연료봉 클로즈업 용 튜브
사용 후 핵연료 (SNF)와 관련된 환경 분쟁은 항상 약간 난처했다. 이 유형의 "폐기물"을 보관하려면 엄격한 기술적 조치와 예방 조치가 필요하므로 신중하게 처리해야합니다. 그러나 이것이 핵연료 소비와 매장량의 증가라는 사실에 반대하는 이유는 아니다.
마지막으로 왜 낭비합니까? SNF 조성물은 많은 유용한 핵분열 성 물질을 함유한다. 예를 들어, 플루토늄. 다양한 추정에 따르면, 그것은 SNF 톤 당 7-10kg, 즉 러시아에서 매년 형성된 폐핵 연료에서 약 100 톤에는 700-1000kg의 플루토늄이 포함되어 있습니다. 원자로 플루토늄 (즉, 생산 원자로가 아닌 에너지 원자로에서 얻어진)은 핵연료뿐만 아니라 핵 전하를 생성하는 데에도 적용 가능하다. 이 점에서 원자로 충전으로 원자로 플루토늄을 사용하는 기술적 타당성을 보여주는 실험이 수행되었습니다.
다량의 폐 핵연료에는 약 960kg의 우라늄이 포함되어 있습니다. 우라늄 -235의 함량은 약 1,1 %로 작지만 우라늄 -238은 생산 반응기를 통과하여 동일한 플루토늄을 얻을 수 있습니다.
마지막으로, 특히 원자로에서 회수 된 SNF는 방사선과 같은 역할을 할 수있다 оружия코발트 -60보다이 품질이 현저히 우수합니다. 1kg의 사용 후 핵연료의 활동은 26 개의 퀴리 (코발트 -60-17 개의 퀴리)에 이른다. 원자로에서 방금 회수 한 1000 톤의 SNF는 시간당 최대 5 시버트의 방사선 수준을 제공합니다. 즉, 20 시버트의 치사량은 단 XNUMX 초만에 가동됩니다. 대단해! 적에게 미세한 SNF 파우더가 뿌려지면 심각한 손실이 발생할 수 있습니다.
사용 된 핵연료의 이러한 모든 특성은 오랫동안 잘 알려져 왔으며, 연료 어셈블리에서 연료를 추출하는 것과 관련하여 심각한 기술적 어려움을 겪었습니다.
죽음의 튜브를 분해
핵연료 자체는 정제로 압축 또는 소결 된 산화 우라늄 분말이며, 내부에 중공 채널이있는 소형 실린더로, 연료 채널 (TVEL) 내부에 배치되며, 원자로 채널에 배치 된 연료 어셈블리가 조립됩니다.
이것은 정확히 TVEL입니다. 이것은 사용 된 핵연료 재 처리의 걸림돌입니다. 대부분의 TVEL은 길이가 거의 4 미터 (3837mm)로 매우 긴 총신처럼 보입니다. 그의 구경은 거의 소총입니다 : 튜브의 내경은 7,72 mm입니다. 외경은 9,1mm이고 튜브 벽 두께는 0,65mm입니다. 튜브는 스테인레스 스틸 또는 지르코늄 합금으로 만들어집니다.
장치, 연료 요소 및 내부에 핵연료를 배치하는 연료 어셈블리 모형
튜브 내부에는 산화 우라늄 실린더가 놓여 있고 단단히 놓여 있습니다. 이 튜브에는 0,9 ~ 1,5kg의 우라늄이 들어갑니다. 닫힌 연료봉은 25 기압 하에서 헬륨으로 팽창됩니다. 캠페인 기간 동안 우라늄 실린더는 가열 및 팽창하여 결국이 긴 소총 구경 튜브에 단단히 고정됩니다. 총알에 총알이 박힌 총알을 쓰러 뜨린 사람은 그 과제의 어려움을 잘 상상할 수 있습니다. 단지 트렁크의 길이는 거의 4 미터이며 우라늄 "총알"은 XNUMX 개가 넘습니다. 그것의 방사선은 조작기 또는 다른 장치 또는 자동 장치를 사용하여 원격으로 원자로에서 꺼낸 TVEL로 작업하는 것이 가능합니다.
조사 된 연료는 생산 원자로에서 어떻게 회수 되었습니까? 상황은 매우 간단했습니다. 생산 반응 기용 TVEL 튜브는 우라늄 및 플루토늄과 함께 질산에 잘 녹는 알루미늄으로 만들어졌습니다. 질산 용액으로부터 필요한 물질을 추출하여 추가 가공에 들어갔다. 그러나 훨씬 더 높은 온도를 위해 설계된 에너지 원자로는 내화성 및 내산성 연료 요소를 사용합니다. 또한, 얇고 긴 스테인리스 스틸 튜브를 절단하는 것은 매우 드문 일입니다. 일반적으로 엔지니어의 모든 관심은 그러한 튜브를 굴리는 데 중점을 둡니다. 연료봉 용 튜브는 진정한 기술적 걸작품입니다. 일반적으로 튜브를 파기 또는 절단하는 다른 방법이 제안되었지만 다음 방법이 우선합니다. 먼저 프레스에서 튜브를 자르고 (전체 연료 어셈블리를자를 수 있습니다) 약 4cm 길이의 조각으로 자른 다음 그루터기를 우라늄이 질산으로 용해 된 용기에 채 웁니다. 수득 된 우라 닐 니트 레이트는 용액으로부터 분리하기가 그렇게 어렵지 않다.
그리고이 방법은 모든 단순성으로 인해 상당한 단점이 있습니다. 연료 요소 조각의 우라늄 실린더는 천천히 용해됩니다. 그루터기의 끝에서 우라늄과 산의 접촉 면적은 매우 작아서 용해 속도가 느려집니다. 불리한 반응 조건.
사용 된 핵연료를 우라늄 및 플루토늄 생산을위한 군사 재료 및 방사선 전쟁 수단으로 생각한다면, 우리는 튜브를 빠르고 민첩하게 절단하는 방법을 배워야합니다. 화학적 방법은 방사선 전쟁 수단을 얻는 데 적합하지 않습니다. 결국 우리는 방사성 동위 원소 전체를 저장해야합니다. 세슘, 스트론튬, 테크네튬과 같은 핵분열 산물은 3,5 % (톤당 35kg)는 많지 않지만 SNF의 높은 방사능을 생성하는 것입니다. 따라서 튜브에서 다른 모든 내용물로 우라늄을 추출하는 기계적 방법이 필요합니다.
숙고하자, 나는 다음 결론에 도달했다. 튜브의 두께는 0,65mm입니다. 별로. 선반에서자를 수 있습니다. 벽 두께는 대략 많은 선반의 절삭 깊이에 해당합니다. 필요한 경우 스테인레스 스틸과 같은 점성이있는 강철을 깊이 절단하는 특수 솔루션을 적용하거나 커터가 XNUMX 개인 기계를 사용할 수 있습니다. 공작물 자체를 잡아서 고정하고 연삭 할 수있는 자동 선반은 요즘 더 이상 드문 일이 아닙니다. 특히 튜브를 절단하는 데 정밀 정확도가 필요하지 않기 때문입니다. 튜브의 끝을 갈아서 부스러기로 충분합니다.
사진은 선반이 원통형 공작물을 쉽게 처리하는 방법에 대한 예입니다.
스틸 쉘에서 분리 된 우라늄 실린더는 기계 아래의 리시버로 떨어집니다. 다시 말해서, 연료 어셈블리를 부품 (절단에 가장 편리한 길이)으로 절단하고 절단부를 기계 드라이브에 접은 다음 기계가 튜브를 절단하여 우라늄 충전을 자유롭게하는 완전 자동 복합물을 만들 수 있습니다.
"죽음 튜브"의 분해를 마스터하면 무기 동위 원소 분리 및 원자로 연료 생산을위한 반제품 및 방사성 무기로 사용 된 핵연료를 사용할 수 있습니다.
검은 치명적인 먼지
제 생각에 방사선 무기는 장기 핵전쟁에 가장 적합하며 주로 적의 군사적, 경제적 잠재력을 손상시키는 데 가장 적합합니다.
장기 핵전쟁에서, 나는 장기적인 무장 충돌의 모든 단계에서 핵무기가 사용되는 전쟁을 벌이고 있습니다. 나는 대량의 핵 미사일 파업의 교환으로 시작되거나 심지어 시작된 대규모 갈등이 그들에서 끝날 것이라고 생각하지 않습니다. 첫째, 상당한 피해를 입었음에도 불구하고 여전히 전쟁의 기회가있을 것입니다 (무기 및 탄약은 생산을 보충하지 않고 3-4 개월 동안 충분히 강한 적대감을 허용합니다). 둘째, 전투 임무에서 핵탄두가 소진 된 후에도, 많은 핵무기 국가들은 여전히 많은 수의 다른 탄두, 핵무기 및 핵폭발 장치를 겪지 않는 창고에 보관할 것이다. 그것들을 사용할 수 있으며 전쟁에 대한 중요성이 매우 커지고 있습니다. 그것들을 저장하고 중요한 작업 과정이나 가장 중요한 상황에서 급격한 변화를 위해 사용하는 것이 좋습니다. 이것은 살보 응용 프로그램이 아니라 긴 응용, 즉 핵전쟁이 길어지게됩니다. 셋째, 재래식 무기가 핵무기와 함께 사용되는 대규모 전쟁의 군사 및 경제 문제에서, 무기 급 동위 원소와 새로운 비용의 생산, 핵무기 보충은 분명히 가장 중요하고 우선적 인 과제 중 하나가 될 것입니다. 물론 생산 원자로, 방사성 화학 및 무선 야금 산업, 부품 제조 및 핵 탄약 조립 기업의 신속한 생성을 포함합니다.
대규모의 장기적인 무장 충돌 상황에서 적의 경제적 잠재력을 활용하지 못하도록하는 것이 중요합니다. 그러한 물체는 파괴 될 수 있으며, 적당한 크기의 핵무기 또는 기존의 폭탄이나 미사일의 큰 지출이 필요합니다. 예를 들어, 제 20 차 세계 대전 중에 대형 공장의 해체를 보장하기 위해 여러 단계에서 50 만에서 1944 만 톤의 공중 폭탄을 떨어 뜨릴 필요가있었습니다. 첫 번째 공격은 생산을 중단하고 장비를 손상 시켰으며, 후속 공격은 복구 작업을 중단하고 손상을 악화 시켰습니다. Leuna Werke 합성 연료 공장은 15 년 XNUMX 월부터 XNUMX 월까지 XNUMX 번 공격을 받았으며 생산이 정상 생산성의 XNUMX %로 떨어졌다.
다시 말해, 파괴 자체는 아무것도 보장하지 않습니다. 파괴 된 공장을 복원 할 수 있으며 심하게 파괴 된 시설에서 다른 장소에서 새로운 생산을 생성하기에 적합한 장비의 잔해를 제거 할 수 있습니다. 적이 예비 부품을 위해 중요한 군사 경제 대상을 사용, 복원 또는 분해하지 못하게하는 방법을 개발하는 것이 좋습니다. 방사선 무기가 이것에 적합한 것 같습니다.
체르노빌 원자력 발전소에서 사고가 발생했을 때 모든 관심이 일반적으로 4 번째 발전소에 집중되었고 나머지 26 개의 발전소도 1986 년 3 월 5,6 일에 중단되었다는 것을 상기 할 가치가 있습니다. 놀랍게도, 그들은 오염 된 것으로 밝혀졌고 폭발 한 옆에 위치한 350 차 발전소의 방사선 수준은 2,6 x-rays / 시간이었으며, 27 일 또는 단지 1986 번의 작업 교대에서 1 x-ray의 반 치명 복용량이 발생했습니다. 그곳에서 일하는 것이 위험하다는 것은 분명합니다. 원자로 재가동 결정은 2 년 1986 월 1987 일에 이루어졌으며 집중적 인 오염 제거 후 4000 년 XNUMX 월에 XNUMX 차 및 XNUMX 차 발전소가, XNUMX 년 XNUMX 월에 XNUMX 차 발전소가 가동되었다. XNUMX MW 원자력 발전소는 손상되지 않은 발전소가 방사능으로 오염되어 XNUMX 개월 동안 완전히 가동이 중단되었습니다.
따라서 발전소, 군사 시설, 항구 등의 적 군사 경제 시설에 뿌려진 핵연료 분말과 함께 모든 발광 동위 원소를 뿌리면 적이 그것을 사용할 기회를 잃게됩니다. 그는 오염 제거를 위해 여러 달을 소비하고, 노동자의 빠른 회전을 도입하고, 라디오 대피소를 구축하고, 인력의 재조사로 인한 위생 손실을 초래해야합니다. 생산이 완전히 중단되거나 크게 줄어 듭니다.
전달 및 오염 방법도 매우 간단합니다. 미세하게 분쇄 된 산화 우라늄 분말 (검은 치명적인 먼지)에는 폭발성 카트리지가 장착되어 있으며 탄도 미사일 탄두가 장착되어 있습니다. 400-500 kg의 방사성 분말이 자유롭게 들어갈 수 있습니다. 대상 위에서 카세트가 탄두에서 배출되고 카세트가 파괴적인 전하에 의해 파괴되며 미세한 방사성 먼지가 대상을 덮습니다. 미사일 탄두의 배치 높이에 따라 상대적으로 작은 지역의 심각한 오염을 얻거나 낮은 수준의 방사성 오염으로 광범위하고 확장 된 방사능 흔적을 얻을 수 있습니다. 그들이 말했듯이, 프리 피 야티는 추방되었지만 방사선 수준은 시간당 0,5 엑스레이, 즉 반 치명적인 복용량이 28 일 동안 실행 되어이 도시에서 영구적으로 사는 것이 위험 해졌습니다.
제 생각에는 방사선 무기는 대량 살상 무기라고 불리는 헛된 것이 었습니다. 매우 유리한 조건에서만 누군가를 때릴 수 있습니다. 오히려 오염 된 지역에 접근하기위한 장벽을 만드는 것은 장벽입니다. 체르노빌 노트북에 표시된 바와 같이 시간당 15-20 천 X- 레이의 활동을 제공 할 수있는 반응기로부터의 연료는 감염된 물체의 사용에 매우 효과적인 장애물을 생성 할 것이다. 방사선을 무시하려고하면 회복 불가능하고 위생적인 손실이 발생합니다. 이 장애물의 도움으로 적에게 가장 중요한 경제 시설, 운송 인프라의 주요 노드 및 가장 중요한 농지가 박탈 될 수 있습니다.
바람에 따라 방사능 오염이 꽤 괜찮은 지점이 생길 수 있습니다
체르노빌 원자력 발전소와 폭발 발전소, 프리 피 야트 도시, 야 노프 (Yanov) 기차역, 항구와 같은 가장 중요한 물체가 지정된 위성 이미지. 폭탄과는 달리 방사성 오염으로 인해 군사적으로 중요한 시설의 전체 인프라를 사용할 수 없습니다
이러한 방사선 무기는 디자인이 훨씬 단순하기 때문에 핵 충전보다 훨씬 간단하고 저렴합니다. 사실, 방사능이 매우 높기 때문에 연료 요소에서 추출한 산화 우라늄을 분쇄하고 카세트와 미사일 탄두에 장착하려면 특수 자동 장비가 필요합니다. 탄두 자체는 특수 보호 용기에 보관하고 발사 직전에 특수 자동 장치로 미사일에 장착해야합니다. 그렇지 않으면 계산은 발사 전에 치명적인 방사선 량을받습니다. 발사 전에 고 방사성 탄두의 안전한 보관 문제를 해결하는 것이 더 쉽기 때문에 광산에 방사선 탄두를 공급하기위한 미사일을 기저로 만드는 것이 가장 좋습니다.