Ojivas de residuos
Una moderna ojiva nuclear (YABZ) contiene una parte central de plutonio (fosa) hecha en forma de una esfera de metal y contiene, sobre 90, un porcentaje del isótopo Pu-239 (plutonio de grado de arma) (elemento de arma) como elemento integral.
Para la producción de dicho material, las dos superpotencias utilizaron reactores de grafito y agua especialmente creados durante los años de la Guerra Fría: armas de acumulación de plutonio. En los EE. UU., Se construyó 14 de tales instalaciones, en la URSS - 13. Por 1993, todos los reactores de plutonio estadounidenses fueron apagados, pero tres de sus homólogos continuaron operando en Rusia (dos en Seversk, Tomsk Oblast y uno en Zheleznogorsk, Krasnoyarsk Krai), que producía anualmente cerca de 1,5 toneladas de plutonio suficiente para fabricar armas de guerra 300. No fue posible detener estos reactores, ya que, paralelamente a la producción de plutonio, sirvieron como fuente de calor y electricidad para las regiones siberianas correspondientes, y no hubo un solo reemplazo para ellos. Debido al hecho de que la orden de defensa para el plutonio de grado de armas se canceló en ese momento debido a la sobreproducción (no hay datos oficiales en este puntaje, sin embargo, según algunos expertos occidentales, en la URSS sobre 40 se acumularon toneladas de plutonio de grado de armas durante los 100 años) Trabajar "en el almacén".
En 2003, se firmó un acuerdo entre la Federación de Rusia y los Estados Unidos sobre la prestación de asistencia estadounidense para la construcción de instalaciones de energía de reemplazo, asegurando la producción de cantidades equivalentes de calor y electricidad en caso de cierre de los tres reactores de plutonio rusos restantes. Dos empresas estadounidenses participaron en este trabajo, el monto total de los contratos fue de 460 millones de dólares.
En 2008, se completó la reconstrucción de la planta de cogeneración de carbón en Seversk y al mismo tiempo se retiraron dos reactores de plutonio. En Zheleznogorsk, el reactor se cerró en 2010 después de completar la construcción de una nueva central eléctrica de carbón.
Se asume que el plutonio de grado de armas acumulado en los almacenes especiales de las dos ciudades se usará más adelante para fabricar combustible mixto de uranio-plutonio (MOX) para quemar en reactores rusos de energía de neutrones rápidos de acuerdo con el acuerdo ruso-estadounidense.
Cabe señalar que entre los rasgos característicos de los reactores productores de plutonio se encuentra el uso de uranio natural como combustible en lugar de uranio enriquecido en contraste con los reactores de potencia (el uranio natural contiene el porcentaje de 99,3 del isótopo no divisor U-238, que se transforma en plutonio de grado de arma bajo la influencia del Reacción nuclear y solo el porcentaje de 0,7 del isótopo de fisión U-235).
Es fundamentalmente importante que la campaña de combustible de dichos reactores no exceda de dos a tres meses (en comparación con los tres o cuatro años característicos de los reactores de potencia de la central nuclear). Esta condición está relacionada con la necesidad de limitar el volumen (no más del 10 por ciento) del isótopo Pu-240 "perjudicial" para una ojiva nuclear que se acumula simultáneamente en el combustible.
Las propiedades negativas de este isótopo incluyen la probabilidad de radiación de neutrones espontánea (espontánea) (que está plagada de un lanzamiento incontrolado de la reacción de fisión de la cadena y la reducción de la potencia de explosión calculada), una gran liberación de calor específica (la necesidad de detención que inevitablemente conduce a los parámetros de peso y tamaño del producto especial) también un alto nivel de radioactividad (esto complica significativamente el proceso de producción y almacenamiento a largo plazo de YABZ).
A modo de comparación, es interesante citar las siguientes figuras: si la proporción de isótopos Pu-239 y Pu-240 en un reactor que produce plutonio es de nueve a uno, en el caso de un reactor de potencia NPP, el contenido de Pu-240 puede alcanzar porcentajes de 25 en La composición global del reactor de plutonio. Al mismo tiempo, en ambos tipos de reactores, la cantidad de plutonio producido equivale a aproximadamente el uno por ciento de la masa de combustible fresco cargado (la masa típica de la carga anual para reactores de potencia es 20 - 30 toneladas).
En 1962, en los Estados Unidos, como un experimento, se diseñó, fabricó y probó un dispositivo explosivo nuclear con una potencia de kilotones 20 basado en plutonio aislado del reactor nuclear gastado SNF (plutonio de grado de reactor). Como se desprende de los datos sobre los resultados del experimento publicado oficialmente en 1977, en este caso no fue realmente una cabeza nuclear, porque para superar las propiedades negativas anteriores del isótopo Pu-240, los desarrolladores tuvieron que recurrir a tales trucos técnicos que permitieron alcanzar kilotones 20 solo para la cuenta de transformar el YABZ en un dispositivo explosivo nuclear primitivo, no apto para su uso.
En este sentido, no se puede negar que los "intrusos" pueden, en principio, tratar de repetir este experimento utilizando SNF de un reactor de potencia a su disposición, pero esta posibilidad parece poco probable por dos razones. En primer lugar, llevar a cabo este tipo de trabajo requiere un nivel excepcionalmente alto de profesionalismo de los desarrolladores, quienes probablemente no tengan un constructor de casas. Y, en segundo lugar, para aislar el plutonio, es necesario diseñar y construir una planta para el reprocesamiento del combustible nuclear gastado, que es difícil de realizar de forma encubierta y también muy costosa. Por ejemplo, la construcción de una planta civil de reprocesamiento de combustible gastado en Rokkas-mura (Japón) tomó 15 años y costó más de miles de millones de dólares a 20.
Teniendo en cuenta lo anterior, podemos concluir que los temores expresados por algunos expertos rusos y extranjeros y transmiten a través de los medios que la energía nuclear, especialmente en el contexto de planes a gran escala para la construcción de centrales nucleares en algunos países en desarrollo, pueden representar una amenaza real para el régimen de no proliferación. motivos
Un buen ejemplo de esto es la construcción de la central nuclear Bushehr en Irán. En la primera etapa del trabajo por parte de los líderes estadounidenses, se pidió a Rusia que rompiera el contrato pertinente en relación con el hecho de que, dicen, existe el riesgo de que los iraníes no extraigan ilegalmente plutonio del combustible nuclear gastado de un reactor nuclear. Un poco más tarde, esos temores desaparecieron, incluso por las razones expuestas anteriormente, y también teniendo en cuenta el hecho de que se llegó a un acuerdo con Irán para que SNF regresara a Rusia desde la central nuclear de Bushehr durante todo el ciclo de vida de la planta.
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