А.Вассерман о плутонии и жизненно необходимы технологиях России (аудиоинтервью+стенограмма)

Аватар пользователя valerkav

Возникает вопрос: связано ли сегодняшнее решение Путина с так называемой «аферой тысячелетия» – урановой сделкой Гора-Черномырдина? Нет, сегодня речь идёт о совершенно других технологиях. Общее здесь в треугольнике: РФ – США – расщепляющиеся материалы. И та знаменитая афера на самом деле ударила по американцам, а не по нам. Недавно, после завершения того контракта, были опубликованы сведения о том, как именно мы его исполняли. И оказалось, что это не американцы «развели» нас, но мы их...

К чему я всё это рассказал с такими подробностями? К тому, что вопреки многочисленным расхожим легендам мы уступаем американцам по части технологий только в том, без чего можем обойтись. А то, что нам жизненно необходимо, мы делаем лучше. Я думаю, что американцев ждёт ещё множество подобных сюрпризов...

 "Россия, Америка и плутоний: в важном мы превосходим США":

Стенограмма интервью данное по телефону Анатолием Вассерманом Интернет-каналу День ТВ(03 октября 2016г):

Иван Вишневский:

Анатолий Александрович, стало известно о том, что Путин подписал указ об приостановке соглашения с США об утилизации плутония. И вот, прежде чем сам этот факт как-то прояснить для нас, хотелось бы понять, что такое: а) плутоний; почему его надо утилизировать; и что это было за соглашение такое, которое потеряло актуальность.

Анатолий Вассерман:

Плутоний – это трансурановый элемент, то есть у него в ядре больше протонов, чем у урана. Соответственно, этот элемент менее устойчив, чем уран. Насколько я помню, самый устойчивый из изотопов – плутоний-239 (то есть у него всего в ядре протонов и нейтронов 239 штук) имеет период полураспада примерно 24 тысячи лет. Для сравнения: у урана-235 период полураспада около миллиарда лет, а у урана-238много миллиардов лет.

Почему всё это важно? Во-первых, благодаря меньшей устойчивости плутоний значительно легче делится под воздействием прямых попаданий нейтронов, чем уран. Поэтому плутоний оказывается более удобным, чем уран, материалом для изготовления ядерного оружия. Во-вторых, опять-таки вследствие этой меньшей устойчивости плутоний в природе не сохранился. Его надо изготовлять искусственно.

Как это делается? В ядерных реакторах уран-238 облучается потоком нейтронов, ведь по ходу работы ядерного реактора нейтронов выделяется очень много. Их хватает не только на работу самого реактора, но и на разные вспомогательные нужды. В том числе хватает и на образование плутония. Поскольку химические свойства плутония сильно отличаются от химических свойств других элементов, его несложно выделить из получившейся смеси. Есть реакторы, работающие специально в таком режиме, чтобы формировалось как можно больше плутония. Их обычно называют «размножителями». Но, в принципе, плутоний образуется в заметных количествах при работе любого реактора. Поэтому, кстати, очень большой доход приносит переработка отходов работы реактора. Там не только плутоний, там много всяких интересных вещей образуется, но плутоний приносит наибольшую выгоду при переработке.

Плутоний хорош для изготовления ядерных бомб, поэтому опасен политически. Существует международное соглашение о довольно жёстком контроле за этим элементом, а кроме того, было заключено несколько соглашений о сокращении количества плутония, используемого в хозяйстве. В частности, Российская Федерация <в 2000 году> заключила с Соединёнными Государствами Америки соглашение, по которому имеющиеся запасы оружейного (то есть чистого) плутония должны быть переработаны в реакторное топливо так называемого смешанного типа. Это сплав плутония с ураном – чистым ураном или химическими соединениями урана. Такая смесь хорошо работает в реакторах, но из неё довольно трудно выделить чистый плутоний. Таким образом, эта смесь неудобна для потенциальных террористов.

Российская Федерация очень быстро построила завод, полностью соответствующий всем требованиям, прописанным в соглашении. А Соединённые Государства Америки до сих пор не удосужились это сделать. Объясняют чем попало. То денег нет, то не знают, как такой завод должен быть устроен – хотя всё это давным-давно прекрасно известно. В общем, они своему слову хозяева: хотят – дают, хотят – обратно берут. В таких условиях понятно, что Российской Федерации нет смысла исполнять свою часть соглашения. Тем более, что американцы заявили: они будут перерабатывать плутоний по другой технологии. То есть они тоже будут делать сплав, но такого состава, какой потом очень легко разделить. То есть получится, что они под видом исполнения соглашения оставят плутоний в таком состоянии, что в любой момент, когда захотят, могут снова его переделать из реакторного в оружейный.

Естественно, нам нет смысла исполнять свою часть соглашения, когда партнёры отказываются исполнять свою часть. Это общепринятая норма и в бизнесе, и в политике, и удивляться можно только одному: насколько долго мы терпели, надеясь, что наши партнёры всё-таки поймут, что им выгодней исполнить свою часть соглашения, а не крутиться как уж на сковородке в надежде что-то выгадать от собственной ушлости.

Иван Вишневский:

Я посмотрел, что история того вопроса, который мы сегодня обсуждаем, она вообще тянется годами. Вот последний раз в апреле этого года, полгода назад, Путин выражал недоумение по-поводу того, что Америка не построила свой завод, который должна была сделать по Соглашению 2000го года. Но важна ли здесь была личность Кириенко, который долгие годы возглавлял "Росатом". Сейчас, как известно, Кириенко перешел на работу в Кремль, в Администрацию президента. И может быть только так, удалось избавиться от опасного для нас соглашения?

Анатолий Вассерман:

Нет я не думаю, что дело в тут в смене работы Кириенко. На мой взгляд дело, все-таки в первую очередь в том, что Американцы подряд, на нескольких разно-безобразных примерах продемонстрировали, что они не исполняют соглашения, но требуют их исполнения только от своих партнёров. Тут и нарушение Соединёнными Государствами Америки многих санкционных ограничений против Российской Федерации, при том, что от ЕС они требуют строжайшего исполнения санкций. Тут и отказ добиваться от своих наёмников в Сирии соблюдения соглашений о прекращении огня. Американцы настолько убедительно показали не только нам, но и всему миру, что они не выполняют соглашения, что теперь мы уже имеем очевидное для всех право не исполнять свою часть соглашений. Так сказать, накопилась критическая масса.

Иван Вишневский:

Каким образом, хоть каким-то боком, к так называемой афере тысячелетия, которая была с участием Черномырдина сделана в начале 90-х годов, так называемая "урановая сделка", то что происходит сейчас, имеет?

Анатолий Вассерман:

Возникает вопрос: связано ли сегодняшнее решение Путина с так называемой «аферой тысячелетия» – урановой сделкой Гора-Черномырдина? Нет, сегодня речь идёт о совершенно других технологиях. Общее здесь в треугольнике: РФ – США – расщепляющиеся материалы. И та знаменитая афера на самом деле ударила по американцам, а не по нам. Недавно, после завершения того контракта, были опубликованы сведения о том, как именно мы его исполняли. И оказалось, что это не американцы «развели» нас, но мы их.

Дело тут вот в чём. Американцы ещё со времён Манхэттенского проекта, то есть со времён Второй мировой войны, пользовались газодиффузионным методом разделения изотопов урана. Одно из соединений урана – шестифтористый уран – при нагреве становится газом. И этот газ прогоняют через тонкие микропористые мембраны, и более лёгкий изотоп урана проходит через них чуточку быстрее. Именно чуточку, поскольку разница в массах ничтожно малая. Прогнав уран через многие тысячи таких микропористых мембран, можно на выходе получить газ, где концентрация урана-235 намного выше, чем урана-238. Естественно, это требует очень большой энергии на работу множества насосов, прокачивающих газ. В общем, это долгое и дорогое удовольствие. В военное время пошли на это, поскольку у войны другая бухгалтерия. Но после войны американцы не стали разрабатывать новые способы. Старые работают – и ладно. А уран – дело достаточно дорогое, чтобы затраты окупились. А вот Советский Союз не пожалел сил и средств на освоение другого метода. Газ крутят в центрифугах, тяжёлый компонент отбрасывается к внешней части центрифуги, лёгкий концентрируется около оси. За один прогон в центрифуге газ обогащается на пару процентов. Естественно, энергозатраты при таком способе несравненно меньше. Соответственно, уран, разделённый по такой технологии, в разы дешевле.

И когда велись переговоры по ядерной сделке комиссии Гора и Черномырдина, цену при этом установили, исходя из известных американцам сведений о затратах на обогащение урана. И установили так, чтобы уран, получаемый американцами по этому соглашению, был заметно дешевле того, что они делают на своих обогатительных фабриках. А мы-то разделяли уран в десятки раз дешевле, чем американцы. Поэтому мы вместо того, чтобы брать весь уран со склада, просто продолжили работу своих разделительных фабрик, и этот уран шёл к американцам под видом урана со склада. А когда срок действия контракта закончился, только тогда мы сказали, что это был не уран со склада, а свежеобогащённый, и что у нас всё в порядке со всеми запасами.

К чему я всё это рассказал с такими подробностями? К тому, что вопреки многочисленным расхожим легендам мы уступаем американцам по части технологий только в том, без чего можем обойтись. А то, что нам жизненно необходимо, мы делаем лучше. Я думаю, что американцев ждёт ещё множество подобных сюрпризов.

Что же касается переделки оружейного плутония в реакторный, что мы сейчас прекратили, то, во-первых, у нас сейчас уже запущен реактор, обеспечивающий работу, по сути, на смеси свежего урана с реакторными отходами. То есть нам просто технически уже не требуется переработка оружейного плутония в реакторный. Мы добиваемся того же эффекта другими способами. И наши ядерные программы – хоть реакторные, хоть оружейные – от остановки этого соглашения ничуть не пострадают.

Иван Вишневский:

Ну и самый последний вопрос. В этой сделке "Гор-Черномырдин", мы продавали все 90-е и 2000-е и оружейный плутоний тоже в США. И при этом в 2000ом мы подписали соглашение, по которому мы плутоний у себя уничтожали. При этом Американцы, как я понимаю, получили и наш еще советский оружейный плутоний и собственный не уничтожали. Значит, все-таки, какой-то смысл в этом для них был, т.е. в случае часа-Х они могут их этого плутония очень быстро наделать много бомб. Или в этом не было смысла?

Анатолий Вассерман:

Как я понимаю, касательно продажи плутония. Как я заметил, у плутония довольно маленький период полураспада. 24 000 лет – вроде бы много, но это значит, что буквально за несколько лет в данной порции плутония накапливается достаточно примесей, чтобы требовалось его очистка. А без очистки его просто невозможно использовать как часть оружия. Поэтому имеющиеся запасы плутония приходится постоянно подвергать разным переработкам.

Более того, даже срок годности ядерных бомб на складах определяется именно необходимостью время от времени демонтировать бомбу и менять загрязнённый плутоний на свежеочищенный. Вследствие всех этих переработок, те запасы плутония, что имеются на складах, американцам мало помогут в час Х. Чтобы поддержать боеготовность этого запаса, его всё равно приходится постоянно освежать. С другой стороны, плутоний постоянно образуется в ходе работы любого ядерного реактора.

Соответственно, мы всё время получаем свежий плутоний взамен проданного американцам просто потому, что наши реакторы работают, и доля атомных реакторов у нас в энергобалансе заметно выше, чем у американцев. То есть то, что они покупали – это отходы нашей повседневной деятельности. Поэтому вряд ли оказалось возможно существенно подорвать наши ядерно-оружейные возможности такими закупками.

 

 

Комментарий автора: 

Популярным языком Вассермана на уже успевшую набить оскомину тему плутония.

Текст стенограммы составил опираясь на эту статью: http://news-front.info/2016/10/04/massa-plutonievyj-likbez-anatolij-vass...

Комментарии

Аватар пользователя alexsword
alexsword(12 лет 6 месяцев)

было уже несколько тем у нас, их дополняйте лучше, чем новую сущность на Пульсе - тем более, что не понял, что тут нового, чего у нас еще не было

убрал с Пульса

Аватар пользователя Vneroznikov
Vneroznikov(12 лет 4 месяца)

Это какая-то деза. Плутоний по сделке Гор-Черномырдин в США не продавался.

И самым долгоживущим изотопом плутония является не плутоний-239 а плутоний-244. С периодом полураспада 82.8 миллонов лет.

Аватар пользователя valerkav
valerkav(11 лет 8 месяцев)

Верно, Анатолий напутал названия, отвечая на вопросы сначала про плутоний, а затем про соглашение "Гор-Черномырдин", но по сути все равно верно и логично популярно объяснил. Если учесть что

Оружейный уран

Для создания же ядерного оружия уран-235 необходимо практически полностью отделять от урана-238, доводя его содержание более чем до 90%. Применить для этого химические способы, естественно, невозможно, так как все изотопы урана имеют одинаковые химические свойства. А существовавший физический способ (газодиффузионное разделение изотопов) для периода гонки вооружений был слишком медленным, дорогим и весьма трудоёмким.

Поэтому ставка была сделана на получение искусственного элемента плутония, а точнее, его делящегося изотопа - плутония-239 (оружейного), который уже можно отделять от других элементов химическими способами. Кроме того, плутоний-239 по целому ряду свойств оказался гораздо более подходящим для создания ядерного оружия, чем уран-235.  Отсюда

А также если верно следующее:

 

 

  • Есть, правда, проблемка - 2,2% быстрораспадающегося изотопа Pu241 постепенно превращаются в изотоп америция Am241 - а это слабо гамма-излучающий нуклид, который имеет период полураспада 433 лет (т.е. его концентрация непрерывно растет, пока не распадается основная часть Pu241). Am241 начинает портить своим гамма-излучением элементы бомбы и ходящих мимо боеприпаса людей, к тому же является нейтронным ядом. Максимально допускаемая концентрация в боеприпасе Am241 - от 0,5 до 1%. Именно накопление Am241 является определяющим “старение” ядерного боеприпаса. Получается довольно неожиданная вещь - уже через 5-8 лет плутониевое ядро бомбы сделанное из материала с высоким содержанием Pu241 надо извлекать, и отправлять на переплавку с очисткой от америция - иначе бомба рискует не взорваться (из-за деградации, например, взрывчатки от гамма-излучения). Однако через 3-4 таких переочисток Pu241 в таком плутонии заканчивается, и дальше трогать плутоний не нужно. Получается, что первые 28 лет жизни плутония его надо регулярно переплавлять и очищать от америция, но затем, с потерей ~2% массы ситуация устаканивается, и плутоний перестает деградировать.
  • Следующий механизм деградации - это воздействие радиации распада плутония на сам материал плутониевого ядра. Плутоний (почти все изотопы) предпочитает распадаться через альфа-распад, а вылетающие альфа-частицы повреждают материал, от чего он охрупчивается из-за повреждения решетки, в нем накапливается гелий, и металл увеличивается в размере (что называется ядерным распуханием). Интересно, что такие изменения материала положительно влияют на свойства плутония, как ядерной взрывчатки, но, увы, не добавляют надежности конкретному механическому изделию - ядерной бомбе. Поэтому раз в 15-30 лет плутониевое ядро надо отжигать или переплавлять, чтобы возвращать ему исходные свойства.


Специальный образец плутония с высоким содержанием альфа-активного Pu238 и его распухание из-за деградации кристаллической решетки под воздействием внутреннего альфа-облучения.


Итог: плутонивое ядро ядерной бомбы имеет срок службы, который зависит от исходного изотопного состава, а профилактика требует наличия радиохимических и пирометаллургических линий для химической очистки плутония и изготовления нового ядра из очищенного материала. Эти процессы требуются чаще в начале “жизненного цикла” оружейного плутония, и для плутония, изготовленного до 1988 года в настоящее время сходят на нет - сроки профилактики ядерного оружия можно увеличить.


Установка по переплавке плутония в лаборатории LANL, и расплавленный плутоний в ней.

Основной проблемой для плутониевого заряда является накопление америция, однако проблема эта давно решенная. Даже в линии производства МОКС топлива на Железногорском ГХК есть “установка переочистки плутония УПП" (ссылка на дипломную работу, защищенную по этой установке), на которой осуществляется отделение и концентрация америция от плутония - похожая установка давно существует и на Маяке.

В США радиохимические мощности по работе с плутонием сохранились на заводе Y-12 в Окридже (документ, из которого можно понять, что завод продолжает заниматься переочисткой плутония), а с 2007 года работает линия по переплавке плутониевых ядер и изготовлению новых в LANL. Впрочем основной комплекс в Хэнфорде, который занимался как извлечением плутония из ОЯТ реакторов, расположенных тут же, так и очисткой, переочисткой, изготовлением ядер и хранением плутония был закрыт в 1988 и в настоящее время разобран. Тем не менее рассчитывать на то, что ядерное оружие США “протухло” не стоит - имеющихся мощностей вполне хватает, что бы поддерживать несколько тысяч боезарядов в рабочем состоянии, тем более, что плутоний с годами, как мы выяснили, только улучшается.  Отсюда

И про завод в России есть информация что он работает, а про США лишь есть вероятность, "возможно сохранились технологии". Но, полагаю Президенту больше известно, если следовать логике этого интервью.