لطالما تسببت الخلافات البيئية حول الوقود النووي المستهلك في ارتباك بسيط. يتطلب تخزين هذا النوع من "النفايات" تدابير واحتياطات فنية صارمة ، ويجب التعامل معها بحذر. لكن هذا ليس سببًا لمعارضة حقيقة وجود الوقود النووي المستهلك وزيادة احتياطياته.
أخيرًا ، لماذا الهدر؟ تحتوي تركيبة SNF على العديد من المواد الانشطارية القيمة. على سبيل المثال ، البلوتونيوم. وفقًا لتقديرات مختلفة ، يتكون من 7 إلى 10 كجم لكل طن من الوقود النووي المستهلك ، أي حوالي 100 طن من الوقود النووي المستهلك المولّد في روسيا سنويًا يحتوي على 700 إلى 1000 كجم من البلوتونيوم. بلوتونيوم المفاعل (أي الذي يتم الحصول عليه في مفاعل طاقة ، وليس في مفاعل إنتاج) قابل للتطبيق ليس فقط كوقود نووي ، ولكن أيضًا لتوليد شحنات نووية. في هذا الحساب ، أجريت تجارب أظهرت الإمكانية التقنية لاستخدام بلوتونيوم المفاعل كملء لشحنات نووية.
يحتوي طن الوقود النووي المستهلك أيضًا على حوالي 960 كجم من اليورانيوم. محتوى اليورانيوم 235 فيه صغير ، حوالي 1.1٪ ، لكن يمكن تمرير اليورانيوم 238 من خلال مفاعل إنتاج والحصول على نفس البلوتونيوم ، والآن فقط بجودة أسلحة جيدة.
أخيرًا ، يمكن للوقود النووي المستهلك ، خاصةً الذي تم إزالته للتو من المفاعل ، أن يعمل كسلاح إشعاعي ، وهو متفوق بشكل ملحوظ في هذه الجودة على الكوبالت 60. يصل نشاط 1 كجم من SNF إلى 26 ألف كوري (للكوبالت -60 - 17 ألف كوري). يعطي طن من الوقود النووي المستهلك الذي تم إزالته للتو من المفاعل مستوى إشعاع يصل إلى 1000 سيفرت في الساعة ، أي جرعة قاتلة من 5 سيفرت تتراكم في 20 ثانية فقط. بخير! إذا تم رش العدو بمسحوق ناعم من الوقود النووي المستهلك ، فيمكنه إلحاق خسائر فادحة.
لطالما كانت كل هذه الصفات للوقود النووي المستهلك معروفة جيدًا ، إلا أنها واجهت صعوبات فنية خطيرة مرتبطة باستخراج الوقود من مجمع الوقود.
تفكيك "أنبوب الموت"
الوقود النووي في حد ذاته عبارة عن مسحوق من أكسيد اليورانيوم ، مضغوط أو ملبد في أقراص ، وهي عبارة عن أسطوانات صغيرة ذات قناة مجوفة بداخلها ، توضع داخل عنصر وقود (عنصر وقود) ، يتم تجميع مجموعات الوقود منه ، وتوضع في قنوات المفاعل.
TVEL هو مجرد حجر عثرة في معالجة الوقود النووي المستهلك. الأهم من ذلك كله ، يبدو TVEL وكأنه برميل مسدس طويل جدًا ، يبلغ طوله حوالي 4 أمتار (3837 ملم ، على وجه الدقة). عياره عبارة عن مسدس تقريبًا: القطر الداخلي للأنبوب 7 ، 72 ملم. القطر الخارجي 9.1 مم ، وسماكة جدار الأنبوب 0.65 مم. الأنبوب مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبائك الزركونيوم.
يتم وضع اسطوانات أكسيد اليورانيوم داخل الأنبوب ، ويتم تعبئتها بإحكام. يحمل الأنبوب 0.9 إلى 1.5 كجم من اليورانيوم. يتم نفخ قضيب الوقود المغلق بالهيليوم تحت ضغط 25 جوًا. أثناء الحملة ، يتم تسخين أسطوانات اليورانيوم وتتمدد ، بحيث ينتهي بها المطاف بإحكام في أنبوب البندقية الطويل هذا. يمكن لأي شخص يطرق رصاصة عالقة في البرميل باستخدام صاروخ أن يتخيل صعوبة المهمة. هنا فقط يبلغ طول البرميل حوالي 4 أمتار ، وهناك أكثر من مائتي "رصاصة" من اليورانيوم مثبتة فيه. الإشعاع المنبعث منه هو أنه من الممكن العمل مع TVEL الذي تم سحبه للتو من المفاعل عن بعد فقط ، باستخدام معالجات أو بعض الأجهزة الأخرى أو الآلات الأوتوماتيكية.
كيف تم إزالة الوقود المشعع من مفاعلات الإنتاج؟ كان الوضع هناك بسيطًا جدًا. تم تصنيع أنابيب TVEL لمفاعلات الإنتاج من الألمنيوم ، والذي يذوب تمامًا في حمض النيتريك ، جنبًا إلى جنب مع اليورانيوم والبلوتونيوم. تم استخلاص المواد الضرورية من محلول حمض النيتريك وذهب لمزيد من المعالجة. لكن مفاعلات الطاقة المصممة لدرجات حرارة أعلى بكثير تستخدم مواد TVEL مقاومة للحرارة ومقاومة للأحماض. علاوة على ذلك ، فإن قطع أنبوب رفيع وطويل من الفولاذ المقاوم للصدأ مهمة نادرة جدًا ؛ عادة ما ينصب كل اهتمام المهندسين على كيفية دحرجة مثل هذا الأنبوب. أنبوب TVEL هو تحفة تكنولوجية حقيقية. بشكل عام ، تم اقتراح طرق مختلفة لتدمير الأنبوب أو قطعه ، ولكن سادت هذه الطريقة: أولاً ، يتم تقطيع الأنبوب على مكبس (يمكنك قطع مجموعة الوقود بالكامل) إلى قطع يبلغ طولها حوالي 4 سم ، ثم يتم سكب جذوعها في وعاء يذوب فيه اليورانيوم بحمض النيتريك. لم يعد من الصعب عزل نترات اليورانيل عن المحلول.
وهذه الطريقة ، بكل بساطتها ، لها عيب كبير. تذوب أسطوانات اليورانيوم الموجودة في قطع قضيب الوقود ببطء. منطقة ملامسة اليورانيوم مع الحمض في نهايات الجذع صغيرة جدًا وهذا يبطئ الذوبان. ظروف التفاعل غير المواتية.
إذا كنا نعتمد على الوقود النووي المستهلك كمادة عسكرية لإنتاج اليورانيوم والبلوتونيوم ، وكذلك كوسيلة للحرب الإشعاعية ، فنحن بحاجة إلى تعلم كيفية رؤية الأنابيب بسرعة وببراعة. للحصول على وسيلة للحرب الإشعاعية ، فإن الطرق الكيميائية ليست مناسبة: ففي النهاية ، نحتاج إلى الحفاظ على مجموعة النظائر المشعة بأكملها. لا يوجد الكثير منها ، نواتج الانشطار ، 3 ، 5٪ (أو 35 كجم للطن): السيزيوم ، السترونشيوم ، التكنيتيوم ، لكنها هي التي تخلق النشاط الإشعاعي العالي للوقود النووي المستهلك. لذلك ، هناك حاجة إلى طريقة ميكانيكية لاستخراج اليورانيوم مع جميع المحتويات الأخرى من الأنابيب.
عند التفكير ، توصلت إلى الاستنتاج التالي. سمك الأنبوب 0.65 مم. ليس كثيرا. يمكن قصها على مخرطة. سمك الجدار يتوافق تقريبًا مع عمق القطع للعديد من المخارط ؛ إذا لزم الأمر ، يمكنك تطبيق حلول خاصة بعمق كبير للقطع في الفولاذ المطيل ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ، أو استخدام آلة ذات قاطعين. إن المخرطة الأوتوماتيكية التي يمكنها الإمساك بقطعة العمل نفسها ، وتثبيتها وتدويرها ليست غير شائعة هذه الأيام ، خاصة وأن قطع الأنبوب لا يتطلب الدقة. يكفي فقط طحن نهاية الأنبوب وتحويله إلى نشارة.
أسطوانات اليورانيوم ، التي يتم تحريرها من الغلاف الفولاذي ، سوف تسقط في جهاز الاستقبال الموجود أسفل الماكينة. بمعنى آخر ، من الممكن تمامًا إنشاء مجمع أوتوماتيكي بالكامل يقوم بتقطيع مجموعات الوقود إلى قطع (بطول يكون أكثر ملاءمة للدوران) ، ووضع القطع في جهاز تخزين الماكينة ، ثم تقوم الماكينة بقطع أنبوب ، وتحرير حشوة اليورانيوم.
إذا كنت تتقن تفكيك "أنابيب الموت" ، فمن الممكن استخدام الوقود النووي المستهلك كمنتج شبه نهائي لعزل النظائر المستخدمة في صنع الأسلحة وإنتاج وقود المفاعلات ، وكسلاح إشعاعي.
الغبار الأسود القاتل
إن الأسلحة الإشعاعية ، في رأيي ، هي الأكثر قابلية للتطبيق في حرب نووية طويلة الأمد ، وبشكل أساسي لإلحاق الضرر بالإمكانات العسكرية والاقتصادية للعدو.
في ظل حرب نووية طويلة الأمد ، أثير حربًا تُستخدم فيها الأسلحة النووية في جميع مراحل نزاع مسلح طويل الأمد. لا أعتقد أن صراعًا واسع النطاق وصل أو حتى بدأ مع تبادل الضربات الصاروخية النووية الهائلة سينتهي عند هذا الحد. أولاً ، حتى بعد حدوث أضرار كبيرة ، ستظل هناك فرص لإجراء عمليات قتالية (تتيح مخزونات الأسلحة والذخيرة إمكانية إجراء عمليات قتالية مكثفة بدرجة كافية لمدة 3-4 أشهر أخرى دون تجديدها بالإنتاج).ثانيًا ، حتى بعد استخدام الأسلحة النووية في حالة تأهب ، سيظل لدى الدول النووية الكبيرة عدد كبير جدًا من الرؤوس الحربية المختلفة ، الشحنات النووية ، الأجهزة المتفجرة النووية في مستودعاتها ، والتي على الأرجح لن تعاني. يمكن استخدامها ، وتصبح أهميتها كبيرة جدًا في سير الأعمال العدائية. يُنصح بالاحتفاظ بها واستخدامها إما لتغيير جذري في مسار العمليات المهمة ، أو في الموقف الأكثر خطورة. لن يكون هذا تطبيقًا لطلقات نارية بعد الآن ، ولكنه تطبيق طويل الأمد ، أي أن الحرب النووية تكتسب طابعًا طويل الأمد. ثالثًا ، في القضايا العسكرية - الاقتصادية لحرب واسعة النطاق ، حيث تُستخدم الأسلحة التقليدية جنبًا إلى جنب مع الأسلحة النووية ، سيكون إنتاج النظائر المستخدمة في صنع الأسلحة والشحنات الجديدة ، وتجديد ترسانات الأسلحة النووية من بين أكثر الأمور أهمية. المهام ذات الأولوية الهامة. بما في ذلك ، بالطبع ، إنشاء مفاعلات إنتاجية في أقرب وقت ممكن ، وصناعات كيميائية إشعاعية ومعادن إشعاعية ، ومؤسسات لتصنيع المكونات وتجميع الأسلحة النووية.
إنه على وجه التحديد في سياق نزاع مسلح واسع النطاق وطويل الأمد ، من المهم عدم السماح للعدو بالاستفادة من إمكاناته الاقتصادية. يمكن تدمير هذه الأشياء ، الأمر الذي يتطلب إما سلاحًا نوويًا ذا قوة لائقة ، أو إنفاقًا كبيرًا على القنابل أو الصواريخ التقليدية. على سبيل المثال ، خلال الحرب العالمية الثانية ، من أجل ضمان تدمير مصنع كبير ، كان مطلوبًا إسقاط من 20 إلى 50 ألف طن من القنابل الجوية عليه على عدة مراحل. أدى الهجوم الأول إلى توقف الإنتاج وتلف المعدات ، بينما عطلت الهجمات اللاحقة أعمال الترميم وفاقمت الأضرار. لنفترض أن مصنع الوقود الاصطناعي Leuna Werke قد تعرض للهجوم ست مرات من مايو إلى أكتوبر 1944 قبل أن ينخفض الإنتاج إلى 15٪ من الإنتاج الطبيعي.
بمعنى آخر ، التدمير في حد ذاته لا يضمن أي شيء. المصنع المدمر قابل للترميم ، ومن منشأة مدمرة بشدة ، يمكن إزالة بقايا المعدات المناسبة لإنشاء إنتاج جديد في مكان آخر. سيكون من الجيد تطوير طريقة لا تسمح للعدو باستخدام أو استعادة أو تفكيك منشأة عسكرية اقتصادية مهمة لأجزاء. يبدو أن السلاح الإشعاعي مناسب لذلك.
وتجدر الإشارة إلى أنه خلال الحادث الذي وقع في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية ، حيث تركز كل الاهتمام عادة على وحدة الطاقة الرابعة ، تم إغلاق وحدات الطاقة الثلاث الأخرى أيضًا في 26 أبريل 1986. لا عجب ، فقد تبين أنها ملوثة ومستوى الإشعاع في وحدة الطاقة الثالثة ، الواقعة بجوار الوحدة المنفجرة ، كان 5 ، 6 رونتجين / ساعة في ذلك اليوم ، وجرعة نصف قاتلة من 350 رونتجين تم تشغيلها في 2 ، 6 أيام ، أو في سبع نوبات عمل فقط. من الواضح أن العمل هناك يمثل خطورة. تم اتخاذ قرار إعادة تشغيل المفاعلات في 27 مايو 1986 ، وبعد التطهير المكثف ، تم إطلاق وحدتي الطاقة الأولى والثانية في أكتوبر 1986 ، ووحدة الطاقة الثالثة في ديسمبر 1987. كانت محطة الطاقة النووية التي تبلغ سعتها 4000 ميجاوات معطلة تمامًا لمدة خمسة أشهر ، وذلك ببساطة لأن وحدات الطاقة السليمة تعرضت للتلوث الإشعاعي.
لذلك ، إذا قمت برش منشأة اقتصادية عسكرية للعدو: محطة طاقة ، محطة عسكرية ، ميناء ، وما إلى ذلك ، بمسحوق من الوقود النووي المستهلك ، بمجموعة كاملة من النظائر المشعة للغاية ، فسيتم حرمان العدو من فرصة استخدامه. سيضطر إلى قضاء عدة أشهر في إزالة التلوث ، وإدخال تناوب سريع للعمال ، وبناء ملاجئ لاسلكية ، وتكبد خسائر صحية من التعرض المفرط للأفراد ؛ سيتوقف الإنتاج تمامًا أو سينخفض بشكل كبير جدًا.
طريقة التسليم والتلوث بسيطة للغاية: مسحوق أكسيد اليورانيوم المطحون ناعماً - الغبار الأسود القاتل - يتم تحميله في أشرطة متفجرة ، والتي بدورها يتم تحميلها في الرأس الحربي للصاروخ الباليستي. 400-500 كجم من المسحوق المشع يمكن أن يدخله بحرية. فوق الهدف ، يتم إخراج الكاسيتات من الرأس الحربي ، ويتم تدمير الكاسيت بواسطة العبوات المتفجرة ، ويغطي الغبار الناعم شديد الإشعاع الهدف.اعتمادًا على ارتفاع عملية الرأس الحربي للصاروخ ، من الممكن الحصول على تلوث قوي لمنطقة صغيرة نسبيًا ، أو الحصول على مسار إشعاعي واسع النطاق وممتد بمستوى أقل من التلوث الإشعاعي. على الرغم من أنه تم إخلاء بريبيات ، نظرًا لأن مستوى الإشعاع كان 0.5 رونتجنز / ساعة ، أي أن الجرعة نصف المميتة قد ارتفعت في 28 يومًا وأصبح من الخطر العيش بشكل دائم في هذه المدينة.
في رأيي ، تم تسمية الأسلحة الإشعاعية خطأً أسلحة دمار شامل. يمكن أن تصيب شخصًا ما فقط في ظروف مواتية جدًا. بدلا من ذلك ، هو حاجز يخلق عقبات أمام الوصول إلى المنطقة الملوثة. الوقود من المفاعل ، والذي يمكن أن يعطي نشاطًا يتراوح بين 15 و 20 ألفًا من الروينتجن / ساعة ، كما هو موضح في "دفاتر تشيرنوبيل" ، سيخلق عقبة فعالة للغاية أمام استخدام الجسم الملوث. ستؤدي محاولات تجاهل الإشعاع إلى خسائر صحية لا يمكن تعويضها. بمساعدة وسيلة العائق هذه ، من الممكن حرمان العدو من أهم الأشياء الاقتصادية ، والعقد الرئيسية للبنية التحتية للنقل ، وكذلك أهم الأراضي الزراعية.
مثل هذا السلاح الإشعاعي أبسط وأرخص بكثير من الشحنة النووية ، لأنه أبسط بكثير في التصميم. صحيح ، نظرًا للنشاط الإشعاعي العالي جدًا ، ستكون هناك حاجة إلى معدات أوتوماتيكية خاصة لطحن أكسيد اليورانيوم المستخرج من عنصر الوقود ، وتجهيزه في شرائط كاسيت وفي الرأس الحربي للصاروخ. يجب تخزين الرأس الحربي نفسه في حاوية واقية خاصة وتثبيته على الصاروخ بواسطة جهاز آلي خاص قبل الإطلاق مباشرة. خلاف ذلك ، سوف يتلقى الحساب جرعة قاتلة من الإشعاع حتى قبل الإطلاق. من الأفضل إنشاء قاعدة للصواريخ لإيصال الرؤوس الحربية الإشعاعية في المناجم ، لأنه من الأسهل حل مشكلة التخزين الآمن لرأس حربي عالي الإشعاع قبل الإطلاق.
