Техника - молодёжи 1955-09, страница 29

проще, чем отделить уран 235; кроме того, он получается из урана 238, которого в естественном уране в 140 раз больше, чем изотопа 235. Производство расщепляющихся материалов в значительной мере основано на получении плутония в атомных котлах.

Предприятия по производству плутония представляют собой совершенно новый тип промышленных предприятий. Основными производственными объектами таких предприятий являются ядерные реакторы, заводы по химическому отделению плутония и бассейны для выдерживания радиоактивных отходов производства.

Технологический процесс на этих предприятиях начинается с того, что стержни из естественного металлического урана, заключенные в алюминиевые гильзы, поступают в реактор. При работе реактора в урановых стержнях после «выгорания» урана 235 накапливаются плутоний и радиоактивные продукты распада урана 235.

После некоторого времени работы реактора стержни из него вынимаются. Стержни чрезвычайно опасны в обращении. Поэтому управление всеми операциями по их транспортировке и обработке осуществляется на расстоянии с помощью приборов дистанционного управления.

Возле реакторов располагаются большие водоемы, похожие на открытые бассейны для плавания. Извлеченные из реактора урановые стержни прямо из котла в специальной вагонетке опускаются на дно пруда, на глубину 3,5 м. Там слитки урана выдерживаются до уменьшения их радиоактивности. В этот так называемый период «старения» распадаются наиболее короткоживущие, а следовательно, и самые активные изотопы радиоактивных элементов, образовавшихся в ходе расщепления урана. Это очень важно для последующего процесса отделения плутония, ибо в условиях интенсивной радиоактивности значительно ускоряется коррозия аппаратуры, изменяются свойства органических веществ, образуются перекиси в водных растворах. Кроме того, энергия радиоактивных излучений нагревает растворы, что затрудняет контроль за температурой. Самое же главное — эти излучения чрезвычайно губительно действуют на человеческий организм.

После периода «старения» урановые стержни направляются в помещение, где с блоков снимаются алюминиевые оболочки. Это первая ступень процесса отделения плутония от урана. Оболочка удаляется химическим путем — наиболее безопасным для персонала.

Дальнейшее отделение плутония от урана усложняется тем, что оба эти элемента обладают довольно близки

Внутреннии вид газодиффузионного завода в г. Кейпенхэрсте (Англия). Вверху — контрольный мостик и контрольно-измерительные приборы, управляющие работой находящихся под ними газодиффузионных камер (внизу.)

ми химическими свойствами. К тому же приходится отделять очень малые количества накопившегося в стержнях плутония от большого количества остающегося в них урана 238. На одну тонну урановых стержней приходится всего около сотни граммов плутония. Трудности разделения усугубляются наличием большого количества радиоактивных продуктов распада— около 50 кг на каждую тонну стержней.

Процесс отделения плутония осуществляется в несколько этапов. Сначала урановые стержни растворяются в азотной кислоте. Затем раствор подается в серию специальных химических колонок, где плутоний отделяется от урана и радиоактивных продуктов. Полученный раствор плутония подвергается дальнейшей тщательной очистке. Как и при производстве урана, особое внимание обращается на тщательную очистку плутония от элементе®, ядра которых легко захватывают нейтроны.

На последнем этапе выделяют исключительно чистое соединение плутония, из которого теми же методами, что и при производстве урана, получают металлический плутоний.

Отделенный от плутония уран 238 подвергается очистке, обогащается «горючим» — ураном 235 и снова направляется в производственный цикл.

Радиоактивные отходы (продукты деления) снова поступают на дно специальных бассейнов, где они выдерживаются нужное время для уменьшения радиоактивности самых короткоживущих изотопов. В дальнейшем от них отделяются наиболее ценные радиоактивные изотопы, по своей активности равноценные тоннам радия и находящие широкое применение в различных областях науки и техники.

Третий элемент, который может служить ядерным горючим, — изотоп урана с атомным весом 233.

Уран 233 в природе не существует, а получается искусственным путем в ядерных реакторах из тория 232. На пути промышленного производства урана 233 встречается еще больше трудностей, чем при получении плутония. Дело в том, что в естественном уране всегда имеется примесь урана 235, который поддерживает цепную реакцию в атомном котле. Торий же не имеет в своем составе других расщепляющихся изотопов, то-есть источника нейтронов, и обладает, как и уран 238, лишь способностью превращаться в ядерное горючее. Значит, для того чтобы создать в тории цепную реакцию, нужно добавлять к нему ядерное

Бассейн для выдерживания извлекаемых из реактора отработанных высокорадиоактивных урановых стержней плутониевого завода в г. Уиндскейле (Англия).

27