Атомщикам – 75!

admin Газета, Статьи из газеты №37 (2017) 0 Comments

 

Почему именно 28 сентября считается Днем работников атомной промышленности?

75 лет назад, в 1942г., Государственный комитет Обороны (ГКО) СССР выпустил распоряжение «Об организации работ по урану», в котором, Академии наук СССР «обязывалось возобновить работы по исследованию использования атомной энергии путем расщепления ядра урана и представить ГКО к 1 апреля 1943г. доклад о возможности создания урановой бомбы». Для чего предписывалось «организовать при Академии наук специальную лабораторию атомного ядра… и до 1 апреля 1943 г. произвести исследования осуществимости расщепления ядер урана-235». Намеченное было выполнено, после чего работу этой уранорадиевой лаборатории в 1943г. продолжил Государственный институт редких металлов (Гиредмет).

Работа шла сложная, все вручную и с трудом сделали индукционную печь, а докладывать в Совет Министров надо было через день. Уран выходил по крупицам, раз за разом загрузку печи увеличивали, и потому шел он уже крупнее, пока, наконец, не был получен первый слиток металлического урана весом примерно 950 г. Сделали анализ, металл оказался чистейший, техническим требованиям удовлетворял, в Кремль позвонили и сразу поехали докладывать. А далее, производственный процесс, и также вручную, пошел так. Урановую руду разламывали, растворяли в кислоте и обжигали в индукционно-вакуумной печи. Зная, при этом, что работа с природным ураном, который имеет лишь небольшое альфа-излучение, предполагает вредное воздействие только в случае, если источник попадет внутрь организма, почему брезентовых спецовок и обычных респираторов по нормам техники безопасности того времени было вполне достаточно — и многие, кстати, кто тогда так работал, прожили по 90 лет. Далее, получив черновые слитки металлического урана, их обрабатывали на токарном станке, никелировали, заключали в стаканчики из алюминиевого сплава и готовые урановые блоки увозили в Северск и Железногорск, где подвергали облучению в первых уран-графитовых реакторах, получая на выходе оружейный плутоний.

А какова ситуация в РФ сейчас, в XXI в., каковы технологии получения ядерного топлива? Сейчас уран, в первую очередь, используется в качестве сырья для ядерного топлива атомных электростанций, и есть три его изотопа. Получаемый в результате ядерных реакций из тория — уран 233. Основной, которого по массе в земной коре всего 0,7 % — уран 235. И из урана 238, которого по массе 99,3%, получают плутоний 239. Залогом успешного развития российской атомной отрасли является сырьевое обеспечение и сегодня по объему запасов «Росатом» занимает второе место в мире (727,2 тыс. тонн балансовых запасов урана). Чего достаточно, чтобы обеспечить бесперебойные поставки сырья на многие десятилетия вперед, а добыча урана сконцентрирована в трех местах: в шахтах Забайкалья в Краснокаменске, в Курганской области и в Бурятии. Кроме того, Россия успешно использует ресурсы и других стран — зарубежные уранодобывающие активы госкорпорации «Росатом» объединяет международный горнорудный дивизион Uranium One, находящийся на четвертом месте в мире по объему добычи урана и имеющий диверсифицированный портфель международных активов в Казахстане, США и Танзании.

Основными изготовителями ядерного топлива являются Новосибирский завод химконцентратов и Машиностроительный завод («Элемаш») в подмосковном городе Электросталь, составляющие топливный дивизион госкорпорации «Росатом», а технологии XXI в., о которых далеко не все знают, выглядят примерно так. Старт производства происходит в закрытой зоне за стеклом, где проходит превращение газообразного гексафторида в порошок диоксида урана. Производственный комплекс состоит из установок термостатирования, реакторной и восстановительной, все полностью автоматизировано и вручную производится только загрузка и выгрузка, и в результате химической реакции из газообразной фазы образуется жидкая (плавиковая кислота) и твердая (порошок диоксид урана) фракции. Такой метод получения уранового порошка называют «сухим» — он чище и экономичнее, но существует и «мокрый», который был ранее. В его основе также использовалась кислота, но проявлялась в качестве радиоактивных жидких отходов, а сейчас, благодаря современной технологии, кислота примесей урана не содержит и экологическим требованиям отвечает.

Производственный цикл круглосуточный, за месяц на предприятии выходит около 35 тонн уранового порошка, но перед тем, как уйти к потребителям, порошок сначала гранулируется до более крупных фракций, а затем те прессуются в цилиндрики диаметром 11 мм — «топливные таблетки», выгружаемые в молибденовую лодочку. Та по конвейеру перемещается в печь обжига, где в течение 18 часов за счет выгорания пластификатора получают необходимую плотность, а заключительная процедура — шлифование таблеток и контроль геометрических параметров с помощью лазерной установки. Что очень ценно, ибо раньше контроль осуществлялся на так называемой карусели «ромашка», за которой восемь женщин в специальных резиновых перчатках вручную проверяли каждую таблетку.

Таблетки — основной элемент тепловыделяющей сборки (ТВС) в реакторах АЭС, и они, готовые, загружаются в длинные циркониевые стержни — по 350 штук в каждый. Стержни накачивают гелием и запаивают, получая главную деталь тепловыделяющей сборки — тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ), состоящий из каркаса, снаряженного тепловыделяющими элементами, а также «головки» и «хвоста», которые крепятся в последнюю очередь. Какой будет каждая конкретная сборка, зависит от потребностей заказчика и выпускается восемь типов ТВС, но, в основном, это шестигранные кассеты, состоящие из 312 ТВЭЛов. Когда эти кассеты загружают в реактор, масса топлива достигает критической отметки и начинается цепная реакция деления урана. Каждая ТВС оснащается восемнадцатью стержнями — поглотителями нейтронов, с помощью которых можно этой реакцией управлять, а в аварийной ситуации и вовсе заглушить реактор — именно такая система работает на ЛАЭС.

Объем добычи урана в РФ в 2016 г. — 3,004 тыс. тонн (в 2015г. — 3,055 тыс.), российская компания «Твэл» обеспечивает ядерным топливом 78 энергетических реакторов в 15 странах, а исследовательские реакторы в девяти. И именно так 75 лет назад дела шли у атомщиков советских, урановый слиток сделавших за 2 года, хотя американцы, получившие его в 1942г., шли к нему 8 лет. (А как дела в РФ обстоят сейчас?) Слава атомщикам!

Геннадий ТУРЕЦКИЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дорогие читатели, поддержите газету! Наша газета в Ваших руках, всё, что Вам нужно сделать, это нажать на кнопку Вконтакте, которая находится выше этой надписи. Вы можете сделать репосты любого числа наших статей. Помогите газете и мы будем писать еще больше, интереснее и активнее!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *