Хочу сразу оговорить несколько моментов. Эта заметка об одной из составляющих атомного проекта будет первой в задуманной «Саге о Росатоме» — по мере сил и наличия свободного времени я постараюсь-попытаюсь поведать и о других.

Скажу сразу: пишу не для специалистов, которые, без сомнения, без труда увидят попытки упрощения, недоговоренностей, неполное раскрытие технических деталей — они есть, их немало.

Но пишется это не для спецов, не для знатоков.

Это — «Сага о Росатоме для домашних хозяек, продавцов, грузчиков, токарей, пекарей и даже для филологов». Формул — не будет, специальных терминов — почти не будет...

Мне кажется более интересным показать, как атомные технологии влияют на энергетику, на гонку вооружений, на геополитику, на бизнес, на экономику, на систему образования и многое другое, что напрямую касается людей, которые с атомным проектом в своей жизни не соприкасаются.

Точнее — они думают, что не соприкасаются...

Атом интересен, атом занимателен, атом увлекателен... Про него нечасто пишут большие СМИ, информацию об атомном проекте надо выискивать, «коллекционируя» разбросанное в самых разных местах, чтобы увидеть картинку целиком и понять, почему и как она сложилась так, а не иначе. Я вот попробовал — гляньте, что из этого получилось.

На мой взгляд, это некий технологический триллер/боевик/детектив, разворачивающийся в режиме онлайн у нас на глазах. А фабулу его пишут ученые и конструкторы, инженеры и «простые» работники урановых месторождений, но не в одиночку, а вместе с военными и политиками, государственными деятелями и откровенными аферистами. Большой, сложный мир со своими законами и закономерностями.

Впрочем, хватит.  Поехали.  

1. Пара слов о плутонии, великих США и стране-бензоколонке

На той неделе и в начале этой СМИ и даже сам Владимир Владимирович Путин заговорили о нарушении американцами условий соглашения СОУП — Соглашения об утилизации плутония, подписанного США и РФ в 2000 году.
Но сообщения эти были настолько краткими, сжатыми, что понять из них, о чем именно идет речь, далеко непросто. Сделаю скромную попытку растолковать, что там к чему.

Начнем с «детского» вопроса: кто такой этот плутоний?

Элемент с порядковым номером 94 в таблице Менделеева, то есть — трансурановый (более тяжелый, чем уран, у которого порядковый номер — 92). В природе плутония настолько минимальное количество, что никакое обогащение никаких руд результата не даст. А зачем этот плутоний вообще нужен? Дело в том, что один из его изотопов — плутоний-239, делится быстрее, чем уран, энергии дает больше. Ну, или по простому — взрывается он мощнее, чем уран, а воякам что — чем круче «ба-бах», тем лучше... Первые порции плутония создавали на ускорителях — дорогое удовольствие, но, как показал эксперимент над Нагасаки, оно того стоило. Да и первый в истории атомный взрыв — 16.07.1945 близ городка Аламогордо, что в Нью-Мексико, был взрывом именно плутониевой бомбы. Да, я, безусловно, прошу прощения у всех, кого дальнейший текст покоробит: слово «совесть» в этой заметке отсутствует напрочь. Через месяц эксперименты были успешно продолжены. Над Хиросимой рванул урановый «Малыш», над Нагасаки — плутониевый «Толстяк». Сравнение результатов было явно в пользу плутония. Дело в том, что при атомном взрыве заряд разлетается со скоростью порядка 1000 км/с, потому заряд не весь успевает сдетонировать. Пичалька. В «Малыше» взорвалось всего 1,4% урана-235, а вот в «Тостяке» успешно сработали 20% плутония-238. Результат получился просто замечательный: 70 тысяч трупов сразу, 100 тысяч инвалидов.

Прелестно, не так ли?..

Военным понравилось — физики взяли под козырек. Были разработаны и созданы специальные «плутониевые» реакторы: уран в них горел так, чтобы на выходе получилось максимальное количество плутония.

К началу 90-х, когда это оружейное безумие остановили, США успели накопить 103 тонны плутония, СССР — 170 тонн. Уразуметь, что это количество для планеты Земля и для людей, несколько цифр. На двоих — 273 тонны.

Плутония-239 в «Толстяке» было... 6,4 кг. КИЛОГРАММА. На двоих — 18 750 «малышей» по 120-130 тысяч смертей в каждой. Это — не учитывая того, что бомбы более поздних поколений были намного эффективнее. Даже в технологиях 1945 года на складах лежало 2,5 миллиарда смертей. Это — не считая оружейного урана-235.

«Многовато» — подумали большие политики, и результатом этой мысли и стало СОУП 2000 года. По 34 тонны с носа — на треть. И — остановка специализированных «плутониевых» реакторов.

Ну а что делать с этими тоннами? Период полураспада у плутония-239 — 24 тысячи лет. Закопал в землю тонну, 24 тысячи лет подождал — осталось полтонны. Нормально? Вряд ли. За 24 000 лет в любой момент выкопай — и клепай «малышей». Никакие химические реакции не помогут — поливай ты его кислотой или не поливай. Замешать в тонны мусора? Человек так устроен: что сам поломал, то и починит. Потому и договорились именно сжечь — сжечь в атомных реакторах.

Основной тип атомных реакторов — так называемый «водный». Вот бочка с урановыми стержнями, вот в ней атомный «пожар» с температурой от 400 до 630 градусов. Толку с того, кроме как погреться — никакого. Тепло надо «забрать» и как-то по умному использовать.

Вокруг бочки запускают, грубо говоря, «змеевик» с водой, ее и прокачивают насосами. Пришла холодная, «мотнулась» вокруг бочки, ушла горячая. Чтобы не испарилась — воду гоняют под серьезным давлением.

Что будет, если в бочку вместо урана напихать того самого плутония-239? Да ничего хорошего: температура горения будет настолько высока, что водой ее «снять» уже просто невозможно — разорвет трубки, и все тут. Где выход?

Правильно догадались: выход — в тех самых реакторах на быстрых нейтронах.

«Быстрый» — это и есть «более горячий», поскольку в атомной физике температура и энергия — одно и то же. Чем быстрее мечется атом — тем выше у него температура, грубо говоря.

Аббревиатура «БН» — не только «быстрые нейтроны», но и «быстрый, натриевый». В «змеевике» в нем крутится не вода, а жидкий натрий. Натрий плавится при 97 градусах, кипит — при 880 градусах. Логично, что он может утащить на себе бОльшую температуру, да и давление в «змеевике» такое большое, как в случае с водой, не потребуется.

Но всплывает другая беда: при соединении с кислородом в воздухе жидкий натрий горит со страшной силой: любая утечка и полный трындец. Но великая страна Америка такой реактор делать умеет, едрен-батон! Экспериментальный. Маленький. Еще Франция умеет. Маленький. Экспериментальный.

Американский — сгорел. Французский — сгорел. Японцы попробовали, но в 2010 у них сорвалась труба с топливом и тупо утонула в натрии, а там еще и Фукусима стряслась — свернули и забыли, и забили.

А что там (то есть тут) ватники в валенках? Ужос с ними, ужос-ужос. В СССР ведь иностранные газеты было не достать, не почитать — вот ватники и не знали ни черта. Работали и работали. На экспериментальном натриевом технологии отработали.

В 1980-м в Белоярске промышленный построили — БН-600. Ни аварий, ни пожаров... Вот только что БН-800 в сеть воткнули — работает и работает. Дикари. Бензоколонка. Нигде в мире нет — а тут работает. Ужос.

Первая тепловыделяющая сборка (ТВС) с ядерным топливом для реактора на быстрых нейтронах БН-800 четвертого блока Белоярской АЭС. Собрана на предприятии госкорпорации «Росатом» «Горно-химический комбинат» (Железногорск, Красноярский край).

 

Возвращаемся к плутонию. Делать топливный стержень целиком из плутония-239 — не вариант, рвануть может.

Было разработано так называемое МОКС-топливо: смесь урана и плутония. МОКС топливо даже на «водных» реакторах жечь можно. Ну, если МАГАТЭ разрешит, даст отдельную лицензию. Тогда можно половину стержней обычных ставить, а половину — с МОКС-топливом.

В Европе 40 реакторов такие лицензии уже получили — в Бельгии, во Франции с Германией. А в Штатах? А в Штатах — нуль. Не получаецца.

А в России? А ватникам лицензия ваще не нужна! У ватников — БН-600, теперь еще и БН-800, которые только под МОКС-топливо и рассчитаны. Дикари...

Производство МОКС-топлива, повторюсь, разработано. Разработано — теоретически. А практически надо бы завод построить, не так ли?

Штаты и начали его у себя строить, в 2008 году приступили. Россия, само собой, мирно дремала — куды ей, лапотной! В 2012-м очнулась — тоже начала, в Железногорске.

Американцы работали серьезно — работа большая, денег не жалко. К 2015 году 7,7 млрд потратили — серьезные парни.

А лапотники? Ну, откуда у них столько денюх? Наскребли кое-как 240 миллионов — и все, больше им папа Вова не дал. Ну, что делать, блин. Построили на то, что дадено было. Наверняка еще и украли, чтобы шубохранилище пополнить.

Открыли завод — 28 сентября прошлого года. Завод, само собой, из битых кирпичей, доски торчат во все стороны. МАГАТЭшникам взятку сунули — те и дали добро.

А американцы? А американцы сказали Обаме, что им на запустить завод... денег надо. Еще. Чутка. 17,3 млрд. Семнадцать миллиардов 300 миллионов. Вместе — 25 млрд.

На бензоколонке — 240 миллионов, и УЖЕ работает. А американцам вот еще бы 17,3 млрд — и тогда!.. Тогда завод — будет. Через пять лет. Честное слово. Обязательно.

Вот не в курсе, знает ли Обама русский матерный. Наверно, он ему нужен был, когда он этих «заводчан» услышал. Послушал-послушал — да и послал. В пеший эротический тур. Вместо денег... э-э-э... не скажу, что по всей роже...

Вот такие вот дела. Единственные в мире быстрые реакторы — в России. Единственный в мире завод МОКС-топлива — в России. 

А в Америке — сделали айфон. Россия из плутония способна сделать 1700 закладок МОКС-топлива, сжечь у себя, продать вон европейцам.

А Америка? А Америка сделала айфон. А вот куда деть плутоний — это она не знает, у ней денюх столько нету. Она айфоны делает, отстаньте уже!..

Лицо Путина видели, когда он про отказ США жечь плутоний рассказывал? Серьезное лицо, ни тени ухмылки. Я б не смог. Я б ржал во весь голос!

Ну вот. Как смог, так объяснил. Если что — переспрашивайте.

2 часть

 источник