в гарному вакуумі. Розрахунок показує, що для отримання продукту, збагаченого до концентрації 90% при легкому ізотопі (наприклад, концентрація достатньо для отримання вибухонебезпечних речовин), близько 2,000 таких кроків повинні поєднуватися в каскад. У машині, розробленій та частково виготовлений нами, очікується отримання 75-100 г урану-235 на добу. Встановлення складе близько 80-100 "холодильники", кожен з яких буде встановлена 20-25 кроків.
Нижче наведено звіт Берія до Сталіна про підготовку першого атомного вибуху. Нижче наведено невелике посилання на накопичені ядерні матеріали на початку літа 1949 року.



І тепер уявіть собі - 2000 хефтових установок, заради деяких 100 грамів! Ну, куди піти, потрібно бомби. І почали будувати заводи, а не тільки заводи, але і цілі міста. І вся справа, тільки міста, ці дифузійні рослини вимагають стільки електрики, що їм довелося будувати окремі електростанції поблизу.

На фото: Перша світова рослина для газового дифузійного збагачення урану К-25 у Дубі Ridge (США). Вартість будівництва $500 млн. Довжина U-подібної будівлі становить близько половини миля.



У СРСР перший етап заводу Д-1 No 813 призначений для загального виробництва 140 грамів 92-93 відсотків урану-235 на добу в 2 каскадах 3100 секцій поділу ідентичних в потужності. Під виробництвом було присвоєно незакінчену авіаційну завод в с. Верх-Невинськ, 60 км від Свердловського. Пізніше вона перетворилася в Свердловськ-44, а 813-а рослина (зображена) в Урал електрохімічний завод - найбільший світовий сепараційний завод.



І хоча технологія дифузійного поділу, припливу з великими технологічними труднощами, була дрібно сформована, ідея оволодіння більш економним процесом центрифуги не відходило порядку. Якщо ви можете створити центрифуга, споживання енергії буде зменшено з 20 до 50 разів!

Як проводиться центрифуга?
Він розташовується більше елементарних і виглядає як старий пральний апарат, що працює в режимі "прес/сухий". У герметичному корпусі ротор обертається. Цей ротор подається з газом (UF6). У зв'язку з відцентровою силою сотні тисяч разів більше, ніж гравітаційне поле Землі, газ починає відокремлювати в «сірий» і «світло» фракції. Легкі і важкі молекули починають кластерувати в різних зонах ротора, але не в центрі і периметрі, але в верхній і нижній частині. Це відбувається через конвекційні потоки - кришка ротора нагрівається, і є протитоку газу. У верхній і нижній частині циліндра є дві невеликі труби - впуск. У нижній трубці потрапляє розсипана суміш, в верхній - суміш з більшою концентрацією атомів 235U. Ця суміш переходить в наступний центрифуг, і так до тих пір, поки концентрація 235-го урану досягає потрібного значення. Мережа центрифугів називається каскадом.

р.

Технічні характеристики.
Ну, перш за все, обертальна швидкість - в сучасному генеруванні центрифуги вона досягає 2000 об/хв (не знаю, що порівняти... 10 разів швидше, ніж турбіна в авіаційному двигуні)! І вона працює непристойно протягом трьох десятиліть! Зараз в каскадах обертаються центрифуги, що входять до складу Brezhnev! СРСР вже не існує, і вони всі спінінги і спінінги. Не складно розрахувати, що під час робочого циклу ротор робить 2 000 000 000 000 000 (два трильйони) оборотів. І який тип підшипника може витримати це? Немає! Немає підшипників. Сам ротор є звичайним верхом, в нижній частині він має міцну голку, відпочиючись на корундуці, а верхній кінець висить в вакуумі, що проводиться електромагнітним полем. Голка також не проста, виготовлена з звичайного дроту для фортепіано ниток, вона загартована в дуже хитрому шляху (як - GT). Не складно уявити, що при такій французькій швидкості обертання, сам центрифуг повинен бути не тільки міцним, але надміцним.

Вчений Йозеф Фрідландер згадує: «Три часи були повністю зняті». Після того, як ми вже виграли Ленінський приз, був великий нещасний випадок, кришка відійшов на центрифузі. Розсіяні шматки, знищені інші центрифуги. Зростає радіоактивна хмара. Я мав зупинити всю лінію - кілометр монтажу! У Средмаші центрифуги командували Генеральний Зверєв, перед атомним проектом працював у відділі Бірії. «Справа критична. Захист країни загрожує. Якщо ми не оперативно відреагуємо ситуацію, ви будете знову в 37 році. І негайно закрити зустріч. Ми приїхали з абсолютно новою технологією з повністю ізотропною рівномірною структурою чохлів, але потрібні дуже складні установки. З тих пір це види чохлів, які були виготовлені. Немає проблем. Росія має 3 бенефіціаційних заводів, відцентрових багато сотень тисяч.
На фото: тести першого покоління центрифугів

Р

Ротори Орпу також були спочатку металевими, поки вони були замінені вуглецевими волокнами. Легковаговик і тензій, це ідеальний матеріал для поворотного циліндра.

Генеральний директор УЕКК (2009-2012) Олександр Куркін згадує: «Чи не скаже. При тестуванні і тестуванні нового, більше «повернення» покоління відцентрів, одного з співробітників не чекав ротора, щоб повністю зупинитися, відключивши його з каскаду і вирішив перенести його на стенд. Замість переміщення вперед, як він не відпочиває, він почав рухатися назад з цим циліндром в об'ємі. Так ми побачили, що земля обертається, і гіроскоп є великою силою. ?

Хто придумав?
О, це таємниця, поховане в таємницю і загорнута в невідомому. Тут ви і німецькі захопили фізики, CIA, SMERSH офіцери і навіть знизили пілотні потужності. В кінці ХІХ ст. описано принцип газоцентрифуги.
Навіть на світі Атомного проекту Віктора Сергєєва, інженера Спеціального конструкторського бюро Кіровоградського заводу, запропоновано метод відцентрового поділу, але спочатку його колеги не затвердили ідею. У той же час вчені з побороненої Німеччини воювали на створення дивідаційної центрифуги в спеціальному науково-дослідному інституті-5 у Сухумі: доктор Макс Сteenbeck, який під Гітлером працював провідним інженером для Siemens, а колишній механік Luftwaffe, випускник Університету Відня Герно Zippe. В цілому, група включала близько 300 «експортованих» фізиків.

Олексій Калієвський, Генеральний директор ВАТ «Центротех-СПб», «Разотом Груп»: Наші фахівці прийшли до висновку, що німецький центрифуг абсолютно не підходить для промислового виробництва. Апарат Steenbeck не мав системи передачі частково збагачений продукт на наступний етап. Пропоновано охолодити кінці кришки і заморожити газ, а потім поливати його, зібрати і покласти в наступний центрифуг. Я маю на увазі, схема непроникна. Проте проект мав дуже цікаві та незвичайні технічні рішення. Ці «міжнародні та незвичайні рішення» поєднуються з результатами, отриманими радянськими науковцями, зокрема з пропозиціями Віктора Сержева. Відносно кажучи, наш компактний центрифуг третій плод німецької думки, а два третини плодів радянської думки. По дорозі, коли Сергійов прийшов до Абхазії і висловив свої думки до Сteenbek і Ціппи про вибір урану, Сteenbek і Ціппе звільнено їх як нереально.

А що зробив Сергійєв?
Пропозиція Сергіяєва була створена для створення газових колекторів у вигляді труб Piteau. Але д-р Сteenbeck, хто зубить зуби, як він вірив, на цій темі був категоричний: «Уповільнить потік, викликати турбулентність, і не буде поділу!» Через рік, працюючи над спогадами, він пошкодить його: ідея гідна приходу від нас! Але це ніколи не перекреслив мій розум. . ?
Пізніше, будучи поза СРСР, Steenbek більше не займається центрифугами. Але Geront Zippe, перш ніж вийти за Німеччину, мав можливість познайомитися з прототипом центрифуги Сергія та блискучо простим принципом його роботи. Після того, як на Заході, «прив'язувати Zippe», як його часто називають, запатентував дизайн центрифуги під його назвою (патент No 1071597 від 1957, заявлений в 13 країнах). У 1957 р. після переходу до США Zippe збудував робочу інсталяцію, відтворивши від пам'яті прототип Сергіява. І назвав його, давайте це кредит, «Російський центрифуг».



По дорозі російська інженерія зарекомендувала себе в багатьох інших випадках. Приклад є елементарним клапаном аварійного відключення. Не існує датчиків, детекторів або електронних схем. Є тільки самоварний кран, який торкається каскадом з його вихованцем. Якщо щось неправильне, а центрифуга змінює свою позицію в космосі, вона просто перетворюється і закриває вхідне шосе. Як американська ручка і російський олівець в космосі.



Наші дні
Цього тижня автор цих ліній взяв участь у заході з питань зауважень – закриття У.С. Департаменту Енергоспостереження за контрактом HEU-LEU. Ця угода (Highly Enriched Uranium – Low Enriched Uranium) була, і залишається, найбільша ядерна енергетична угода між Росією та Америкою. За умовами договору російські атомні інженери обробляли 500 тонн озброєння (90%) урану в паливо (4%) HFC для американських атомних електростанцій. За підсумками 1993-2009 рр. склав 8,8 млрд дол. США. Це був логічний результат технологічного прориву наших ядерних науковців у галузі поділу ізотопу, виконаних у повоєнні роки.
На фото: каскади газоцентрифуги в одному з майстер-класів УЕККК. Ось близько 100 000 з них.



Ми отримали тисячі тонн порівняно дешевих, як військових, так і в комерційних продуктах. Ядерна промисловість, одна з небагатьох решти (військова авіація, простір), де Росія має незаперечну ґрунтовність. Тільки іноземні замовлення на десять років вперед (з 2013 по 2022) портфоліо Розатом, що включає договір HEU-LEU, становить $ 69.3 млрд. У 2011 році перевищили 50 мільярдів доларів.
На фото склад контейнерів HFC на UECK.

28 вересня 1942 р. Державна оборонна комісія прийняла постанову No 2352-х «Про організацію роботи на Урані». Дана дата вважається офіційним початком історії російської ядерної промисловості.

Всі

Головна



Джерело: