Dacă credeți că cele mai valoroase metale de pe planetă sunt aur cu platină, atunci vă greșiți. În comparație cu unele metale fabricate artificial, valoarea aurului poate fi comparată cu costul ruginei pe o piesă veche de fier de acoperiș. Vă puteți imagina un preț de 27.000.000 de dolari pentru un gram de substanță? Asta e costul elementului radioactiv din California-252. Mai scump este antimateria, cea mai scumpă substanță din lume (aproximativ 60 de miliarde de dolari pe gram de antihidrogen).
Până în prezent, lumea a acumulat numai 8 grame de California-252, și a produs anual nu mai mult de 40 de miligrame. Și pe planetă există doar 2 locuri în care este produsă în mod regulat: în laboratorul național Oak Ridge din Statele Unite și SUA. în Dimitrovgrad, în regiunea Ulyanovsk.
Vreți să știți cum se naște cel mai scump material din lume și pentru ce este destinat?
Dimitrovgrad
La 80 de kilometri de Ulyanovsk spre râu Cheremshan este orașul Dimitrovgrad, cu o populație de aproximativ 100 000 de persoane. întreprindere său principal - Institutul de Cercetare a Reactoare atomice (RIAR), care a fost înființat în 1956 la inițiativa Kurchatov. A fost inițial o stație experimentală pentru testele de reactoare nucleare, dar în intervalul moment de activități a extins considerabil. Acum RIAR testați diverse materiale pentru a determina modul în care se comportă în condiții de radiații prelungite, de a crea o surse și preparate de izotopi radioactivi, care sunt utilizate în medicină și cercetare, rezolvarea problemelor tehnice ale tehnologiilor ecologice și o activitate științifică de conducere. Există aproximativ 3.500 de angajați și 6 reactoare în NIIAR.
Străluciți, dar nu încălziți
Nici unul dintre cele șase reactoare "Ni'ar" nu este folosit ca sursă de energie și nu încălzește orașul - aici nu veți vedea instalații uriașe pentru mii de megawați. Sarcina principală a acestor "copii" este de a crea fluxul maxim de neutroni, cu care oamenii de știință ai institutului bombardează ținte diferite, creând ceea ce nu este în natură. Reactorii NIIAR lucrează conform schemei "10/10" - zece zile de lucru și 10 zile de odihnă, prevenire și reîncărcare a combustibilului. În acest mod, pur și simplu este imposibil să le folosiți pentru încălzirea apei. Iar temperatura maximă a agentului de răcire, obținută la ieșirea - numai 98 ° C, este răcită rapid în turnuri mici de răcire și circulă.
Cel mai puternic
Dacă nu intri în detalii, procesul este foarte simplu - o substanță este preluată și arsă de pe toate părțile de neutroni. De exemplu, din uraniu, prin strivirea nucleelor sale cu neutroni, puteți obține elemente mai ușoare: iod, stronțiu, molibden, xenon și altele.
Introducerea reactorului SM-1 în funcțiune, iar succesul său a provocat o mare agitație în lumea științifică, pentru a încuraja, în special, construcția reactorului cu flux ridicat din SUA, cu un spectru de neutroni greu - HFBR (1964) și HFIR (1967). RIAR a venit în mod repetat, corpurile de iluminat fizica nucleară, chimia nucleară, inclusiv tatăl lui Glenn Seaborg, și a adoptat experiența. Dar, la fel, în eleganța și simplitatea reactorului, astfel încât nimeni altcineva nu a creat-o.
Reactorul SM la geniu este simplu. Zona activă este aproape un cub de 42 x 42 x 35 cm, dar puterea de ieșire a acestui cub este de 100 megawați! În jurul miezului în canalele speciale sunt instalate tuburi cu diferite substanțe care trebuie să fie trase cu neutroni.
De exemplu, mai recent, un balon cu iridiu a fost îndepărtat din reactor, din care sa obținut izotopul dorit. Acum este agățat și răcit.
După aceea, un mic container cu iridiu radioactiv acum este încărcat într-un container special de plumb de protecție, cântărind câteva tone, și trimis clientului cu mașina.
Combustibilul uzat (numai câteva grame) se va răci, se poate depozita într-un butoi de plumb și se va trimite la depozitul radioactiv pe teritoriul Institutului pentru depozitare pe termen lung.
Piscină albastră
Nu există un reactor în această cameră. Alături de SM este alta - RBT - un reactor de tip bazin care funcționează cu perechi. Faptul este că în reactor combustibil SM "arde" doar jumătate. Prin urmare, trebuie să fie "arsă" în RBT.
În general, RBT este un reactor uimitor, în interiorul căruia putem chiar să arătăm (nu ni s-au dat). Nu are o grosime obișnuită de oțel și o carcasă din beton, dar pentru ao proteja de radiație este pur și simplu plasată într-o piscină imensă cu apă (de aici și numele). Coloana de apă menține particulele active, frânând-le. În același timp, particulele care se deplasează cu o viteză care depășește viteza de fază a luminii în mediu provoacă o strălucire albastră familiară multor filme. Acest efect se numește oamenii de știință care au descris-o - Vavilov - Cherenkov.
Această fotografie nu este relevantă pentru reactorul RBT sau NIIAR și demonstrează efectul Vavilov-Cherenkov:
Miros de furtună
Mirosul sălii reactorului nu este confundat cu nimic. Mirosul puternic de ozon, ca după o furtună. Aerul ionizează în timpul supraîncărcării, când ansamblurile epuizate sunt îndepărtate și deplasate în bazin pentru răcire. O2 molecula de oxigen este convertită în O3. Apropo, mirosul de ozon nu este deloc proaspat, ci mai degraba ca si clorul si acelasi caustic. Cu o concentrație ridicată de ozon, veți străni și tuse, și apoi muriți. El se referă la prima, cea mai înaltă clasă de substanțe periculoase.
Fundalul de radiații din sala din acest moment se ridică, dar nici aici nu există oameni - totul este automat și operatorul urmărește procesul printr-o fereastră specială. Cu toate acestea, chiar și după aceea, nu ar trebui să atingeți balustradele în sala fără mănuși - puteți ridica murdăria radioactivă.
Spălați-vă mâinile, din față și din spate
Dar du-te acasă cu ea nu va fi - la ieșirea din „zona murdară“ toate detectorul de verificare necesar de radiații beta, în cazul în care sunteți împreună cu hainele tale du-te în reactor ca și combustibil. E o glumă.
Dar, în orice caz, trebuie să vă spălați mâinile cu săpun după ce ați vizitat zone similare.
Schimbă sexul
Coridoarele și scări în vasul reactorului cu un covor linoleum special gros, marginile care sunt pliate pe pereți. Acest lucru este de a se asigura că nu puteți dispune de întreaga clădire ca un întreg, ci doar să se rostogolească în sus și pune noi linoleum în cazul contaminării radioactive. Puritatea aici, aproape la fel ca în sala de operație, pentru că cel mai mare pericol este praful și murdăria care se pot obține pe haine, pielea și în interiorul corpului - particulele alfa și beta nu pot zbura departe, dar aproape de impactul pe care le place ghiulele, și celule vii exact nu se va face mai bine.
Telecomandă cu buton roșu
Sala de control a reactorului.
Consola în sine pare a fi profund depășită, dar de ce schimba ceea ce a fost conceput pentru ani de muncă? Cel mai important lucru este că în spatele scuturilor, și totul este nou. Cu toate acestea, mulți senzori au fost transferați de la înregistratoare la afișaje electronice și chiar și de sisteme software, care, de altfel, sunt dezvoltate la NIIAR.
Fiecare reactor are multe grade independente de protecție, astfel încât "Fukushima" aici nu poate fi în principiu. În ceea ce privește "Cernobîl" - nu puterea, există reactoare "de buzunar". Cel mai mare pericol este eliberarea unor izotopi de lumină în atmosferă, dar acest lucru nu va fi permis să se întâmple, așa cum suntem siguri.
Fizicienii nucleari
Fizicienii Institutului sunt fani ai afacerii lor și își pot petrece orele interesante despre munca și reactoarele lor. Ora acordată întrebărilor nu era suficientă și conversația era întinsă pentru două ore plictisitoare. În opinia mea, nu există nici o astfel de persoană care nu ar fi interesant de fizica nucleara si directorul departamentului de „reactor de cercetare Complexul“ Petelin Alexei Leonidovici cu inginerul-șef doar dreptul de a efectua programe științifico-populare de pe reactor nuclear
Dacă în afara lui NIIAR îți vei pune pantalonii în șosete, atunci cel mai probabil cineva îți va face o fotografie și o va pune pe net să râdă. Totuși, aceasta este o necesitate. Încercați să ghiciți de ce.
Bine ați venit la hotelul Californium
Acum despre California-252 și de ce este nevoie. Am vorbit deja despre reactorul neutron cu flux înalt SM și beneficiile sale. Acum, imaginați-vă că energia produsă de întregul reactor CM poate fi dată doar de un gram (!) Din California.
California-252 este o sursă puternică de neutroni, care îi permite să fie utilizată pentru tratarea tumorilor maligne, unde alte radiații sunt inactive. Metalul unic permite să strălucească prin părți ale reactoarelor, componentele de aeronave și să detecteze deteriorări care de obicei sunt ascunse cu atenție de raze X. Cu ajutorul său, este posibil să se găsească rezerve de aur, argint și reziduuri de petrol în inimile pământului. Nevoia de acest lucru în lume este foarte ridicată, iar clienții trebuie să stea de-a lungul anilor în concordanță cu microgramele râvnite din California! Și toate pentru că producția acestui metal ia. ani.
Pentru producerea unui gram de CA-252, plutoniu sau curium supus iradierii prelungite cu neutroni într-un reactor nuclear timp de 8 și 1,5 ani, respectiv, transformări succesive linie care trece în mod substanțial toate elementele transuranice din tabelul periodic. În acest proces nu se termină - iradierea produsului rezultat prin chimice multe luni în sine californium izolat. Aceasta este o lucrare foarte, foarte laborioasă, care nu iartă iertarea. Microgramele de metal sunt colectate literalmente de atomi. Acest lucru explică prețul ridicat.
De altfel, masa critică a metalic CA-252 este de numai 5 kg (pentru minge de metal), și sub formă de soluții apoase de sare - (!) 10 grame, ceea ce permite utilizarea sa în bombe nucleare în miniatură. Cu toate acestea, după cum am menționat mai devreme, în lume, atâta timp cât există doar 8 grame și de a folosi ca o bombă ar fi foarte risipitor Și problema este că, după 2 ani de la California existent rămâne exact jumătate, iar el se transformă 4 ani în țărâna alte substanțe mai stabile.
In continuare voi vorbi despre producția de reactoare atomice în ansambluri de combustibil (FA) și un alt important și necesar în medicina nucleara izotop Molibden-99. Va fi extrem de interesant!