Водата се поглъща от Плутоний-239; и производство

Четвъртък, 17 август 2017 г.

Производство на плутоний - 239

Производството на плутоний е малко по-просто. U-238 се превръща в Pu-239 чрез неутронно облъчване. В ядрените реактори този процес е постоянен, но този материал се превръща допълнително в Pu-240 чрез действието на друг неутрон, който по принцип вече не може да се използва в ядрен експлозивен заряд, тъй като Pu-240 спонтанно отделя твърде много неутрон. За да се избегне прекомерното замърсяване на възстановимия материал, нагревателният прът, съдържащ Pu-239, трябва да бъде изваден от реактора за относително кратко време, от което химически може да бъде извлечен необходимият изотоп.

Ако горивните елементи не бъдат отстранени, т.е. реакторът се използва за мирни цели по време на работа, полученият Pu-239 непрекъснато ще се преобразува в Pu-240, така че съдържанието на Pu-239 в отработеното гориво ще бъде твърде замърсено. Военният плутоний съдържа само до 7% Pu-240 и в идеалния случай само 2-3%. Плутонийът от граждански реактори обаче може да съдържа до 20% от изотопите Pu-240 плутоний.

Въпреки че плутонийът от такова отработено ядрено реакторно гориво несъмнено не е идеален за създаване на ядрено оръжие, изглежда не е невъзможно. Великите сили обикновено използваха специални реактори, специално проектирани да произвеждат Pu-239, но много от тях вече са затворени поради липсата на нови плутониеви оръжия и демонтирането на много бомби поради ядрено разоръжаване, което също освобождава значителни количества плутоний на съхранение. Към днешна дата са произведени около 300 тона военен плутоний, САЩ около 100 тона, СССР/Русия около 180 тона и Франция, Англия и Китай около 12 тона.

Основната операция на бомбата

Следователно имаме необходимото количество делящ се материал U-235 или Pu-239. Но как ще накараме реакцията да протече за кратък период от време? Това може да стане по два основни начина. При първата, две или повече количества материал, по-малък от критичната маса, се комбинират с експлозивни заряди, за които обикновено се осигурява допълнителен неутронен източник, за да се гарантира, че се задейства верижната реакция. Внезапната реакция се създава от бързите неутрони. За кратко време се освобождават огромни енергии и милиони градуси температура се създават за милионна част от секундата.

Тази процедура е проста и нейният ефект не е под въпрос. Малкото момче, което беше пуснато на Хирошима през август 1945 г., действаше на този принцип. Този метод обаче може да работи само за U-235, а не Pu-239, тъй като освобождава по-голям брой спонтанни неутрони и топлината, генерирана от верижната реакция, просто би разпаднала бомбата, преди частите да съвпадат правилно и да станат достатъчно реактивни. За да се реши този проблем, е разработено решение, наречено експлозия.

Тук реакционният материал е куха сфера (но някои бомби впоследствие са преминали във форма, напомняща на американския футбол), заобиколена от експлозиви. Експлозивът трябва да компресира Pu-239 до една точка за много кратко време. Поради внезапното намаляване на повърхността (където получените неутрони могат да избягат) и увеличената плътност, материалът става свръхкритичен. И тук реакцията се предизвиква от източник на неутрон и огледало U-238 или берилий обгражда ядрото на плутония, което значително подобрява ефективността на оръжието.

Свръхтежките елементи са над главите ни

Описаната тук закономерност се отнася за цялото ядро (става въпрос за пълното разлагане на ядрото) и не разкрива нищо за свързващата енергия на „най-външния“ нуклон. Това показа, че ядрата със стойност на N, Z или N + Z от 2, 8, 20, 28, 50, 82 или 126 са особено трудни за "йонизиране". Следователно елемент 126 се очаква да бъде по-траен от съседите си ... Начертавайки ядрата, открити или произведени досега, на диаграмата на числото на неутронно число-протон, се изчертава „островът на стабилността“: регион, по-стабилен от заобикалящата го среда около регистрационната табела 110. Жителите му са свръхтежки сферични ядра. Този остров все още не е картографиран напълно, най-високата му известна, т.е. най-стабилната точка до момента е 114-минутният флеорий-289 с период на полуразпад 1,1 минути. Физиците подозират, че един от изотопите на потвърдения сега уунпенций или екабизъм ще бъде върхът на острова.

Бъдещето на реакторите за бърза култура

Необяснимото

LWF0050.JPG "/> Обичам да виждам явленията не на Вселената, не на природните науки, а на ежедневието. Когато се сблъскам с нещо необичайно или на пръв поглед нелогично, се опитвам да намеря нещо логично, нещо рационално, обикновено задоволително. все пак нещо, заседнало в гърлото ми, което ме изумява от ден на ден. Нека първо видим какво е това очевидно събитие.