Где и како направити најскупљи метал на свету

Ако мислите да су злато и платина највреднији метал на планети, онда грешите. У поређењу са неким вештачки произведеним металима, злато је упоредиво са рђом на старом комаду кровног гвожђа. Можете ли замислити цијену од 27 000 000 УСД по граму материје? Толико кошта радиоактивни елемент Цалифорниа 252. Само антиматерија, која је најскупља супстанца на свету, скупља је (око 60 хиљада милијарди долара по граму антихидрогена).

До данас је у свету акумулирано само 8 грама Цалифорниа-252, а годишње се не произведе више од 40 милиграма. А на планети постоје само два места на којима се редовно производи: у Националној лабораторији Храст-гребен у САД-у и ... у Димитровграду, у Уљановској области.

Желите ли знати како долази до изражаја готово најскупљи материјал на свијету и зашто је потребан?

Димитровград

Сјај, али не загревај

Најмоћнији

Од шест реактора, постоји један, најомиљенији од стране научника РИАР. Он је први. Такође је и најмоћнији, што му је и дало име - СМ. 1961. био је СМ-1 капацитета 50 МВ, 1965. године након модернизације постао је СМ-2, а 1992. - СМ-3, чија је употреба пројектована до 2017. године. Ово је јединствени реактор и у свету је једини. Његова јединственост лежи у веома високој густини протока неутрона коју је у стању да створи. Управо су неутрони главни производи РИАР-а. Коришћењем неутрона може се решити велики број проблема у проучавању материјала и стварању корисних изотопа. Па чак и остварити сан средњовековних алхемичара у животу - претворити олово у злато (теоретски).

Ако не улазите у детаље, тада је поступак врло једноставан - једна супстанца се са свих страна узима и отпушта неутронима. Тако, на пример, из уранијума дробљењем његових језгара неутронима могу се добити лакши елементи: јод, стронцијум, молибден, ксенон и други.

Пуштање у рад реактора СМ-1 и његов успешан рад изазвали су велики одјек у научном свету, посебно подстичући изградњу реактивних токова са високим флуксом са спектром тврдог неутрона у САД - ХФБР (1964) и ХФИР (1967). Светла нуклеарне физике, укључујући и оца нуклеарне хемије, Гленн Себорг, више пута су долазила у РИАР и преузела то искуство. Али ипак, нико други није створио исти реактор у погледу елеганције и једноставности.

СМ реактор је једноставно сјајан. Његово језгро је коцка 42 к 42 к 35 цм, али додељена снага ове коцке је 100 МВ! Око језгра у посебним каналима постављају се цеви са разним супстанцама, које морају да се испаљују помоћу неутрона.

На пример, недавно је из реактора извучена тиквица са иридијумом из које је добијен жељени изотоп. Сада виси и хлади се.

Након тога ће се мали контејнер са сада радиоактивним иридијумима убацити у посебан заштитни оловни контејнер тежак неколико тона и послати га купцу аутомобилом.

Потрошено гориво (само неколико грама) биће такође охлађено, конзервирано у оловну соду и послато у складиште радиоактивног материјала на територији института на дугорочно складиштење.

Плави базен

У овој соби је више реактора. Поред СМ-а је још један - РБТ - реактор типа базена који ради заједно са њим. Чињеница је да у СМ реактору гориво „изгара“ само половину. Због тога се она мора „спалити“ у РБТ-у.

Уопште речено, РБТ је невероватан реактор, унутар кога се чак можете погледати (нама, међутим, то није било дозвољено). Нема уобичајени дебели челични и бетонски ковчег, а да би га заштитио од зрачења, једноставно се поставља у огроман базен са водом (отуда и назив). Водени стуб задржава активне честице, инхибирајући их. У овом случају, честице које се крећу брзином већом од фазне брзине светлости у медију изазивају плавкаст сјај познат многим филмовима. Тај ефекат називају имена научника који су га описали - Вавилов - Черенков.

(Фотографија није повезана са РБТ или РИАР реактором, већ само показује ефекат Вавилов-Черенков).

Мирис олује

Мирис хале реактора не може се мешати ни са чим. Снажно мирише на озон, као након грмљавинске олује. Зрак се јонизује током преоптерећења, када се потрошени склопови уклањају и пребацују у базен на хлађење. Молекул О2 кисеоника се претвара у О3. Узгред, озон уопште не мирише на свежину, већ више личи на хлор и подједнако каустичан. Уз велику концентрацију озона, кихаћете и кашљете, а потом умрете. Приписује се првој, највишој класи опасности од штетних материја.

Позадина зрачења у хали у овом тренутку расте, али ни овде нема људи - све је аутоматизовано, а оператер процес посматра кроз посебан прозор. Међутим, чак и након овога, не бисте требали дирати ограде у хали без рукавица - можете ухватити радиоактивну прљавштину.

Оперите руке, напред и назад

Али неће вам бити дозвољено да идете кући с њом - на излазу из „прљаве зоне“ сви ће бити проверити детектором бета зрачења, а ако то сазнате, ви и ваша одећа идете у реактор као гориво. Јоке :)

Али у сваком случају руке треба опрати сапуном након посете било којим таквим местима.

Промените пол

Ходници и степенице у реакторској посуди прекривени су посебним густим линолеумом, чије су ивице савијене према зидовима. То је неопходно како би у случају радиоактивне контаминације било могуће не збринути читаву зграду, већ једноставно намотати линолеј и положити нови. Чистоћа је овде готово као у операцијској сали, јер је највећа опасност прашина и прљавштина која може доспети на одећу, кожу и унутрашњост тела - алфа и бета честице не могу далеко да лете, али кад су близу удара, оне су попут топовских лопти, а живе ћелије дефинитивно нису поздрави.

Даљински управљач са црвеним дугметом

Управљачка соба реактора.

Сама конзола оставља утисак дубоке застарјелости, али зашто мијењати оно што је дизајнирано за вишегодишњи рад? Најважније је да се иза штитова, а тамо је све ново. Ипак, многи сензори пребачени су са диктафона на електронске дисплеје, па чак и на софтверске системе, који су, успут речено, развијени на НИИАР-у.

Сваки реактор има много независних степена заштите, тако да "Фукушима" овде не може бити у принципу. Што се тиче Чернобила - овде не раде исти капацитети, "џепни" реактори раде. Највећа опасност је емисија неких светлосних изотопа у атмосферу, али то се неће дозволити, као што смо сигурни.

Нуклеарни физичари

Физичари института су љубитељи свог заната и могу проводити сате занимљиво говорећи о свом раду и реакторима. Сат времена предвиђен за питања није био довољан, а разговор је трајао два досадна сата. По мом мишљењу, не постоји особа која не би била заинтересована за нуклеарну физику :) А директору одељења Реакторски комплекс комплекса, Петелин Алексеј Леонидович и главни инжењер, с правом је да води популарне научне емисије на тему нуклеарних реактора :)

Ако ћете изван НИИАР-а завезати гаће у чарапе, онда ће вероватно неко сликати вас и ставити на мрежу да се насмеје. Међутим, ово је овде неопходно. Покушајте да схватите зашто.

Добродошли у хотел Цалифорниа

Сада о Калифорнији-252 и зашто је потребна. Већ сам говорио о високо-флуксном неутронском реактору СМ и његовим предностима. Сада замислите да енергија коју производи цео СМ реактор може произвести само један грам (!) Калифорније.
Цалифорниа-252 је снажан извор неутрона, што му омогућава да се користи за лечење малигних тумора, где друга терапија зрачењем није ефикасна. Јединствени метал омогућава вам да просипате кроз делове реактора, делове авиона и детектујете оштећења која су обично пажљиво скривена од к-зрака. Уз његову помоћ могуће је пронаћи резерве злата, сребра и нафте у цревима земље. Потребе за тим светом су веома велике, а купци су понекад присиљени да годинама стоје у реду за зажељеним микрограмом Калифорније! А све зато што производња овог метала траје ... година. Да би се произвео један грам Калифорније-252, плутонијум или куријум подвргавају се продуженом неутронском зрачењу у нуклеарном реактору 8, односно 1,5 година, узастопним трансформацијама које пролазе готово читаву линију трансуранских елемената периодичне табеле. Процес се ту не завршава - од добијених продуката озрачивања хемијским путем сам калцијум је изолован више месеци. Ово је веома, веома мукотрпан посао који не опрашта журбу. Микрограми метала се сакупљају буквално од атома. То објашњава тако високу цену.

Успут, критична маса метала Цалифорниа-252 је само 5 кг (за металну куглу), а у облику водених раствора соли - 10 грама (!), Што му омогућава да се користи у минијатурним нуклеарним бомбама. Међутим, као што сам већ написао, до сада је свега 8 грама у свету, и било би врло расипно користити га као бомбу :) Да, и проблем је у томе што након две године тачно остаје половина постојеће Калифорније, а након 4 године потпуно се претвара у прашину других стабилнијих супстанци.