Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Лазерная технология обогащения урана

Аватар пользователя АнТюр

«Нефть России», 24.12.13, Москва, 01:56    Менее чем за год малоизвестная технология обогащения урана настроила активистов из движения нераспространения против атомной промышленности. Разные люди говорят, что она либо станет революцией в деле создания ядерного топлива, либо создаст угрозу глобального распространения ядерного оружия. Новая технология обогащения называется разделение изотопов путем лазерного возбуждения (SILEX), - пишет американское издание The National Interest.
 
Газовая диффузия и газовое центрифугирование — это главные формы промышленного обогащения на сегодняшний день. В них напрямую используется разница в массе между изотопами неделящегося урана-238 и расщепляемого урана-235. А основанные на лазерном возбуждении методы рассчитаны на разницу в реагировании этих изотопов на электромагнитное возбуждение. Лазеры можно использовать для создания разных электрических зарядов в изотопах, чтобы затем разделять их и собирать, пропуская через электрическое поле.
 
В США в 1970-х годах предпринимались серьезные усилия по проектированию эффективных лазерных систем, которые можно было бы запустить в серийное производство, однако имевшиеся технические трудности преодолеть не удалось, и от этой работы в основном отказались.
 
Но сейчас General Electric и Hitachi, создав совместное предприятие Global Laser Enrichment, строят в Северной Каролине в городе Уилмингтон установку по разделению изотопов путем лазерного возбуждения.
 
Майкл Голдсуорти (Michael Goldsworthy), возглавляющий фирму SILEX Systems, которая первой разработала эту технологию, а потом передала лицензию на ее использование Global Laser Enrichment, называет лазерное обогащение «Священным Граалем». Сторонники этой технологии утверждают, что она станет революцией в атомной энергетике.
 
Хотя конкретные детали технологии SILEX строго засекречены, SILEX Systems сообщила, что эффективность обогащения у нее от 1,6 до 16 раз выше, чем у действующих центрифуг. Она требует гораздо меньше энергии, и капитальные затраты на строительство такого рода установок ниже, чем у существующих технологий обогащения. По словам сторонников SILEX, более дешевая и более эффективная технология обогащения приведет к снижению стоимости электричества и превратит атомную энергетику в более конкурентоспособную отрасль в борьбе с изменениями климата.
 
Эта технология также поможет США занять важный плацдарм на международном рынке обогащения. Традиционно американские предприятия по обогащению использовали технологию газовой диффузии, которая менее эффективна, чем используемые в Евросоюзе и России центрифуги. Раньше Соединенные Штаты были на Западе едва ли не монополистом в сфере обогащения, но постепенно утратили свою долю рынка — с 39% в 1995-м до 14% в 2008 году. Технология обогащения нового поколения может привести к повышению конкурентоспособности США на мировом рынке.
 
Критики утверждают, что несмотря на возможные выгоды и преимущества, потенциальные негативные последствия от технологии SILEX и других лазерных технологий слишком велики. Во-первых, кое-кто говорит, что ожидаемые выгоды преувеличиваются, и получат их в основном занимающиеся обогащением компании, но не среднестатистический потребитель.
 
Профессор Стэнфордского университета экономист Линда Коэн (Linda Cohen) подготовила в соавторстве с профессором физики и государственной политики из Джорджтаунского университета Фрэнсисом Слэйки (Francis Slakey) доклад, в котором они анализируют потенциальные последствия технологии разделения изотопов путем лазерного возбуждения с позиций затрат и выгод. На основе самых «щедрых», как они говорят, допущений, авторы делают прогноз о том, что экономические выгоды для американского потребителя будут ничтожны — менее двух долларов в месяц.
 
Столь малая экономия для конечного потребителя это результат особенностей расчета затрат в атомной энергетике. Основу расходов в атомной энергетике составляют начальные капитальные вложения. Но после того, как атомная электростанция построена, стоимость топлива там будет гораздо меньше, чем на угольных и газовых электростанциях. Расходы на обогащение составляют лишь 5 процентов от общего объема затрат на атомную энергию. А это значит, что даже при существенном снижении цен на услуги по обогащению суммы в счетах за электроэнергию уменьшатся довольно незначительно.
 
Наибольшую обеспокоенность у критиков технологии SILEX вызывает то, что она станет существенным подспорьем для тех сил, которые занимаются распространением ядерного оружия. Высокая эффективность технологии SILEX по сравнению с технологией центрифугирования повышает риск «сценария прорыва». Согласно сегодняшним оценкам, Иран может совершить такой прорыв и стать обладателем ядерного оружия за несколько месяцев. Но обретя технологию лазерного обогащения, он может получить ядерное оружие в считанные недели.
 
Эффективность такой технологии повышает привлекательность тайного обогащения. Повышение эффективности означает уменьшение производственных площадей и затрат на электроэнергию. От этого будет меньше заметно физическое присутствие мощностей по обогащению и их тепловые демаскирующие признаки. При использовании лазерных обогатительных мощностей отпадает необходимость в демаскирующих объектах обеспечения, которые нужны при использовании газовой диффузии и центрифугования, а также в электромагнитных излучателях.
 
В 2003 и 2004 годах МАГАТЭ сообщало о тайных попытках Ирана создать технологию лазерного обогащения. Летом этого года Институт науки и международной безопасности (Institute for Science and International Security) опубликовал доклад, в котором со ссылкой на данные космической разведки и открытые источники утверждалось, что программа лазерного обогащения может существовать в Иране до сих пор. По даням МАГАТЭ, у Ирака и Южной Кореи когда-то тоже были секретные программы лазерного обогащения.
 
В августе 2010 года представительница Global Laser Enrichment, не откликнувшаяся на просьбу дать комментарии для данной статьи, заявила порталу Global Security Newswire, что у предприятий SILEX будут вполне характерные и узнаваемые демаскирующие признаки. Однако она не стала уточнять, что это за признаки, а из-за вполне понятной завесы секретности вокруг новой технологии проверить данные утверждения очень трудно.
 
Несмотря на страхи по поводу распространения, в лазерных технологиях могут присутствовать некоторые особенности, из-за чего они окажутся неприменимыми для широкомасштабного производства высокообогащенного урана, который необходим при изготовлении ядерного оружия. Особенности технологии SILEX могут сделать ее пригодной для обогащения урана до уровня ядерного топлива, однако создавать с ее помощью высокообогащенный материал для ядерного оружия может быть слишком обременительно.
 
Далее, не все методы разделения изотопов путем лазерного возбуждения являются одинаковыми, и эти технологии могут найти свое применение не только в атомной энергетике. Та технология лазерного разделения изотопов, которая в настоящее время разрабатывается в Техасском университете, направлена на создание радиоактивных изотопов для медицины. По словам работающего над этим проектом профессора физики Марка Рейзена (Mark Raizen), хотя данная технология применима для производства медицинских изотопов, она может оказаться непригодной для разделения атомов урана, используемого в качестве топлива.
 
Небольшие мощности для разделения изотопов путем лазерного возбуждения способны помочь в создании радиоактивных изотопов для медицины, которые можно использовать в самых разных целях — от диагностирования тромбов до лечения некоторых видов рака. Некоторые отраслевые специалисты уже сейчас предупреждают о возможном общемировом дефиците медицинских изотопов. Только в прошлом месяце больницы канадской Британской Колумбии объявили, что им придется отложить проведение некоторых несрочных анализов из-за нехватки необходимых изотопов.
 
Эксперты дают высокую оценку General Electric за то, что она придерживается мер контроля ядерного экспорта. И конечно же, у компании есть мощные финансовые причины для защиты собственной производственной технологии. Ее сторонники заявляют, что это исключительно современная и передовая технология, и что вряд ли кто-то из преступных группировок сумеет разработать ее своими силами.
 
Действия по обеспечению защиты и безопасности данной технологии подтверждаются еще и тем, что это единственный находящийся в частной собственности производственный процесс, который засекречен американским правительством. Согласно Закону об атомной энергии, к «секретным данным» относится вся информация, касающаяся ядерного оружия и связанных с ним отраслей, вне зависимости от формы собственности. В 2001 году это положение было впервые применено для засекречивания технологии SILEX, хотя она целиком принадлежит частной компании.
 
Однако ее критики заявляют, что после разработки эта технология со временем получит широкое распространение. Они указывают на прошлые неудачи в обеспечении сохранности совершенно секретных и важных технологий, и на недолговечную монополию США на атомную бомбу. Некоторые противники SILEX заявляют, что если потенциальные распространители сумеют украсть или скопировать эту технологию, одной только демонстрации ее коммерческой выгоды будет достаточно, чтобы другие страны начали свои собственные программы лазерного обогащения.
 
Лазерные мощности по обогащению могут стать особенно привлекательными для иностранных компаний и организаций, учитывая конкретные характеристики международного рынка обогащения. Сегодня услуги на этом рынке оказывают, по сути дела, всего три поставщика: Россия, Европейский Союз и Соединенные Штаты Америки. Если исходить из традиционных критериев концентрации рынка, то сосредоточенная в одной стране отрасль с большой долей вероятности может нарушить американские антитрестовские законы. На таком рынке с высокой степенью концентрации появление дешевой и эффективной альтернативы типа SILEX может стать тем стимулом, которого не хватает некоторым странам для того, чтобы самим начать создание ядерного топлива и приступить к осуществлению ядерных программ.
 
«Иногда странам мешает в создании собственной атомной энергетики то, что им не хочется покупать топливо в США, Европе или в России. Но если они смогут осуществлять процесс обогащения самостоятельно, атомная энергия станет намного привлекательнее, — заявила Коэн. — Может также возникнуть такая ситуация, что если раньше та или иная страна даже не думала о создании атомной бомбы, то теперь, с появлением у нее собственных обогатительных установок сделать ее станет намного проще».
 
Возникают также вопросы о том, сумеет ли нынешняя система нераспространения, создававшаяся во времена центрифуг и установок газовой диффузии, успешно регулировать и надежно защищать новые технологии.
 
Роберт Шо (Robert Shaw), занимающий должность научного сотрудника и инструктора по экспортному контролю в Центре исследования вопросов нераспространения им. Джеймса Мартина, говорит о том, что секретность мешает тщательному анализу; однако существующие меры экспортного контроля за лазерным обогащением вкупе с первоклассными программами General Electric и Hitachi по соблюдению режима экспортного контроля лишат потенциальных распространителей возможности получать новые технологии. Он также отметил, что действующие национальные и международные директивы по экспортному контролю достаточно обширны и охватывают новые технологии, даже если конкретно в этих документах о них не говорится.
 
«Одно из положений в правилах Министерства торговли предусматривает принцип всеобщего охвата, — рассказал Шо. — Он означает, что если экспортер знает или имеет причины знать о том, что экспортируемый им товар может способствовать распространению оружия массового уничтожения, то он должен получить на него экспортную лицензию вне зависимости от уровня применяемых в нем технологий, и включен ли этот товар в контрольный список».
 
Далее Шо отметил, что значительная часть оборудования, в котором применяется разделение изотопов путем лазерного возбуждения, будет изготавливаться на заказ. Даже если у потенциального распространителя появятся планы и чертежи такого производства, заказ на ту или иную единицу оборудования, где используется технология SILEX, станет сигналом тревоги.
 
Однако надежно защитить предприятия, где будут применяться лазерные технологии, очень непросто. В докладе об обеспечении безопасности предприятий лазерного обогащения МАГАТЭ отметило, что его собственные знания об этой технологии «чрезвычайно ограничены, поскольку в настоящее время не существует охраняемых предприятий, применяющих разделение изотопов путем лазерного возбуждения». В докладе звучит предостережение о том, что директивы самого агентства о технологиях лазерного разделения изотопов «устарели», и что у него нет специалистов, хорошо знакомых с этими технологиями.
 
В американском списке заявленных установок в последней редакции, где перечислены компании, подпадающие под меры безопасности МАГАТЭ, нет предприятий Global Laser Enrichment по проектированию, испытаниям и прочей деятельности в сфере лазерного обогащения.
 
По мнению некоторых наблюдателей, истинная опасность скрывается не в самой технологии SILEX, а в том, что ее разработка раскрывает информацию об американском процессе регулирования в атомной отрасли.
 
Когда Комиссия по ядерному регулированию США думала о том, давать ли General Electric и Hitachi лицензию на предприятие в Северной Каролине, Американское физическое общество выступило с обращением, потребовав от комиссии внести официальные изменения в правила лицензирования, включив туда анализ нераспространения во всех вопросах практического строительства и разработки. Федерация американских ученых, Американская ассоциация содействия развитию науки и члены палаты представителей направили свои письма в поддержку предлагаемых изменений в правилах.
 
Комиссия по ядерному регулированию эти требования отвергла, заявив, что предлагаемый анализ на предмет нераспространения не поможет в принятии решений о лицензировании, и что в действующих законах и правилах уже учтены в должной меры риски распространения.
 
«Никто в правительстве США не проводит тщательный анализ на предмет нераспространения, хотя я считаю, что такой анализ необходим. Я в принципе не против этой технологии, — заявил старший научный сотрудник Фонда Карнеги за международный мир Джеймс Эктон (James Acton), работающий по программе ядерной политики. — Вполне возможно, при проведении такого анализа будет сделан вывод о том, что преимущества перевешивают риски. А если так, то мы должны запустить эту технологию в серийное производство. Но мне кажется сумасшествием запускать эту технологию в серийное производство до проведения всестороннего анализа».
 
Компания Global Laser Enrichment сообщила о проведении собственного анализа технологии SILEX на предмет распространения, однако отметила, что не стала публиковать его результаты в силу секретного характера этой информации. Эксперт, которому было поручено провести анализ, написал в своем заключении: «Единственное серьезное препятствие на пути распространения данной технологии — это намного более существенные технические трудности в ее реализации по сравнению с обогащением в центрифугах».
 
Однако в тех же выводах анализа отмечается, что сам доклад объемом всего в семь страниц, три из которых посвящены биографиям его авторов. «Если анализ действительно занимает четыре страницы, то это несерьезная оценка, — сказал Эктон. — Если хотите взглянуть на серьезную оценку, есть анализ Министерства обороны по вопросам нераспространения, связанный с планом администрации Буша по атомной энергетике и подготовленный в конце ее правления. Там почти 200 страниц. Я там не со всем согласен, но это серьезный аналитический документ. А четыре страницы, если говорить откровенно, это издевательство».

http://www.oilru.com/news/391579/

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя Игорь Д.
Игорь Д.(5 лет 3 недели)(10:11:40 / 24-12-2013)

Сослать в несортированное, как не соответствующее генеральной идеологической линии нашего ресурса!

Аватар пользователя mr.Iceman
mr.Iceman(5 лет 9 месяцев)(22:54:51 / 26-12-2013)

Живо напомнило:

Аватар пользователя SKonst
SKonst(5 лет 7 месяцев)(10:24:43 / 24-12-2013)

Боян, уже раза три или четыре было под разными заголовками и перетиралось, в тч с участием ОЙ. Там, походу, еще конь не валялся:

>>>«Единственное серьезное препятствие на пути распространения данной технологии — это намного более существенные технические трудности в ее реализации по сравнению с обогащением в центрифугах».

При этом 9-е поколение центрифуг, которое постепенно внедряется вместо действующего 8-го, в разы более энергоэффективнее последнего. Выводы делайте сами.

Вот, гуглится за 30 сек: http://aftershock.news/?q=node/17524

Аватар пользователя Читаювсё
Читаювсё(5 лет 11 месяцев)(13:52:45 / 24-12-2013)

спасибо, камрад. но пусть статья пока повисит, позже удалю.

Аватар пользователя 3xl
3xl(4 года 8 месяцев)(10:20:10 / 24-12-2013)

«Единственное серьезное препятствие на пути распространения данной технологии — это намного более существенные технические трудности в ее реализации по сравнению с обогащением в центрифугах».

видимо, с этого и надо было начинать авторам.  А не с проблем нерапространения.


Аватар пользователя maxvlad
maxvlad(5 лет 10 месяцев)(10:25:52 / 24-12-2013)

С одной стороны - никаких особо сверхестественных мер по защите, в сравнении с опасными химпроизводствами, вроде как и не требуется.  С другой - собственно выделение 235 урана центрифугами - это длинная предфинальная стадия. А перед этим требуется всю эту туеву хучу породы перемолотить и перемолоть. Потом сделать газообразный полуфабрикат, который уже можно лазером облучать. А есть ещё и финальная операция - изготовление таблеток с последующим набиванием ТВЭЛов и формование их в пакеты. Ах да, ещё не забыть бы про циркониевые трубки и технологию изготовления топливных сборок.

В общем, скоро сказка сказывается, да нескоро дело делается. Понятно, что при наличии атомной промышленности, можно поиграться с отдельными стадиями производства. Если лазерное разделение и впрямь эффективнее центрифуг на порядок - можно не сомневаться, что наши уже рассматривают варианты. Французы могут - поскольку обладают полным циклом. Смогут китайцы - потому как развивают полный цикл. А вот касательно всех прочих... не факт, не факт.

Аватар пользователя jaff_13
jaff_13(5 лет 1 месяц)(10:47:25 / 24-12-2013)

лазерное разделение изотопов было одним из первых предложенных промышленных применений лазеров - как за счет избирательной ионизации, так и, например, избирательной диссоциации. В диссоциации, насколько я помню, избирательность даже проще обеспечить, т.к. частоты колебательных переходов прямо зависят от массы атомов молекулы (а заряды ядер у изотопов одинаковые). Так что развивается эта тема уже лет 50, и я думаю, все находятся примерно на одном уровне по ноу-хау.

Аватар пользователя evgeniy72
evgeniy72(5 лет 10 месяцев)(11:09:41 / 24-12-2013)
Да. Клютрон именно так и работает.
Аватар пользователя hardknap
hardknap(5 лет 1 месяц)(10:49:43 / 24-12-2013)

Сомнительно что производительность в молекулярном режиме течения газа будет хоть сколько-нибудь высокой. Наверное по энергоэффективности это сравнимо с масс-спектрометрическим методом, вряд ли лучше. Интересно бы выкладки какой-нибудь серьёзной статьи почитать с оценками физ. величин.

Аватар пользователя evgeniy72
evgeniy72(5 лет 10 месяцев)(11:10:18 / 24-12-2013)
"Атомная энергия в военных целях" Смит.
Аватар пользователя O6OPOTEHb
O6OPOTEHb(4 года 8 месяцев)(16:01:44 / 24-12-2013)

Про уран не скажу, не знаю.
Вот в открытой печати есть "Технологический комплекс для лазерного разделения изотопов углерода", однако, там не без центрифуг и при том, что для данного изотопа хорошо сложились как природные, так и технические условия.

Ну и Бекман, как без него.

Аватар пользователя htower
htower(5 лет 10 месяцев)(11:04:40 / 24-12-2013)

Когда будут промышленные установки - тогда и погворим :) А пока похоже на очередной распил.

Аватар пользователя stil
stil(4 года 6 месяцев)(11:15:20 / 24-12-2013)
Мне больше всего понравилась оценка стоимости обогащения она может разница на порядок. Причем сравнивают с непонятными действующими центрифугами. У России и Франции они разные по эффективности. С какими сравнивали? А по технологии я думаю будет большие проблемы с масштабированием. Нужно ждать результаты работ в масштабе приближенном к промышленным. А так дольше похоже на попил. У них даже с центрифугами не получилось. А тут все сложнее.
Аватар пользователя Byzantum
Byzantum(4 года 7 месяцев)(12:05:14 / 24-12-2013)
Им логичней было сравнивать с сшашными.
Аватар пользователя stil
stil(4 года 6 месяцев)(12:59:56 / 24-12-2013)
Они у них не введены в промышленную эксплуатацию. Поэтому оценки тоже достаточно условны. В реале тоже могут отличатся в разы.
Аватар пользователя Aria
Aria(3 года 11 месяцев)(11:50:11 / 24-12-2013)

Ну конечно же. В РАЗЫ эффективнее наших центрефуг. Ага. Так же как сланцевая нефть. За пределами США и их дотаций из ФРС это превращается из "эффективного" в "нерентабельное".

Ну а так - молодцы. Ибо в центрефугах у них не растет совсем. А будущее после углеводородов будет за атомом.

Аватар пользователя Похьяла
Похьяла(4 года 3 месяца)(15:38:17 / 24-12-2013)

Эта технология ещё не выросла из коротких детских штанишек.

У нас в Калининграде вроде как применяют атомное разделение. Но там выделяют медицинские изотопы в микроскопических количествах. 

Аватар пользователя Remchik
Remchik(5 лет 9 месяцев)(16:26:48 / 24-12-2013)

На микроскопическом количестве материала с микроскопическими затратами энергии опробовали, небось, а уже сделали далеко идущие выводы. Ага-ага.

Аватар пользователя gerstall
gerstall(5 лет 9 месяцев)(17:24:37 / 24-12-2013)

Интересный момент не в лазерном обогащении. В конце концов сверхпринципиальной разницы чем воздействовать, чтобы растащить вещества с разными физическими свойствами, нет.  Можно, вероятно, и в магнетронах каких-нибудь обогащать, и в акустических полях, да и по массе центрифуги неплохо работают. А вот ремарочка " единственный находящийся в частной собственности производственный процесс, который засекречен американским правительством" заставляет задуматься. Что-то гады-капиталисты не доверяют критические технологии гадам-капиталистам. Как-то слабо вяжется это с мантрами наших либерал-мудаков "приватизация...приватизация...приватизация..."

Аватар пользователя Добрая Машина Пропаганды

Ну наконец-то перемога!

Теперь-то точно скоро нефть упадет до 30 долларов за баррель и «дарагие рассияне» снова вспомнят вкус несвежего комбикорма и гнилого крысиного мяса.

Аватар пользователя SOLO3
SOLO3(4 года 11 месяцев)(23:57:39 / 24-12-2013)

Недовно была инфа по бонкротству одной лазером разделяющей компании в США, походу свято место на распиле бюджета пустым быть неможет)

Аватар пользователя Добрая Машина Пропаганды

Ложь! Какая ложь!

В США стартапы плодятся, как тараканы, все последние 50 лет! И каждый, каждый становится мегауспешен, даря человечеству достижения супертехнологий!

Вот что значат Либерализм и Демократия при Невидимой Руке Свободного Рынка! Это и есть Американская Мечта.

Аватар пользователя Антон
Антон(5 лет 10 месяцев)(01:45:42 / 28-12-2013)

У наших аналогичные идеи тоже есть, сейчас пробивают финансирование на НИОКР.

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...