Những tranh chấp về môi trường xung quanh nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng (SNF) luôn khiến tôi hơi hoang mang. Việc lưu giữ loại "chất thải" này đòi hỏi các biện pháp kỹ thuật nghiêm ngặt và các biện pháp phòng ngừa, đồng thời phải được xử lý cẩn thận. Nhưng đây không phải là lý do để phản đối thực tế về sự hiện diện của nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng và sự gia tăng dự trữ của chúng.
Cuối cùng, tại sao lại lãng phí? Thành phần SNF chứa nhiều vật liệu phân hạch có giá trị. Ví dụ, plutonium. Theo các ước tính khác nhau, nó được hình thành từ 7 đến 10 kg mỗi tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, tức là khoảng 100 tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng được tạo ra ở Nga hàng năm chứa từ 700 đến 1000 kg plutonium. Plutonium của lò phản ứng (có nghĩa là, thu được trong lò phản ứng năng lượng chứ không phải trong lò phản ứng sản xuất) không chỉ được áp dụng làm nhiên liệu hạt nhân mà còn để tạo ra điện tích hạt nhân. Vì lý do này, các thí nghiệm đã được thực hiện cho thấy khả năng kỹ thuật của việc sử dụng plutonium trong lò phản ứng làm chất nạp hạt nhân.
Một tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng cũng chứa khoảng 960 kg uranium. Hàm lượng uranium-235 trong nó rất nhỏ, khoảng 1,1%, nhưng uranium-238 có thể đi qua lò phản ứng sản xuất và thu được tất cả plutonium giống nhau, chỉ có chất lượng vũ khí tốt hiện nay.
Cuối cùng, nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, đặc biệt là nhiên liệu vừa được lấy ra khỏi lò phản ứng, có thể hoạt động như một vũ khí phóng xạ, và chất lượng này vượt trội đáng kể so với coban-60. Hoạt động của 1 kg SNF đạt 26 nghìn cu-li (đối với coban-60 - 17 nghìn khối). Một tấn nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng vừa được lấy ra khỏi lò phản ứng sẽ tạo ra mức bức xạ lên tới 1000 sieverts mỗi giờ, tức là một liều lượng gây chết 5 sieverts tích lũy chỉ trong 20 giây. Tốt! Nếu kẻ thù được rắc một lớp bột mịn của nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, thì kẻ thù có thể gây ra tổn thất nghiêm trọng.
Tất cả những phẩm chất này của nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng từ lâu đã được biết đến nhiều, chỉ có điều chúng gặp phải những khó khăn kỹ thuật nghiêm trọng liên quan đến việc khai thác nhiên liệu từ tổ hợp nhiên liệu.
Tháo rời "đường ống tử thần"
Bản thân nhiên liệu hạt nhân là một dạng bột ôxít uranium, được ép hoặc thiêu kết thành các viên nén, hình trụ nhỏ có rãnh rỗng bên trong, được đặt bên trong một phần tử nhiên liệu (phần tử nhiên liệu), từ đó các tổ hợp nhiên liệu được lắp ráp, đặt trong các kênh của lò phản ứng.
TVEL chỉ là một trở ngại trong quá trình xử lý nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Trên hết, TVEL trông giống như một nòng súng rất dài, dài gần 4 mét (chính xác là 3837 mm). Cỡ của anh ta gần như một khẩu súng: đường kính trong của ống là 7, 72 mm. Đường kính ngoài là 9,1 mm và độ dày thành ống là 0,65 mm. Ống được làm từ thép không gỉ hoặc hợp kim zirconium.
Các hình trụ ôxít uranium được đặt bên trong ống, và chúng được đóng gói chặt chẽ. Ống chứa từ 0,9 đến 1,5kg uranium. Thanh nhiên liệu kín được bơm căng bằng heli dưới áp suất 25 atm. Trong chiến dịch, các bình uranium nóng lên và nở ra, do đó chúng kết thúc chặt chẽ với nhau trong ống súng trường dài này. Bất cứ ai hạ gục một viên đạn mắc kẹt trong nòng súng bằng một thanh ramrod đều có thể hình dung được độ khó của nhiệm vụ. Chỉ ở đây chiếc nòng dài gần 4 mét, và có hơn hai trăm "viên đạn" uranium được nhét trong đó. Bức xạ từ nó đến mức chỉ có thể làm việc với TVEL vừa rút ra khỏi lò phản ứng từ xa, sử dụng các bộ điều khiển hoặc một số thiết bị hoặc máy tự động khác.
Nhiên liệu chiếu xạ được lấy ra khỏi lò phản ứng sản xuất như thế nào? Tình hình ở đó rất đơn giản. Ống TVEL cho lò phản ứng sản xuất được làm bằng nhôm, chất này hòa tan hoàn toàn trong axit nitric, cùng với uranium và plutonium. Các chất cần thiết được chiết xuất từ dung dịch axit nitric và đi đến quá trình xử lý tiếp theo. Nhưng các lò phản ứng công suất được thiết kế cho nhiệt độ cao hơn nhiều sử dụng vật liệu TVEL chịu lửa và chịu axit. Hơn nữa, việc cắt một ống thép không gỉ mỏng và dài như vậy là một nhiệm vụ rất hiếm; thường thì tất cả sự chú ý của các kỹ sư đều tập trung vào cách cuộn một ống như vậy. Ống cho TVEL là một kiệt tác công nghệ thực sự. Nói chung, nhiều phương pháp khác nhau đã được đề xuất để phá hủy hoặc cắt ống, nhưng phương pháp này chiếm ưu thế: đầu tiên, ống được cắt nhỏ trên máy ép (bạn có thể cắt toàn bộ cụm nhiên liệu) thành các đoạn dài khoảng 4 cm, và sau đó gốc cây được đổ. vào bình chứa uranium được hòa tan bằng axit nitric. Nitrat uranyl thu được không còn quá khó khăn để phân lập khỏi dung dịch.
Và phương pháp này, vì tất cả sự đơn giản của nó, có một nhược điểm đáng kể. Xi lanh uranium trong miếng thanh nhiên liệu tan chậm. Diện tích tiếp xúc của uranium với axit ở đầu gốc cây rất nhỏ và điều này làm chậm quá trình hòa tan. Điều kiện phản ứng không thuận lợi.
Nếu chúng ta dựa vào nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng làm nguyên liệu quân sự để sản xuất uranium và plutonium, cũng như một phương tiện chiến tranh phóng xạ, thì chúng ta cần học cách cưa ống một cách nhanh chóng và khéo léo. Để có được một phương tiện chiến tranh phóng xạ, các phương pháp hóa học là không phù hợp: xét cho cùng, chúng ta cần phải bảo quản toàn bộ bó đồng vị phóng xạ. Không có quá nhiều trong số chúng, sản phẩm phân hạch, 3, 5% (hoặc 35 kg mỗi tấn): xêzi, stronti, tecneti, nhưng chính chúng đã tạo ra tính phóng xạ cao của nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng. Do đó, một phương pháp cơ học để chiết xuất uranium cùng với tất cả các thành phần khác từ các ống là cần thiết.
Sau khi suy ngẫm, tôi đã đi đến kết luận sau đây. Độ dày ống 0,65 mm. Không nhiều lắm. Nó có thể được cắt trên máy tiện. Độ dày của tường tương ứng với độ sâu cắt của nhiều máy tiện; Nếu cần, bạn có thể áp dụng các giải pháp đặc biệt với chiều sâu cắt lớn trên thép dẻo, chẳng hạn như thép không gỉ, hoặc sử dụng máy có hai dao cắt. Ngày nay, máy tiện tự động có thể tự lấy phôi, kẹp và xoay phôi không phải là hiếm, đặc biệt là vì việc cắt ống không đòi hỏi độ chính xác cao. Chỉ cần mài phần cuối của ống, biến nó thành dăm bào là đủ.
Các trụ uranium, được giải phóng khỏi lớp vỏ thép, sẽ rơi ra ngoài vào bộ thu dưới máy. Nói cách khác, có thể tạo ra một tổ hợp hoàn toàn tự động sẽ cắt các cụm nhiên liệu thành nhiều mảnh (với chiều dài thuận tiện nhất cho việc xoay), đưa các vết cắt vào thiết bị lưu trữ của máy, sau đó máy sẽ cắt ống, giải phóng chất đầy uranium của nó.
Nếu bạn thành thạo việc tháo rời các "ống tử thần", thì bạn có thể sử dụng nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng làm bán thành phẩm để phân lập các đồng vị cấp vũ khí và sản xuất nhiên liệu lò phản ứng, cũng như làm vũ khí phóng xạ.
Bụi đen chết chóc
Theo tôi, vũ khí phóng xạ được áp dụng nhiều nhất trong một cuộc chiến tranh hạt nhân kéo dài và chủ yếu là gây thiệt hại cho tiềm lực kinh tế-quân sự của đối phương.
Trong một cuộc chiến tranh hạt nhân kéo dài, tôi đang nêu ra một cuộc chiến mà vũ khí hạt nhân được sử dụng ở tất cả các giai đoạn của một cuộc xung đột vũ trang kéo dài. Tôi không nghĩ rằng một cuộc xung đột quy mô lớn đã đạt đến hoặc thậm chí bắt đầu với việc trao đổi các cuộc tấn công tên lửa hạt nhân lớn sẽ kết thúc ở đó. Thứ nhất, ngay cả sau khi bị thiệt hại đáng kể, vẫn sẽ có cơ hội tiến hành các hoạt động chiến đấu (kho vũ khí và đạn dược giúp chúng ta có thể tiến hành các hoạt động chiến đấu đủ cường độ trong 3-4 tháng nữa mà không cần bổ sung sản xuất). Thứ hai, ngay cả sau khi sử dụng vũ khí hạt nhân trong tình trạng báo động, các quốc gia hạt nhân lớn vẫn sẽ có một số lượng rất lớn các đầu đạn hạt nhân, vật liệu hạt nhân, thiết bị nổ hạt nhân trong kho của họ mà rất có thể sẽ không bị ảnh hưởng. Chúng có thể được sử dụng, và tầm quan trọng của chúng đối với việc tiến hành các hành động thù địch trở nên rất lớn. Nên giữ chúng và sử dụng chúng để thay đổi căn bản trong quá trình hoạt động quan trọng hoặc trong tình huống nguy cấp nhất. Đây sẽ không còn là một ứng dụng salvo nữa, mà là một ứng dụng kéo dài, nghĩa là, một cuộc chiến tranh hạt nhân đang có được một đặc tính kéo dài. Thứ ba, trong các vấn đề quân sự-kinh tế của một cuộc chiến tranh quy mô lớn, trong đó vũ khí thông thường được sử dụng cùng với vũ khí hạt nhân, việc sản xuất các đồng vị cấp độ vũ khí và các loại phí mới, và việc bổ sung kho vũ khí hạt nhân rõ ràng sẽ là một trong những các nhiệm vụ ưu tiên quan trọng. Tất nhiên, bao gồm việc tạo ra sớm nhất có thể các lò phản ứng sản xuất, các ngành công nghiệp luyện kim phóng xạ và vô tuyến, các doanh nghiệp sản xuất các bộ phận và lắp ráp vũ khí hạt nhân.
Chính trong bối cảnh xung đột vũ trang quy mô lớn và kéo dài, điều quan trọng là không để kẻ thù lợi dụng tiềm lực kinh tế của mình. Những vật thể như vậy có thể bị phá hủy, điều này sẽ đòi hỏi vũ khí hạt nhân có sức mạnh tương đối, hoặc chi phí lớn cho bom hoặc tên lửa thông thường. Ví dụ, trong Chiến tranh thế giới thứ hai, để đảm bảo tiêu diệt một nhà máy lớn, người ta phải thả từ 20 đến 50 nghìn tấn bom trên không theo nhiều giai đoạn. Cuộc tấn công đầu tiên đã làm ngừng sản xuất và làm hư hỏng thiết bị, trong khi những cuộc tấn công tiếp theo làm gián đoạn công việc khôi phục và làm thiệt hại trầm trọng hơn. Giả sử nhà máy nhiên liệu tổng hợp Leuna Werke đã bị tấn công sáu lần từ tháng 5 đến tháng 10 năm 1944 trước khi sản lượng giảm xuống còn 15% so với sản lượng bình thường.
Nói cách khác, sự phá hủy tự nó không đảm bảo bất cứ điều gì. Một nhà máy bị phá hủy có thể phục hồi được, và từ một cơ sở bị phá hủy nặng nề, những phần còn lại của thiết bị thích hợp để tạo ra một sản xuất mới ở một nơi khác có thể được di dời. Sẽ rất tốt nếu phát triển một phương pháp không cho phép kẻ thù sử dụng, khôi phục hoặc tháo dỡ một cơ sở kinh tế-quân sự quan trọng để làm các bộ phận. Có vẻ như một vũ khí phóng xạ thích hợp cho việc này.
Cần nhắc lại rằng trong vụ tai nạn tại nhà máy điện nguyên tử Chernobyl, trong đó mọi sự chú ý thường dồn vào tổ máy số 4, ba tổ máy điện còn lại cũng bị ngừng hoạt động vào ngày 26/4/1986. Không có gì ngạc nhiên, hóa ra chúng đã bị nhiễm xạ và mức bức xạ ở tổ máy thứ 3, nằm bên cạnh cái phát nổ, là 5, 6 roentgens / giờ vào ngày hôm đó, và một nửa liều gây chết người là 350 roentgens tăng lên trong 2, 6 ngày, hoặc chỉ trong bảy ca làm việc. Rõ ràng là nó rất nguy hiểm khi làm việc ở đó. Quyết định khởi động lại các lò phản ứng được đưa ra vào ngày 27 tháng 5 năm 1986, và sau khi khử nhiễm mạnh mẽ, tổ máy điện số 1 và số 2 được đưa vào hoạt động vào tháng 10 năm 1986, và tổ máy điện thứ ba vào tháng 12 năm 1987. Nhà máy điện hạt nhân 4000 MW đã hoàn toàn không hoạt động trong năm tháng, đơn giản vì các tổ máy điện nguyên vẹn bị nhiễm phóng xạ.
Vì vậy, nếu bạn rắc một cơ sở kinh tế-quân sự của kẻ thù: nhà máy điện, nhà máy quân sự, bến cảng, v.v., bằng bột từ nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng, với cả đống đồng vị phóng xạ cao, thì kẻ thù sẽ bị tước đoạt cơ hội để sử dụng nó. Anh ta sẽ phải dành nhiều tháng để khử nhiễm, giới thiệu một đợt luân chuyển công nhân nhanh chóng, xây dựng các nhà chờ vô tuyến, và gánh chịu thiệt hại về vệ sinh do tiếp xúc quá mức của nhân viên; sản xuất sẽ ngừng hoàn toàn hoặc sẽ giảm rất đáng kể.
Phương thức vận chuyển và ô nhiễm cũng khá đơn giản: bột ôxít uranium - bụi đen chết người được nghiền mịn - được nạp vào các băng nổ, sau đó được nạp vào đầu đạn của tên lửa đạn đạo. 400-500 kg bột phóng xạ có thể tự do xâm nhập vào nó. Phía trên mục tiêu, các cuộn băng được phóng ra khỏi đầu đạn, các cuộn băng bị phá hủy bởi các chất nổ và bụi mịn có tính phóng xạ cao bao phủ mục tiêu. Tùy thuộc vào độ cao hoạt động của đầu đạn tên lửa, có thể bị nhiễm xạ mạnh ở một khu vực tương đối nhỏ, hoặc có được một vệt phóng xạ rộng và kéo dài với mức nhiễm phóng xạ thấp hơn. Mặc dù, nói thế nào thì Pripyat đã bị đuổi ra khỏi nhà, vì mức bức xạ là 0,5 roentgens / giờ, tức là nửa liều gây chết sẽ tăng lên trong 28 ngày và việc sống lâu dài ở thành phố này trở nên nguy hiểm.
Theo tôi, vũ khí phóng xạ đã bị gọi sai là vũ khí hủy diệt hàng loạt. Nó có thể tấn công ai đó chỉ trong điều kiện rất thuận lợi. Đúng hơn, nó là một rào cản tạo ra trở ngại cho việc tiếp cận khu vực bị ô nhiễm. Nhiên liệu từ lò phản ứng, có thể cung cấp hoạt động 15-20 nghìn roentgens / giờ, như được chỉ ra trong "sổ ghi chép Chernobyl", sẽ tạo ra một trở ngại rất hiệu quả cho việc sử dụng đối tượng bị ô nhiễm. Cố gắng bỏ qua bức xạ sẽ dẫn đến tổn thất vệ sinh và không thể thu hồi cao. Với sự trợ giúp của phương tiện vượt chướng ngại vật này, có thể tước đoạt của địch những đối tượng kinh tế quan trọng nhất, những nút thắt trọng yếu của cơ sở hạ tầng giao thông, cũng như đất nông nghiệp quan trọng nhất.
Một loại vũ khí phóng xạ như vậy đơn giản và rẻ hơn nhiều so với điện tích hạt nhân, vì nó đơn giản hơn nhiều trong thiết kế. Đúng vậy, do độ phóng xạ rất cao, thiết bị tự động đặc biệt sẽ được yêu cầu để nghiền uranium oxit chiết xuất từ nguyên tố nhiên liệu, trang bị nó thành băng cassette và vào đầu đạn tên lửa. Bản thân đầu đạn phải được bảo quản trong thùng chứa bảo vệ đặc biệt và được lắp đặt trên tên lửa bằng một thiết bị tự động đặc biệt ngay trước khi phóng. Nếu không, tính toán sẽ nhận được một liều bức xạ gây chết người ngay cả trước khi phóng. Tốt nhất nên đặt tên lửa cơ sở để mang đầu đạn phóng xạ trong mìn, vì ở đó sẽ dễ giải quyết vấn đề cất giữ an toàn một đầu đạn có độ phóng xạ cao trước khi phóng.
