Техника - молодёжи 1955-09, страница 25

„Расскажите нам об атомной внер~ гии — основе энергетики будущего"-С этой просьбой обратились в редакцию П. Нлимов из пос. Шарново Московской области, В. Нарпов из Ленинграда, В. Помгумеев и И. Нол-пакчиев из г. Осипенко и многие другие читатели.

По просьбе читателей, желающих ознакомиться с состоянием современной атомной промышленности, редакция помещает статью инженера П. Асташеннова, написанную на основании материалов, опубликованных в советской и зарубежной печати.

АТОМНОЕ СЫРЬЕ

Для работы атомных установок требуется не обычное топливо, выделяющее энергию в результате химических реакций, а ядерное — дающее энергию за счет ядерных реакций. Таким топливом является уран 233, уран 235 и плутоний. По сравнению с обычным топливом расход ядерного «горючего» для выработки того же количества энергии чрезвычайно незначителен. Атомной электростанции, например, имеющей мощность 600 тыс. квт, требуется не больше тонны ядерного горючего в год. За последние годы в ряде стран широкое развитие получила специальная отрасль промышленности с целым рядом крупных производств, занятых добычей и переработкой урановых и ториевых руд, — атомная промышленность. При этой переработке из 200 т урановой руды выделяют примерно ,140 кг чистого металлического урана, в котором содержится 139 кг изотопа урана 238 и лишь один килограмм изотопа урана 235, пригодного для прямого использования в качестве ядерного топлива.

Внешний вид плутониевого завода в г. Уиндскерле (Англия). Здания ядерных реакторов.

~LT

л_

У^ли v^lmju u4_xi<7u

прсмшмимш

* Инженер П. АСТАШЕНКОВ

Атомная промышленность включает в себя большое количество предприятий. Здесь и рудники, добывающие урановую или ториевую руды, фабрики, занимающиеся обогащением руды, и заводы, занятые непосредственно производством ядерного горючего.

Создание и развитие этой промышленности поставили перед наукой и техникой новые задачи в области физики, химии, металлургии и автоматики, потребовали разработки новых технологических процессов с учетом физических и химических свойств таких веществ, которые .раньше или мало, или совсем не применялись. При сооружении и эксплуатации заводов этой промышленности используются в больших количествах специальные и нержавеющая стали, перекись водорода, фтористоводородная кислота, целый ряд редких металлов и сплавов и многие другие материалы и вещества.

Основным сырьем в атомной промышленности являются урановая и ториевая руды.

В чистом виде металлический уран в природе не встречается. Он находится в земле в виде различных соединений: окислов, уранатов, карбонатов, силикатов и т. д. Все эти вещества непременно содержат также торий, радий, актиний, полоний, ави-нец и гелий, которые образуются в процессе естественного распада урана.

Урановые руды характеризуются по какому-либо основному минералу, входящему в их состав. Важнейшими урановыми минералами являются урановая смоляная руда, отунит, карнотит и некоторые другие. В земной коре урана содержится около 0,0005%, то-есть примерно столько же, сколько свинца. Однако уран чрезвычайно рассеян и редко образует самостоятельные рудные скопления.

Чистый уран имеет белый цвет, твердость его близка к твердости стали, точка плавления — около 1130°. Уран — один из самых тяжелых металлов, он почти в двадцать раз тяжелее воды.

Месторождения урановых руд найдены почти во всех странах, в том числе в Бельгийском Конго, Канаде, Австралии, США, Испании, Португалии и др. По данным иностранной печати, запасы урана и тория в земной коре составляют около 26 млн. т. Оценивая эти запасы по теплотворной способности, получается, что они могут дать в 20 раз больше того, что способны дать мировые запасы угля, нефти, газа и горючих сланцев.

Тория в земной коре содержится около 0,0008%, то-есть в полтора раза больше, чем урана. Основным источником тория являются так называемые монацитовые пески. Минерал монацит, содержащийся в этих песках, по своему химическому составу в основном представляет фосфорно

кислое соединение редкоземельных элементов и кремнекислое соединение тория. В капиталистических странах наиболее богатые залежи монацита находятся в Бразилии, Индии и на острове Цейлон. Чистый металлический торий имеет темносерый цвет. Твердость его близка к твердости меди, но он тяжелее ее.

Таковы главные источники атомного сырья для получения делящихся веществ. Однако, кроме реакции деления тяжелых ядер, освобождение ядерной энергии возможно путем термоядерной реакции—синтеза ядер легких элементов. В качестве «горючего» для этих реакций могут использоваться такие элементы, как тяжелый водород (дейтерий), сверхтяжелый водород (тритий) и литий. О том, как велика «теплотворная способность» водородного ядерного горючего, можно видеть из такого сравнения: 1 кг нефти выделяет -при полном сгорании 11,6 квт-ч энергии, 1 кг урана в процессе ядерной реакции способен дать в миллионы раз больше — 22,9 млн. квт-ч. Один килограмм водородного ядерного горючего способен дать еще больше —177,5 млн. квт-ч. Этого количества энергии было бы достаточно для того, чтобы гору, весом в один миллиард тонн, поднять на высоту 65 метров!

Энергия, выделяемая при (а) горении нефти, (б) делении ядер атомов урана или плутония, (в) соединении (синтезе) ядер водорода в ядра гелия.

1КГ НЕФТИ — "ЦбКЕГТЧ

л

6 1кг УРАНА —2£9 МИЛЛИОН А квтч

1кг ВОДОРОДА— Щ5 МИЛЛИОН А квтч