Ekološki sporovi oko istrošenog nuklearnog goriva (SNF) uvijek su me izazivali blago zbunjenost. Skladištenje ove vrste "otpada" zahtijeva stroge tehničke mjere i mjere opreza i mora se pažljivo rukovati. No, to nije razlog za suprotstavljanje samoj činjenici prisutnosti istrošenog nuklearnog goriva i povećanju njihovih rezervi.
Konačno, zašto gubiti? Sastav SNF -a sadrži mnoge vrijedne cijepljive materijale. Na primjer, plutonij. Prema različitim procjenama, formira se od 7 do 10 kg po toni istrošenog nuklearnog goriva, odnosno oko 100 tona istrošenog nuklearnog goriva proizvedenog u Rusiji godišnje sadrži od 700 do 1000 kg plutonija. Reaktorski plutonij (odnosno dobiven u energetskom reaktoru, a ne u reaktoru za proizvodnju) primjenjiv je ne samo kao nuklearno gorivo, već i za stvaranje nuklearnih naboja. S tim u vezi, provedeni su eksperimenti koji su pokazali tehničku mogućnost korištenja reaktorskog plutonija kao punjenje nuklearnih naboja.
Tona istrošenog nuklearnog goriva također sadrži oko 960 kg urana. Sadržaj urana-235 u njemu je mali, oko 1,1%, ali uran-238 može se propustiti kroz proizvodni reaktor i dobiti isti plutonij, samo sada dobrog kvaliteta za oružje.
Konačno, istrošeno nuklearno gorivo, posebno ono koje je upravo izvađeno iz reaktora, može djelovati kao radiološko oružje, a po kvaliteti je primjetno superiorno u odnosu na kobalt-60. Aktivnost 1 kg SNF -a dostiže 26 hiljada kirija (za kobalt -60 - 17 hiljada kirija). Tona istrošenog nuklearnog goriva koja je upravo uklonjena iz reaktora daje nivo zračenja do 1000 siverta na sat, odnosno smrtonosna doza od 5 siverta se nakuplja u samo 20 sekundi. Dobro! Ako se neprijatelj poškropi finim prahom istrošenog nuklearnog goriva, tada može nanijeti ozbiljne gubitke.
Sve ove kvalitete istrošenog nuklearnog goriva odavno su dobro poznate, samo što su naišle na ozbiljne tehničke poteškoće povezane s vađenjem goriva iz sklopa goriva.
Rastavite "cijev smrti"
Samo po sebi, nuklearno gorivo je prah uranij -oksida, prešan ili sinteriran u tablete, male cilindre sa šupljim kanalom iznutra, koji su smješteni unutar gorivog elementa (gorivni element), od kojih se sastavljaju gorivni sklopovi, postavljeni u kanale reaktor.
TVEL je samo kamen spoticanja u preradi istrošenog nuklearnog goriva. Najviše od svega, TVEL izgleda kao vrlo dugačka cijev pištolja, duga skoro 4 metra (točnije 3837 mm). Njegov kalibar je gotovo pištolj: unutrašnji promjer cijevi je 7,72 mm. Vanjski promjer je 9,1 mm, a debljina stjenke cijevi 0,65 mm. Cijev je izrađena od nehrđajućeg čelika ili legure cirkonija.
Boce s oksidom uranijuma postavljene su unutar cijevi i čvrsto su zapakirane. U cijevi se nalazi 0,9 do 1,5 kg urana. Zatvorena šipka za gorivo napumpana je helijumom pod pritiskom od 25 atmosfera. Tijekom kampanje, uranijumski se cilindri zagrijavaju i šire, tako da završe čvrsto ukliješteni u ovoj dugačkoj cijevi puške. Svako ko je izbušio metak zabijen u cijev šiljakom može dobro zamisliti težinu zadatka. Samo je cijev duga skoro 4 metra, a u njoj je ukliješteno više od dvije stotine uranijumskih "metaka". Zračenje iz njega je takvo da je moguće raditi s TVEL -om koji je upravo izvučen iz reaktora samo na daljinu, pomoću manipulatora ili nekih drugih uređaja ili automatskih strojeva.
Kako je ozračeno gorivo uklonjeno iz proizvodnih reaktora? Tamošnja situacija bila je vrlo jednostavna. TVEL cijevi za proizvodne reaktore izrađene su od aluminija, koji se savršeno otapa u dušičnoj kiselini, zajedno s uranom i plutonijem. Potrebne tvari su ekstrahirane iz otopine dušične kiseline i otišle su na daljnju preradu. No, energetski reaktori dizajnirani za mnogo više temperature koriste vatrostalne i kiselinski otporne materijale TVEL. Štoviše, rezanje tako tanke i duge cijevi od nehrđajućeg čelika vrlo je rijedak zadatak; obično je sva pažnja inženjera usmjerena na to kako valjati takvu cijev. Cijev za TVEL pravo je tehnološko remek -djelo. Općenito, predložene su različite metode za uništavanje ili rezanje cijevi, ali je ova metoda prevladala: prvo se cijev usitni na preši (možete rezati cijeli sklop goriva) na komade dugačke oko 4 cm, a zatim se panjevi izlijevaju u posudu u kojoj se uranij rastvara s dušičnom kiselinom. Dobiveni uranil nitrat više nije tako teško izolirati iz otopine.
I ova metoda, uprkos svojoj jednostavnosti, ima značajan nedostatak. Cilindri urana u komadima štapića za gorivo sporo se otapaju. Područje dodira urana s kiselinom na krajevima panja je vrlo malo i to usporava otapanje. Nepovoljni uslovi reakcije.
Ako se oslanjamo na istrošeno nuklearno gorivo kao vojni materijal za proizvodnju urana i plutonija, kao i kao sredstvo za radiološko ratovanje, tada moramo naučiti kako brzo i spretno piljeti cijevi. Da bismo dobili sredstva za radiološko ratovanje, kemijske metode nisu prikladne: na kraju krajeva, moramo sačuvati cijeli buket radioaktivnih izotopa. Nema ih toliko, proizvoda fisije, 3,5% (ili 35 kg po toni): cezij, stroncij, tehnecij, ali oni stvaraju visoku radioaktivnost istrošenog nuklearnog goriva. Stoga je potrebna mehanička metoda vađenja urana sa svim ostalim sadržajima iz cijevi.
Razmišljajući, došao sam do sljedećeg zaključka. Debljina cijevi 0,65 mm. Ne toliko. Može se rezati na strugu. Debljina zida približno odgovara dubini reza mnogih tokarilica; po potrebi možete upotrijebiti posebna rješenja s velikom dubinom rezanja u duktilnim čelicima, poput nehrđajućeg čelika, ili upotrijebiti stroj s dva rezača. Automatski tokarilica koja može uhvatiti sam komad obratka, stegnuti ga i okrenuti nije rijetkost ovih dana, pogotovo jer rezanje cijevi ne zahtijeva preciznu preciznost. Dovoljno je samo samljeti kraj cijevi pretvarajući ga u strugotine.
Cilindri urana, oslobođeni od čelične ljuske, ispast će u prijemnik ispod mašine. Drugim riječima, sasvim je moguće stvoriti potpuno automatski kompleks koji će usitniti sklopove goriva na komade (dužine koja je najpogodnija za okretanje), staviti rezove u uređaj za skladištenje mašine, a zatim mašina prekine cijev, oslobađajući njezino punjenje uranijumom.
Ako savladate demontažu "cijevi smrti", tada je moguće upotrijebiti istrošeno nuklearno gorivo i kao poluproizvod za izolaciju izotopa oružja i proizvodnju reaktorskog goriva, te kao radiološko oružje.
Crna smrtonosna prašina
Radiološko oružje, po mom mišljenju, najviše se primjenjuje u dugotrajnom nuklearnom ratu i, uglavnom, za nanošenje štete vojno-ekonomskom potencijalu neprijatelja.
Pod dugotrajnim nuklearnim ratom podižem rat u kojem se nuklearno oružje koristi u svim fazama dugotrajnog oružanog sukoba. Ne mislim da će se na tome završiti sukob velikih razmjera koji je dosegao ili čak započeo razmjenom masovnih nuklearnih projektila. Prvo, čak i nakon značajnih oštećenja, i dalje će biti mogućnosti za izvođenje borbenih operacija (zalihe oružja i streljiva omogućuju izvođenje dovoljno intenzivnih borbenih operacija još 3-4 mjeseca bez nadopunjavanja proizvodnjom). Drugo, čak i nakon upotrebe nuklearnog oružja u stanju pripravnosti, velike nuklearne zemlje i dalje će imati vrlo veliki broj različitih bojevih glava, nuklearnih punjenja, nuklearno eksplozivnih naprava u svojim skladištima, što, najvjerojatnije, neće trpjeti. Mogu se koristiti, a njihov značaj za vođenje neprijateljstava postaje vrlo veliki. Preporučljivo ih je zadržati i koristiti ili za radikalnu promjenu u tijeku važnih operacija, ili u najkritičnijoj situaciji. Ovo više neće biti salvo aplikacija, već dugotrajna, odnosno nuklearni rat dobiva produženi karakter. Treće, u vojno-ekonomskim pitanjima rata velikih razmjera, u kojem se konvencionalno oružje koristi zajedno s nuklearnim oružjem, proizvodnja izotopa i novih punjenja, te nadopunjavanje arsenala nuklearnog oružja očito će biti među najvažnijima važni prioritetni zadaci. Uključujući, naravno, najranije moguće stvaranje proizvodnih reaktora, radiokemijske i radio-metalurške industrije, preduzeća za proizvodnju komponenti i sastavljanje nuklearnog oružja.
Upravo u kontekstu oružanog sukoba velikih razmjera važno je ne dopustiti neprijatelju da iskoristi svoj ekonomski potencijal. Takvi se objekti mogu uništiti, što će zahtijevati ili nuklearno oružje pristojne snage, ili veliki izdatak konvencionalnih bombi ili projektila. Na primjer, tokom Drugog svjetskog rata, kako bi se osiguralo uništenje velike biljke, bilo je potrebno baciti sa 20 do 50 hiljada tona avionskih bombi na nju u nekoliko faza. Prvi napad zaustavio je proizvodnju i oštetio opremu, dok su sljedeći prekinuli restauratorske radove i povećali štetu. Recimo da je fabrika sintetičkog goriva Leuna Werke napadnuta šest puta od maja do oktobra 1944. godine prije nego što je proizvodnja pala na 15% normalne proizvodnje.
Drugim riječima, uništenje samo po sebi ne jamči ništa. Uništena biljka podložna je obnovi, a iz teško uništenog objekta mogu se ukloniti ostaci opreme pogodne za stvaranje nove proizvodnje na drugom mjestu. Bilo bi dobro razviti metodu koja ne bi dopustila neprijatelju da koristi, obnovi ili demontira važan vojno-ekonomski objekt za dijelove. Čini se da je za to prikladno radiološko oružje.
Vrijedno je podsjetiti da su tijekom nesreće u nuklearnoj elektrani u Černobilu, u kojoj je sva pažnja obično bila usmjerena na 4. agregat, ostala tri bloka također zatvorena 26. aprila 1986. godine. Nije ni čudo što se pokazalo da su zagađeni, a nivo zračenja u 3. energetskoj jedinici, koja se nalazi pored eksplodirane, tog dana je bila 5, 6 rendgena / sat, a polu-smrtonosna doza od 350 rendgena porasla je u 2, 6 dana ili u samo sedam radnih smjena. Jasno je da je tamo bilo opasno raditi. Odluka o ponovnom pokretanju reaktora donesena je 27. maja 1986. godine, a nakon intenzivne dekontaminacije, prva i druga energetska jedinica su pokrenute u oktobru 1986. godine, a treća energetska jedinica u decembru 1987. godine. Nuklearna elektrana od 4000 MW bila je potpuno u kvaru pet mjeseci, jednostavno zato što su netaknute energetske jedinice bile izložene radioaktivnoj kontaminaciji.
Dakle, ako poprskate neprijateljski vojno-ekonomski objekt: elektranu, vojno postrojenje, luku i tako dalje, prahom iz istrošenog nuklearnog goriva, s hrpom visoko radioaktivnih izotopa, neprijatelju će biti uskraćeno mogućnost da ga iskoristite. Morat će provesti mnogo mjeseci u dekontaminaciji, uvodeći brzu rotaciju radnika, gradeći radijska skloništa i pretrpjevši sanitarne gubitke zbog prekomjerne izloženosti osoblja; proizvodnja će potpuno prestati ili će se značajno smanjiti.
Način isporuke i zagađenja također je vrlo jednostavan: fino mljeveni prah uranij -oksida - smrtonosna crna prašina - ubacuje se u eksplozivne kasete, koje se zatim stavljaju u bojevu glavu balističke rakete. 400-500 kg radioaktivnog praha može slobodno ući u njega. Iznad mete, kasete se izbacuju iz bojeve glave, kazete se uništavaju eksplozivnim nabojima, a fini visoko radioaktivni prah prekriva cilj. Ovisno o visini operacije raketne bojeve glave, moguće je doći do jake kontaminacije relativno malog područja ili do opsežnog i proširenog radioaktivnog traga s nižim stupnjem radioaktivne kontaminacije. Iako je, kako bi se reklo, Pripjat iseljen, budući da je nivo zračenja iznosio 0,5 rendgena / sat, odnosno polu-smrtonosna doza je porasla za 28 dana i postalo je opasno stalno živjeti u ovom gradu.
Po mom mišljenju, radiološko oružje je pogrešno nazvano oružjem za masovno uništenje. Neko može pogoditi samo u vrlo povoljnim uslovima. Umjesto toga, to je prepreka koja stvara prepreke za pristup kontaminiranom području. Gorivo iz reaktora, koje može dati aktivnost od 15-20 hiljada rendgena / sat, kako je navedeno u "černobilskim bilježnicama", stvorit će vrlo efikasnu prepreku za upotrebu kontaminiranog objekta. Pokušaji zanemarivanja zračenja dovest će do velikih nepovratnih i sanitarnih gubitaka. Uz pomoć ovog sredstva prepreke moguće je neprijatelju oduzeti najvažnije ekonomske objekte, ključne čvorove transportne infrastrukture, kao i najvažnije poljoprivredno zemljište.
Takvo radiološko oružje mnogo je jednostavnije i jeftinije od nuklearnog naboja, budući da je mnogo jednostavnije u dizajnu. Istina, zbog vrlo visoke radioaktivnosti, bit će potrebna posebna automatska oprema za mljevenje uranij -oksida izvađenog iz gorivog elementa, njegovo opremanje u kasete i raketnu bojevu glavu. Bojna glava mora biti uskladištena u posebnom zaštitnom kontejneru i instalirana na raketu posebnim automatskim uređajem neposredno prije lansiranja. U suprotnom, proračun će dobiti smrtonosnu dozu zračenja čak i prije lansiranja. Najbolje je projektirati rakete za isporuku radioloških bojevih glava u minama, jer je tamo lakše riješiti problem sigurnog skladištenja visoko radioaktivne bojeve glave prije lansiranja.
