Dünyanın en pahalı metalini nerede ve nasıl üreteceksiniz?

Altın ve platinin gezegendeki en değerli metaller olduğunu düşünüyorsanız, yanılıyorsunuz. Yapay olarak üretilen bazı metallerle karşılaştırıldığında, altın eski bir çatı demir parçası üzerindeki pasla karşılaştırılabilir. Her bir gram madde için 27.000.000 $ düşünebiliyor musunuz? California 252 radyoaktif elementinin maliyeti budur. Sadece dünyanın en pahalı maddesi olan antimadde daha pahalıdır (gram başına antihidrojen için yaklaşık 60 trilyon dolar).

Bugüne kadar dünyada sadece 8 gram California-252 biriktirildi ve yılda 40 miligramdan fazla üretilmez. Gezegende düzenli olarak üretildiği sadece 2 yer var: ABD'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'nda ve ... Ulyanovsk bölgesindeki Dimitrovgrad'da.

Dünyadaki en pahalı malzemenin neredeyse nasıl aydınlandığını ve neden gerekli olduğunu bilmek ister misiniz?

Dimitrovgrad

Parla ama sıcak değil

En güçlü

6 reaktörden, RIAR bilim adamlarının en sevdiği biri var. O ilk kişi. O da ona adını veren En Güçlü olanıdır - SM. 1961'de, modernizasyondan sonra 1965 yılında, 50 MW kapasiteli SM-1 idi, modernizasyonun ardından 1992 yılında SM-2 oldu. Bu eşsiz bir reaktördür ve dünyada sadece bir tanesidir. Eşsizliği, yaratabileceği çok yüksek nötron akı yoğunluğunda yatmaktadır. RIAR'ın ana ürünleri olan nötronlardır. Nötronlar kullanılarak, malzeme incelemesinde ve faydalı izotopların yaratılmasında birçok problem çözülebilir. Ve yaşamdaki ortaçağ simyacılarının rüyasını gerçekleştirmek bile - teorik olarak altını açmak.

Ayrıntılara girmezseniz, süreç çok basittir - bir madde her taraftan nötronlar tarafından alınır ve atılır. Örneğin, çekirdeklerini nötronlar tarafından ufalayarak uranyumdan daha hafif elementler elde edilebilir: iyot, stronsiyum, molibden, ksenon ve diğerleri.

SM-1 reaktörünün devreye alınması ve başarılı çalışması, özellikle ABD'de HFBR (1964) ve HFIR (1967) 'de sert bir nötron spektrumu ile yüksek akılı reaktörlerin yapımını teşvik eden bilim dünyasında büyük bir rezonans yarattı. Nükleer kimyanın babası da dahil olmak üzere nükleer fiziğin armatürleri Glenn Seborg, tekrar tekrar RIAR'a geldi ve bu deneyimi devraldı. Fakat yine de, hiç kimse zarafet ve sadelik açısından aynı reaktörü yaratmadı.

SM reaktörü mükemmeldir. Çekirdeği neredeyse 42 x 42 x 35 cm küptür, ancak bu küpün ayrılan gücü 100 MW'tır! Özel kanallarda çekirdek etrafına nötronlar tarafından ateşlenmesi gereken çeşitli maddelere sahip tüpler kurulur.

Örneğin, son zamanlarda, istenen izotopun elde edildiği reaktörden iridyumlu bir şişe çekilmiştir. Şimdi kilitleniyor ve soğuyor.

Bundan sonra, şimdi radyoaktif iridyum içeren küçük bir kap, birkaç ton ağırlığındaki özel bir koruyucu kurşun kabına yüklenecek ve müşteriye arabayla gönderilecektir.

Harcanan yakıt (sadece bir kaç gram) daha sonra soğutulacak, kurşun haznede konserve edilecek ve enstitü topraklarında uzun süreli depolama için radyoaktif bir depolama tesisine gönderilecektir.

Mavi havuz

Bu odada birden fazla reaktör var. SM'nin yanında bir tane daha var - RBT - birlikte çalışan bir havuz tipi reaktör. Gerçek şu ki, SM reaktöründe yakıtın sadece yarısı “yanıyor”. Bu nedenle, RBT’de “yakılmalıdır”.

Genel olarak, RBT içeride bile bakabileceğiniz inanılmaz bir reaktördür (ancak buna izin verilmedi). Her zamanki kalın çelik ve somut kasaya sahip değildir ve radyasyondan korumak için basitçe büyük bir su havuzuna (dolayısıyla adı) yerleştirilir. Su kolonu aktif partikülleri tutar ve onları inhibe eder. Bu durumda, ortamdaki ışığın faz hızını aşan bir hızda hareket eden parçacıklar, filmlerin çoğunun bildiği mavimsi bir parlamaya neden olur. Bu etki, onu tanımlayan bilim adamlarının isimleri olarak adlandırılır - Vavilov - Cherenkov.

(Fotoğraf RBT veya RIAR reaktörü ile ilgili değil, sadece Vavilov-Cherenkov etkisini gösteriyor).

Fırtına kokusu

Reaktör salonunun kokusu hiçbir şeyle karıştırılamaz. Fırtına sonrası olduğu gibi kuvvetlice ozon kokuyor. Aşırı yükleme sırasında hava harcanır, harcanan montajlar sökülür ve soğutma için havuza aktarılır. O2 oksijen molekülü O3'e dönüştürülür. Bu arada, ozon hiç taze kokmuyor, fakat daha çok klor ve aynı kostik gibi görünüyor. Yüksek miktarda ozonla hapşırır ve öksürür, sonra ölürsünüz. Zararlı maddelerin birinci, en yüksek tehlike tehlike sınıfına atanmıştır.

Şu anda salondaki radyasyon arka planı yükseliyor, ancak burada da kimse yok - her şey otomatik ve operatör süreci özel bir pencereden gözlemliyor. Ancak, bundan sonra bile, salondaki korkuluklara eldiven kullanmadan dokunmamalısınız - radyoaktif kirleri yakalayabilirsiniz.

Ellerini yıka, ön ve arka

Ancak onunla eve gitmenize izin verilmeyecek - “kirli bölge” den çıktığınızda herkes bir beta radyasyon detektörü ile kontrol edilecek ve öğrenirseniz, siz ve kıyafetleriniz reaktöre yakıt olarak gideceksiniz. Şaka :)

Ancak, her durumda, bu tür bölgeleri ziyaret ettikten sonra eller sabunla yıkanmalıdır.

Cinsiyeti değiştir

Reaktör kabındaki koridorlar ve merdivenler, kenarları duvarlara bükülmüş özel bir kalın linolyum ile kaplanmıştır. Bu, radyoaktif kirlenme durumunda, tüm binayı elden çıkarmak değil, sadece muşambayı sarmak ve yeni bir tane koymak için mümkün olacak şekilde gereklidir. Buradaki temizlik neredeyse ameliyathanedeki gibidir, çünkü en büyük tehlike kıyafetlere, cilde ve vücudun içine girebilecek toz ve kirdir - alfa ve beta partikülleri uzaklara uçamaz, ancak darbeye yakın olduklarında top topları gibidirler ve canlı hücreler kesinlikle değildir merhaba de

Kırmızı düğmeli uzaktan kumanda

Reaktör kontrol odası.

Konsolun kendisi derinden modası geçmiş olduğu izlenimini veriyor, fakat neden uzun yıllar süren operasyonlar için tasarlananı değiştirdi? En önemli şey, kalkanların arkasındaki ve her şeyin yeni olduğu. Bununla birlikte, birçok sensör kaydedicilerden elektronik ekranlara ve bu arada NIIAR'da geliştirilmekte olan yazılım sistemlerine aktarıldı.

Her reaktörün birçok bağımsız koruma derecesi vardır, bu nedenle "Fukushima" prensipte olamaz. Çernobil gelince - aynı kapasitelerde değil, "cep" reaktörler burada çalışır. En büyük tehlike, bazı ışık izotoplarının atmosfere yayılmasıdır, ancak güvencemiz olduğu gibi bunun gerçekleşmesine izin verilmeyecektir.

Nükleer fizikçiler

Enstitünün fizikçileri zanaatlarının hayranlarıdır ve saatlerini çalışmaları ve reaktörleri hakkında ilginç bir şekilde konuşarak geçirebilirler. Sorular için ayrılan saat yeterli değildi ve konuşma iki sıkıcı saat sürdü. Kanımca, nükleer fiziğe ilgi duymayacak bir insan yok :) Reaktör Araştırma Kompleksi departmanı direktörü Petelin Alexei Leonidovich ve baş mühendis olarak, nükleer reaktörler konusunda popüler bilim yayınları yapmak doğru.

Eğer NIIAR'ın dışında pantolonunu çoraplarına sokacaksan, büyük olasılıkla birisi senin resmini çekecek ve gülmek için ağa koyacak. Ancak, bu burada bir zorunluluktur. Nedenini anlamaya çalış.

Otel californium'una hoş geldiniz

Şimdi California-252 ve neden gerekli olduğu hakkında. Ben zaten yüksek akılı nötron reaktörü SM ve bunun faydalarından bahsettim. Şimdi bir SM reaktörünün ürettiği enerjinin yalnızca bir gram (!) Kaliforniya üretebildiğini hayal edin.
California-252, diğer radyasyon tedavisinin etkisiz kaldığı malign tümörlerin tedavisinde kullanılmasına izin veren güçlü bir nötron kaynağıdır. Eşsiz metal, reaktör parçalarının, uçak parçalarının arasından parlamanıza ve genellikle dikkatlice x-ışınlarından gizlenen hasarı tespit etmenize olanak sağlar. Onun yardımıyla, dünyanın bağırsaklarında altın, gümüş ve yağ rezervleri bulmak mümkündür. Dünyada buna duyulan ihtiyaç çok büyük ve müşteriler bazen Kaliforniya'nın imrenilen mikrogramı doğrultusunda yıllarca ayakta durmaya zorlanıyor! Ve hepsi bu metalin üretimi için ... yıllar alıyor. Bir gram California-252 üretmek için, plütonyum veya bürum, periyodik tablonun neredeyse tüm transuranik element çizgisini geçen ardışık dönüşümlerle sırasıyla 8 ve 1.5 yıl boyunca bir nükleer reaktörde uzun süreli nötron ışınlamasına maruz bırakılır. İşlem burada bitmiyor - kimyasal yollarla ortaya çıkan ışınlama ürünlerinden kalsiyumun kendisi aylarca izole edilir. Bu, aceleyi affetmeyen çok, çok özenli bir çalışmadır. Mikrogram metaller kelimenin tam anlamıyla atomlar tarafından toplanır. Bu, böyle yüksek bir fiyatı açıklar.

Bu arada, California-252 metalinin kritik kütlesi sadece 5 kg (metal bilye için) ve sulu tuz çözeltileri şeklinde - 10 gram (!), Minyatür nükleer bombalarda kullanılmasına izin veriyor. Ancak, zaten yazdığım gibi, şu ana kadar dünyada sadece 8 gram var ve bomba olarak kullanmak çok israf olacaktı :) Evet ve sorun şu ki, 2 yıl sonra mevcut Kaliforniya'nın tam yarısı kalıyor ve 4 yıl sonra tamamen dönüyor diğer daha kararlı maddelerden gelen toza dönüşebilir.