تعريف التقنيات النووية وتصنيفها. التقنيات النووية. برامج الأسلحة النووية

يوتيوب الموسوعي

1 / 5

✪ محرك الصواريخ النووية أحدث التقنيات 2016

✪ تم تجميع أول محرك فضائي نووي في العالم في روسيا.

✪ الآفاق الذرية (26/03/2016): تقنيات الأمان النووي

✪ مفاعل نووي بدلا من القلب؟

✪ الطاقة والتكنولوجيا النووية

ترجمات

الفيزياء

تتكون النوى الذرية من نوعين من النيوكليونات - البروتونات والنيوترونات. يتم تجميعهم معًا من خلال ما يسمى بالتفاعل القوي. وفي هذه الحالة، تعتمد طاقة ربط كل نيوكليون مع الآخرين على العدد الإجمالي للنيوكليونات في النواة، كما هو موضح في الرسم البياني الموجود على اليمين. يوضح الرسم البياني أنه مع زيادة عدد النيوكليونات، تزداد طاقة الارتباط في النوى الخفيفة، وتقل في النوى الثقيلة. إذا قمت بإضافة النيوكليونات إلى النوى الخفيفة أو إزالة النيوكليونات من الذرات الثقيلة، فسيتم إطلاق هذا الاختلاف في طاقة الارتباط على شكل طاقة حركية للجسيمات المنطلقة نتيجة لهذه الإجراءات. تتحول الطاقة الحركية (طاقة الحركة) للجزيئات إلى حركة حرارية للذرات بعد اصطدام الجزيئات بالذرات. وهكذا تتجلى الطاقة النووية في شكل حرارة.

يسمى التغيير في تكوين النواة بالتحول النووي أو التفاعل النووي. يسمى التفاعل النووي مع زيادة عدد النيوكليونات في النواة بالتفاعل النووي الحراري أو الاندماج النووي. يسمى التفاعل النووي مع انخفاض عدد النيوكليونات في النواة بالتحلل النووي أو الانشطار النووي.

الانشطار النووي

يمكن أن يكون الانشطار النووي تلقائيًا (تلقائيًا) أو ناجمًا عن تأثيرات خارجية (مستحدثًا).

الانشطار التلقائي

يعتقد العلم الحديث أن جميع العناصر الكيميائية الأثقل من الهيدروجين تم تصنيعها نتيجة تفاعلات نووية حرارية داخل النجوم. اعتمادًا على عدد البروتونات والنيوترونات، يمكن أن تكون النواة مستقرة أو تميل إلى الانقسام تلقائيًا إلى عدة أجزاء. وبعد انتهاء حياة النجوم، شكلت الذرات المستقرة العالم الذي نعرفه، واضمحلت الذرات غير المستقرة تدريجيًا قبل تكوين الذرات المستقرة. على الأرض حتى يومنا هذا، لم يبق سوى مادتين غير مستقرتين بكميات صناعية ( المشعة) العناصر الكيميائية - اليورانيوم والثوريوم. يتم إنتاج عناصر أخرى غير مستقرة بشكل مصطنع في المسرعات أو المفاعلات.

تفاعل تسلسلي

ترتبط بعض النوى الثقيلة بسهولة بنيوترون خارجي حر، وتصبح غير مستقرة وتتحلل، وتصدر عدة نيوترونات حرة جديدة. وفي المقابل، يمكن لهذه النيوترونات المتحررة أن تدخل إلى النوى المجاورة وتتسبب أيضًا في اضمحلالها مع إطلاق المزيد من النيوترونات الحرة. وتسمى هذه العملية بالتفاعل المتسلسل. لكي يحدث تفاعل متسلسل، من الضروري إنشاء شروط محددة: التركيز في مكان واحد على كمية كبيرة بما فيه الكفاية من مادة قادرة على التفاعل المتسلسل. يجب أن تكون كثافة وحجم هذه المادة كافية بحيث لا يتوفر للنيوترونات الحرة وقت لمغادرة المادة، والتفاعل مع النوى باحتمال كبير. ويتميز هذا الاحتمال عامل الضرب النيوتروني. عندما يسمح حجم المادة وكثافتها وتكوينها لعامل تكاثر النيوترونات بالوصول إلى الوحدة، سيبدأ تفاعل متسلسل ذاتي الاستدامة، وستُسمى كتلة المادة الانشطارية بالكتلة الحرجة. وبطبيعة الحال، يؤدي كل اضمحلال في هذه السلسلة إلى إطلاق الطاقة.

لقد تعلم الناس إجراء تفاعلات متسلسلة في هياكل خاصة. اعتمادًا على المعدل المطلوب للتفاعل المتسلسل وتوليد الحرارة، تسمى هذه الهياكل بالأسلحة النووية أو المفاعلات النووية. في الأسلحة النووية، يتم تنفيذ تفاعل متسلسل غير منضبط يشبه الانهيار الجليدي باستخدام أقصى عامل مضاعفة للنيوترونات يمكن تحقيقه من أجل تحقيق أقصى قدر من إطلاق الطاقة قبل حدوث التدمير الحراري للهيكل. في المفاعلات النووية، يحاولون تحقيق تدفق مستقر للنيوترونات وإطلاق الحرارة حتى يقوم المفاعل بمهامه ولا ينهار من الأحمال الحرارية المفرطة. وتسمى هذه العملية بالتفاعل المتسلسل المتحكم فيه.

التفاعل المتسلسل الخاضع للرقابة

في المفاعلات النووية يتم تهيئة الظروف لذلك التفاعل المتسلسل الخاضع للرقابة. وكما هو واضح من معنى التفاعل المتسلسل فإنه يمكن التحكم في معدله عن طريق تغيير عامل تكاثر النيوترونات. للقيام بذلك، يمكنك تغيير معايير التصميم المختلفة: كثافة المادة الانشطارية، وطيف الطاقة للنيوترونات، وإدخال المواد التي تمتص النيوترونات، وإضافة النيوترونات من مصادر خارجية، وما إلى ذلك.

ومع ذلك، فإن التفاعل المتسلسل هو عملية سريعة جدًا تشبه الانهيار الجليدي، ويكاد يكون من المستحيل التحكم فيه بشكل موثوق ومباشر. لذلك، للتحكم في التفاعل المتسلسل، تعتبر النيوترونات المتأخرة ذات أهمية كبيرة - النيوترونات التي تتشكل أثناء التحلل التلقائي للنظائر غير المستقرة التي تشكلت نتيجة للتحلل الأولي للمواد الانشطارية. ويتراوح الوقت من الاضمحلال الأولي إلى النيوترونات المتأخرة من ميلي ثانية إلى دقائق، وتصل حصة النيوترونات المتأخرة في التوازن النيوتروني للمفاعل إلى نسبة قليلة. تتيح هذه القيم الزمنية بالفعل تنظيم العملية باستخدام الطرق الميكانيكية. يُطلق على عامل تكاثر النيوترونات، مع مراعاة النيوترونات المتأخرة، اسم عامل تكاثر النيوترونات الفعال، وبدلاً من الكتلة الحرجة، تم تقديم مفهوم تفاعل المفاعل النووي.

تتأثر ديناميكيات التفاعل المتسلسل أيضًا بمنتجات انشطارية أخرى، حيث يمكن لبعضها امتصاص النيوترونات بشكل فعال (ما يسمى بالسموم النيوترونية). بمجرد بدء التفاعل المتسلسل، فإنها تتراكم في المفاعل، مما يقلل من عامل تكاثر النيوترونات الفعال وتفاعلية المفاعل. وبعد مرور بعض الوقت، يحدث توازن في تراكم هذه النظائر واضمحلالها ويدخل المفاعل في وضع مستقر. إذا تم إغلاق المفاعل، تبقى سموم النيوترونات في المفاعل لفترة طويلة، مما يجعل من الصعب إعادة تشغيله. العمر المميز للسموم النيوترونية في سلسلة اضمحلال اليورانيوم يصل إلى نصف يوم. تمنع السموم النيوترونية المفاعلات النووية من تغيير الطاقة بسرعة.

الاندماج النووي

طيف النيوترونات

عادةً ما يسمى توزيع طاقات النيوترونات في تدفق النيوترونات بطيف النيوترونات. تحدد طاقة النيوترون نمط تفاعل النيوترون مع النواة. من المعتاد التمييز بين عدة نطاقات للطاقة النيوترونية، منها ما يلي مهم للتكنولوجيات النووية:

• النيوترونات الحرارية. سميت بذلك لأنها في حالة توازن طاقي مع الاهتزازات الحرارية للذرات ولا تنقل طاقتها إليها أثناء التفاعلات المرنة.
• النيوترونات الرنانة. تم تسميتها بهذا الاسم لأن المقطع العرضي لتفاعل بعض النظائر مع النيوترونات من هذه الطاقات قد أظهر مخالفات واضحة.
• النيوترونات السريعة. عادة ما يتم إنتاج النيوترونات من هذه الطاقات عن طريق التفاعلات النووية.

النيوترونات السريعة والمتأخرة

التفاعل المتسلسل هو عملية سريعة جدًا. إن عمر جيل واحد من النيوترونات (أي متوسط ​​الوقت من ظهور النيوترون الحر إلى امتصاصه بواسطة الذرة التالية وولادة النيوترونات الحرة التالية) هو أقل بكثير من ميكروثانية. تسمى هذه النيوترونات سريعة. في التفاعل المتسلسل مع عامل الضرب 1.1، بعد 6 μs، سيزداد عدد النيوترونات السريعة والطاقة المنطلقة بمقدار 10 26 مرة. من المستحيل إدارة مثل هذه العملية السريعة بشكل موثوق. ولذلك، فإن النيوترونات المتأخرة لها أهمية كبيرة في التفاعل المتسلسل المتحكم فيه. تنشأ النيوترونات المتأخرة من التحلل التلقائي لشظايا الانشطار المتبقية بعد التفاعلات النووية الأولية.

علم المواد

النظائر

في الطبيعة المحيطة، عادة ما يواجه الناس خصائص المواد التي تحددها بنية الأصداف الإلكترونية للذرات. على سبيل المثال، فإن الأغلفة الإلكترونية هي المسؤولة بالكامل عن الخواص الكيميائية للذرة. لذلك، قبل العصر النووي، لم يكن العلم يفصل المواد حسب كتلة النواة، بل فقط بواسطة شحنتها الكهربائية. ومع ذلك، مع ظهور التكنولوجيا النووية، أصبح من الواضح أن جميع العناصر الكيميائية البسيطة المعروفة لديها العديد من - في بعض الأحيان العشرات - من الأصناف بأعداد مختلفة من النيوترونات في النواة، وبالتالي، خصائص نووية مختلفة تماما. أصبحت هذه الأصناف تسمى نظائر العناصر الكيميائية. معظم العناصر الكيميائية الموجودة بشكل طبيعي هي عبارة عن خليط من عدة نظائر مختلفة.

الغالبية العظمى من النظائر المعروفة غير مستقرة ولا توجد في الطبيعة. يتم الحصول عليها بشكل مصطنع للدراسة أو لاستخدامها في التكنولوجيا النووية. يعد فصل مخاليط نظائر عنصر كيميائي واحد، والإنتاج الاصطناعي للنظائر، ودراسة خصائص هذه النظائر من المهام الرئيسية للتكنولوجيا النووية.

المواد الانشطارية

بعض النظائر غير مستقرة وتتحلل. ومع ذلك، لا يحدث الاضمحلال مباشرة بعد تخليق النظير، ولكن بعد مرور بعض الوقت الذي يميز هذا النظير، يسمى عمر النصف. يتضح من الاسم أن هذا هو الوقت الذي تتحلل فيه نصف النوى الموجودة للنظائر غير المستقرة.

لا توجد نظائر غير مستقرة تقريبًا في الطبيعة، حيث تمكنت حتى النظائر الأطول عمرًا من الاضمحلال التام خلال مليارات السنين التي مرت منذ تخليق المواد المحيطة بنا في الفرن النووي الحراري لنجم منقرض منذ فترة طويلة. لا يوجد سوى ثلاثة استثناءات: هذان نظيران لليورانيوم (اليورانيوم -235 واليورانيوم -238) ونظير واحد للثوريوم - الثوريوم -232. بالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور في الطبيعة على آثار لنظائر أخرى غير مستقرة تشكلت نتيجة للتفاعلات النووية الطبيعية: اضمحلال هذه الاستثناءات الثلاثة وتأثير الأشعة الكونية على الطبقات العليا من الغلاف الجوي.

النظائر غير المستقرة هي أساس جميع التقنيات النووية تقريبًا.

دعم التفاعل المتسلسل

بشكل منفصل، هناك مجموعة من النظائر غير المستقرة، وهي مهمة جدًا للتكنولوجيا النووية وقادرة على الحفاظ على التفاعل النووي المتسلسل. للحفاظ على التفاعل المتسلسل، يجب أن يمتص النظير النيوترونات جيدًا، يليها الاضمحلال، مما يؤدي إلى تكوين عدة نيوترونات حرة جديدة. إن الإنسانية محظوظة بشكل لا يصدق لأنه من بين النظائر غير المستقرة المحفوظة في الطبيعة بكميات صناعية كان هناك نظائر تدعم التفاعل المتسلسل: اليورانيوم 235.

مواد بناء

قصة

افتتاح

في بداية القرن العشرين، قدم رذرفورد مساهمة كبيرة في دراسة الإشعاع المؤين وبنية الذرات. تمكن إرنست والتون وجون كوكروفت من تقسيم نواة الذرة لأول مرة.

برامج الأسلحة النووية

في أواخر الثلاثينيات من القرن العشرين، أدرك الفيزيائيون إمكانية إنشاء أسلحة قوية تعتمد على التفاعل النووي المتسلسل. وأدى ذلك إلى اهتمام حكومي كبير بالتكنولوجيا النووية. ظهر أول برنامج ذري حكومي واسع النطاق في ألمانيا عام 1939 (انظر البرنامج النووي الألماني). ومع ذلك، أدت الحرب إلى تعقيد إمداد البرنامج وبعد هزيمة ألمانيا عام 1945، تم إغلاق البرنامج دون تحقيق نتائج مهمة. في عام 1943، بدأ برنامج واسع النطاق في الولايات المتحدة أطلق عليه اسم مشروع مانهاتن. وفي عام 1945، كجزء من هذا البرنامج، تم إنشاء واختبار أول قنبلة نووية في العالم. تم إجراء الأبحاث النووية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية منذ العشرينات. وفي عام 1940، تم تطوير أول تصميم نظري سوفيتي للقنبلة النووية. تم تصنيف التطورات النووية في الاتحاد السوفييتي منذ عام 1941. تم اختبار أول قنبلة نووية سوفيتية في عام 1949.

المساهمة الرئيسية في إطلاق الطاقة للأسلحة النووية الأولى كانت من خلال تفاعل الانشطار. ومع ذلك، تم استخدام تفاعل الاندماج كمصدر إضافي للنيوترونات لزيادة كمية المواد الانشطارية المتفاعلة. في عام 1952 في الولايات المتحدة الأمريكية وفي عام 1953 في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم اختبار التصاميم التي تم فيها إنشاء معظم إطلاق الطاقة عن طريق تفاعل الاندماج. مثل هذا السلاح كان يسمى النووي الحراري. في الذخيرة النووية الحرارية، يعمل تفاعل الانشطار على "إشعال" التفاعل النووي الحراري دون المساهمة بشكل كبير في الطاقة الإجمالية للسلاح.

الطاقة النووية

كانت المفاعلات النووية الأولى إما تجريبية أو صالحة لصنع الأسلحة، أي أنها مصممة لإنتاج البلوتونيوم المستخدم في صنع الأسلحة من اليورانيوم. تم إطلاق الحرارة التي خلقوها في البيئة. جعلت قوى التشغيل المنخفضة والاختلافات الصغيرة في درجات الحرارة من الصعب استخدام هذه الحرارة المنخفضة الدرجة بشكل فعال لتشغيل المحركات الحرارية التقليدية. في عام 1951، تم استخدام هذه الحرارة لأول مرة لتوليد الطاقة: في الولايات المتحدة الأمريكية، تم تركيب توربين بخاري مع مولد كهربائي في دائرة التبريد لمفاعل تجريبي. في عام 1954، تم بناء أول محطة للطاقة النووية في الاتحاد السوفييتي، وكانت مصممة في الأصل لأغراض الطاقة الكهربائية.

التقنيات

السلاح النووي

هناك العديد من الطرق لإيذاء الأشخاص الذين يستخدمون التكنولوجيا النووية. لكن الدول اعتمدت فقط الأسلحة النووية المتفجرة القائمة على التفاعل المتسلسل. مبدأ تشغيل مثل هذه الأسلحة بسيط: من الضروري تعظيم عامل تكاثر النيوترونات في التفاعل المتسلسل، بحيث يتفاعل أكبر عدد ممكن من النوى ويطلق الطاقة قبل أن يتم تدمير هيكل السلاح بواسطة الحرارة المتولدة. للقيام بذلك، من الضروري إما زيادة كتلة المادة الانشطارية أو زيادة كثافتها. علاوة على ذلك، يجب أن يتم ذلك في أسرع وقت ممكن، وإلا فإن الزيادة البطيئة في إطلاق الطاقة سوف تذوب وتتبخر الهيكل دون انفجار. وبناء على ذلك، تم تطوير طريقتين لبناء جهاز متفجر نووي:

• مخطط ذو كتلة متزايدة يسمى مخطط المدفع. تم تركيب قطعتين من المواد الانشطارية دون الحرجة في ماسورة مدفع مدفعي. تم تثبيت قطعة واحدة في نهاية البرميل، بينما كانت الأخرى بمثابة مقذوف. جمعت الطلقة القطع معًا، وبدأ تفاعل متسلسل وحدث إطلاق متفجر للطاقة. كانت سرعات الاقتراب التي يمكن تحقيقها في مثل هذا المخطط محدودة ببضعة كيلومترات في الثانية.
• مخطط ذو كثافة متزايدة، ما يسمى بالمخطط المتفجر. بناءً على خصوصيات تعدين نظير البلوتونيوم الاصطناعي. البلوتونيوم قادر على تكوين تعديلات متآصلة مستقرة تختلف في الكثافة. إن موجة الصدمة التي تمر عبر حجم المعدن قادرة على تحويل البلوتونيوم من تعديل منخفض الكثافة غير مستقر إلى تعديل عالي الكثافة. أتاحت هذه الميزة نقل البلوتونيوم من حالة دون حرجة منخفضة الكثافة إلى حالة فوق حرجة مع سرعة انتشار موجة الصدمة في المعدن. ولإنشاء موجة صدمية، استخدموا متفجرات كيميائية تقليدية، ووضعوها حول مجموعة البلوتونيوم بحيث أدى الانفجار إلى ضغط المجموعة الكروية من جميع الجوانب.

تم إنشاء واختبار كلا المخططين في وقت واحد تقريبًا، ولكن تبين أن مخطط الانفجار الداخلي أكثر كفاءة وأكثر إحكاما.

مصادر النيوترونات

هناك محدد آخر لإطلاق الطاقة وهو معدل الزيادة في عدد النيوترونات في التفاعل المتسلسل. في المواد الانشطارية دون الحرجة، يحدث التفكك التلقائي للذرات. تصبح النيوترونات الناتجة عن هذه الاضمحلالات هي الأولى في تفاعل متسلسل يشبه الانهيار الجليدي. ومع ذلك، للحصول على الحد الأقصى من إطلاق الطاقة، فمن المفيد أولاً إزالة جميع النيوترونات من المادة، ثم نقلها إلى حالة فوق حرجة، وبعد ذلك فقط يتم إدخال نيوترونات الاشتعال في المادة بأقصى كمية. ولتحقيق ذلك، يتم اختيار مادة انشطارية ذات الحد الأدنى من التلوث بالنيوترونات الحرة من التحلل التلقائي، وفي لحظة النقل إلى الحالة فوق الحرجة، تتم إضافة النيوترونات من مصادر النيوترونات النبضية الخارجية.

تعتمد مصادر النيوترونات الإضافية على مبادئ فيزيائية مختلفة. في البداية، انتشرت المصادر المتفجرة القائمة على خلط مادتين على نطاق واسع. تم خلط النظير المشع، عادة البولونيوم 210، مع نظير البريليوم. تسبب إشعاع ألفا المنبعث من البولونيوم في تفاعل نووي للبريليوم مع إطلاق النيوترونات. بعد ذلك، تم استبدالها بمصادر تعتمد على مسرعات مصغرة، والتي تم فيها تنفيذ تفاعل الاندماج النووي مع إنتاج النيوترونات.

بالإضافة إلى مصادر النيوترونات المشتعلة، اتضح أنه من المفيد إدخال مصادر إضافية في الدائرة، والتي يتم تشغيلها مع بداية التفاعل المتسلسل. تم بناء هذه المصادر على أساس التفاعلات التوليفية للعناصر الخفيفة. تم تركيب أمبولات تحتوي على مواد مثل ديوتريد الليثيوم 6 في تجويف في وسط مجمع البلوتونيوم النووي. قامت تيارات النيوترونات وأشعة جاما الناتجة عن التفاعل المتسلسل المتطور بتسخين الأمبولة إلى درجات حرارة الاندماج النووي الحراري، وضغطت بلازما الانفجار الأمبولة، مما ساعد على زيادة درجة الحرارة بالضغط. بدأ تفاعل الاندماج، مما أدى إلى توفير نيوترونات إضافية للتفاعل المتسلسل الانشطاري.

الأسلحة النووية الحرارية

وكانت مصادر النيوترونات المعتمدة على تفاعل الاندماج في حد ذاتها مصدرًا مهمًا للحرارة. ومع ذلك، فإن حجم التجويف الموجود في مركز مجموعة البلوتونيوم لا يمكنه استيعاب الكثير من المواد للتخليق، وإذا تم وضعه خارج قلب البلوتونيوم الانشطاري، فلن يكون من الممكن الحصول على ظروف درجة الحرارة والضغط المطلوبة للتخليق. كان من الضروري إحاطة مادة التوليف بقذيفة إضافية، والتي، عند إدراك طاقة الانفجار النووي، من شأنها أن توفر ضغط الصدمة. لقد صنعوا أمبولة كبيرة من اليورانيوم 235 وقاموا بتثبيتها بجوار الشحنة النووية. سوف تتسبب تدفقات النيوترونات القوية الناتجة عن التفاعل المتسلسل في حدوث سيل من انشطار ذرات اليورانيوم في الأمبولة. على الرغم من التصميم دون الحرج لأمبولة اليورانيوم، فإن التأثير الكلي لأشعة جاما والنيوترونات الناتجة عن التفاعل المتسلسل للانفجار النووي التجريبي وانشطار نواة الأمبولة سيخلق ظروفًا للاندماج داخل الأمبولة. الآن تبين أن حجم الأمبولة التي تحتوي على مادة الاندماج غير محدود عمليا وأن مساهمة الطاقة المنبعثة من الاندماج النووي تجاوزت عدة مرات إطلاق الطاقة من الانفجار النووي الاشتعال. بدأ يطلق على هذه الأسلحة اسم الأسلحة النووية الحرارية.

محطة للطاقة النووية

قلب محطة الطاقة النووية هو مفاعل نووي - جهاز يتم فيه تنفيذ تفاعل متسلسل متحكم فيه لانشطار النوى الثقيلة. تنطلق طاقة التفاعلات النووية على شكل طاقة حركية لشظايا الانشطار وتتحول إلى حرارة بسبب الاصطدامات المرنة لهذه الشظايا مع ذرات أخرى.

دورة الوقود

لا يُعرف سوى نظير طبيعي واحد قادر على التفاعل المتسلسل - اليورانيوم 235. احتياطياتها الصناعية صغيرة. ولذلك، يبحث المهندسون اليوم بالفعل عن طرق لإنتاج نظائر اصطناعية رخيصة الثمن تدعم التفاعل المتسلسل. والأكثر واعدة هو البلوتونيوم، الذي يتم إنتاجه من النظير الشائع اليورانيوم 238 عن طريق أسر نيوترون دون انشطار. ومن السهل إنتاجه في نفس مفاعلات الطاقة كمنتج ثانوي. في ظل ظروف معينة، يكون الوضع ممكنا عندما يغطي إنتاج المواد الانشطارية الاصطناعية بالكامل احتياجات محطات الطاقة النووية الحالية. وفي هذه الحالة، يتحدثون عن دورة وقود مغلقة، لا تتطلب توريد المواد الانشطارية من مصدر طبيعي.

النفايات النووية

يعد الوقود النووي المستهلك (SNF) والمواد الهيكلية للمفاعلات ذات النشاط الإشعاعي المستحث مصادر قوية للإشعاع المؤين الخطير. يتم تحسين تقنيات العمل معهم بشكل مكثف في اتجاه تقليل كمية النفايات المطمورة وتقليل فترة خطرها. يعد SNF أيضًا مصدرًا للنظائر المشعة القيمة للصناعة والطب. تعد إعادة معالجة SNF خطوة ضرورية في إغلاق دورة الوقود.

السلامة النووية

استخدامها في الطب

في الطب، يتم استخدام العديد من العناصر غير المستقرة بشكل شائع للبحث أو العلاج.

التقنيات النووية الأساسية التقنيات النووية هي تقنيات تعتمد على حدوث التفاعلات النووية وكذلك التقنيات التي تهدف إلى تغيير خصائص ومعالجة المواد التي تحتوي على عناصر مشعة أو العناصر التي تحدث عليها التفاعلات النووية تقنيات الطاقة النووية: - تقنيات المفاعلات النووية باستخدام النيوترونات الحرارية -تقنيات المفاعلات النووية النيوترونية السريعة. -تقنيات المفاعلات النووية ذات درجات الحرارة العالية والفائقة الحرارة.

التقنيات الكيميائية النووية: - تقنيات المواد الخام النووية والوقود النووي - تقنيات مواد التكنولوجيا النووية التقنيات النووية لتخصيب النظائر وإنتاج المواد أحادية النظائر وعالية النقاوة: - تقنيات نشر الغاز - تقنيات الطرد المركزي - تقنيات الليزر التقنيات الطبية النووية

نمو السكان والاستهلاك العالمي للطاقة في العالم، والنقص الحاد في الطاقة، والذي سيزداد مع استنفاد الموارد الطبيعية ونمو الطلب عليها بشكل أسرع؛ زيادة المنافسة على موارد الوقود الأحفوري المحدودة والموزعة بشكل غير متساو؛ تفاقم مجموعة من المشاكل البيئية وزيادة القيود البيئية؛ الاعتماد المتزايد على الوضع غير المستقر في مناطق البلدان المصدرة للنفط والزيادة التدريجية في أسعار المواد الهيدروكربونية؛ أحكام غير قابلة للتغيير لوضع التنبؤات في مجال السيناريوهات المستقبلية:

الفارق المتزايد في مستوى استهلاك الطاقة بين أغنى وأفقر البلدان، والاختلاف في مستويات استهلاك الطاقة بين مختلف البلدان، مما يخلق احتمال نشوب صراع اجتماعي؛ والمنافسة الشرسة بين موردي التكنولوجيا لمحطات الطاقة النووية؛ الحاجة إلى توسيع نطاق تطبيق التقنيات النووية واستخدام تكنولوجيا الطاقة على نطاق واسع للمفاعلات النووية في مجالات الإنتاج؛ الحاجة إلى إجراء تغييرات وإصلاحات هيكلية في الظروف القاسية لاقتصاد السوق، وما إلى ذلك. أحكام لا تتزعزع لوضع توقعات في مجال السيناريوهات المستقبلية:

حصص الدول في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون العالمية الولايات المتحدة الأمريكية - 24.6% الصين - 13% روسيا - 6.4% اليابان - 5% الهند - 4% ألمانيا - 3.8%. توفر محطة الطاقة النووية بقدرة كهربائية تبلغ 1 جيجاوات 7 ملايين طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنويًا مقارنة بمحطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم، و3.2 مليون طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون مقارنة بمحطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالغاز.

التطور النووي هناك حوالي 440 مفاعلًا نوويًا تجاريًا يعمل حول العالم. يقع معظمهم في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية واليابان وروسيا وكوريا الجنوبية وكندا والهند وأوكرانيا والصين. وتشير تقديرات الوكالة الدولية للطاقة الذرية إلى أنه سيتم تشغيل ما لا يقل عن 60 مفاعلاً إضافياً في غضون 15 عاماً. على الرغم من تنوع الأنواع والأحجام، إلا أنه لا يوجد سوى أربع فئات رئيسية من المفاعلات: الجيل 1 - تم تطوير مفاعلات هذا الجيل في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، وهي مفاعلات نووية معدلة وموسعة للأغراض العسكرية، مخصصة لدفع الغواصات أو لإنتاج البلوتونيوم الجيل 2 – تنتمي الغالبية العظمى من المفاعلات العاملة تجارياً إلى هذا التصنيف. الجيل 3 – يتم حاليا تشغيل مفاعلات من هذه الفئة في بعض البلدان، وخاصة في اليابان. الجيل 4 – يشمل المفاعلات التي هي في مرحلة التطوير والتي من المقرر أن يتم إدخالها في غضون سنوات قليلة.

التطور النووي تسمى مفاعلات الجيل الثالث "المفاعلات المتقدمة". وهناك ثلاثة مفاعلات من هذا النوع تعمل بالفعل في اليابان، وهناك المزيد منها قيد التطوير أو الإنشاء. هناك حوالي عشرين نوعًا مختلفًا من المفاعلات من هذا الجيل قيد التطوير. ومعظمها عبارة عن نماذج "تطورية"، تم تطويرها على أساس مفاعلات الجيل الثاني، مع إجراء تغييرات بناءً على أساليب مبتكرة. ووفقا للرابطة النووية العالمية، يتميز الجيل الثالث بالنقاط التالية: تصميم موحد لكل نوع من المفاعلات يسمح بتسريع إجراءات الترخيص، مما يقلل من تكلفة الأصول الثابتة ومدة أعمال البناء. تصميم مبسط وأكثر قوة، مما يجعلها أسهل في التعامل معها وأقل عرضة للفشل أثناء التشغيل. توفر عالي وعمر خدمة أطول - حوالي ستين عامًا. تقليل احتمالية وقوع حوادث ذوبان اللب.أقل تأثير على البيئة. احتراق الوقود العميق لتقليل استهلاك الوقود ونفايات الإنتاج. الجيل 3

المفاعلات النووية من الجيل الثالث مفاعل الماء المضغوط الأوروبي (EPR) إن EPR هو نموذج تم تطويره من N4 الفرنسي ومفاعل KONVOI الألماني، وهي تصميمات من الجيل الثاني تم تكليفها في فرنسا وألمانيا. المفاعل المعياري ذو الطبقة الكروية (PBMR) PBMR هو مفاعل مبرد بالغاز ذو درجة حرارة عالية (HTGR). مفاعل الماء المضغوط تتوفر الأنواع التالية من تصميمات المفاعلات الكبيرة: APWR (التي طورتها شركتي ميتسوبيشي وستنجهاوس)، وAPWR+ (شركة ميتسوبيشي اليابانية)، وEPR (فراماتومي ANP الفرنسية)، وAP-1000 (شركة وستنجهاوس الأمريكية)، وKSNP+ وAPR- 1400 (الكورية). الشركات) و CNP-1000 (الشركة النووية الوطنية الصينية). في روسيا، قامت شركتا Atomenergoproekt وGidropress بتطوير VVER-1200 المحسن.

مفاهيم المفاعلات المختارة للجيل الرابع من GFR - مفاعل سريع مبرد بالغاز LFR مفاعل سريع مبرد بالرصاص MSR - مفاعل الملح المنصهر: يتم إذابة وقود اليورانيوم في ملح فلوريد الصوديوم الذي يدور عبر قنوات الجرافيت في قلب المفاعل. تتم إزالة الحرارة المتولدة في الملح المصهور إلى الدائرة الثانوية. المفاعل السريع المبرد بالصوديوم VHTR - مفاعل ذو درجة حرارة عالية جدًا: قوة المفاعل 600 ميجاوات، قلب المفاعل مبرد بالهيليوم، ومهدئ الجرافيت. ويعتبر من أكثر الأنظمة الواعدة والواعدة لإنتاج الهيدروجين. من المتوقع أن يصبح توليد الطاقة VHTR عالي الكفاءة.

البحث العلمي هو أساس نشاط الصناعة النووية وتطويرها تعتمد جميع الأنشطة العملية للطاقة النووية على نتائج الأبحاث الأساسية والتطبيقية في خواص المادة البحث الأساسي: الخواص الأساسية وبنية المادة ومصادر الطاقة الجديدة في مستوى التفاعلات الأساسية البحث والتحكم في خواص المواد - علم المواد الإشعاعية وإنشاء الفولاذ الهيكلي المقاوم للتآكل والحرارة والإشعاع والسبائك والمواد المركبة

البحث العلمي هو أساس نشاط وتطوير الصناعة النووية التصميم والتصميم والتكنولوجيا. إنشاء الأجهزة والمعدات والأتمتة والتشخيص والتحكم (الهندسة العامة والمتوسطة والدقيقة وصناعة الأجهزة) ونمذجة العمليات. تطوير النماذج الرياضية وطرق الحساب والخوارزميات. تطوير طرق الحوسبة المتوازية لإجراء الدراسات النيوترونية والديناميكا الحرارية والميكانيكية والكيميائية وغيرها من الدراسات الحسابية باستخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة

الطاقة النووية على المدى المتوسط ​​من المتوقع أن يتضاعف العالم قدرة الطاقة النووية بحلول عام 2030. ويمكن تحقيق الزيادة المتوقعة في قدرة الطاقة النووية على أساس مواصلة تطوير تقنيات مفاعل النيوترونات الحرارية ودورة الوقود النووي ذات الحلقة المفتوحة.المشاكل الرئيسية للطاقة النووية الحديثة ترتبط محطات توليد الطاقة بتراكم الوقود النووي المستهلك (هذه ليست نفايات مشعة!) وخطر انتشار التقنيات الحساسة لدورة الوقود النووي والمواد النووية في العالم.

مهام إنشاء قاعدة تكنولوجية لمحطات الطاقة النووية واسعة النطاق تطوير وتنفيذ مفاعلات توليد النيوترونات السريعة في محطات الطاقة النووية الإغلاق الكامل لدورة الوقود النووي في محطات الطاقة النووية لجميع المواد الانشطارية تنظيم شبكة دولية للوقود والطاقة النووية مراكز لتقديم مجموعة من الخدمات في مجال دورة الوقود النووي تطوير وتنفيذ المفاعلات في محطات الطاقة النووية لتوفير الحرارة الصناعية وإنتاج الهيدروجين وتحلية المياه وأغراض أخرى تنفيذ مخطط أمثل لإعادة تدوير الأكتينيدات الثانوية شديدة السمية الإشعاعية في الطاقة النووية النباتات

إنتاج وتطبيق الهيدروجين أثناء أكسدة الميثان على محفز النيكل، تكون التفاعلات الرئيسية التالية ممكنة: CH 4 + H 2 O CO + ZH 2 – 206 kJ CH 4 + CO 2 2CO + 2H 2 – 248 kJ CH 4 + 0.5 O 2 CO + 2H kJ CO + H 2 O CO 2 + N kJ يتم تحويل درجات الحرارة العالية في غياب المحفزات عند درجات حرارة مئوية وضغوط تصل إلى 3035 كجم ثقلي/سم 2، أو 33.5 مليون/م 2؛ في هذه الحالة، تحدث أكسدة كاملة تقريبًا للميثان والهيدروكربونات الأخرى مع الأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون وH 2. يتم فصل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين بسهولة.

إنتاج وتطبيق الهيدروجين تخفيض الحديد من الخام: 3CO + Fe 2 O 3 2Fe + 3CO 2 الهيدروجين قادر على اختزال العديد من المعادن من أكاسيدها (مثل الحديد (Fe)، والنيكل (Ni)، والرصاص (Pb)، والتنغستن (W) والنحاس (النحاس)، وما إلى ذلك). لذلك، عند تسخينه إلى درجة حرارة مئوية فما فوق، يتم اختزال الحديد (Fe) بالهيدروجين من أي من أكاسيده، على سبيل المثال: Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

الخلاصة: على الرغم من كل مشاكلها، تظل روسيا قوة "نووية" عظمى، سواء من حيث القوة العسكرية أو من حيث إمكانات التنمية الاقتصادية (التكنولوجيا النووية في الاقتصاد الروسي). فالدرع النووي هو الضامن لسياسة روسيا الاقتصادية المستقلة واستقرارها في جميع أنحاء العالم. إن اختيار الصناعة النووية كمحرك للاقتصاد سيسمح أولاً بالارتقاء بالهندسة الميكانيكية وصناعة الأدوات والأتمتة والإلكترونيات وما إلى ذلك إلى مستوى لائق، حيث سيكون هناك انتقال طبيعي من الكمية إلى الجودة.

لأكثر من 70 عاما، تعمل الصناعة النووية من أجل الوطن الأم. واليوم حان الوقت لندرك أن التكنولوجيا النووية ليست مجرد أسلحة وليست كهرباء فحسب، بل هي فرص جديدة لحل مجموعة كاملة من المشاكل التي تؤثر على الناس.

بالطبع، تم بناء الصناعة النووية في بلدنا بنجاح من قبل جيل الفائزين - الفائزين في الحرب الوطنية العظمى 1941-1945. والآن تدعم روساتوم الدرع النووي الروسي بشكل موثوق.
ومن المعروف أن إيغور فاسيليفيتش كورشاتوف، حتى في المرحلة الأولى من تنفيذ المشروع الذري المحلي، أثناء العمل على تطوير الأسلحة، بدأ يفكر في الاستخدام الواسع النطاق للطاقة الذرية للأغراض السلمية. على الأرض، وتحت الأرض، وعلى الماء، وتحت البحر، وفي الجو وفي الفضاء - تعمل التقنيات النووية والإشعاعية الآن في كل مكان. اليوم، يواصل المتخصصون في الصناعة النووية المحلية العمل وإفادة البلاد، والتفكير في كيفية تنفيذ تطوراتهم الجديدة في الظروف الحديثة لاستبدال الواردات.
ومن المهم الحديث عن هذا بالضبط - الاتجاه السلمي لعمل العلماء النوويين المحليين، والذي لا يُعرف عنه سوى القليل.
وعلى مدى العقود الماضية، راكم فيزيائيونا وصناعتنا وأطباؤنا الإمكانات اللازمة لتحقيق اختراقات في الاستخدام الفعال للتكنولوجيا النووية في أهم مجالات الحياة البشرية.

تُستخدم التقنيات والتطورات التي ابتكرها علمائنا النوويون على نطاق واسع في مختلف المجالات والمجالات. هذه هي الطب والزراعة والصناعة الغذائية. على سبيل المثال، لزيادة الإنتاجية، هناك معالجة خاصة للبذور قبل البذر، وتستخدم تقنيات معالجة الحبوب لزيادة العمر الافتراضي للقمح. كل هذا تم إنشاؤه بواسطة المتخصصين لدينا ويستند إلى التطورات المحلية.

أو، على سبيل المثال، البهارات والتوابل الأخرى، المنتجات التي غالبا ما تكون عرضة للعدوى المختلفة، يتم إحضارها إلينا من الخارج، من دول الجنوب. التكنولوجيا النووية تجعل من الممكن تدمير كل هذه البكتيريا والأمراض الغذائية. لكن لسوء الحظ، لا يتم استخدامها هنا.
يعتبر العلاج الإشعاعي من أكثر العلاجات فعالية في علاج الأورام. لكن علمائنا يتقدمون باستمرار وقد تم الآن تطوير أحدث التقنيات لزيادة معدل الشفاء للمرضى. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من وجود التقنيات المتقدمة، إلا أن هذه المراكز تعمل فقط في عدد قليل من مدن الدولة.

يبدو أن العلماء لديهم الإمكانات، وهناك تطورات، ولكن اليوم لا تزال عملية إدخال التقنيات النووية الفريدة بطيئة للغاية.
في السابق، كنا من بين الذين لحقوا بالركب، مع التركيز في المقام الأول على الدول الغربية، وشراء النظائر والمعدات منها. على مدى العقد الماضي، تغير الوضع بشكل كبير. ولدينا بالفعل القدرة الكافية على تنفيذ هذه التطورات.
ولكن إذا كانت هناك إنجازات على الورق، فما الذي يمنعنا من وضعها موضع التنفيذ اليوم؟

ولعلنا هنا نستطيع أن نشير إلى الآلية البيروقراطية المعقدة لتنفيذ مثل هذه القرارات. وفي الواقع، نحن الآن على استعداد لتقديم صيغة جديدة تمامًا وعالية الجودة لاستخدام التكنولوجيات النووية في العديد من المجالات. لكن، لسوء الحظ، يحدث هذا ببطء شديد.
ومن الآمن أن نقول إن المشرعين والمطورين وممثلي السلطات الإقليمية والاتحادية على استعداد للعمل في هذا الاتجاه على مستواهم. ولكن من الناحية العملية يتبين أنه لا يوجد إجماع ولا يوجد قرار مشترك وبرنامج لإدخال وتنفيذ التكنولوجيات النووية.
ومن الأمثلة على ذلك مدينة أوبنينسك، أول مدينة علمية، حيث بدأ تشغيل مركز حديث للعلاج بالبروتونات مؤخرًا. هناك ثانية في موسكو. ولكن ماذا عن روسيا كلها؟ ومن المهم هنا حث السلطات الإقليمية على الانضمام بنشاط إلى الحوار بين المطورين والمركز الفيدرالي.

مرة أخرى، يمكننا أن نقول أن الصناعة تتطور، والتقنيات مطلوبة، ولكن حتى الآن لا يوجد ما يكفي من الجهود لتنفيذ هذه التطورات في الحياة.
مهمتنا الرئيسية الآن هي جمع ممثلي جميع مستويات الحكومة والعلماء والمطورين من أجل حوار موحد ومثمر. ومن الواضح أن هناك حاجة لإنشاء مراكز حديثة للتكنولوجيا النووية في مختلف الصناعات، وفتح نقاش واسع النطاق، وتعلم كيفية تنظيم التفاعل بين الإدارات لصالح مواطنينا.

جينادي سكليار، عضو لجنة مجلس الدوما للطاقة.

نهاية الرأسمالية أمر لا مفر منه

حتى الآن، تستخدم صناعة الطاقة النووية الحالية في العالم اليورانيوم، الموجود على شكل نظيرين: اليورانيوم 238 واليورانيوم 235. يحتوي اليورانيوم 238 على ثلاثة نيوترونات أخرى. لذلك، في الطبيعة (بسبب خصوصيات نشأة كوننا) يوجد يورانيوم 238 أكثر بكثير من "235". وفي الوقت نفسه، بالنسبة للطاقة النووية - لكي يحدث التفاعل المتسلسل - فإن هناك حاجة إلى اليورانيوم 235. على هذا النظير المعزول من كتلة اليورانيوم الطبيعي، يتم تطوير الطاقة النووية حتى يومنا هذا.

البرنامج الإيجابي الوحيد

الاتجاه الواعد الوحيد الذي يمكن من خلاله تطوير الطاقة النووية هو الانشطار القسري لليورانيوم 238 والثوريوم 232. في ذلك، يتم أخذ النيوترونات ليس نتيجة لتفاعل متسلسل، ولكن من الخارج. من مسرع قوي ومدمج متصل بالمفاعل. هذه هي ما يسمى بـ YRES - محطات الطاقة النووية النسبية. إيغور أوستريتسوف وفريقه هم من المؤيدين لتطوير هذا الاتجاه، معتبرين أنه الأكثر فعالية من حيث التكلفة (استخدام اليورانيوم الطبيعي 238 والثوريوم) وآمن. علاوة على ذلك، يمكن أن تكون YRES ظاهرة جماهيرية.

ومع ذلك، كان السبب على وجه التحديد هو محاولة نقل هذه الفكرة إلى القيادة العليا للاتحاد الروسي والإعلان عن أن الاتجاهات الثلاثة لتطوير روساتوم هي طريق مسدود، مما أدى إلى طرد أوستريتسوف من اللجنة الرئاسية للتحديث. وأفلس معهده للهندسة النووية.

هذه فكرة قديمة العهد - لتكييف مسرع الجسيمات الأولية مع مفاعل نووي والحصول على طاقة آمنة تمامًا. وهذا يعني أن النتيجة هي مفاعل مقاوم للانفجار حيث لا توجد كتلة فوق حرجة من المنتجات الانشطارية. يمكن لمثل هذا المفاعل أن يعمل باليورانيوم الناتج عن مقالب نفايات مصانع الكيمياء الإشعاعية واليورانيوم الطبيعي والثوريوم. تلعب تدفقات النيوكليون من المسرع دور المشعل المنشط. إن مثل هذه المفاعلات دون الحرجة لن تنفجر أبداً؛ فهي لا تنتج البلوتونيوم الصالح للاستخدام في صنع الأسلحة. علاوة على ذلك، يمكنهم "حرق" النفايات المشعة والوقود النووي المشعع (قضبان الوقود). من الممكن هنا معالجة منتجات الأكتينيدات طويلة العمر بشكل كامل من عناصر الوقود (عناصر الوقود) للغواصات ومحطات الطاقة النووية القديمة إلى نظائر قصيرة العمر. أي أن حجم النفايات المشعة يتناقص بشكل ملحوظ. في الواقع، من الممكن إنشاء نوع جديد من الطاقة النووية الآمنة - النسبية. وفي الوقت نفسه، حل مشكلة نقص اليورانيوم للمحطات إلى الأبد.

كان هناك مشكلة واحدة فقط: كانت المسرعات كبيرة جدًا ومتعطشة للطاقة. لقد قتلوا "الاقتصاد" بأكمله.

ولكن في الاتحاد السوفييتي، بحلول عام 1986، تم تطوير ما يسمى بمسرعات البروتونات ذات الموجة الخلفية الخطية، المدمجة والفعالة تمامًا. تم تنفيذ العمل عليها في الفرع السيبيري لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية من قبل طالب الفيزياء والتكنولوجيا A. S. Bogomolov (زميل طالب I. Ostretsov في معهد الفيزياء والتكنولوجيا) كجزء من إنشاء أسلحة الشعاع: روسية غير متماثلة والرد الرخيص على برنامج "حرب النجوم" الأميركي. تتلاءم هذه المركبات بشكل مثالي مع حجرة الشحن لطائرة رسلان الثقيلة. وبالنظر إلى المستقبل، دعنا نقول في أحد المتغيرات التكنولوجية إنها إمكانية إنشاء محطات نووية إلكترونية آمنة وفعالة للغاية من حيث التكلفة. وفي خيار آخر، يمكن لمسرعات الموجة العكسية اكتشاف رأس حربي نووي (محطة الطاقة النووية) من مسافة كبيرة وتعطيل أجهزته، مما يتسبب في تدمير النواة أو الرأس الحربي النووي. في جوهرها، هذه هي الأشياء ذاتها التي يقترح بناءها اليوم أشخاص من فريق إيغور نيكولايفيتش أوستريتسوف في الاتحاد الروسي.

إذا عدنا بالزمن إلى الوراء، فإن المسرعات المبنية على الموجة الخلفية للأكاديمي بوغومولوف تلقت في الغرب اسم BWLAP - المسرع الخطي للموجة الخلفية للبروتونات. الأمريكيون، في عام 1994، يدرسون التراث العلمي والتقني لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية المهزوم ويبحثون عن أي شيء ذي قيمة لإزالته من حطامه، أعربوا عن تقديرهم الكبير للمسرعات القادمة من سيبيريا.

السنوات الضائعة

في جوهر الأمر، في ظل الحكومة العادية، كان بإمكان الروس تطوير تكنولوجيا YRT بالفعل في التسعينيات، والحصول على طاقة نووية فائقة الكفاءة وأسلحة غير مسبوقة.

أمامي رسائل تم إرسالها في عامي 1994 و1996 إلى النائب الأول لرئيس الوزراء آنذاك أوليغ سوسكوفيتس من قبل اثنين من الأكاديميين السوفييت الأسطوريين - ألكسندر سافين وجوري مارشوك. ألكسندر سافين هو أحد المشاركين في المشروع النووي لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية تحت قيادة لافرينتي بيريا وإيجور كورشاتوف، الحائز على جائزة ستالين وبعد ذلك رئيس معهد الأبحاث المركزي "كوميتا" (أنظمة الإنذار عبر الأقمار الصناعية للهجمات الصاروخية النووية ومقاتلات الأقمار الصناعية التابعة لتنظيم الدولة الإسلامية). جوري مارشوك هو منظم رئيسي للعمل في مجال تكنولوجيا الكمبيوتر، والرئيس السابق للجنة الدولة للعلوم والتكنولوجيا (GKNT) في الاتحاد السوفيتي.

في 27 أبريل 1996، كتب ألكساندر إيفانوفيتش سافين إلى سوسكوفيتس أنه تحت قيادة معهد البحوث المركزي "كوميتا"، كانت الفرق الرائدة في أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ووزارات الدفاع تعمل على إنشاء "تقنيات متقدمة لإنشاء الحزم". أنظمة الدفاع الصاروخي." وهذا هو بالضبط سبب إنشاء مسرع BWLAP. يحدد أ. سافين مجالات التطبيق المحتمل لهذه التكنولوجيا: ليس فقط بناء محطات طاقة نووية آمنة، ولكن أيضًا إنشاء مجمعات حساسة للغاية للكشف عن المتفجرات في الأمتعة والحاويات، وإنشاء وسائل لمعالجة المواد المشعة طويلة العمر وتحويل النفايات (الأكتينيدات) إلى نظائر قصيرة العمر، وتحسين جذري في طرق العلاج الإشعاعي وتشخيص السرطان باستخدام أشعة البروتون.

وهنا رسالة من جوري مارشوك إلى نفس O. Soskovets بتاريخ 2 ديسمبر 1994. ويقول إن فرع سيبيريا لأكاديمية العلوم كان جاهزًا منذ فترة طويلة للعمل على إنشاء محطات طاقة نووية بمفاعلات دون الحرجة. وبالعودة إلى مايو 1991، خاطب ج. مارشوك، بصفته رئيسًا لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، السيد جورباتشوف (المادة 6618 من المجلد الخاص لرئيس اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية) مع اقتراح "بشأن نشر العمل على نطاق واسع على المسرعات الخطية - تقنيات ذات استخدام مزدوج." تركزت هناك وجهات نظر المصممين الأكاديميين العامين مثل A. I. Savin و V. V. Glukhikh، وكذلك نواب رئيس أكاديمية العلوم V. A. Koptyug و R. V. Petrov وغيرهم من السلطات العلمية.

جادل غوري إيفانوفيتش لسوسكوفيتس: دعونا نوسع بناء المسرعات في الاتحاد الروسي، ونحل مشكلة النفايات المشعة، ونستخدم مواقع وزارة الطاقة الذرية للاتحاد الروسي في سوسنوفي بور. لحسن الحظ، يتفق كل من رئيس Minatom V. Mikhailov ومؤلف طريقة تسريع الموجة الخلفية A. Bogomolov على ذلك. فالبديل لمثل هذا المشروع هو فقط قبول المقترحات الأمريكية "التي تلقاها الفرع السيبيري لأكاديمية العلوم الروسية ... لتنفيذ العمل بأموال وتحت السيطرة الكاملة للولايات المتحدة مع نقلها وتنفيذها في المختبرات الوطنية لبلادهم - في لوس ألاموس وأرغون وبروكهافن. لا يمكننا أن نوافق على هذا..."

في نهاية عام 1994، اقترح مارتشوك إشراك كل من شركة سوسنوفي بور وشركة سانت بطرسبرغ للفيزياء الكهربية غير الربحية في المشروع، مما يمثل بداية اقتصاد مبتكر: تدفق "أموال العملات الأجنبية التي تشتد الحاجة إليها من المستهلكين الأجانب... بسبب لتطوير المنتجات في قطاع مشبع علميًا للغاية ..." أي السوفييت. وفي هذا الصدد، كان البيسون متقدمًا على السلطات الروسية بمدة تتراوح بين 10 إلى 15 عامًا: بعد كل شيء، مقال "إلى الأمام روسيا!" خرج فقط في خريف عام 2009.

ولكن بعد ذلك لم يسمع البيسون العلمي السوفيتي. بالفعل في عام 1996، أبلغ أ. برنامج Phystechmed يستحق كل هذا العناء. أعطني 30 مليون دولار...

غير مسموح…

اليوم، إذا قمنا بتنفيذ البرنامج مع معهد عموم روسيا للبحث العلمي للهندسة النووية، فإن برنامج إنشاء جيل جديد من محطات الطاقة النووية (YARES - محطات النسبية النووية) سيستغرق 12 عامًا كحد أقصى ويتطلب 50 مليارًا دولار. في الواقع، سيتم إنفاق 10 مليارات منها على تطوير مسرعات الموجات العكسية الحديثة. لكن سوق المبيعات هنا يزيد عن 10 تريليونات "أخضر". وفي الوقت نفسه، يجب إنشاء محطات طاقة نووية فائقة القوة ولكنها آمنة للسفن (سواء السطحية أو تحت الماء)، وفي المستقبل - للمركبات الفضائية.

من الضروري فقط إحياء برنامج بناء المسرعات على الموجة العكسية. ربما حتى على شروط التعاون الدولي.

كم عدد الكتل الجديدة التي تحتاجها؟

وفقا ل I. Ostretsov، لا يوجد بديل للاتجاه النسبي في الطاقة النووية. قبل نصف قرن على الأقل. النسبية النووية آمنة ونظيفة.

ويمكن أن تصبح سلعة تصديرية ووسيلة لتزويد العالم أجمع بالطاقة الرخيصة والنظيفة بسرعة وبتكلفة منخفضة. لا توجد محطات للطاقة الشمسية أو طاقة الرياح منافسة هنا. لتحقيق مستوى معيشي لائق يحتاج الإنسان إلى 2 كيلووات من الطاقة. أي أنه بالنسبة لجميع سكان الكوكب (في المستقبل - 7 مليارات نسمة) يجب أن يكون لديك 14 ألف وحدة طاقة نووية تبلغ قوة كل منها مليون كيلوواط. والآن لا يوجد سوى 4 آلاف منهم (الأنواع القديمة، وليس YRT)، إذا حسبت كل كتلة على أنها مليون زائد. وليس من قبيل الصدفة أن الوكالة الدولية للطاقة الذرية تحدثت في السبعينيات عن الحاجة إلى بناء 10 آلاف مفاعل بحلول عام 2000. أوستريتسوف واثق: يجب أن تكون هذه مفاعلات نووية فقط تعمل باليورانيوم الطبيعي والثوريوم.

ليست هناك حاجة لتجميع الوقود هنا - ويمكنك على الفور بناء أكبر عدد ممكن من الكتل حسب الحاجة. وفي الوقت نفسه، لا تنتج محطات المفاعلات النووية البلوتونيوم. لا توجد مشكلة في انتشار الأسلحة النووية. والوقود نفسه للطاقة النووية ينخفض ​​سعره عدة مرات.

عامل أوستريتسوف

اليوم زعيم أولئك الذين يحاولون تطوير YRT في الاتحاد الروسي هو إيغور أوستريتسوف.

خلال السنوات السوفيتية، كان باحثا ومصمما ناجحا. وبفضله، في السبعينيات، ولدت معدات إخفاء البلازما للرؤوس الحربية للصواريخ الباليستية، ثم لصاروخ كروز X-90 "ميتيور". يكفي أن نقول أنه بفضل مسرع بلازما الليثيوم في تجربة ماتسيستا، اختفت المركبة الفضائية من فئة سويوز من شاشة الرادار (مما قلل من الرؤية الراديوية للمركبة الفضائية بمقدار 35-40 ديسيبل). بعد ذلك، تم اختبار المعدات على صاروخ من نوع "الشيطان" (في كتابه، يتذكر آي أوستريتسوف بحرارة المساعدة التي تلقاها من مساعد المصمم العام للصاروخ ليونيد كوتشما). عندما تم تشغيل ماتسيستا، اختفى الرأس الحربي للصاروخ ببساطة من شاشات الرادار. البلازما التي غطت "الرأس" أثناء الطيران تشتت موجات الراديو. لا تزال أعمال I. Ostretsov هذه مهمة للغاية اليوم - لاختراق نظام الدفاع الصاروخي الأمريكي الواعد. حتى عام 1980، أجرى إيغور أوستريتسوف عملاً ناجحًا في إنشاء معدات البلازما لصاروخ كروز Meteorite الذي تفوق سرعته سرعة الصوت على ارتفاعات عالية. وهنا لم تتبدد موجات الراديو بواسطة البلازما (لأن الصاروخ كان يطير في الغلاف الجوي)، بل امتصتها. لكن هذه قصة مختلفة.

في عام 1980، ذهب إيغور أوستريتسوف للعمل في معهد أبحاث الهندسة النووية. وهناك فكر في مشكلة إنتاج أنظف طاقة نووية ممكنة مع الحد الأدنى من النفايات وعدم إنتاج مواد انشطارية للأسلحة النووية. علاوة على ذلك، لا يستخدم اليورانيوم النادر 235.

يكمن حل المشكلة في منطقة لم تتم دراستها إلا قليلاً: في تأثير النيوترونات عالية الطاقة على الأكتينيدات "غير الانشطارية": الثوريوم واليورانيوم 238. (إنها تنشطر عند طاقات أكبر من 1 ميغا إلكترون فولت.) “من حيث المبدأ، يمكن إنتاج النيوترونات من أي طاقة باستخدام مسرعات البروتون. ومع ذلك، حتى وقت قريب، كانت للمسرعات عوامل كفاءة منخفضة للغاية. فقط في نهاية القرن العشرين ظهرت التقنيات التي مكنت من إنشاء مسرعات بروتون ذات كفاءة عالية بما فيه الكفاية..." يكتب الباحث نفسه.

بفضل معرفته بالأكاديمي فاليري سوبوتين، المرتبط بتصفية حادث تشيرنوبيل، تمكن آي أوستريتسوف من إجراء تجربة في عام 1998 في معهد الفيزياء النووية في دوبنا. وهي معالجة مجموعة الرصاص باستخدام مسرع كبير بطاقة بروتون تبلغ 5 جيجا إلكترون فولت. بدأ الرصاص في الانقسام! وهذا يعني أن إمكانية إنشاء طاقة نووية (مزيج من المسرع والمفاعل دون الحرج) قد تم إثباتها بشكل أساسي، حيث لم تكن هناك حاجة إلى اليورانيوم 235 ولا البلوتونيوم 239. بصعوبة كبيرة، كان من الممكن إجراء تجربة عام 2002 في المسرع في بروتفينو. أدت المعالجة لمدة 12 ساعة لهدف الرصاص في مسرع في نطاق الطاقة من 6 إلى 20 جيجا إلكترون فولت إلى حقيقة أن الرصاص... 10 أيام "الفونيل" كمعدن مشع (8 رونتجنز هي قيمة الجرعة على سطحه عند أولاً). لسوء الحظ، لم يُمنح I. Ostretsov الفرصة لإجراء تجارب مماثلة مع الثوريوم واليورانيوم 238 (الأكتينيدات). وبدأت معارضة غريبة من وزارة الطاقة الذرية الروسية. ولكن تم إثبات الشيء الرئيسي: من الممكن استخدام الطاقة النسبية النووية باستخدام أنواع الوقود "الخام".

على عتبة اختراق محتمل في مجال الطاقة

كان هناك شيء واحد مفقود: مسرع صغير ولكنه قوي. وقد وجد: لقد كان مسرع بوغومولوف على موجة متخلفة. كما كتب I. Ostretsov، فإن المفاعلات دون الحرجة مع المسرعات ستجعل من الممكن تحقيق أعلى تركيز للنوى الانشطارية - ما يقرب من مائة بالمائة (بنسبة 2-5٪ في المفاعلات الحالية وبنسبة 20٪ في مفاعلات النيوترونات السريعة).

ستكون محطات الطاقة النسبية النووية (NRES) قادرة على استخدام الاحتياطيات الهائلة من الثوريوم في الاتحاد الروسي (1.7 مليون طن). بعد كل شيء، على بعد 20 كم فقط من مصنع سيبيريا الكيميائي (تومسك -7) يوجد رواسب عملاقة من الثوريوم، بجانبه يوجد خط سكة حديد وبنية تحتية لمصنع كيميائي قوي. يمكن أن يعمل YRES لعقود من الزمن بحمولة مفاعل واحدة. وفي الوقت نفسه، وعلى عكس مفاعلات النيوترونات السريعة، فإنها لا تنتج “متفجرات نووية”، مما يعني أنه يمكن تصديرها بأمان.

في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تعرف إيغور أوستريتسوف على المسرعات الخطية المدمجة لـ A. Bogomolov، وقد حصلوا على براءة اختراع لتكنولوجيا جديدة للطاقة النووية. قمنا بحساب الاستثمارات الرأسمالية المطلوبة، وقمنا بتقدير برنامج العمل ومن سيقومون بتنفيذه. لذا فإن فترة إنشاء YRES الأولى لا تزيد عن 12 عامًا.

وتعد مسرعات الموجة العكسية بحد ذاتها ابتكارًا فائقًا. يمكن تركيب آلة Bogomolov، بحجم عربة النقل، على متن سفينة Ruslan، وتصبح كاشفًا للأسلحة النووية على مسافة كبيرة - ويمكنها تدميرها بشعاع من البروتونات. هذا، في الواقع، سلاح شعاعي يمكن جعله أكثر تقدمًا وبعيد المدى. ولكن في المستقبل القريب سيكون من الممكن إنشاء تكنولوجيا للكشف عن الشحنات النووية التي ينقلها المخربون والإرهابيون (على سبيل المثال، على السفن المدنية) وتدميرها بشعاع موجه من الجزيئات. هناك حسابات تظهر: شعاع من النيوترونات يمكن أن يدمر مفاعل السفينة للسفينة المستهدفة في ميلي ثانية واحدة، ويحولها إلى "تشيرنوبيل صغير" بسبب التسارع المحموم.

وبالطبع، يتضمن YRT تقنيات البلازما للاختفاء الراديوي - للصواريخ والطائرات في روسيا المستقبلية.

الشيء الوحيد المتبقي هو إنشاء مركز علمي حكومي للطاقة النسبية النووية وتطوير تقنيات الإشعاع النووي. لأنه لا يحق لأي رأس مال خاص العمل في مثل هذا المجال، الذي له، علاوة على ذلك، طابع "مزدوج" واضح. إن اللعبة تستحق كل هذا العناء: فبعد أن نجحوا في تطوير الطاقة النووية، سوف يتحول الروس إلى المحتكرين لها ويحصدون أرباحاً باهظة من سوق جديدة تماماً. ما هي تكلفة مجرد أعمال المعالجة الكاملة، بمساعدة ياريس، للنفايات النووية طويلة العمر المتبقية بعد إغلاق محطات الطاقة النووية القديمة! هذه مئات المليارات من الدولارات.

ملف. من رسالة من نائب مجلس الدوما في الاتحاد الروسي فيكتور إليوخين إلى الرئيس ديمتري ميدفيديف.

“... منذ عشر سنوات، تعمل بلادنا على تقنيات النسبية النووية (NRT)، بناءً على تفاعل حزم الجسيمات المشحونة التي يتم الحصول عليها باستخدام المسرعات مع نوى العناصر الثقيلة.

تتطور تقنيات الطاقة النووية في خمسة مجالات رئيسية: 1) الطاقة؛ 2) التطبيقات العسكرية، وفي المقام الأول الأسلحة الشعاعية؛ 3) التفتيش عن بعد على النقل غير المصرح به للمواد النووية؛ 4) الفيزياء الأساسية. 5) مختلف التطبيقات التكنولوجية وخاصة الطبية.

أداة تنفيذ YRT هي مسرع الموجة الخلفية المدمج (BWLAP).

تم الحصول على براءات اختراع روسية لتقنيات المسرعات والإشعاع النووي القائمة على البروتونات والثقيلة، بما في ذلك اليورانيوم والنوى (آي إن أوستريتسوف وأ.س. بوغومولوف).

تم إجراء فحص لإمكانية إنشاء أسلحة شعاعية تعتمد على تقنيات الإشعاع النووي من قبل متخصصين من المديرية الرئيسية الثانية عشرة لوزارة الدفاع الروسية وروساتوم، الذين أكدوا حقيقة إنشاء أسلحة شعاعية تعتمد على الإشعاع النووي، متفوقة بكثير في جميع المجالات. فيما يتعلق بإشعاع الأسلحة التي تصنعها اليوم الدول المتقدمة (الولايات المتحدة الأمريكية والصين واليابان وفرنسا).

وبالتالي، في الوقت الحاضر، يمكن لروسيا فقط إنشاء مجمع قتالي، تسعى جميع الدول المتقدمة إلى إنشاءه والذي يمكن أن يغير بشكل جذري أساليب الحرب وتوازن القوى في العالم.

فيما يتعلق بمسألة تطوير العمل في مجال تقنيات الإشعاع النووي، عُقد اجتماع في 6 ديسمبر 2008 مع رئيس مجلس الاتحاد للجمعية الفيدرالية للاتحاد الروسي إس. ميرونوف بمشاركة قيادة المديرية الرئيسية الثانية عشرة لوزارة الدفاع الروسية والممثلين المسؤولين عن مجلس الاتحاد الروسي ومركز VNIIEF النووي (ساروف) ومؤلفي تقنيات الإشعاع النووي..."

واقع حزين

الآن تباعدت مسارات أوستريتسوف وبوجومولوف. ولم تمول الدولة العمل على مسرعات الموجات العكسية الروسية. وكان علينا أن نبحث عن العملاء الغربيين. تقنية BWLAP الخاصة بـ Bogomolov لا تنتمي إليه وحده. ووجد آخرون عملاء في الولايات المتحدة الأمريكية. ومن حسن الحظ أن الذريعة جيدة ـ وهي تطوير تكنولوجيا الكشف بعيد المدى عن الشحنات النووية باسم الحرب ضد الإرهاب الدولي. وقد تناول الأمر أكاديمي جديد (من زمن إيريف، نموذج 2003)، فاليري بوندور. المدير العام للمؤسسة الحكومية - المركز العلمي لرصد الفضاء الجوي "الفضاء الجوي" التابع لوزارة التعليم والعلوم والأكاديمية الروسية للعلوم، ورئيس تحرير مجلة "استكشاف الأرض من الفضاء". وكما كتب فيكتور إليوخين وليونيد إيفاشوف إلى رئيس الاتحاد الروسي: “في الوقت الحالي، أكملت بلادنا العمل على البحث النظري والتجريبي في طريقة التفتيش عن بعد للمواد النووية بموجب عقد مع شركة DTI الأمريكية (CIA). تم تنفيذ الاتفاقية رقم 3556 بتاريخ 27 يونيو 2006 من قبل شركة "Isintek" والأكاديمي Bondur V.G. (الملحق 1) بدعم من FSB في الاتحاد الروسي. الآن في الولايات المتحدة الأمريكية (مختبر لوس ألاموس) تم اتخاذ قرار بإنشاء نظام تفتيش ومعارك حقيقي يعتمد على العمل المنجز في بلدنا.

وفقًا للقانون الروسي، يجب أن تخضع أعمال هذه الفئة للفحص من قبل المعهد الثاني عشر التابع لإدارة الدولة الثانية عشرة التابعة لوزارة الدفاع في الاتحاد الروسي قبل نقلها إلى الخارج. ويتم انتهاك هذا الحكم بشكل صارخ بالتواطؤ الكامل من إدارة رئيس الاتحاد الروسي ومجلس الأمن في الاتحاد الروسي وروساتوم.

وهذا البرنامج، في حال تنفيذه، سيسمح لبلادنا، إلى جانب الدول التي سيتم تركيب نظام التفتيش عن بعد فيها، بالتحكم في انتشار المواد النووية في جميع أنحاء العالم، على سبيل المثال، في إطار منظمة دولية لمكافحة الإرهاب النووي. ، والذي سيكون من المستحسن أن يرأسه أحد كبار قادة روسيا. علاوة على ذلك، سيتم تمويل جميع الأعمال من أموال أجنبية.

نطلب منك عزيزي ديمتري أناتوليفيتش إصدار تعليمات لإجراء فحص فوري للمواد المنقولة إلى الولايات المتحدة وتحديد دائرة الأشخاص المتورطين في هذا الانتهاك غير المسبوق للمصالح الأساسية وأمن الاتحاد الروسي. ولهذا الغرض، قم بإنشاء مجموعة عمل تتكون من ممثلين عن إدارتكم، والمديرية الرئيسية الثانية عشرة لوزارة الدفاع في الاتحاد الروسي ومؤلفي هذه الرسالة..."

ومن ثم فإن ثمار العمل المتفاني الذي يقوم به الفيزيائيون المبتكرون المحليون قد تذهب إلى الولايات المتحدة. وهناك، وليس هنا، ستتطور التقنيات النسبية النووية - طاقة وأسلحة العصر القادم...

لصالح من تعمل شركة روساتوم الحالية؟

حسنًا، في الوقت الحالي، تنشغل روساتوم بالعمل بشكل رئيسي لصالح الولايات المتحدة.

هل تعرف لماذا لا يريد أن يلاحظ المنظور الحقيقي للتنمية؟ لأن وظيفتها الرئيسية هي نقل الاحتياطيات السوفيتية من اليورانيوم 235 إلى محطات الطاقة النووية الأمريكية (صفقة HEU-LEU، Gore-Chernomyrdin، 1993).

لماذا تشتري روساتوم حصص ملكية في شركات تعدين اليورانيوم الطبيعي الأجنبية؟ من أجل تخصيبه في مؤسساتنا التي بنيت في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (وبالتالي رخيصة الثمن) - وتزويد أمريكا مرة أخرى بالوقود لمحطات الطاقة النووية. وبالتالي فإن الولايات المتحدة تقلل من تكاليف إنتاج الكهرباء. نعم، وسيتم إرسال الوقود النووي المشعع - SNF - من الغرب إلى الاتحاد الروسي لإعادة التدوير.

ما هو الاحتمال هنا؟ إن الاحتمال بالنسبة لروسيا هو استعماري بحت.

ايه بي كولدوبسكي

الانفجار النووي هو ظاهرة فيزيائية فريدة من نوعها، وهي الطريقة الوحيدة التي أتقنتها البشرية لإطلاق كميات هائلة وحقيقية من الطاقة على الفور مقارنة بكتلة وحجم الجهاز نفسه. سيكون من غير المنطقي افتراض أن مثل هذه الظاهرة ستبقى دون أن يلاحظها أحد من قبل العلماء والمهندسين.

ظهرت المنشورات العلمية والتقنية الأولى حول هذه المشكلة في الولايات المتحدة الأمريكية واتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في منتصف الخمسينيات. في عام 1957، اعتمدت هيئة الطاقة الذرية الأمريكية البرنامج العلمي والتقني "Plowshare" للاستخدام السلمي لتقنيات المتفجرات النووية (NET). تم تنفيذ أول انفجار نووي سلمي في إطار هذا البرنامج - "جنوم"، بقوة 3.4 كيلو طن - في موقع اختبار نيفادا في عام 1961، وفي 15 يناير 1965، تم تنفيذ انفجار قذفي للتربة بقوة حوالي 140 كيلو طن، نفذت في قاع النهر. افتتح تشاجان، على أراضي موقع اختبار سيميبالاتينسك، "البرنامج رقم 7" السوفييتي.

تم تنفيذ آخر انفجار نووي سلمي سوفيتي، "روبن -1"، في منطقة أرخانجيلسك في 6 سبتمبر 1988. خلال هذا الوقت، تم تنفيذ 115 انفجارًا مماثلًا في الاتحاد السوفيتي (RF - 81، كازاخستان - 29، أوزبكستان وأوكرانيا - 2 لكل تركمانستان - 1 ). كان متوسط ​​قوة الأجهزة المستخدمة في هذه الحالة 14.3 كيلو طن، وباستثناء أقوى انفجارين (140 و 103 كيلو طن) - 12.5 كيلو طن.

لماذا بالضبط تم تنفيذ التفجيرات النووية السلمية؟ على الرغم من كل "غرابة" هذا السؤال، فإنه لا بد من الإجابة عليه على أساس مزاياه؛ فكرة أنهم "متعة" الهواة تقريبًا للعلماء النوويين، عديمة الفائدة، بل كل شيء، ومضرة جدًا بالطبيعة والمجتمع.

لذلك، من أصل 115 تفجيرا نوويا سلميا، تم إجراء 39 لغرض السبر الزلزالي العميق لقشرة الأرض للبحث عن المعادن، 25 - لتكثيف حقول النفط والغاز، 22 - لإنشاء خزانات تحت الأرض للتخزين الغاز والمكثفات، 5 - لإطفاء نوافير الغاز في حالات الطوارئ، 4 - لإنشاء قنوات وخزانات صناعية، 2 لكل منهما - لسحق الخام في رواسب المحجر، لإنشاء خزانات تحت الأرض - جامعي لإزالة النفايات السامة من إنتاج المواد الكيميائية ول بناء السدود السائبة، 1 - لمنع الانفجارات الصخرية وانبعاث الغازات في مناجم الفحم تحت الأرض، 13 - لدراسة عمليات الدفن الذاتي للمواد المشعة في المنطقة الوسطى من الانفجار. وكان أهم العملاء وزارة الجيولوجيا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (51 انفجارا)، مينجازبروم (26)، ووزارة صناعة النفط والغاز (13). في الواقع، تم تنفيذ 19 تفجيرًا نوويًا سلميًا بأمر من وزارة بناء الآلات المتوسطة.

دون مناقشة هنا الكفاءة الصناعية والاقتصادية للانفجارات لأغراض مختلفة (سنعود جزئيا إلى هذا أدناه)، استنادا إلى ما قيل، ينبغي أن نخلص إلى نتيجة واضحة: نحن نتعامل مع تكنولوجيا خطيرة بالتأكيد، ولكن في في كثير من الحالات يكون فعالا جدا، وأحيانا كما سنرى، ليس له أي بدائل تقنية. وبالتالي، ينبغي مناقشة تقنيات المتفجرات النووية على هذا النحو على وجه التحديد، ولكن ليس على الإطلاق باعتبارها سمة من سمات الشيطان، مثل رائحة الكبريت والذيل والمذراة.

أما بالنسبة للخطر... فلا توجد بيانات موثوقة عن الأضرار التي لحقت بحياة وصحة شخص واحد على الأقل نتيجة الانفجار، ولم يكن لدى أي مشارك في العمل أو المقيم سبب مسجل بشكل موثوق- والعلاقة التأثيرية بين تدهور الصحة المرتبط بالعمر وحقيقة الانفجار. التحدث في هذه الظروف عن "الخطر الخاص" لتقنيات التفجير النووي، ومعرفة بوبال (1500 قتيل دفعة واحدة)، وسيفيسو وميناماتا، وعن الأعداد الرهيبة من الوفيات في مناجم الفحم، وحوادث السيارات، وما إلى ذلك. محرجا إلى حد ما. في الوقت نفسه، لا يريد المؤلف على الإطلاق أن يظهر كمعارض للصناعة الكيميائية أو النقل بالسيارات، فهو يرغب فقط في لفت انتباه القارئ إلى ما هو بسيط، ولكن، للأسف، يراوغ في بعض الأحيان انتباه "المحافظين على البيئة". حقيقة أنه لا توجد تقنيات آمنة، وأن الخطر التكنولوجي هو ثمن حتمي للمستوى الذي وصل إليه التطور الحضاري، وأن الرفض الكامل لهذا الخطر هو بمثابة رفض للتقنيات نفسها، التي ستعيد البشرية على الفور إلى الجلود والكهوف والأرضيات. محاور حجرية. إذا كان "الخطر الخاص" لتقنيات المتفجرات النووية في تمثيل بعض وسائل الإعلام يرجع فقط إلى كونها متفجرات نووية، فإن الحديث ينتقل إلى مستوى آخر يقع خارج نطاق هذه المقالة - هناك القليل من الكفاءة و اهتمام حقيقي برفاهية البيئة الخارجية، ولكن عادة ما يكون هناك الكثير من السياسات الحزبية.

في الأساس، ينبغي إجراء مناقشة معقولة لجميع التقنيات (إذا أخذنا في الاعتبار فقط الجوانب التقنية والاقتصادية والبيئية لهذه المسألة) في المربع الرباعي المستهدف "التأثير والضرر والتكلفة البديلة". ومع ذلك، في حالة الحرب النووية، فإن هذا لا يكفي، لأن "الرباعي" يتحول، بالمعنى المجازي، إلى "مكعب"، إذا أخذنا في الاعتبار الأهمية غير العادية للجوانب السياسية، وقبل كل شيء، الجوانب القانونية من المشكلة.

وهذا يعني، بالطبع، أنه من غير المجدي مناقشة الأسلحة النووية، مع التجريد من حقيقة وجود معاهدة الحظر الشامل للتجارب النووية، الفقرة 1 من الفن. 1 منها يحظر بشكل مباشر على الدولة المشاركة (بما في ذلك روسيا) إنتاج أي أسلحة نووية، بغض النظر عن غرضها والغرض منها. ومع أخذ ذلك في الاعتبار، يود صاحب البلاغ أن يحدد موقفه بوضوح: فهو لا يدعو بأي حال من الأحوال إلى مراجعة المعاهدة، أو حتى انتهاكها. والهدف من النهج الذي يقترحه هو، من خلال التحليل المحايد والمعقول لقدرات الأسلحة النووية، الإجابة على سؤال مدى استصواب استخدامها في حالات معينة؛ على وجه التحديد، في تلك الحالات التي يكون فيها هذا الاستخدام من وجهة نظر اقتصادية وبيئية واجتماعية هو الحل الأفضل بشكل موضوعي لبعض المشاكل المهمة، وبالتالي يحق له الاعتماد على التفاهم والموافقة الدوليين (بالطبع، حتى التلميحات إلى إمكانية الحصول على أي فوائد عسكرية). وإذا كانت الإجابة على السؤال المطروح إيجابية في جوهرها، فيجب بذل الجهود لإضفاء الشرعية على مثل هذا الاستنتاج بشكل لا تشوبه شائبة ضمن الإطار المنصوص عليه في المعاهدة المذكورة - والذي سيتم مناقشته أدناه.

وبالعودة إلى مناقشة الأسلحة النووية في حد ذاتها، نلاحظ أنه منذ البداية الأولى لتنفيذ "البرنامج رقم 7" كان يعتمد على مبدأ أن الشرط الأساسي لاستخدام الأسلحة النووية هو إما غياب "التقليدية" أو عدم وجودها. التكنولوجيا، أو عدم الملاءمة الاقتصادية و/أو البيئية لاستخدامها. وفي وقت لاحق، أصبحت هذه المتطلبات أكثر صرامة:

"1. ولا ينبغي بأي حال من الأحوال التفكير في إجراء تفجيرات نووية يمكن أن تطلق كميات قابلة للقياس من المنتجات المشعة إلى المناطق البيئية التي يمكن للإنسان الوصول إليها. هذه كلها أنواع مما يسمى بالانفجارات الخارجية التي تنطوي على تغيرات مرئية على سطح الأرض - بناء الخزانات (شاجان)، والقنوات (منشأة تايغا، منطقة بيرم)، وسدود السدود (كريستال، ساخا-ياقوتيا)، حفر الانهيار (" غاليت، كازاخستان). وينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أنه في هذه الحالات يوجد دائمًا بديل تكنولوجي (يمكن إنشاء سد أو قناة أو خزان باستخدام الطرق التقليدية).

"2. لا ينبغي استخدام التفجيرات النووية، ونتيجة لذلك فإن المنتجات المشعة، على الرغم من عدم دخولها مباشرة إلى البيئة البشرية (الانفجارات الداخلية، أو انفجارات التمويه)، ستكون على اتصال بالمنتجات التي يستخدمها الإنسان (تكوين مرافق تخزين الغاز والمكثفات، الخام). سحق وتكثيف حقول النفط والغاز). وعلى الرغم من عدم وجود بديل تكنولوجي لمثل هذه الانفجارات في كثير من الأحيان، إلا أنه عادة ما يكون هناك بديل مستهدف (بدلاً من تكثيف الحقول المستنفدة، يمكن تركيز الجهود على استكشاف وتطوير حقول جديدة). بالإضافة إلى ذلك، كشفت الممارسة عن عواقب إشعاعية غير مرغوب فيها: تلوث المواقع الصناعية أثناء حفر ("ثقب") هذه التجاويف، وفقدان حجم عملها وضغط المحاليل الملحية المشعة على السطح أثناء تشغيل مرافق تخزين الغاز التي تم إنشاؤها في طبقات الملح الصخري ، إلخ.).

"3. وينبغي "تجميد" أي تفجيرات للتمويه النووي إذا لم تكن الحل الوحيد - السريع والفعال - الذي يتناسب مع حجم المشكلة (على سبيل المثال، نوافير الغاز في حالات الطوارئ).

تم تنفيذ القمع الأول في حقل غاز أورتا-بولاك في أوزبكستان، حيث تم اكتشاف خزان غاز بضغط يزيد عن 300 ضغط جوي على عمق 2450 مترًا. في 11 ديسمبر 1963، حدث إطلاق للغاز، مما تسبب في حدوث نافورة طوارئ بمتوسط ​​معدل تدفق يومي يبلغ 12 مليون متر مكعب - وهذا سيكون كافيًا لتزويد مدينة مثل سانت بطرسبرغ. بالإضافة إلى الخسائر الاقتصادية، كان الضرر البيئي هائلا حقا - فقد احتوى الغاز على كمية كبيرة من كبريتيد الهيدروجين شديد السمية، والذي يمكن أن يؤدي تأثيره على المدى الطويل على الحياة البرية إلى عواقب غير متوقعة، وقد أضاف الحريق الناتج أكاسيد الكربون إلى ذلك. المؤلف، وهو نفسه أحد المشاركين في أعمال لاحقة من هذا النوع، لن ينسى أبدًا رائحة كبريتيد الهيدروجين النتنة لنافورة غاز الطوارئ.

ولم تنجح محاولات مواجهة هذه الكارثة بالطرق التقليدية، والتي استمرت لمدة ثلاث سنوات تقريبًا، حيث تم فقدان حوالي 15.5 مليار متر مكعب من الغاز خلال هذه الفترة. بدأ العلماء النوويون العمل. تحت قيادة وزير MSM آنذاك E. P. Slavsky، تم تطوير طريقة أصلية للقضاء على الإطلاق، بناء على حفر بئر مائل من سطح الأرض إلى جذع بئر الطوارئ وتفجير شحنة نووية خاصة (مع قوة 30 كيلو طن) على عمق يزيد عن 1500 متر وعلى مسافة حوالي 40 مترًا من الجذع. كانت الفكرة هي أن الضغط الهائل - عشرات الآلاف من الأجواء - في منطقة الضغط من شأنه أن يقطع صندوق بئر الطوارئ، مثل المقص.

بعد الانفجار (30 سبتمبر 1966)، توقف إطلاق الغاز من بئر الطوارئ بعد 25 ثانية (!). ولم يكن هناك إطلاق لأي منتجات مشعة إلى السطح، ولم تكن هناك أي تعقيدات في مواصلة استغلال الحقل.

وتم ترويض أربع نوافير غاز أخرى للطوارئ (في أوزبكستان وتركمانستان وأوكرانيا وروسيا) بطريقة مماثلة. في هذه الحالة، تم استخدام أجهزة بقوة تتراوح من 4 إلى 47 كيلوطن، تم تفجيرها على أعماق تتراوح بين 1510 إلى 2480 مترًا، ولم يتم ملاحظة أي تفجير مبكر أو إطلاق متأخر للمنتجات المشعة على سطح الأرض. تجدر الإشارة إلى أنه في حقلين، كان استخدام الأساليب التقليدية للقضاء على الانفجار مستحيلا تماما، لأنه في ظل عدم وجود فم واضح لبئر الطوارئ، حدث توزيع مكثف للضغط للغاز على طول الآفاق الجيولوجية العليا النفاذية مع تكوين غريفينات غازية على مساحة كبيرة (داخل دائرة نصف قطرها يصل إلى كيلومتر واحد من الفم).