Acest cilindru neagresiv gri este elementul-cheie al industriei nucleare rusești. Se pare, desigur, nu prea prezentabil, dar este necesar să se înțeleagă scopul și uita-te la caietul de sarcini pe măsură ce începe să realizezi de ce secretul creației sale și protejează structura statului ca lumina ochilor lui.
Oh, am uitat să prezint: înainte, centrifuga pentru separarea izotopilor de uraniu BT-3F (generația n-lea). Principiul de funcționare al elementar, ca un separator de lapte, grele, în funcție de forța centrifugă, este separată de lumină. Deci, care este semnificația și unicitatea?
Pentru a începe, vom răspunde la o altă întrebare - dar, în general, de ce împărțiți uraniul?
uraniu natural, care este de aproximativ drept minciuni teren, este un cocktail de doi izotopi: uraniu-238 si uraniu-235 (și 0,0054% U-234).
238. este doar un metal greu, gri. Din ea poți face o coajă de artilerie, bine, sau ... un breloc. Dar ce se poate face din uraniu-235. Mai întâi bomba atomică, al doilea combustibil pentru centrala nucleară. Și aici ajungem la întrebarea cheie - cum să împartă aceste două, atomi aproape identice de la unul pe altul? Nu, într-adevăr, CUM?
Apropo: Raza nucleului atomului de uraniu este de 1,5 10-8 cm.
Pentru ca atomii de uraniu să poată fi introduși în lanțul tehnologic, uraniul trebuie transformat într-o stare gazoasă. Se fierbe nu are nici un sens, este suficient să se conecteze fluorura de uraniu și de a obține hexafluorura de uraniu HFC. Tehnologia de la primirea acesteia nu este foarte complicat și costisitor, și pentru că sunt chiar în cazul în care HFC uraniul este și extractul. UF6 este compusul de uraniu numai foarte volatil (prin încălzire la 53 ° C, hexafluorura (foto) trece direct din solid în stare gazoasă). Apoi este pompat în containere speciale și trimis la îmbogățire.
La începutul rasei nucleare, cele mai mari minți științifice, atât URSS, cât și Statele Unite, au stăpânit ideea de separare a difuziei - pentru a trece uraniul printr-o sită. Mici 235th alunecare izotop, și „gros“ 238th blocat. Și pentru a produce o sită cu nano-găuri pentru industria sovietică în 1946 nu a fost sarcina cea mai dificilă.
Din raportul Isaak Kikoin privind consiliul științific și tehnic al Consiliului Comisarilor Poporului (prezentată într-o colecție de materiale declasificat la proiectul atomic sovietic (Ed Ryabev).) În prezent, am învățat să facă o grilă cu găuri de aproximativ 5/1, 000 mm, adică . De 50 de ori calea medie liberă a moleculelor la presiune atmosferică. Ca urmare, presiunea gazului la care separarea izotopului ar produce astfel de ochiuri trebuie să fie mai mică decât 1/50 presiunea atmosferică. Practic ne așteptăm să opereze la o presiune de aproximativ 0,01 atmosfere, adică în condiții de vid bun. Calculul arată că pentru obținerea unui produs îmbogățit în concentrație de 90% în izotopul de lumină (o astfel de concentrare este suficientă pentru a produce un exploziv) să fie conectate în cascadă aproximativ 2000 de astfel de pași. În mașina concepută și parțial fabricată de noi se calculează obținerea a 75-100 g de uraniu-235 pe zi. Instalația va cuprinde aproximativ 80-100 "coloane", în fiecare dintre care 20-25 pași vor fi montați. "
Mai jos este documentul - raportul lui Beria către Stalin cu privire la pregătirea primei explozii atoyane. Mai jos este o scurtă referire la materialele nucleare produse până la începutul verii anului 1949.
În fotografie: prima instalație de îmbogățire a uraniului K-25 din Oak Ridge (SUA) din lume. Construcția costă 500 de milioane de dolari. Lungimea clădirii în formă de U este de aproximativ o jumătate de kilometru.
În URSS Prima etapă D-1 plantă №813, sa calculat pe producția totală de 140 de grame de soluție apoasă 92-93% uraniu-235 pe zi, timp de 2 trepte de putere identice de separare Stadiile 3100. Sub producția a fost alocată fabrica de avioane neterminate în satul Verkh-neyvinsky, 60 km de la Sverdlovsk. Mai târziu sa transformat în Sverdlovsk-44, iar cea de-a 813-a plantă (în imagine) în Combinația Electrochimică Urală, cea mai mare fabrică de separare din lume.
Deși tehnologia de separare a difuziei, chiar și cu mari dificultăți tehnologice, a fost depistată, ideea dezvoltării unui proces de centrifugare mai economic nu a dispărut de pe ordinea de zi. La urma urmei, dacă puteți crea o centrifugă, atunci consumul de energie va fi redus de la 20 la 50 de ori!
Cum este aranjată centrifuga?
Este aranjat mai mult decât elementar și similar unei mașini de spălat vechi care funcționează în modul "spin-off". În carcasa etanșă există un rotor rotativ. Gazul este furnizat acestui rotor (UF6). Datorită forței centrifuge, sute de mii de ori mai mare decât câmpul gravitațional al Pământului, gazul începe să se împartă în fracții "grele" și "ușoare". Moleculele ușoare și grele încep să se aglomereze în diferite zone ale rotorului, dar nu în centru și în jurul perimetrului, ci în partea de sus și de jos. Acest lucru se datorează curenților de convecție - capacul rotorului are o încălzire și contracurent de gaze. În partea de sus și în partea de jos a cilindrului sunt instalate două tuburi mici - un gard. Tubul inferior primește un amestec slab, cel superior conține un amestec cu o concentrație mai mare de 235 U atomi. Acest amestec intră în următoarea centrifugă și așa mai departe până când concentrația uraniului 235 va atinge valoarea dorită. Un lanț de centrifuge este numit o cascadă.
Academicianul Iosif Fridlyander își amintește: "Am fi fost împușcați de trei ori. Odată, când am primit deja Premiul Lenin, sa întâmplat un accident major, un capac a zburat de pe centrifugă. Piesele împrăștiate, distruse și alte centrifuge. Un nor radioactiv a crescut. A trebuit să opresc întreaga linie - un kilometru de instalații! În centrifugele Sredmash au fost comandate de generalul Zverev, înainte de proiectul atomic pe care la lucrat în departamentul Beria. Generalul de la întâlnire a spus: "Situația este critică. Apărarea țării este amenințată. Dacă nu corectăm repede situația, al 37-lea se va repeta pentru tine. " Și imediat reuniunea a fost închisă. Apoi am venit cu o tehnologie complet nouă, cu o structură de acoperire uniformă complet izotropă, dar au fost necesare instalații foarte complexe. De atunci, sunt realizate astfel de huse. Nu mai existau probleme. În Rusia există 3 plante de concentrare, centrifugă multe sute de mii. "
În fotografie: teste ale primei generații de centrifuge
Carcasele rotorului au fost de asemenea metal la început, până când au fost înlocuite cu fibră de carbon. Ușor și foarte puternic pentru rupere, este un material ideal pentru un cilindru rotativ.
Este un mister, învelit în mister și învelit în obscuritate. Atunci, tu și fizicienii captivi germani, ofițerii CIA, SMERSH și chiar puterile spion-pilot spionate. În general, principiul unei centrifuge de gaz a fost descris la sfârșitul secolului al XIX-lea.
Chiar și la începutul inginerului de proiect Atomic special Biroul de proiectare al fabricii Kirov, Victor Sergeev a oferit o metodă de separare centrifugală, dar la început nu a aprobat ideea de colegi. În paralel, pentru a crea o separare într-o centrifugă specială Institutul de Cercetare - 5 din Suhumi a încercat oameni de știință din Germania a învins: Dr. Max Steenbeck care a lucrat sub lui Hitler de conducere Siemens inginer și fostul mecanic „Luftwaffe“, un absolvent al Universității din Viena, Gernot Zippe. În total, grupul a inclus aproximativ 300 de fizicieni "exportați".
Reamintește Directorul general al SA „Centrotech SPb“ SC „Rosatom“ Alexei Kaliteevskii: „Experții noștri au ajuns la concluzia că centrifuga german este complet nepotrivită pentru producția industrială. În aparatul lui Steinbeck nu exista niciun sistem pentru transferul produsului parțial îmbogățit în etapa următoare. Sa propus răcirea capetelor capacului și înghețarea gazului, apoi dezghețarea, colectarea acestuia și introducerea lui în următoarea centrifugă. Aceasta înseamnă că schema este inoperantă. Cu toate acestea, proiectul a avut unele soluții tehnice foarte interesante și neobișnuite. Aceste "soluții interesante și neobișnuite" au fost combinate cu rezultatele obținute de oamenii de știință sovietici, în special, cu propunerile lui Viktor Sergheev. Relativ vorbind, centrifuga compactă este o treime din fructul gândirii germane, iar două treimi din ea este sovietică. " Apropo, atunci când Sergheev a vizitat Abhazia și-a exprimat aceeași Steenbeck Zippe și gândurile lor cu privire la selecția de uraniu Steenbeek și Zippe din umeri le ca de la irealizabilă.
Deci, ce a apărut Sergheev?
Mai târziu, o dată în afara centrifugele URSS Steenbeek nu mai sunt angajate. Dar Gerontius Zippe înainte de a pleca pentru Germania au avut ocazia de a se familiariza cu Sergheev prototip de centrifugare și principiul strălucit simplu de funcționare. Odată ajuns în Occident, „un Zippe viclean“, așa cum a fost numit de multe ori, un design patentat de centrifugare sub nume propriu (brevet №1071597 din 1957, a declarat în 13 țări). În 1957, după ce sa mutat în SUA, Zippe a construit o instalație de lucru acolo, reproducând din memorie prototipul lui Sergheev. Și a spus-o, să plătim un tribut, "centrifugă rusă" (imaginea).
Apropo, gândirea ingineriei rusești sa dovedit în multe alte cazuri. O supapă elementară de închidere de urgență poate fi citată ca un exemplu. Nu există senzori, detectoare și circuite electronice. Există numai un robinet de samovar care atinge patul cascadei cu petalele sale. Dacă ceva nu merge bine și centrifuga își schimbă poziția în spațiu, pur și simplu se rotește și închide linia de intrare. Este ca într-un anecdot despre un stilou american și un creion rusesc în spațiu.
Originalul este preluat din zzaharr
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: