Les disputes ambientals sobre el combustible nuclear gastat (SNF) sempre m’han provocat un lleu desconcert. L’emmagatzematge d’aquest tipus de "residus" requereix mesures i precaucions tècniques estrictes i s'ha de manipular amb cura. Però aquesta no és una raó per oposar-se al fet mateix de la presència de combustible nuclear gastat i de l'augment de les seves reserves.
Finalment, per què malgastar? La composició de l’SNF conté molts materials fissils valuosos. Per exemple, el plutoni. Segons diverses estimacions, està format de 7 a 10 kg per tona de combustible nuclear gastat, és a dir, unes 100 tones de combustible nuclear gastat generades anualment a Rússia contenen de 700 a 1000 kg de plutoni. El reactor de plutoni (és a dir, obtingut en un reactor de potència i no en un reactor de producció) és aplicable no només com a combustible nuclear, sinó també per a la creació de càrregues nuclears. Per aquest motiu, es van dur a terme experiments que van mostrar la possibilitat tècnica d'utilitzar el reactor de plutoni com a farciment de càrregues nuclears.
Una tona de combustible nuclear gastat també conté uns 960 kg d’urani. El contingut d’urani-235 en ell és reduït, aproximadament un 1,1%, però l’urani-238 es pot passar a través d’un reactor de producció i obtenir tot el mateix plutoni, només ara amb una bona qualitat d’armes.
Finalment, el combustible nuclear gastat, especialment el que s’acaba d’eliminar del reactor, pot actuar com a arma radiològica, i és notablement superior en aquesta qualitat al cobalt-60. L’activitat d’1 kg de SNF arriba a 26 mil curis (per a cobalt-60 - 17 mil curis). Una tona de combustible nuclear gastat que s’acaba d’extreure del reactor proporciona un nivell de radiació de fins a 1.000 sieverts per hora, és a dir, s’acumula una dosi letal de 5 sieverts en només 20 segons. Molt bé! Si l’enemic s’escampa amb una fina pols de combustible nuclear gastat, pot provocar greus pèrdues.
Totes aquestes qualitats de combustible nuclear gastat són ben conegudes des de fa molt de temps, només que han tingut greus dificultats tècniques associades a l'extracció de combustible del conjunt del combustible.
Desmunteu la "canonada de la mort"
Per si sol, el combustible nuclear és una pols d’òxid d’urani, premsada o sinteritzada en pastilles, petits cilindres amb un canal buit a l’interior, que es col·loquen dins d’un element combustible (element combustible), a partir del qual s’assemblen els conjunts de combustible, col·locats als canals de el reactor.
TVEL és només un escull en el processament del combustible nuclear gastat. Sobretot, TVEL sembla un canó molt llarg, de gairebé 4 metres de llargada (3837 mm, per ser exactes). El seu calibre és gairebé una pistola: el diàmetre interior del tub és de 7, 72 mm. El diàmetre exterior és de 9,1 mm i el gruix de la paret del tub és de 0,65 mm. El tub està fabricat en acer inoxidable o aliatge de zirconi.
Els cilindres d’òxid d’urani es col·loquen a l’interior del tub i s’envasen hermèticament. El tub conté de 0,9 a 1,5 kg d’urani. La barra de combustible tancada s’infla amb heli a una pressió de 25 atmosferes. Durant la campanya, els cilindres d’urani s’escalfen i s’expandeixen, de manera que acaben ben encastats en aquest llarg tub de rifle. Qualsevol que hagi eliminat una bala clavada al canó amb una vareta pot imaginar la dificultat de la tasca. Només aquí el barril fa gairebé 4 metres de longitud i hi ha més de dues-centes "bales" d'urani encastades. La radiació d’ella és tal que és possible treballar amb el TVEL acabat d’extreure del reactor només remotament, mitjançant manipuladors o alguns altres dispositius o màquines automàtiques.
Com es va treure el combustible irradiat dels reactors de producció? La situació allà era molt senzilla. Els tubs de TVEL per a reactors de producció eren d’alumini, que es dissol perfectament en àcid nítric, juntament amb urani i plutoni. Les substàncies necessàries es van extreure de la solució d’àcid nítric i es van anar processant. Però els reactors de potència dissenyats per a temperatures molt més altes utilitzen materials TVEL refractaris i resistents als àcids. A més, tallar un tub d’acer inoxidable tan prim i llarg és una tasca molt rara; en general, tota l'atenció dels enginyers se centra en com fer rodar aquest tub. El tub per a TVEL és una autèntica obra mestra tecnològica. En general, es van proposar diversos mètodes per destruir o tallar el tub, però aquest mètode va prevaler: primer, es trosseja el tub en una premsa (es pot tallar tot el conjunt del combustible) en trossos d’uns 4 cm de llargada i després s’aboquen les soques. en un recipient on l’urani es dissol amb àcid nítric. El nitrat d’urani obtingut ja no és tan difícil d’aïllar de la solució.
I aquest mètode, per tota la seva senzillesa, té un inconvenient significatiu. Els cilindres d’urani en peces de barres de combustible es dissolen lentament. La zona de contacte de l’urani amb l’àcid als extrems de la soca és molt petita i això alenteix la dissolució. Condicions de reacció desfavorables.
Si ens basem en el combustible nuclear gastat com a material militar per a la producció d’urani i plutoni, així com com a mitjà de guerra radiològica, haurem d’aprendre a serrar les canonades de manera ràpida i destresa. Per obtenir un mitjà de guerra radiològica, els mètodes químics no són adequats: al cap i a la fi, hem de preservar tot el ram d’isòtops radioactius. No n’hi ha tants, productes de fissió, del 3, 5% (o 35 kg per tona): cesi, estronci, tecneci, però són ells els que creen l’alta radioactivitat del combustible nuclear gastat. Per tant, es necessita un mètode mecànic per extreure urani amb la resta de continguts dels tubs.
En reflexionar, vaig arribar a la següent conclusió. Gruix del tub 0,65 mm. No tant. Es pot tallar al torn. El gruix de la paret correspon aproximadament a la profunditat de tall de molts torns; si cal, podeu aplicar solucions especials amb una gran profunditat de tall en acers dúctils, com ara acer inoxidable, o utilitzar una màquina amb dos talladors. Un torn automàtic que pot agafar una peça per si mateixa, subjectar-la i girar-la no és estrany en aquests dies, sobretot perquè tallar un tub no requereix precisió de precisió. N’hi ha prou amb moldre l’extrem del tub, convertint-lo en encenalls.
Els cilindres d’urani, alliberats de la carcassa d’acer, cauran al receptor sota la màquina. En altres paraules, és molt possible crear un complex totalment automàtic que talli els conjunts de combustible en trossos (amb una longitud més convenient per girar), introduir els talls al dispositiu d’emmagatzematge de la màquina i, alliberant el seu farciment d’urani.
Si domineu el desmuntatge dels "tubs de la mort", és possible utilitzar combustible nuclear gastat tant com a producte semielaborat per a l'aïllament d'isòtops de grau d'armes com per a la producció de combustible del reactor i com a arma radiològica.
Pols mortal negra
Al meu parer, les armes radiològiques són més aplicables en una prolongada guerra nuclear i, principalment, per causar danys al potencial econòmic-militar de l'enemic.
Sota una guerra nuclear prolongada, estic plantejant una guerra en què s’utilitzen armes nuclears en totes les etapes d’un conflicte armat prolongat. No crec que acabi allà un conflicte a gran escala que hagi arribat o fins i tot hagi començat amb l’intercanvi d’atacs massius de míssils nuclears. En primer lloc, fins i tot després de danys importants, encara hi haurà oportunitats per dur a terme operacions de combat (les existències d’armes i municions permeten realitzar operacions de combat prou intensives durant 3-4 mesos més sense reposar-les amb producció). En segon lloc, fins i tot després de l’ús d’armes nuclears en alerta, els grans països nuclears continuaran tenint un nombre molt gran d’explosius, càrregues nuclears i artefactes explosius nuclears als seus magatzems, que, molt probablement, no patiran. Es poden utilitzar i la seva importància per a la realització d’hostilitats esdevé molt gran. És recomanable conservar-los i utilitzar-los per a un canvi radical en el transcurs d’operacions importants o en la situació més crítica. Aquesta ja no serà una aplicació de salvament, sinó una de llarga, és a dir, una guerra nuclear adquireix un caràcter prolongat. En tercer lloc, en les qüestions econòmiques i militars d'una guerra a gran escala, en què s'utilitzen armes convencionals juntament amb armes nuclears, la producció d'isòtops de qualitat armada i noves càrregues, i la reposició d'arsenals d'armes nuclears serà clarament una de les més tasques prioritàries importants. Incloent, per descomptat, la creació més primerenca possible de reactors de producció, indústries radioquímiques i radio-metal·lúrgiques, empreses per a la fabricació de components i el muntatge d’armes nuclears.
Precisament en el context d’un conflicte armat a gran escala i prolongat és important no deixar que l’enemic aprofiti el seu potencial econòmic. Aquests objectes es poden destruir, cosa que requerirà una arma nuclear de poder decent o una gran despesa de bombes o míssils convencionals. Per exemple, durant la Segona Guerra Mundial, per tal de garantir la destrucció d’una gran planta, es va exigir que hi deixés caure de 20 a 50 mil tones de bombes aèries en diverses etapes. El primer atac va aturar la producció i va danyar els equips, mentre que els posteriors van interrompre les tasques de restauració i van agreujar els danys. Diguem que la planta de combustible sintètic Leuna Werke va ser atacada sis vegades de maig a octubre de 1944 abans que la producció caigués al 15% de la producció normal.
En altres paraules, la destrucció per si sola no garanteix res. Una planta destruïda es pot restaurar i, des d’una instal·lació molt destruïda, es poden eliminar les restes d’equips adequats per crear una nova producció en un altre lloc. Seria bo desenvolupar un mètode que no permetés a l’enemic utilitzar, restaurar o desmuntar una important instal·lació econòmic-militar per a peces. Sembla que una arma radiològica és adequada per a això.
Val la pena recordar que durant l’accident de la central nuclear de Txernòbil, en què tota l’atenció se centrava generalment en la quarta unitat de potència, les altres tres unitats també es van tancar el 26 d’abril de 1986. No és estrany, van resultar estar contaminats i el nivell de radiació a la 3a unitat de potència, situada al costat de l’explotada, va ser de 5, 6 roentgens / hora aquell dia, i una dosi mig letal de 350 roentgens va augmentar en 2, 6 dies, o només en set torns de treball. Està clar que era perillós treballar allà. La decisió de reiniciar els reactors es va prendre el 27 de maig de 1986 i, després d’una descontaminació intensiva, es van posar en marxa la primera i la segona unitat de potència a l’octubre de 1986 i la tercera unitat de potència el desembre de 1987. La central nuclear de 4000 MW va estar completament fora de funcionament durant cinc mesos, simplement perquè les unitats d’energia intactes estaven exposades a contaminació radioactiva.
Per tant, si escampeu una instal·lació econòmic-militar enemiga: una central elèctrica, una planta militar, un port, etc., amb pols de combustible nuclear gastat, amb un munt d’isòtops altament radioactius, l’enemic quedarà privat de l’oportunitat d’utilitzar-lo. Haurà de passar molts mesos descontaminant, introduint una ràpida rotació de treballadors, construint refugis per a ràdios i incorrent en pèrdues sanitàries per sobreexposició de personal; la producció s’aturarà totalment o disminuirà molt significativament.
El mètode de lliurament i contaminació també és bastant senzill: la pols d’òxid d’urani mòlt finament (pols mortal i negra) es carrega en cassets explosius, que al seu torn es carreguen a la ogiva d’un míssil balístic. Hi poden entrar lliurement 400-500 kg de pols radioactiva. Per sobre de l'objectiu, els cassets són expulsats de la ogiva, els cassets són destruïts per càrregues explosives i la pols fina altament radioactiva cobreix l'objectiu. Depenent de l’alçada de l’operació dels caps de míssils, és possible obtenir una forta contaminació d’una zona relativament petita o obtenir una pista radioactiva extensa i extensa amb un nivell inferior de contaminació radioactiva. Tot i que, com dir-ho, Pripyat va ser desallotjat, ja que el nivell de radiació era de 0,5 roentgens / hora, és a dir, la dosi mitja letal va augmentar en 28 dies i va esdevenir perillós viure permanentment en aquesta ciutat.
Al meu entendre, les armes radiològiques s’anomenaven erròniament armes de destrucció massiva. Només pot colpejar algú en condicions molt favorables. Més aviat, és una barrera que crea obstacles per accedir a la zona contaminada. El combustible del reactor, que pot donar una activitat de 15 a 20.000 roentgens / hora, tal com s’indica als "quaderns de Txernòbil", crearà un obstacle molt eficaç a l’ús de l’objecte contaminat. Els intents d’ignorar la radiació comportaran elevades pèrdues sanitàries i irrecuperables. Amb l’ajut d’aquest mitjà d’obstacle, és possible privar l’enemic dels objectes econòmics més importants, dels nodes clau de la infraestructura de transport, així com de les terres agrícoles més importants.
Aquesta arma radiològica és molt més senzilla i barata que una càrrega nuclear, ja que té un disseny molt més senzill. És cert que, a causa de l’elevada radioactivitat, caldrà un equipament automàtic especial per moldre l’òxid d’urani extret de l’element combustible, equipar-lo en cassets i en la ogiva del coet. La mateixa ogiva s’ha d’emmagatzemar en un contenidor protector especial i instal·lar-la al míssil mitjançant un dispositiu automàtic especial just abans del llançament. En cas contrari, el càlcul rebrà una dosi letal de radiació fins i tot abans del llançament. El millor és basar míssils per lliurar ogives radiològiques en mines, ja que allà és més fàcil resoldre el problema d’emmagatzemar amb seguretat una ogiva molt radioactiva abans del llançament.
