Definition av kärnteknik och deras klassificering. Kärnteknik. Kärnvapenprogram

Encyklopedisk YouTube

1 / 5

✪ Nuclear Rocket Engine Senaste tekniken 2016

✪ Världens första nukleära rymdmotor monterades i Ryssland.

✪ Atomic Horizons (2016-03-26): Nukleär säkerhetsteknik

✪ Kärnreaktor istället för ett hjärta?

✪ Kärnenergi och teknik

undertexter

Fysik

Atomkärnor är uppbyggda av två typer av nukleoner - protoner och neutroner. De hålls samman av den så kallade starka interaktionen. I det här fallet beror bindningsenergin för varje nukleon med andra på det totala antalet nukleoner i kärnan, som visas i grafen till höger. Grafen visar att för lätta kärnor, när antalet nukleoner ökar, ökar bindningsenergin, och för tunga kärnor minskar den. Om du lägger till nukleoner till lätta kärnor eller tar bort nukleoner från tunga atomer kommer denna skillnad i bindningsenergi att frigöras som den kinetiska energin hos de partiklar som frigörs som ett resultat av dessa handlingar. Den kinetiska energin (rörelseenergin) hos partiklar omvandlas till termisk rörelse hos atomer efter kollisionen mellan partiklar och atomer. Sålunda visar sig kärnenergin i form av värme.

En förändring i kärnans sammansättning kallas en kärnomvandling eller kärnreaktion. En kärnreaktion med en ökning av antalet nukleoner i kärnan kallas en termonukleär reaktion eller kärnfusion. En kärnreaktion med en minskning av antalet nukleoner i kärnan kallas kärnsönderfall eller kärnklyvning.

Kärnfission

Kärnklyvning kan vara spontan (spontan) eller orsakad av yttre påverkan (inducerad).

Spontan fission

Modern vetenskap tror att alla kemiska grundämnen tyngre än väte syntetiserades som ett resultat av termonukleära reaktioner inuti stjärnor. Beroende på antalet protoner och neutroner kan kärnan vara stabil eller tendera att spontant delas upp i flera delar. Efter slutet av stjärnornas liv bildade stabila atomer den värld vi känner, och instabila atomer förföll gradvis innan de bildades. På jorden till denna dag har endast två sådana instabila ämnen överlevt i industriella mängder ( radioaktiv) kemiska grundämnen - uran och torium. Andra instabila grundämnen produceras artificiellt i acceleratorer eller reaktorer.

Kedjereaktion

Vissa tunga kärnor fäster lätt en extern fri neutron, blir instabila och sönderfaller och avger flera nya fria neutroner. I sin tur kan dessa frigjorda neutroner komma in i närliggande kärnor och även orsaka deras sönderfall med frigörandet av ytterligare fria neutroner. Denna process kallas en kedjereaktion. För att en kedjereaktion ska inträffa är det nödvändigt att skapa specifika förhållanden: att koncentrera på ett ställe en tillräckligt stor mängd av ett ämne som kan en kedjereaktion. Densiteten och volymen av detta ämne måste vara tillräcklig så att fria neutroner inte hinner lämna ämnet och interagerar med kärnor med hög sannolikhet. Denna sannolikhet karakteriseras neutronmultiplikationsfaktor. När ämnets volym, densitet och konfiguration tillåter neutronmultiplikationsfaktorn att nå enhet, kommer en självuppehållande kedjereaktion att börja, och massan av det klyvbara ämnet kommer att kallas kritisk massa. Naturligtvis leder varje förfall i denna kedja till frigöring av energi.

Människor har lärt sig att utföra kedjereaktioner i speciella strukturer. Beroende på den kedjereaktionshastighet som krävs och dess värmealstring kallas dessa strukturer för kärnvapen eller kärnreaktorer. I kärnvapen utförs en lavinliknande okontrollerad kedjereaktion med den maximalt uppnåbara neutronmultiplikationsfaktorn för att uppnå maximal energifrisättning innan termisk förstörelse av strukturen inträffar. I kärnreaktorer försöker man uppnå ett stabilt neutronflöde och värmeavgivning så att reaktorn utför sina uppgifter och inte kollapsar av alltför stora termiska belastningar. Denna process kallas en kontrollerad kedjereaktion.

Kontrollerad kedjereaktion

I kärnreaktorer skapas förutsättningar för kontrollerad kedjereaktion. Som framgår av innebörden av en kedjereaktion kan dess hastighet kontrolleras genom att ändra neutronmultiplikationsfaktorn. För att göra detta kan du ändra olika designparametrar: densiteten hos det klyvbara ämnet, neutronernas energispektrum, införa ämnen som absorberar neutroner, lägga till neutroner från externa källor, etc.

Men kedjereaktionen är en mycket snabb lavinliknande process, det är nästan omöjligt att tillförlitligt kontrollera den direkt. Därför, för att kontrollera kedjereaktionen, är fördröjda neutroner av stor betydelse - neutroner som bildas under det spontana sönderfallet av instabila isotoper som bildas som ett resultat av de primära sönderfallen av klyvbart material. Tiden från primärt sönderfall till fördröjda neutroner varierar från millisekunder till minuter, och andelen fördröjda neutroner i neutronbalansen i reaktorn når några procent. Sådana tidsvärden gör det redan möjligt att reglera processen med hjälp av mekaniska metoder. Neutronmultiplikationsfaktorn, med hänsyn tagen till fördröjda neutroner, kallas den effektiva neutronmultiplikationsfaktorn, och istället för den kritiska massan introducerades begreppet reaktivitet hos en kärnreaktor.

Dynamiken i en kontrollerad kedjereaktion påverkas också av andra fissionsprodukter, av vilka några effektivt kan absorbera neutroner (så kallade neutrongifter). När kedjereaktionen väl börjar ackumuleras de i reaktorn, vilket minskar reaktorns effektiva neutronmultiplikationsfaktor och reaktivitet. Efter en tid uppstår en balans i ackumuleringen och sönderfallet av sådana isotoper och reaktorn går in i ett stabilt läge. Om reaktorn stängs av finns neutrongifter kvar i reaktorn under lång tid, vilket gör det svårt att starta om. Den karakteristiska livslängden för neutrongifter i urans sönderfallskedja är upp till en halv dag. Neutrongifter hindrar kärnreaktorer från att snabbt byta effekt.

Kärnfusion

Neutronspektrum

Fördelningen av neutronenergier i ett neutronflöde brukar kallas neutronspektrum. Neutronenergin bestämmer mönstret för interaktion mellan neutronen och kärnan. Det är vanligt att särskilja flera neutronenergiområden, varav följande är viktiga för kärnteknik:

• Termiska neutroner. De kallas så för att de är i energijämvikt med atomernas termiska vibrationer och inte överför sin energi till dem under elastiska interaktioner.
• Resonanta neutroner. De kallas så eftersom tvärsnittet för interaktionen av vissa isotoper med neutroner av dessa energier har uttalade oregelbundenheter.
• Snabba neutroner. Neutroner av dessa energier produceras vanligtvis genom kärnreaktioner.

Snabba och fördröjda neutroner

Kedjereaktionen är en mycket snabb process. Livslängden för en generation neutroner (det vill säga den genomsnittliga tiden från uppkomsten av en fri neutron till dess absorption av nästa atom och födelsen av nästa fria neutroner) är mycket mindre än en mikrosekund. Sådana neutroner kallas prompt. I en kedjereaktion med en multiplikationsfaktor på 1,1, efter 6 μs kommer antalet prompta neutroner och den frigjorda energin att öka med 10 26 gånger. Det är omöjligt att på ett tillförlitligt sätt hantera en så snabb process. Därför är fördröjda neutroner av stor betydelse för en kontrollerad kedjereaktion. Fördröjda neutroner uppstår från det spontana sönderfallet av fissionsfragment som finns kvar efter primära kärnreaktioner.

Materialvetenskap

Isotoper

I den omgivande naturen möter människor vanligtvis egenskaperna hos ämnen som bestäms av strukturen hos atomernas elektroniska skal. Till exempel är det elektronskalen som är helt ansvariga för atomens kemiska egenskaper. Därför, före kärnkraftseran, separerade vetenskapen inte ämnen med massan av kärnan, utan bara genom dess elektriska laddning. Men med tillkomsten av kärnteknik blev det klart att alla välkända enkla kemiska grundämnen har många - ibland dussintals - varianter med olika antal neutroner i kärnan och följaktligen helt olika kärnegenskaper. Dessa sorter kom att kallas isotoper av kemiska grundämnen. De flesta naturligt förekommande kemiska grundämnen är blandningar av flera olika isotoper.

De allra flesta kända isotoper är instabila och förekommer inte i naturen. De erhålls på konstgjord väg för studier eller användning inom kärnteknik. Separationen av blandningar av isotoper av ett kemiskt element, artificiell produktion av isotoper och studiet av egenskaperna hos dessa isotoper är några av kärnteknikens huvuduppgifter.

Klyvbart material

Vissa isotoper är instabila och sönderfaller. Förfallet inträffar dock inte omedelbart efter syntesen av isotopen, utan efter en tid som är karakteristiskt för denna isotop, som kallas halveringstid. Av namnet är det uppenbart att detta är den tid under vilken hälften av de befintliga kärnorna i en instabil isotop sönderfaller.

Instabila isotoper finns nästan aldrig i naturen, eftersom även de längsta livslängderna lyckades förfalla fullständigt under de miljarder år som har gått sedan syntesen av ämnena runt omkring oss i termonukleär ugn av en länge utdöd stjärna. Det finns bara tre undantag: dessa är två isotoper av uran (uran-235 och uran-238) och en isotop av torium - torium-232. Utöver dem kan man i naturen hitta spår av andra instabila isotoper som bildas som ett resultat av naturliga kärnreaktioner: förfallet av dessa tre undantag och inverkan av kosmiska strålar på atmosfärens övre skikt.

Instabila isotoper är grunden för nästan all kärnteknik.

Stödjer kedjereaktionen

Separat finns det en grupp instabila isotoper som är mycket viktiga för kärntekniken och som kan upprätthålla en kärnkedjereaktion. För att upprätthålla en kedjereaktion måste isotopen absorbera neutroner väl, följt av sönderfall, vilket resulterar i bildandet av flera nya fria neutroner. Mänskligheten har otroligt tur att det bland de instabila isotoper som bevaras i naturen i industriella mängder fanns en som stöder en kedjereaktion: uran-235.

Byggmaterial

Berättelse

Öppning

I början av 1900-talet gjorde Rutherford ett enormt bidrag till studiet av joniserande strålning och atomernas struktur. Ernest Walton och John Cockroft kunde för första gången dela kärnan i en atom.

Kärnvapenprogram

I slutet av 30-talet av 1900-talet insåg fysiker möjligheten att skapa kraftfulla vapen baserade på en kärnvapenkedjereaktion. Detta ledde till ett stort statligt intresse för kärnteknik. Det första storskaliga statliga atomprogrammet dök upp i Tyskland 1939 (se det tyska kärnkraftsprogrammet). Kriget försvårade dock utbudet av programmet och efter Tysklands nederlag 1945 stängdes programmet utan betydande resultat. 1943 startade ett storskaligt program med kodnamnet Manhattan Project i USA. 1945, som en del av detta program, skapades och testades världens första kärnvapenbomb. Kärnkraftsforskning i Sovjetunionen har bedrivits sedan 20-talet. 1940 utvecklades den första sovjetiska teoretiska designen för en atombomb. Kärnkraftsutvecklingen i Sovjetunionen har klassificerats sedan 1941. Den första sovjetiska kärnvapenbomben testades 1949.

Det huvudsakliga bidraget till energifrigörandet av de första kärnvapnen gjordes av fissionsreaktionen. Ändå användes fusionsreaktionen som en ytterligare neutronkälla för att öka mängden reagerat klyvbart material. 1952 i USA och 1953 i Sovjetunionen testades konstruktioner där det mesta av energiutsläppet skapades av fusionsreaktionen. Ett sådant vapen kallades termonukleärt. I termonukleär ammunition tjänar fissionsreaktionen till att "antända" den termonukleära reaktionen utan att ge ett betydande bidrag till vapnets totala energi.

Kärnenergi

De första kärnreaktorerna var antingen experimentella eller vapenklassade, det vill säga designade för att producera vapenplutonium från uran. Värmen de skapade släpptes ut i miljön. Låga driftseffekter och små temperaturskillnader gjorde det svårt att effektivt använda sådan lågvärdig värme för att driva traditionella värmemotorer. 1951 användes denna värme för första gången för kraftgenerering: i USA installerades en ångturbin med en elektrisk generator i kylkretsen i en experimentreaktor. 1954 byggdes det första kärnkraftverket i Sovjetunionen, ursprungligen konstruerat för elkraftsändamål.

Teknologier

Kärnvapen

Det finns många sätt att skada människor som använder kärnteknik. Men stater antog bara explosiva kärnvapen baserat på en kedjereaktion. Funktionsprincipen för sådana vapen är enkel: det är nödvändigt att maximera neutronmultiplikationsfaktorn i kedjereaktionen, så att så många kärnor som möjligt reagerar och frigör energi innan vapnets struktur förstörs av den genererade värmen. För att göra detta är det nödvändigt att antingen öka massan av det klyvbara ämnet eller att öka dess densitet. Dessutom måste detta göras så snabbt som möjligt, annars kommer den långsamma ökningen av energifrisättningen att smälta och förånga strukturen utan en explosion. Följaktligen har två tillvägagångssätt för att bygga en nukleär explosiv anordning utvecklats:

• Ett schema med ökande massa, det så kallade kanonschemat. Två subkritiska bitar av klyvbart material installerades i pipan på en artilleripistol. Den ena biten var fixerad i slutet av pipan, den andra fungerade som en projektil. Skottet förde samman bitarna, en kedjereaktion började och en explosiv utsläpp av energi inträffade. De uppnåbara inflygningshastigheterna i ett sådant schema var begränsade till ett par km/sek.
• Ett schema med ökande täthet, det så kallade implosiva schemat. Baserat på särdragen hos metallurgi av den konstgjorda isotopen av plutonium. Plutonium kan bilda stabila allotropa modifikationer som skiljer sig i densitet. En stötvåg som passerar genom metallens volym kan omvandla plutonium från en instabil lågdensitetsmodifiering till en högdensitetsmodifiering. Denna egenskap gjorde det möjligt att överföra plutonium från ett subkritiskt tillstånd med låg densitet till ett superkritiskt tillstånd med hastigheten för stötvågsutbredning i metallen. För att skapa en stötvåg använde de konventionella kemiska sprängämnen, placerade dem runt plutoniumenheten så att explosionen klämde den sfäriska enheten från alla sidor.

Båda systemen skapades och testades nästan samtidigt, men implosionsschemat visade sig vara effektivare och mer kompakt.

Neutronkällor

En annan begränsare för energifrisättning är ökningshastigheten av antalet neutroner i kedjereaktionen. I subkritiskt klyvbart material sker spontan sönderdelning av atomer. Neutronerna från dessa sönderfall blir de första i en lavinliknande kedjereaktion. För maximal energifrisättning är det dock fördelaktigt att först ta bort alla neutroner från ämnet, sedan överföra det till ett superkritiskt tillstånd och först därefter föra in antändningsneutroner i ämnet i maximal mängd. För att uppnå detta väljs ett klyvbart ämne med minimal kontaminering av fria neutroner från spontana sönderfall, och vid överföringsögonblicket till det superkritiska tillståndet tillsätts neutroner från externa pulsade neutronkällor.

Källor till ytterligare neutroner är baserade på olika fysikaliska principer. Inledningsvis blev explosiva källor baserade på att blanda två ämnen utbredd. En radioaktiv isotop, vanligtvis polonium-210, blandades med en isotop av beryllium. Alfastrålning från polonium orsakade en kärnreaktion av beryllium med frisättning av neutroner. Därefter ersattes de av källor baserade på miniatyracceleratorer, på vars mål en kärnfusionsreaktion med neutronutbyte utfördes.

Utöver antändningsneutronkällor visade det sig vara fördelaktigt att införa ytterligare källor i kretsen som utlöses av början av en kedjereaktion. Sådana källor byggdes på basis av syntesreaktioner av lätta element. Ampuller innehållande ämnen som litium-6-deuterid installerades i ett hålrum i mitten av kärnkraftsaggregatet plutonium. Strömmar av neutroner och gammastrålar från den utvecklande kedjereaktionen värmde upp ampullen till termonukleär fusionstemperatur, och explosionsplasman komprimerade ampullen, vilket hjälpte temperaturen med trycket. Fusionsreaktionen började och tillförde ytterligare neutroner för fissionskedjereaktionen.

Termonukleära vapen

Neutronkällor baserade på fusionsreaktionen var i sig en betydande värmekälla. Storleken på kaviteten i mitten av plutoniumaggregatet kunde dock inte rymma mycket material för syntes, och om det placerades utanför den klyvbara plutoniumkärnan skulle det inte vara möjligt att erhålla de temperatur- och tryckförhållanden som krävs för syntes. Det var nödvändigt att omge ämnet för syntes med ett extra skal, som, när man uppfattade energin från en kärnexplosion, skulle ge chockkompression. De gjorde en stor ampull av uran-235 och installerade den bredvid kärnladdningen. Kraftfulla neutronflöden från kedjereaktionen kommer att orsaka en lavin av klyvning av uranatomer i ampullen. Trots den subkritiska designen av uranampullen kommer den totala effekten av gammastrålar och neutroner från kedjereaktionen av pilotkärnexplosionen och den egna fissionen av ampullkärnorna att skapa förutsättningar för fusion inuti ampullen. Nu visade sig storleken på ampullen med substansen för fusion vara praktiskt taget obegränsad och bidraget från energiutsläppet från kärnfusion översteg många gånger energiutsläppet från antändningskärnexplosionen. Sådana vapen började kallas termonukleära.

Kärnkraftverk

Hjärtat i ett kärnkraftverk är en kärnreaktor - en anordning där en kontrollerad kedjereaktion av fission av tunga kärnor utförs. Energin från kärnreaktioner frigörs i form av kinetisk energi från fissionsfragment och omvandlas till värme på grund av elastiska kollisioner av dessa fragment med andra atomer.

Bränslecykel

Endast en naturlig isotop är känd som är kapabel till en kedjereaktion - uran-235. Dess industriella reserver är små. Därför letar ingenjörer redan idag efter sätt att producera billiga artificiella isotoper som stödjer kedjereaktionen. Det mest lovande är plutonium, framställt från den vanliga isotopen uran-238 genom att fånga en neutron utan klyvning. Det är lätt att producera i samma energireaktorer som en biprodukt. Under vissa förutsättningar är en situation möjlig när produktionen av artificiellt klyvbart material helt täcker behoven hos befintliga kärnkraftverk. I det här fallet talar de om en sluten bränslecykel, som inte kräver tillförsel av klyvbart material från en naturlig källa.

Kärnavfall

Använt kärnbränsle (SNF) och reaktorstrukturmaterial med inducerad radioaktivitet är kraftfulla källor till farlig joniserande strålning. Teknikerna för att arbeta med dem förbättras intensivt i riktning mot att minimera mängden deponerat avfall och minska risken för dess fara. SNF är också en källa till värdefulla radioaktiva isotoper för industri och medicin. SNF-upparbetning är ett nödvändigt steg för att stänga bränslecykeln.

Kärnkraftssäkerhet

Används inom medicin

Inom medicin används ofta olika instabila element för forskning eller terapi.

Grundläggande kärnteknik Kärnteknik är teknik baserad på förekomsten av kärnreaktioner, såväl som teknik som syftar till att förändra egenskaperna och bearbetningen av material som innehåller radioaktiva grundämnen eller grundämnen på vilka kärnreaktioner sker Kärnenergiteknik: - Teknik för kärnreaktorer som använder termiska neutroner -Teknik för snabba neutronkärnreaktorer -Teknologi för kärnreaktorer med hög och ultrahög temperatur

Kärnkemisk teknik: - Teknik för kärntekniska råvaror och kärnbränsle - Teknik för material för kärnteknik Kärnteknik för isotopanrikning och produktion av monoisotopa och högrena ämnen: - Gasdiffusionsteknik - Centrifugeteknik - Laserteknik Nukleärmedicinsk teknik

Befolkningstillväxten och den globala energiförbrukningen i världen, en akut energibrist, som bara kommer att öka när naturresurserna förbrukas och efterfrågan på den växer snabbare; Ökad konkurrens om begränsade och ojämnt fördelade fossila bränsleresurser; förvärring av ett komplex av miljöproblem och ökande miljörestriktioner; ökat beroende av den instabila situationen i regionerna i oljeexporterande länder och den progressiva ökningen av kolvätepriserna; Bestämmelser som är oföränderliga för att göra prognoser inom området framtida scenarier:

Den växande skillnaden i nivån på energiförbrukningen i de rikaste och fattigaste länderna, skillnaden i nivåerna på energiförbrukningen i olika länder, skapar potential för sociala konflikter; hård konkurrens mellan teknikleverantörer för kärnkraftverk; behovet av att utöka tillämpningsområdet för kärnteknik och storskalig energiteknikanvändning av kärnreaktorer för produktionsområden; behovet av att genomföra strukturella förändringar och reformer under en marknadsekonomis hårda förhållanden etc. Bestämmelser som är orubbliga för att göra prognoser inom området framtidsscenarier:

Länders andel av globala CO 2 -utsläpp USA - 24,6% Kina - 13% Ryssland - 6,4% Japan - 5% Indien - 4% Tyskland - 3,8%. Ett kärnkraftverk med en elektrisk kapacitet på 1 GW sparar 7 miljoner ton CO 2 -utsläpp per år jämfört med koleldade värmekraftverk och 3,2 miljoner ton CO 2 -utsläpp jämfört med gaseldade värmekraftverk.

Kärnkraftsutveckling Det finns cirka 440 kommersiella kärnreaktorer i drift runt om i världen. De flesta av dem finns i Europa och USA, Japan, Ryssland, Sydkorea, Kanada, Indien, Ukraina och Kina. IAEA uppskattar att minst 60 fler reaktorer kommer att vara online inom 15 år. Trots olika typer och storlekar finns det bara fyra huvudkategorier av reaktorer: Generation 1 - reaktorer av denna generation utvecklades på 1950- och 1960-talen, och är modifierade och förstorade kärnreaktorer för militära ändamål, avsedda för framdrivning av ubåtar eller för produktion av plutonium Generation 2 – de allra flesta reaktorer i kommersiell drift tillhör denna klassificering. Generation 3 – reaktorer av denna kategori är för närvarande under drift i vissa länder, främst i Japan. Generation 4 – här ingår reaktorer som är på utvecklingsstadiet och som planeras att införas om några år.

Nukleär evolution Generation 3-reaktorer kallas "avancerade reaktorer". Tre sådana reaktorer är redan i drift i Japan, och fler är under utveckling eller konstruktion. Det finns ett tjugotal olika typer av reaktorer av denna generation under utveckling. De flesta av dem är "evolutionära" modeller, utvecklade på basis av andra generationens reaktorer, med förändringar gjorda baserat på innovativa tillvägagångssätt. Enligt World Nuclear Association kännetecknas generation 3 av följande punkter: En standardiserad design för varje typ av reaktor gör det möjligt att påskynda licensieringsförfarandet, minska kostnaderna för anläggningstillgångar och byggnadsarbetets varaktighet. Förenklad och mer robust design, vilket gör dem lättare att hantera och mindre känsliga för fel under drift. Hög tillgänglighet och längre livslängd - cirka sextio år. Minska risken för olyckor med kärnsmältning Minimal påverkan på miljön. Djup bränsleutbränning för att minska bränsleförbrukningen och produktionsspill. Generation 3

Tredje generationens kärnreaktorer European Pressurized Water Reactor (EPR) EPR är en modell utvecklad från franska N4 och tyska KONVOI, andra generationens konstruktioner beställda i Frankrike och Tyskland. Kulbäddsmodulreaktor (PBMR) PBMR är en gaskyld högtemperaturreaktor (HTGR). Tryckvattenreaktor Följande typer av stora reaktorkonstruktioner finns tillgängliga: APWR (utvecklad av Mitsubishi och Westinghouse), APWR+ (japanska Mitsubishi), EPR (franska Framatome ANP), AP-1000 (American Westinghouse), KSNP+ och APR-1400 (koreanska). företag) och CNP-1000 (China National Nuclear Corporation). I Ryssland har företagen Atomenergoproekt och Gidropress utvecklat en förbättrad VVER-1200.

Reaktorkoncept utvalda för Generation 4 GFR - Gaskyld snabbreaktor LFRBlykyld snabbreaktor MSR - Smältsaltreaktor: Uranbränsle smälts i natriumfluoridsalt som cirkulerar genom härdens grafitkanaler. Värmen som genereras i det smälta saltet förs bort till sekundärkretsen Natriumkyld snabbreaktor VHTR - Ultrahögtemperaturreaktor: Reaktoreffekt 600 MW, härdkyld med helium, grafitmoderator. Det anses vara det mest lovande och lovande systemet som syftar till att producera väte. VHTR-kraftproduktion förväntas bli mycket effektiv.

Vetenskaplig forskning är grunden för kärnkraftsindustrins verksamhet och utveckling All praktisk verksamhet inom kärnenergin bygger på resultaten av grundläggande och tillämpad forskning om materiens egenskaper. Grundforskning: materiens grundläggande egenskaper och struktur, nya energikällor vid nivå av grundläggande interaktioner Forskning och kontroll av materialegenskaper - Strålningsmaterialvetenskap, skapande av strukturella korrosionsbeständiga, värmebeständiga, strålningsbeständiga stål, legeringar och kompositmaterial

Vetenskaplig forskning är grunden för kärnkraftsindustrins verksamhet och utveckling Design, design, teknologi. Skapande av enheter, utrustning, automation, diagnostik, styrning (allmän, medel- och precisionsteknik, instrumenttillverkning) Processmodellering. Utveckling av matematiska modeller, beräkningsmetoder och algoritmer. Utveckling av parallella beräkningsmetoder för att utföra neutronik, termodynamiska, mekaniska, kemiska och andra beräkningsstudier med hjälp av superdatorer

AE på medellång sikt Världen förväntas fördubbla kärnkraftskapaciteten till 2030. Den förväntade ökningen av kärnkraftskapaciteten kan uppnås baserat på vidareutveckling av termiska neutronreaktorteknologier och kärnbränslecykeln med öppen krets. De största problemen med modern kärnkraft kraftverk är relaterade till ackumulering av använt kärnbränsle (detta är inte radioaktivt avfall!) och risken för spridning i världen av känslig teknik för kärnbränslecykeln och kärnmaterial

Uppgifter för att skapa en teknisk bas för storskaliga kärnkraftverk Utveckling och implementering av snabba neutronförädlarreaktorer i kärnkraftverk Fullständig stängning av kärnbränslecykeln i kärnkraftverk för alla klyvbara material Organisation av ett nätverk av internationellt kärnbränsle och energi centra för att tillhandahålla en rad tjänster inom kärnbränslecykeln Utveckling och implementering av reaktorer i kärnkraftverk för industriell värmeförsörjning, väteproduktion, vattenavsaltning och andra ändamål Implementering av ett optimalt system för återvinning av mycket radiotoxiska mindre aktinider i kärnkraft växter

PRODUKTION OCH ANVÄNDNING AV VÄTE Under oxidationen av metan på en nickelkatalysator är följande huvudreaktioner möjliga: 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 + 2 H kJ CO + H 2 O CO 2 + N kJ Högtemperaturomvandling utförs i frånvaro av katalysatorer vid temperaturer °C och tryck upp till 3035 kgf/cm 2, eller 33,5 Mn/m 2; i detta fall sker nästan fullständig oxidation av metan och andra kolväten med syre till CO och H 2. CO och H 2 separeras lätt.

TILLVERKNING OCH ANVÄNDNING AV VÄTE Reduktion av järn från malm: 3CO + Fe 2 O 3 2Fe + 3CO 2 Väte kan reducera många metaller från deras oxider (såsom järn (Fe), nickel (Ni), bly (Pb), volfram (W), koppar (Cu), etc.). Så när det värms upp till en temperatur på °C och högre reduceras järn (Fe) med väte från någon av dess oxider, till exempel: Fe 2 O 3 + 3H 2 = 2Fe + 3H 2 O

Slutsats Trots alla sina problem är Ryssland fortfarande en stor "kärnvapenmakt", både vad gäller militär makt och ekonomisk utvecklingspotential (kärnteknik i den ryska ekonomin). Kärnvapenskölden är en garant för Rysslands oberoende ekonomiska politik och stabilitet i hela världen. Valet av kärnkraftsindustrin som ekonomins motor kommer först att göra det möjligt för mekanik, instrumenttillverkning, automation och elektronik etc. att komma upp till en anständig nivå, under vilken det blir en naturlig övergång från kvantitet till kvalitet.

I mer än 70 år har kärnkraftsindustrin arbetat för fosterlandet. Och idag har ögonblicket kommit att inse att kärnteknik inte bara är vapen och inte bara elektricitet, utan det är nya möjligheter att lösa en hel rad problem som påverkar människor.

Naturligtvis byggdes kärnkraftsindustrin i vårt land framgångsrikt av generationen av vinnare - vinnarna av det stora patriotiska kriget 1941-1945. Och nu stöder Rosatom på ett tillförlitligt sätt Rysslands kärnvapensköld.
Det är känt att Igor Vasilyevich Kurchatov, även i det första skedet av genomförandet av det inhemska atomprojektet, medan han arbetade med vapenutveckling, började tänka på den utbredda användningen av atomenergi för fredliga ändamål. På marken, under jorden, på vattnet, under havet, i luften och i rymden - nukleär och strålningsteknik fungerar nu överallt. Idag fortsätter specialister inom den inhemska kärnkraftsindustrin att arbeta och gynna landet och funderar på hur de ska implementera sin nya utveckling under moderna förhållanden för importsubstitution.
Och det är viktigt att prata om exakt detta - den fredliga arbetsriktningen för inhemska kärnkraftsforskare, om vilken ganska lite är känt.
Under de senaste decennierna har våra fysiker, vår industri och våra läkare samlat på sig den nödvändiga potentialen för att göra genombrott i den effektiva användningen av kärnteknik inom de viktigaste områdena av mänskligt liv.

Teknologier och utvecklingar som skapats av våra kärnkraftsforskare används i stor utsträckning inom olika områden och områden. Dessa är medicin, jordbruk, livsmedelsindustri. Till exempel, för att öka produktiviteten, finns det en speciell behandling av frön före sådd, och spannmålsbearbetningsteknik används för att öka hållbarheten för vete. Allt detta är skapat av våra specialister och är baserat på inhemsk utveckling.

Eller till exempel kryddpeppar och andra kryddor, produkter som ofta är mottagliga för olika infektioner, kommer till oss från utlandet, från södra länder. Kärnteknik gör det möjligt att förstöra alla sådana bakterier och matsjukdomar. Men tyvärr används de inte här.
Strålbehandling anses vara en av de mest effektiva vid behandling av onkologi. Men våra forskare går ständigt framåt och den senaste tekniken har nu utvecklats för att öka botningsfrekvensen för patienter. Det är dock värt att notera att, trots närvaron av avancerad teknik, fungerar sådana centra endast i ett fåtal städer i landet.

Det verkar som att forskare har potentialen, det finns utvecklingar, men idag är processen med att introducera unik kärnteknik fortfarande ganska långsam.
Tidigare hörde vi till dem som kom ikapp och fokuserade främst på västländer, köpte isotoper och utrustning från dem. Under det senaste decenniet har situationen förändrats dramatiskt. Vi har redan tillräcklig kapacitet för att genomföra denna utveckling.
Men om det finns prestationer på papper, vad hindrar oss från att omsätta dem i praktiken i dag?

Här kan vi kanske peka på den komplexa byråkratiska mekanismen för att genomföra sådana beslut. I själva verket är vi nu redo att tillhandahålla ett helt nytt högkvalitativt format för användning av kärnteknik på många områden. Men tyvärr går detta extremt långsamt.
Det är säkert att säga att lagstiftare, utvecklare, representanter för regionala och federala myndigheter är redo att arbeta i denna riktning på deras nivå. Men i praktiken visar det sig att det inte finns någon konsensus, inget gemensamt beslut och program för införande och implementering av kärnteknik.
Ett exempel är staden Obninsk, den första vetenskapsstaden, där ett modernt protonterapicenter nyligen började fungera. Det finns en andra i Moskva. Men hur är det med hela Ryssland? Här är det viktigt att uppmana regionala myndigheter att aktivt gå med i dialogen mellan utvecklare och det federala centret.

Återigen kan vi konstatera att branschen utvecklas, teknologier är efterfrågade, men än så länge finns det inte tillräckligt med konsolidering av ansträngningarna för att implementera denna utveckling i livet.
Vår huvuduppgift är nu att samla representanter för alla nivåer av myndigheter, forskare, utvecklare för en enhetlig och produktiv dialog. Uppenbarligen finns det ett behov av att skapa moderna kärntekniska centra i olika branscher, öppna en bred diskussion och lära sig hur man organiserar interdepartemental interaktion till gagn för våra medborgare.

Gennady Sklyar, ledamot av statsdumans kommitté för energi.

KAPITALISMENS SLUT ÄR oundvikligt

Hittills använder den nuvarande kärnenergiindustrin i världen uran, som finns i form av två isotoper: uran-238 och uran-235. Uran-238 har ytterligare tre neutroner. Därför finns det i naturen (på grund av särdragen i vårt universums tillkomst) mycket mer uran-238 än "235". Samtidigt är det uran-235 som behövs för att kärnkraften ska kunna inträffa – för att en kedjereaktion ska inträffa. Det är på denna isotop, isolerad från massan av naturligt uran, som kärnenergi utvecklas till denna dag.

DET ENDA POSITIVA PROGRAMMET

Den enda lovande riktningen i vilken kärnenergi kan utvecklas är den påtvingade klyvningen av uran-238 och torium-232. I den tas neutroner inte som ett resultat av en kedjereaktion, utan utifrån. Från en kraftfull och kompakt accelerator kopplad till reaktorn. Dessa är de så kallade YRES - kärnrelativistiska kärnkraftverk. Igor Ostretsov och hans team är anhängare av utvecklingen av denna speciella riktning, och anser att den är den mest kostnadseffektiva (användning av naturligt uran-238 och torium) och säker. Dessutom kan YRES vara ett massfenomen.

Men det var just för att försöka förmedla denna idé till Ryska federationens högsta ledning och för att förklara alla tre riktningarna i Rosatoms utveckling som återvändsgränder som I. Ostretsov uteslöts från presidentkommissionen för modernisering. Och hans Institute of Nuclear Engineering gick i konkurs.

Detta är en långvarig idé - att anpassa en accelerator av elementära partiklar till en kärnreaktor och få helt säker energi. Det vill säga resultatet är en explosionssäker reaktor där det inte finns någon superkritisk massa av klyvbara produkter. En sådan reaktor kan arbeta på uran från avfallsupplag från radiokemiska anläggningar, naturligt uran och torium. Nukleonflödena från acceleratorn spelar rollen som en aktivator-tändare. Sådana subkritiska reaktorer kommer aldrig att explodera, de producerar inte plutonium av vapenkvalitet. Dessutom kan de "efterbränna" radioaktivt avfall och bestrålat kärnbränsle (bränslestavar). Här är det möjligt att helt bearbeta långlivade aktinidprodukter från bränsleelement (bränsleelement) från ubåtar och gamla kärnkraftverk till kortlivade isotoper. Det vill säga att mängden radioaktivt avfall minskar avsevärt. Det är faktiskt möjligt att skapa en ny typ av säker kärnenergi – relativistisk. Samtidigt för alltid att lösa problemet med brist på uran för stationer.

Det fanns bara en hake: acceleratorerna var för stora och energikrävande. De dödade hela "ekonomin".

Men i Sovjetunionen, 1986, hade så kallade linjära bakåtvågade protonacceleratorer, ganska kompakta och effektiva, utvecklats. Arbetet med dem utfördes vid den sibiriska grenen av USSR Academy of Sciences av fysik- och teknikstudenten A.S. Bogomolov (en studiekamrat till I. Ostretsov vid fysik och teknik) som en del av skapandet av strålvapen: ett ryskt asymmetriskt och billigt svar på det amerikanska "star wars"-programmet. Dessa fordon passar perfekt in i lastutrymmet på det tunga Ruslan-flygplanet. När vi blickar framåt, låt oss säga att i en teknisk variant är de möjligheten att skapa säkra och mycket kostnadseffektiva elektronukleära stationer. I ett annat alternativ kan omvända vågacceleratorer upptäcka en kärnstridsspets (kärnkraftverk) på långt avstånd och inaktivera dess enheter, vilket orsakar förstörelse av kärnan eller kärnstridsspetsen. I huvudsak är det just dessa saker som folk från Igor Nikolaevich Ostretsovs team föreslår att bygga i Ryska federationen idag.

Om vi ​​går tillbaka i tiden fick acceleratorerna baserade på akademikern Bogomolovs bakåtvåg namnet BWLAP i väst - Backward Wave Linear Accelerator for Protons. Amerikanerna, som 1994 studerade det besegrade Sovjetunionens vetenskapliga och tekniska arv och letade efter allt värdefullt att ta bort från dess vrak, uppskattade högt acceleratorerna från Sibirien.

FÖRLORADE ÅR

I grund och botten, under normal regering, kunde ryssarna ha utvecklat YRT-teknik redan på 1990-talet och erhållit både ultraeffektiv kärnenergi och oöverträffade vapen.

Före mig ligger brev som skickades 1994 och 1996 till den dåvarande förste vice premiärministern Oleg Soskovets av två legendariska sovjetiska akademiker - Alexander Savin och Gury Marchuk. Alexander Savin är deltagare i Sovjetunionens kärnkraftsprojekt under ledning av Lavrentiy Beria och Igor Kurchatov, en Stalinpristagare och därefter chef för det centrala forskningsinstitutet "Kometa" (satellitvarningssystem för kärnvapenmissilattacker och IS-satellitkrigare). Guriy Marchuk är en viktig arrangör av arbete inom datorteknik, den tidigare chefen för den statliga kommittén för vetenskap och teknik (GKNT) i Sovjetunionen.

Den 27 april 1996 skriver Alexander Ivanovich Savin till Soskovets att under ledning av Central Research Institute "Kometa" arbetade ledande team från USSR Academy of Sciences och försvarsministerierna med att skapa "avancerad teknik för att skapa strålar". missilförsvarssystem." Det är just därför BWLAP-acceleratorn skapades. A. Savin beskriver områdena för möjlig tillämpning av denna teknik: inte bara byggandet av säkra kärnkraftverk, utan också skapandet av mycket känsliga komplex för att upptäcka explosiva ämnen i bagage och containrar, och skapandet av medel för att bearbeta långlivade radioaktiva ämnen. avfall (aktinider) till kortlivade isotoper, och en radikal förbättring av metoderna för strålbehandling och diagnos av cancer med protonstrålar.

Och här är ett brev från Guriy Marchuk till samme O. Soskovets daterat den 2 december 1994. Han säger att Vetenskapsakademins sibiriska gren länge varit redo för arbetet med att skapa kärnkraftverk med underkritiska reaktorer. Och redan i maj 1991 talade G. Marchuk, som president för USSR Academy of Sciences, till M. Gorbatjov (material 6618 i Special Folder of the President of the USSR) med ett förslag "om storskalig utbyggnad av arbete på linjäracceleratorer – teknologier med dubbla användningsområden.” Synpunkter från sådana akademiker-generella designers som A.I. Savin och V.V. Glukhikh, såväl som vicepresidenter för Vetenskapsakademien V.A. Koptyug och R.V. Petrov och andra vetenskapliga myndigheter var koncentrerade där.

Guriy Ivanovich argumenterade för Soskovets: låt oss utöka acceleratorkonstruktionen i Ryska federationen, lösa problemet med radioaktivt avfall, använd platserna för Ryska federationens atomenergiministerium i Sosnovy Bor. Lyckligtvis är både chefen för Minatom V. Mikhailov och författaren till bakåtvågsaccelerationsmetoden A. Bogomolov överens om detta. För alternativet till ett sådant projekt är bara godkännandet av amerikanska förslag "mottagna av den sibiriska grenen av den ryska vetenskapsakademin, ... att utföra arbete med medel och under full kontroll av USA med deras överföring och genomförande i de nationella laboratorierna i deras land - i Los Alamos, Argonne och Brookhaven. Vi kan inte gå med på detta..."

I slutet av 1994 föreslog Marchuk att involvera både Sosnovy Bor och St. Petersburg NPO Electrophysics i projektet, vilket markerade början på en innovativ ekonomi: inflödet av "välbehövliga utländska valutafonder från utländska konsumenter... pga. till utvecklingen av produkter i en mycket vetenskapligt mättad sektor...” Det vill säga sovjeten. I detta avseende var bisonen bra 10-15 år före de ryska myndigheterna: trots allt artikeln ”Framåt Ryssland!” kom ut först hösten 2009.

Men då hördes inte den sovjetiska vetenskapliga bisonen. Redan 1996 informerade A. Savin O. Soskovets: de gav inte pengar, trots ditt positiva svar 1994, trots stödet från den statliga kommittén för försvarsindustrin och Ryska federationens atomenergiministerium. Phystechmed-programmet är värt det. Ge mig 30 miljoner dollar...

Inte tillåtet…

I dag, om vi implementerar programmet med det grundläggande All-Russian Scientific Research Institute of Nuclear Engineering, kommer programmet för att skapa en ny generation kärnkraftverk (YARES - kärnrelativistiska stationer) att ta högst 12 år och kräva 50 miljarder dollar. I själva verket kommer 10 miljarder av dem att spenderas på utvecklingen av moderna backvågsacceleratorer. Men försäljningsmarknaden här är över 10 biljoner "grön". Samtidigt måste superkraftiga men säkra kärnkraftverk skapas för fartyg (både ytan och under vattnet), och i framtiden – för rymdfarkoster.

Det är bara nödvändigt att återuppliva programmet för att bygga acceleratorer på den omvända vågen. Kanske till och med på villkoren för internationellt samarbete.

HUR MÅNGA NYA BLOCK BEHÖVER DU?

Enligt I. Ostretsov finns det helt enkelt inget alternativ till den relativistiska riktningen inom kärnenergi. Minst ett halvt sekel framåt. Kärnrelativistiska ES är säkra och rena.

De skulle kunna bli en exportvara och ett sätt att snabbt och billigt förse hela världen med ganska billig och ren energi. Inga sol- eller vindkraftverk är konkurrenter här. För att uppnå en anständig levnadsstandard behöver en person 2 kilowatt kraft. Det vill säga, för hela jordens befolkning (i framtiden - 7 miljarder själar) måste du ha 14 tusen kärnkraftsenheter på en miljon kW vardera. Och nu finns det bara 4 tusen av dem (gamla typer, inte YRT), om du räknar varje block som ett miljon plus. Det är ingen slump att IAEA på 1970-talet talade om behovet av att bygga 10 tusen reaktorer till år 2000. Ostretsov är övertygad: dessa bör endast vara kärnreaktorer som drivs med naturligt uran och torium.

Det finns inget behov av att samla bränsle här - och du kan direkt bygga så många block som behövs. Samtidigt producerar inte kärnreaktorstationer plutonium. Det finns inga problem med kärnvapenspridning. Och själva bränslet för kärnkraften faller i pris många gånger om.

OSTRETSOV FAKTOR

Idag är ledaren för dem som försöker utveckla YRT i Ryska federationen Igor Ostretsov.

Under sovjetåren var han en framgångsrik forskare och designer. Tack vare honom, på 1970-talet, föddes plasmaosynlighetsutrustning för ballistiska missilstridsspetsar och sedan för kryssningsmissilen X-90 "Meteor". Det räcker med att säga att tack vare litiumplasmaacceleratorn i Matsesta-experimentet försvann rymdfarkosten av Soyuz-klassen från radarskärmen (vilket minskade rymdfarkostens radiosynlighet med 35-40 decibel). Därefter testades utrustningen på en raket av "Satan"-typ (i sin bok påminner I. Ostretsov varmt om hjälpen han fick av assistenten till raketens generaldesigner, Leonid Kuchma). När Matsesta slogs på försvann missilstridsspetsen helt enkelt från radarskärmarna. Plasma som omslöt "huvudet" under flygning spred radiovågorna. Dessa verk av I. Ostretsov är fortfarande extremt viktiga idag - för att bryta igenom det lovande amerikanska missilförsvarssystemet. Fram till 1980 utförde Igor Ostretsov framgångsrikt arbete med att skapa plasmautrustning för Meteorite hypersonisk kryssningsmissil på hög höjd. Här spreds inte radiovågorna av plasman (eftersom raketen flög i atmosfären), utan absorberades av den. Men det är en annan historia.

1980 gick Igor Ostretsov till jobbet vid Research Institute of Nuclear Engineering. Det var där han funderade på problemet med att skapa den renaste möjliga kärnenergin med ett minimum av avfall och att inte producera klyvbart material för kärnvapen. Dessutom en som inte skulle använda sällsynt uran-235.

Lösningen på problemet låg i ett litet studerat område: i effekten av högenergineutroner på "icke-klyvbara" aktinider: torium och uran-238. (De klyvs vid energier större än 1 MeV.) "I princip kan neutroner av vilken energi som helst produceras med hjälp av protonacceleratorer. Men fram till nyligen hade acceleratorer extremt låga effektivitetsfaktorer. Först i slutet av 1900-talet uppstod teknologier som gjorde det möjligt att skapa protonacceleratorer med tillräckligt hög effektivitet...” skriver forskaren själv.

Tack vare sin bekantskap med akademikern Valery Subbotin, knuten till likvideringen av Tjernobylolyckan, kunde I. Ostretsov genomföra ett experiment 1998 vid Institutet för kärnfysik i Dubna. Nämligen bearbetningen av en blyenhet med hjälp av en stor accelerator med en protonenergi på 5 gigaelektronvolt. Bly började dela sig! Det vill säga möjligheten att skapa kärnenergi (en kombination av en accelerator och en subkritisk reaktor) bevisades i grunden, där varken uran-235 eller plutonium-239 behövdes. Med stor svårighet var det möjligt att genomföra 2002 års experiment vid acceleratorn i Protvino. En 12-timmars behandling av ett blymål vid en accelerator i energiområdet från 6 till 20 GeV ledde till att bly... 10 dagar ”fonyl” som en radioaktiv metall (8 röntgener är dosvärdet på dess yta kl. först). Tyvärr fick I. Ostretsov inte möjlighet att genomföra liknande experiment med torium och uran-238 (aktinider). Konstigt motstånd från det ryska atomenergiministeriet började. Men det viktigaste bevisades: kärnrelativistisk energi med "grova" typer av bränsle är möjligt.

PÅ TRÖSKELN TILL ETT MÖJLIGT ENERGIGENOMBROTT

En sak saknades: en liten men kraftfull gaspedalen. Och det hittades: det var en Bogomolov-accelerator på en bakåtvåg. Som I. Ostretsov skriver kommer subkritiska reaktorer med acceleratorer att göra det möjligt att uppnå den högsta koncentrationen av klyvbara kärnor - nästan hundra procent (vid 2-5 % i nuvarande reaktorer och vid 20 % i snabba neutronreaktorer).

Kärnrelativistiska kraftverk (NRES) kommer att kunna använda de kolossala reserverna av torium i Ryska federationen (1,7 miljoner ton). När allt kommer omkring, bara 20 km från Siberian Chemical Plant (Tomsk-7) finns en gigantisk toriumfyndighet, bredvid den finns en järnväg och infrastrukturen för en kraftfull kemisk anläggning. YRES kan arbeta i årtionden på en reaktorlast. Samtidigt, till skillnad från snabba neutronreaktorer, producerar de inte "kärnsprängämnen", vilket innebär att de kan exporteras säkert.

I början av 2000-talet lärde sig Igor Ostretsov om A. Bogomolovs kompakta linjäracceleratorer, träffade honom - och de patenterade i huvudsak en ny kärnenergiteknik. Vi beräknade de erforderliga kapitalinvesteringarna, uppskattade arbetsprogrammet och de som skulle utföra dem. Så perioden för att skapa det första YRES är inte mer än 12 år.

Och de omvända vågacceleratorerna i sig är en superinnovation. Bogomolov-maskinen, storleken på en trolleybuss, får plats ombord på Ruslan, och blir en detektor av kärnvapen på stort avstånd – och kan förstöra dem med en stråle av protoner. Detta är i själva verket ett strålvapen som kan göras ännu mer avancerat och med lång räckvidd. Men inom en snar framtid kommer det att vara möjligt att skapa teknik för att upptäcka kärnladdningar som transporteras av sabotörer och terrorister (till exempel på civila fartyg) och för att förstöra dem med en riktad stråle av partiklar. Det finns beräkningar som visar: en neutronstråle kan förstöra fartygsreaktorn på ett målfartyg på en millisekund och förvandla den till en "mini-Tjernobyl" på grund av frenetisk acceleration.

Och naturligtvis inkluderar YRT plasmateknik för radioosynlighet - för missiler och flygplan i framtidens Ryssland.

Det enda som återstår att göra är att skapa ett statligt vetenskapligt centrum för kärnrelativistisk energi och utveckling av kärnstrålningsteknik. För inget privat kapital har rätt att arbeta i ett sådant område, som dessutom har en uttalad "dubbel" karaktär. Spelet är värt ljuset: efter att ha utvecklat kärnenergi kommer ryssarna att bli dess monopolister och skörda orimliga vinster från en helt ny marknad. Vad kostar det bara att helt bearbeta, med hjälp av Yares, långlivat kärnavfall som finns kvar efter stängningen av gamla kärnkraftverk! Det handlar om hundratals miljarder dollar.

DOSSIER. Från ett brev från biträdande för Ryska federationens statsduma Viktor Ilyukhin till president Dmitrij Medvedev.

"...I tio år har vårt land arbetat med kärnrelativistisk teknologi (NRT), baserad på interaktionen av laddade partikelstrålar som erhålls med hjälp av acceleratorer med kärnorna av tunga grundämnen.

Kärnkraftsteknologier utvecklas inom fem huvudområden: 1) energi; 2) militära tillämpningar, främst balkvapen; 3) fjärrinspektion av otillåten transport av kärnmaterial; 4) grundläggande fysik; 5) olika tekniska, i synnerhet medicinska tillämpningar.

Verktyget för att implementera YRT är den modulära kompakta bakåtvågsacceleratorn (BWLAP).

Ryska patent erhölls för accelerator- och kärnstrålningsteknologier baserade på protoner och tunga, inklusive uran, kärnor (I.N. Ostretsov och A.S. Bogomolov).

En undersökning av möjligheten att skapa strålvapen baserade på kärnstrålningsteknik utfördes av specialister från det 12:e huvuddirektoratet för det ryska försvarsministeriet och Rosatom, som bekräftade verkligheten av att skapa strålvapen baserade på kärnstrålning, mycket överlägsen i alla hänvisar till strålvapen som skapats i dag av avancerade länder (USA, Kina, Japan, Frankrike).

Således är det för närvarande bara Ryssland som kan skapa ett stridskomplex, vars skapelse alla utvecklade länder strävar efter att skapa och som radikalt kan förändra metoderna för krigföring och maktbalansen i världen.

I frågan om att utveckla arbetet med kärnstrålningsteknik hölls den 6 december 2008 ett möte med ordföranden för federationsrådet för Ryska federationens federala församling S.M. Mironov med deltagande av ledningen för det 12:e huvuddirektoratet för det ryska försvarsministeriet, ansvariga representanter för Ryska federationens federationsråd, kärnkraftscentret VNIIEF (Sarov) och författarna till nukleär strålningsteknik..."

SORGLIG VERKLIGHET

Nu har Ostretsovs och Bogomolovs vägar divergerat. Staten finansierade inte arbetet med ryska backvågsacceleratorer. Och vi var tvungna att leta efter västerländska kunder. Bogomolovs BWLAP-teknik tillhör inte honom ensam. Och andra hittade kunder i USA. Som tur är är förevändningen god – att utveckla teknik för långdistansdetektering av kärnladdningar i kampen mot internationell terrorisms namn. En ny (från Erefs tider, 2003 års modell) akademiker Valery Bondur tog upp saken. Generaldirektör för den statliga institutionen - Scientific Center for Aerospace Monitoring "Aerospace" vid ministeriet för utbildning och vetenskap och den ryska vetenskapsakademin, chefredaktör för tidskriften "Earth Exploration from Space". Som Viktor Ilyukhin och Leonid Ivashov skrev till den ryska federationens president, "För närvarande har vårt land avslutat arbetet med teoretisk och experimentell forskning om metoden för fjärrinspektion av kärnmaterial enligt ett kontrakt med det amerikanska företaget DTI (CIA). Avtal nr 3556 daterat den 27 juni 2006 utfördes av bolaget "Isintek", akademiker Bondur V.G. (Bilaga 1) med stöd av Ryska federationens FSB. Nu i USA (Los Alamos Laboratory) har ett beslut fattats om att skapa ett riktigt inspektions- och stridssystem baserat på det arbete som utförs i vårt land.

Enligt rysk lag måste verk av denna klass genomgå undersökning av det 12:e institutet vid den 12:e statsförvaltningen vid Ryska federationens försvarsministerium innan de överförs utomlands. Denna bestämmelse kränks flagrant med full överenskommelse från administrationen av Ryska federationens president, Ryska federationens säkerhetsråd och Rosatom.

Detta program, om det genomförs, kommer att göra det möjligt för vårt land, tillsammans med de stater till vilka fjärrinspektionssystemet kommer att installeras, att kontrollera spridningen av kärnmaterial över hela världen, till exempel inom ramen för en internationell organisation för att bekämpa kärnvapenterrorism , som skulle vara tillrådligt att ledas av en av Rysslands högsta ledare. Dessutom kommer allt arbete att finansieras med utländska medel.

Vi ber dig, käre Dmitry Anatolyevich, att ge instruktioner om att omedelbart genomföra en undersökning av det material som överförts till USA och upprätta kretsen av personer som är involverade i denna aldrig tidigare skådade kränkning av Ryska federationens grundläggande intressen och säkerhet. För detta ändamål, skapa en arbetsgrupp bestående av representanter för din administration, 12:e huvuddirektoratet för RF:s försvarsministerium och författarna till detta brev..."

Således kan frukterna av det hängivna arbetet av inhemska innovativa fysiker gå till USA. Och där, och inte här, kommer kärnrelativistisk teknologi att utvecklas - energin och vapnen från nästa era...

VEM FUNGERAR DEN NUVARANDE ROSATOM?

Nåväl, för närvarande är Rosatom upptagen med att främst arbeta i USA:s intresse.

Vet du varför han inte vill lägga märke till det sanna perspektivet i utvecklingen? Eftersom dess huvudsakliga funktion är överföringen av sovjetiska reserver av uran-235 till amerikanska kärnkraftverk (HEU-LEU-avtalet, Gore-Chernomyrdin, 1993).

Varför köper Rosatom ägarandelar i utländska gruvföretag för naturligt uran? För att berika det på våra företag byggda i Sovjetunionen (och därför billiga) - och återigen leverera bränsle till kärnkraftverk till Amerika. USA minimerar därmed sina elproduktionskostnader. Ja, och bestrålat kärnbränsle - SNF - kommer att skickas från väst till Ryska federationen för återvinning.

Vad är utsikterna här? Utsikterna för Ryssland är rent koloniala...

A.B. Koldobsky

En kärnexplosion är ett unikt fysiskt fenomen, den enda metoden som mänskligheten behärskar för att omedelbart frigöra kolossala, verkligt kosmiska mängder energi i förhållande till själva enhetens massa och volym. Det skulle vara ologiskt att anta att ett sådant fenomen kommer att förbli obemärkt av forskare och ingenjörer.

De första vetenskapliga och tekniska publikationerna om detta problem dök upp i USA och Sovjetunionen i mitten av 50-talet. 1957 antog den amerikanska atomenergikommissionen det vetenskapliga och tekniska programmet "Plowshare" för fredlig användning av kärnkraftsexplosiv teknik (NET). Den första fredliga kärnvapenexplosionen under detta program - "Gnome", med en avkastning på 3,4 kt - utfördes på Nevada Test Site 1961, och den 15 januari 1965, en jordutkastningsexplosion med en avkastning på cirka 140 kt, utförs i flodbädden. Chagan, på Semipalatinsk-testplatsens territorium, öppnade det sovjetiska "Program N 7".

Den sista sovjetiska fredliga kärnvapenexplosionen, Rubin-1, genomfördes i Archangelsk-regionen den 6 september 1988. Under denna tid utfördes 115 liknande explosioner i Sovjetunionen (RF - 81, Kazakstan - 29, Uzbekistan och Ukraina - 2 vardera, Turkmenistan - 1 ). Medeleffekten för enheterna som användes i detta fall var 14,3 kt, och exklusive de två kraftigaste explosionerna (140 och 103 kt) - 12,5 kt.

Varför, exakt, utfördes fredliga kärnvapenexplosioner? Trots all "exotism" i denna fråga måste den besvaras på dess meriter; idén om dem som nästan amatör "roliga" av kärnkraftsforskare, värdelösa, utan snarare allt, och mycket skadliga för naturen och samhället.

Så av 115 fredliga kärnvapenexplosioner utfördes 39 i syfte att göra djupa seismiska sonderingar av jordskorpan för att söka efter mineraler, 25 - för intensifiering av olje- och gasfält, 22 - för att skapa underjordiska tankar för lagring gas och kondensat, 5 - för att släcka nödgasfontäner, 4 - för att skapa konstgjorda kanaler och reservoarer, 2 vardera - för krossning av malm i stenbrott, för att skapa underjordiska reservoarer - uppsamlare för borttagning av giftigt avfall från kemisk produktion och för konstruktion av bulkdammar, 1 - för att förhindra bergsprängningar och gasutsläpp i underjordiska kolgruvor, 13 - för att studera processerna för självbegravning av radioaktiva ämnen i explosionens centrala zon. De mest betydande kunderna var USSR:s geologiministerium (51 explosioner), Mingazprom (26) och ministeriet för olje- och gasindustrin (13). Faktiskt utfördes 19 fredliga kärnvapenexplosioner på order av ministeriet för medelstor maskinbyggnad.

Utan att här diskutera den industriella och ekonomiska effektiviteten av explosioner för olika ändamål (vi återkommer delvis till detta nedan), baserat på det som har sagts, bör vi dra en uppenbar slutsats: vi har att göra med en teknik som förvisso är farlig, men i många fall mycket effektiva, och ibland, som vi kommer att se , som inte har några tekniska alternativ. Och därför bör nukleär explosiv teknik diskuteras exakt som sådan, men inte alls som någon egenskap hos Satan, lika integrerad som lukten av svavel, en svans och en höggaffel.

När det gäller faran... Det finns inga tillförlitliga uppgifter om skador på liv och hälsa för minst en person till följd av explosionen, och inte en enda deltagare i arbetet eller boende har haft en tillförlitligt registrerad orsak- och effektsamband mellan åldersrelaterad försämring av hälsan och explosionen. Att under dessa förhållanden tala om den "särskilda faran" med kärnexplosiv teknik, att veta om Bhopal (1500 döda på en gång), Seveso och Minamata, om det fruktansvärda antalet dödsfall i kolgruvor, bilolyckor, etc. på något sätt besvärligt. Samtidigt vill författaren inte alls framstå som en motståndare till den kemiska industrin eller motortransporter, han skulle bara vilja fästa läsarens uppmärksamhet på det enkla, men tyvärr, ibland undviker "naturvårdares" uppmärksamhet. faktum att det inte finns några säkra teknologier, att teknisk risk är ett oundvikligt pris för den uppnådda nivån av civilisationsutveckling och att ett fullständigt förkastande av denna risk är liktydigt med ett förkastande av själva teknologierna, vilket omedelbart kommer att återföra mänskligheten till skinn, grottor och stenyxor. Om den "särskilda faran" med kärnexplosiva tekniker i representationen av vissa medier bara beror på det faktum att de är kärnexplosiva, så flyttar samtalet till ett annat plan som ligger utanför denna artikels räckvidd - det finns liten kompetens och verklig oro för den yttre miljöns välbefinnande, men oftast mycket partipolitik.

I grund och botten bör en rimlig diskussion om all teknik föras (om vi bara tänker på de tekniska, ekonomiska och miljömässiga aspekterna av saken) i målfyrkanten "effekt-skada-kostnad-alternativ". När det gäller kärnvapenkrig är detta dock inte tillräckligt, eftersom "fyrkanten" bildligt talat förvandlas till en "kub", om vi tänker på den extraordinära betydelsen av de politiska och först och främst juridiska aspekterna av problemet.

Detta betyder att det naturligtvis är meningslöst att diskutera kärnvapen, om man abstraherar från det faktum att det finns ett övergripande förbud mot kärnvapenprov, punkt 1 i art. 1 varav direkt förbjuder en deltagande stat (inklusive Ryssland) från att tillverka kärnvapen, oavsett deras syfte och syfte. Med hänsyn till detta vill författaren tydligt definiera sin ståndpunkt: han kräver inte på något sätt en revidering av fördraget, eller ännu mindre för brott mot det. Poängen i det tillvägagångssätt han föreslår är att, genom att opartiskt och rimligt analysera kärnvapnens kapacitet, besvara frågan om lämpligheten av att använda dem i vissa fall; nämligen i de fall då sådan användning ur ekonomisk, miljömässig, social synvinkel objektivt sett är den bästa lösningen på något viktigt problem och därför har rätt att räkna med internationell förståelse och samtycke (naturligtvis även antydningar om möjligheten att erhålla eventuella militära förmåner). Och om svaret på den formulerade frågan i huvudsak är positivt, gör då ansträngningar för att oklanderligt legalisera en sådan slutsats inom ramen för detta i det nämnda fördraget - vilket diskuteras nedan.

För att återgå till diskussionen om kärnvapen som sådana, noterar vi att det redan från början av implementeringen av "Program nr 7" baserades på principen att en förutsättning för användningen av kärnvapen är antingen frånvaron av "traditionella" teknik, eller den ekonomiska och/eller miljömässiga olämpligheten av dess användning. Därefter blev dessa krav ännu strängare:

"1. Under inga omständigheter bör kärnvapenexplosioner som skulle kunna släppa ut mätbara mängder radioaktiva produkter till människors tillgängliga miljöområden ens övervägas. Dessa är alla typer av så kallade externa explosioner som medför synliga förändringar på jordens yta - konstruktion av reservoarer (Chagan), kanaler (Taiga-anläggningen, Perm-regionen), banvallsdammar (Kristall, Sakha-Yakutia), haverikratrar (“ Galit”, Kazakstan). Man bör komma ihåg att i dessa fall finns det nästan alltid ett tekniskt alternativ (en damm, kanal eller reservoar kan byggas med traditionella metoder).

"2. Kärnexplosioner bör inte användas, som ett resultat av vilka radioaktiva produkter, även om de inte direkt kommer in i den mänskliga miljön (inre explosioner eller kamouflageexplosioner), kommer att komma i kontakt med produkter som används av människor (bildning av gas- och kondensatlagringsanläggningar, malm). krossning, intensifiering av olje- och gasfält). Även om det ofta inte finns något tekniskt alternativ till sådana explosioner, finns det vanligtvis ett riktat alternativ (istället för att intensifiera uttömda fält kan insatserna fokuseras på utforskning och utveckling av nya). Dessutom har praxis avslöjat oönskade strålningskonsekvenser: förorening av industriområden under borrning ("punktering") av sådana hålrum, förlust av deras arbetsvolym och pressning av radioaktiva saltlösningar till ytan under driften av gaslagringsanläggningar skapade i bergsaltlager , etc.).

"3. Alla nukleära kamouflageexplosioner bör "frysas" om de inte är den enda - snabba och effektiva - lösningen som står i proportion till problemets omfattning (till exempel nödgasfontäner).

Det första undertryckandet utfördes vid gasfältet Urta-Bulak i Uzbekistan, där en gasreservoar med ett tryck över 300 atm upptäcktes på ett djup av 2450 meter. Den 11 december 1963 inträffade ett gasutsläpp, vilket orsakade en nödfontän med ett genomsnittligt dagligt flöde på 12 miljoner m3 - detta skulle räcka för att försörja en stad som St. Petersburg. Förutom ekonomiska förluster var miljöskadorna verkligen kolossala - gasen innehöll en betydande mängd mycket giftigt vätesulfid, vars långsiktiga påverkan på vilda djur kunde leda till oförutsägbara konsekvenser, och den resulterande branden tillförde koloxider till detta. Författaren, som själv deltagit i senare verk av detta slag, kommer aldrig att glömma den illaluktande svavelväteandan från nödgasfontänen.

Försöken att hantera denna katastrof med traditionella metoder, som pågick i nästan tre år, misslyckades, under vilken tid cirka 15,5 miljarder m3 gas gick förlorade. Kärnkraftsforskare kom igång. Under ledning av den dåvarande ministern för MSM E.P. Slavsky utvecklades en originalmetod för att eliminera utsläppet, baserad på att borra en lutande brunn från jordens yta till stammen på nödbrunnen och detonera en speciell kärnladdning (med en effekt på 30 kt) på ett djup av över 1500 m och på ett avstånd av ca 40 m från stammen. Tanken var att det enorma - tiotusentals atmosfärer - trycket i kompressionszonen skulle skära av nödbrunnens bål, som en sax.

Efter explosionen (30 september 1966) upphörde gasutsläppet från nödbrunnen efter 25 sekunder (!). Det fanns inga utsläpp av radioaktiva produkter till ytan, och det fanns inga komplikationer i den fortsatta exploateringen av fältet.

Ytterligare fyra nödgasfontäner (i Uzbekistan, Turkmenistan, Ukraina och Ryssland) tämjdes på liknande sätt. I det här fallet användes apparater med en effekt på 4 till 47 kt, detonerade på djup från 1510 till 2480 m. Varken tidig efterdetonation eller sen utsläpp av radioaktiva produkter på jordens yta observerades. Det bör noteras att på två områden var användningen av traditionella metoder för att eliminera utblåsningen helt omöjlig, eftersom i frånvaro av en uttalad mynning av nödbrunnen inträffade en intensiv tryckfördelning av gas längs de övre permeabla geologiska horisonterna med bildandet av gasgriffer över ett stort område (inom en radie av upp till en kilometer från mynningen).