Missä ja miten tehdä maailman kallein metalli

Jos luulet kullan ja platinan olevan arvokkaimpia metalleja planeetalla, olet erehtynyt. Verrattuna joihinkin keinotekoisesti tuotettuihin metalleihin, kulta on verrattavissa vanhan kattoraudan ruosteeseen. Voitteko kuvitella, että hinta on 27 000 000 dollaria ainetta kohti? Se on kuinka paljon Kalifornian 252-radioaktiivinen elementti maksaa. Vain antimateria, joka on maailman kallein aine, on kalliimpaa (noin 60 biljoonaa dollaria grammaa antivetyä).

Tähän päivään mennessä maailmassa on kertynyt vain 8 grammaa Kalifornia-252: ta, ja enimmäismäärä on 40 milligrammaa vuodessa. Ja planeetalla on vain 2 paikkaa, joilla sitä tuotetaan säännöllisesti: Oak Ridge National Laboratoryssa Yhdysvalloissa ja ... Dimitrovgradissa, Ulyanovskin alueella.

Haluatko tietää kuinka melkein maailman kallein materiaali tulee esille ja miksi sitä tarvitaan?

Dimitrovgrad

Paista, mutta älä lämmitä

Voimakkain

Kuudesta reaktorista on yksi, RIAR-tutkijoiden rakastetuin. Hän on ensimmäinen. Hän on myös Tehokkain, joka antoi hänelle nimen - SM. Vuonna 1961 se oli SM-1, jonka kapasiteetti oli 50 MW, vuonna 1965 modernisoinnin jälkeen siitä tuli SM-2, vuonna 1992 - SM-3, jonka toiminta on suunniteltu vuoteen 2017 asti. Tämä on ainutlaatuinen reaktori ja maailmassa se on ainoa. Sen ainutlaatuisuus piilee erittäin korkeassa neutronivirtatiheydessä, jonka se pystyy luomaan. Neutronit ovat RIAR: n päätuotteita. Neutronien avulla voidaan ratkaista monia ongelmia materiaalien tutkimisessa ja hyödyllisten isotooppien luomisessa. Ja jopa toteuttaa keskiaikaisten alkemistien unelma elämässä - muuttaa lyijy kultaksi (teoreettisesti).

Jos et mene yksityiskohtiin, niin prosessi on hyvin yksinkertainen - neutronit ottavat ja ampuvat yhden aineen kaikilta puolilta. Joten esimerkiksi uraanista murskaamalla sen ytimet neutroneilla, voidaan saada kevyempiä elementtejä: jodi, strontium, molybdeeni, ksenoni ja muut.

SM-1-reaktorin käyttöönotto ja sen onnistunut toiminta aiheuttivat suurta resonanssia tiedemaailmassa, mikä stimuloi erityisesti kovan neutronispektrin omaavien korkeavirtareaktorien rakentamista Yhdysvalloissa - HFBR (1964) ja HFIR (1967). Ydinfysiikan valaisimet, mukaan lukien ydinkemian isä Glenn Seborg, tulivat toistuvasti RIAR: iin ja ottivat kokemuksen vastaan. Mutta silti kukaan muu ei luonut samaa reaktoria tyylikkyyden ja yksinkertaisuuden suhteen.

SM-reaktori on yksinkertaisesti loistava. Sen ydin on melkein 42 x 42 x 35 cm: n kuutio, mutta tämän kuution allokoitu teho on 100 MW! Ytimen ympärille erityisissä kanavissa on asennettu putkia, joissa on erilaisia ​​aineita, jotka on vapautettava neutronien avulla.

Esimerkiksi äskettäin reaktorista vedettiin iridiumpullo, josta saatiin haluttu isotooppi. Nyt se roikkuu ja jäähtyy.

Sen jälkeen pieni, nyt radioaktiivisella iridiumilla varustettu säiliö lastataan erityiseen suojaavaan lyijysäiliöön, joka painaa useita tonneja, ja lähetetään asiakkaalle autolla.

Käytetty polttoaine (vain muutama gramma) myös jäähdytetään, säilytetään lyijytynnyrissä ja lähetetään radioaktiiviseen varastoon instituutin alueella pitkäaikaista varastointia varten.

Sininen uima-allas

Tässä huoneessa on enemmän kuin yksi reaktori. SM: n vieressä on toinen - RBT - uima-altaan tyyppinen reaktori, joka toimii yhdessä sen kanssa. Tosiasia on, että SM-reaktorissa polttoaine "palaa" vain puolet. Siksi se on "poltettava" RBT: ssä.

Yleensä RBT on hämmästyttävä reaktori, jonka sisällä voit jopa katsoa (meitä ei kuitenkaan sallittu). Siinä ei ole tavallista paksua teräs- ja betonikoteloa, ja suojaamaan sitä säteilyltä, se yksinkertaisesti sijoitetaan valtavaan vesialtaaseen (tästä nimi). Vesipylväs pitää aktiivisia hiukkasia estäen niitä. Tässä tapauksessa hiukkaset, jotka liikkuvat nopeudella, joka ylittää valon vaihenopeuden väliaineessa, aiheuttavat sinertävän hehkuvuuden, joka on monille tuttu elokuvista. Tätä vaikutusta kutsuvat sitä kuvaavien tutkijoiden - Vavilov - Cherenkov nimet.

(Kuva ei liity RBT- tai RIAR-reaktoriin, vaan osoittaa vain Vavilov-Cherenkov-vaikutuksen).

Ukkosta haju

Reaktorisalin hajua ei voida sekoittaa mihinkään. Se tuoksuu voimakkaasti otsonia, kuten ukkosen jälkeen. Ilma ionisoituu ylikuormituksen aikana, kun käytetyt kokoonpanot poistetaan ja siirretään uima-altaan jäähdytystä varten. O2-happimolekyyli muuttuu O3: ksi. Muuten, otsoni ei haise lainkaan tuoretta, vaan näyttää enemmän kloorilta ja samalta syövyttävältä. Kun otsonipitoisuus on korkea, aivastat ja yskät, ja sitten kuolemat. Se on luokiteltu ensimmäiseen, korkeimpien vaarallisten aineiden vaaraluokkaan.

Säteilytausta hallissa tällä hetkellä nousee, mutta täällä ei ole myöskään ihmisiä - kaikki on automatisoitu ja operaattori tarkkailee prosessia erityisen ikkunan kautta. Tästäkään huolimatta ei pidä koskettaa käytävän kaiteita ilman käsineitä - voit tarttua radioaktiiviseen likaan.

Pese kädet, edessä ja takana

Mutta et saa mennä kotiin hänen kanssaan - "likaiselta alueelta" poistuttaessa kaikki tarkistetaan beeta-säteilyilmaisimella, ja jos saat selville, sinä ja vaatteesi menevät reaktoriin polttoaineena. Vitsi :)

Mutta joka tapauksessa kädet tulee pestä saippualla käydessään tällaisilla alueilla.

Vaihda sukupuoli

Reaktorisäiliön käytävät ja portaat peitetään erityisellä paksulla linoleumilla, jonka reunat on taivutettu seiniin. Tämä on välttämätöntä, jotta radioaktiivisen saastumisen tapauksessa ei olisi mahdollista hävittää koko rakennusta, vaan rullata linoleumi ja asettaa uusi. Puhtaus on täällä melkein kuin leikkaussalissa, koska suurin vaara on pöly ja lika, joita voi päästä vaatteisiin, iholle ja kehon sisäpuolelle - alfa- ja beetahiukkaset eivät voi lentää kaukaa, mutta kun ne ovat lähellä iskua, ne ovat kuin tykkipallot, ja elävät solut eivät todellakaan ole hei.

Kaukosäädin punaisella painikkeella

Reaktorin ohjaushuone.

Itse konsoli antaa vaikutelman vanhentuneesta, mutta miksi muuttaa sitä, mikä on suunniteltu monen vuoden toimintaan? Tärkeintä on, että kilpien takana, ja siellä kaikki on uutta. Siitä huolimatta, monet anturit siirrettiin tallentimista elektronisiin näytöihin ja jopa ohjelmistojärjestelmiin, joita muuten kehitetään NIIAR: lla.

Jokaisella reaktorilla on useita itsenäisiä suojaustasoja, joten "Fukushima" tässä ei voi olla periaatteessa. Tšernobylin osalta - ei saman kapasiteetin, "taskureaktorit" toimivat täällä. Suurin vaara on joidenkin valoisotooppien päästö ilmakehään, mutta sen ei anneta tapahtua, kuten olemme varmoja.

Ydinfyysikot

Instituutin fyysikot ovat ammattilaistensa faneja ja voivat viettää tunteja keskustelemalla mielenkiintoisesti työstään ja reaktoreistaan. Kysymyksiin varattu tunti ei ollut tarpeeksi, ja keskustelu kesti kaksi tylsää tuntia. Mielestäni ei ole sellaista henkilöä, joka ei olisi kiinnostunut ydinfysiikasta :) Ja Reaktorien tutkimuskompleksin osaston johtajalle Petelin Aleksei Leonidovichille ja pääinsinöörille on aivan oikein suorittaa populaaritieteellisiä lähetyksiä ydinreaktoreista :)

Jos NIIAR: n ulkopuolella vietät housut sukkisiisi, niin todennäköisesti joku ottaa sinusta kuvan ja laittaa sen nettiin nauramaan. Tämä on kuitenkin välttämätöntä tässä. Yritä selvittää miksi.

Tervetuloa hotellin kaliforniumiin

Nyt Kalifornia-252: sta ja miksi sitä tarvitaan. Olen jo puhunut korkeavirtaisesta neutronireaktorista SM ja sen eduista. Kuvittele nyt, että koko SM-reaktorin tuottama energia voi tuottaa vain yhden gramman (!) Kaliforniasta.
Kalifornia-252 on voimakas neutronilähde, jonka avulla sitä voidaan käyttää pahanlaatuisten kasvainten hoitoon, jos muu säteilyhoito on tehoton. Ainutlaatuisen metallin avulla voit loistaa reaktorien osien, lentokoneiden osien läpi ja havaita vaurioita, jotka yleensä on huolellisesti piilotettu röntgensäteiltä. Sen avulla on mahdollista löytää kulta-, hopea- ja öljyvarastoja maan suolistosta. Sen tarve maailmassa on erittäin suuri, ja asiakkaat joutuvat joskus seisomaan vuosia jonossa Kalifornian halutulle mikrogrammalle! Ja kaikki siksi, että tämän metallin valmistus vie ... vuotta. Yhden gramman Kalifornia-252: n tuottamiseksi plutoniumille tai curiumille tehdään pitkäaikainen neutronisäteily ydinreaktorissa vastaavasti 8 ja 1,5 vuoden ajan peräkkäisillä muunnoksilla, jotka kulkevat lähes koko jaksotaajuuden transuraanisten elementtien rivillä. Prosessi ei lopu siihen - saaduista kemiallisella säteilytyksellä saatavista tuotteista itse kalsium eristetään monien kuukausien ajan. Tämä on erittäin, erittäin vaivaton työ, joka ei anna anteeksi kiirettä. Atomit keräävät metallin mikrogrammat kirjaimellisesti. Tämä selittää niin korkean hinnan.

Muuten, Kalifornian-252-metallin kriittinen massa on vain 5 kg (metallipalloa kohti), ja suolojen vesiliuoksina - 10 grammaa (!), Mikä mahdollistaa sen käytön pienissä ydinpommeissa. Kuitenkin, kuten jo kirjoitin, maailmassa on toistaiseksi vain 8 grammaa, ja se olisi erittäin tuhlaa käyttää sitä pommina :) Ja ongelma on, että 2 vuoden kuluttua tarkalleen puolet nykyisestä Kaliforniasta on jäljellä, ja 4 vuoden kuluttua se muuttuu täysin pölyksi muista stabiilimmista aineista.