Къде и как да се направи най-скъпият метал в света

Ако смятате, че златото и платината са най-ценните метали на планетата, значи грешите. В сравнение с някои изкуствено произведени метали златото е сравнимо с ръждата върху старо парче покривно желязо. Можете ли да си представите цена от 27 000 000 долара за грам вещество? Толкова струва радиоактивният елемент Калифорния 252. Само антиматерията, която е най-скъпото вещество в света, е по-скъпа (около 60 трилиона долара на грам антихидроген).

Към днешна дата в света са натрупани само 8 грама Калифорния-252, а годишно се произвеждат не повече от 40 милиграма. И има само 2 места на планетата, където редовно се произвежда: в Националната лаборатория на Оук Ридж в САЩ и ... в Димитровград, в Уляновска област.

Искате ли да знаете как се появява почти най-скъпият материал в света и защо е необходим?

Димитровград

Блести, но не загрявай

Най-мощни

От 6-те реактора има един, най-обичаният от учените от RIAR. Той е първият. Той е и най-могъщият, което му даде името - SM. През 1961 г. това е SM-1 с мощност 50 MW, през 1965 г. след модернизация става SM-2, през 1992 г. - SM-3, чиято експлоатация е проектирана до 2017 г. Това е уникален реактор и в света е единственият. Уникалността му се състои в много високата плътност на неутронния поток, която той е в състояние да създаде. Именно неутроните са основните продукти на RIAR. Използвайки неутрони, човек може да реши много проблеми при изучаването на материалите и създаването на полезни изотопи. И дори да реализират мечтата на средновековните алхимици в живота - да превърнат оловото в злато (теоретично).

Ако не навлизате в подробности, тогава процесът е много прост - едно вещество се взема и изстрелва от неутрони от всички страни. Така например от уран чрез раздробяване на неговите ядра чрез неутрони могат да се получат по-леки елементи: йод, стронций, молибден, ксенон и други.

Пускането в експлоатация на реактора SM-1 и неговата успешна експлоатация предизвика голям резонанс в научния свят, стимулирайки по-специално изграждането на високоточни реактори с твърд неутронен спектър в САЩ - HFBR (1964) и HFIR (1967). Светилата на ядрената физика, включително бащата на ядрената химия Глен Себорг, идваха многократно в RIAR и поеха опита. Но все пак никой друг не е създал същия реактор по отношение на елегантност и простота.

SM реакторът е просто блестящ. Ядрото му е почти кубче 42 x 42 x 35 см. Но разпределената мощност на този куб е 100 MW! Около сърцевината в специални канали се монтират тръби с различни вещества, които трябва да се изстрелват от неутрони.

Например наскоро от реактора се извади колба с иридий, от която се получи желаният изотоп. Сега той виси и охлажда.

След това малък контейнер с вече радиоактивен иридий ще бъде зареден в специален защитен оловен контейнер с тегло няколко тона и изпратен до клиента с кола.

След това отработеното гориво (само няколко грама) също ще бъде охладено, консервирано в оловен варел и изпратено до радиоактивно хранилище на територията на института за дългосрочно съхранение.

Син басейн

В тази стая има повече от един реактор. До SM е още един - RBT - реактор от тип басейн, който работи съвместно с него. Факт е, че в SM реактора горивото „изгаря“ само наполовина. Следователно, той трябва да бъде "изгорен" в RBT.

По принцип RBT е невероятен реактор, вътре в който дори можете да погледнете (ние обаче не ни беше позволено). Той няма обичайния дебел корпус от стомана и бетон и за да го предпази от радиация, той просто се поставя в огромен басейн с вода (оттук и името). Водната колона задържа активни частици, като ги инхибира. В този случай частиците, движещи се със скорост, превишаваща фазовата скорост на светлината в средата, причиняват синкаво сияние, познато на мнозина от филмите. Този ефект се нарича от имената на учените, които са го описали - Вавилов - Черенков.

(Снимката не е свързана с реактора RBT или RIAR, а само демонстрира ефекта на Вавилов-Черенков).

Миризма на гръмотевична буря

Миризмата на реакторната зала не може да бъде объркана с нищо. Мирише силно на озон, като след гръмотевична буря. Въздухът се йонизира по време на претоварване, когато отработените сглобки се отстраняват и се прехвърлят в басейна за охлаждане. O2 кислородна молекула се преобразува в O3. Между другото, озонът изобщо не мирише на свеж, а изглежда по-скоро като хлор и същият хаустик. С висока концентрация на озон ще кихате и кашляте, а след това ще умрете. Той се причислява към първия, най-висок клас на опасност от вредни вещества.

Радиационният фон в залата в този момент се повишава, но и тук няма хора - всичко е автоматизирано, а операторът наблюдава процеса през специален прозорец. Въпреки това, дори и след това, не трябва да докосвате парапета в залата без ръкавици - можете да хванете радиоактивна мръсотия.

Измийте ръцете си, отпред и отзад

Но няма да ви бъде позволено да се приберете с нея у дома - на изхода от „мръсната зона“ всички се проверяват с детектор за бета радиация и ако разберете, вие и дрехите ви ще отидете в реактора като гориво. Шега :)

Но във всеки случай ръцете трябва да се измиват със сапун след посещение на всякакви такива зони.

Промяна на пола

Коридорите и стълбите в реакторния съд са покрити със специален дебел линолеум, краищата на който са огънати към стените. Това е необходимо, за да може в случай на радиоактивно замърсяване да не се изхвърля цялата сграда, а просто да се навие линолеум и да се постави нов. Чистотата тук е почти като в операционната, защото най-голямата опасност е прахът и мръсотията, които могат да попаднат върху дрехите, кожата и вътре в тялото - алфа и бета частиците не могат да летят далеч, но когато са в близост до удар, те са като пушки и живите клетки определено не са кажи здравей.

Дистанционно с червен бутон

Контролна зала на реактора.

Самата конзола създава впечатление, че е дълбоко остаряла, но защо да променя това, което е предназначено за много години работа? Най-важното е, че зад щитовете и там всичко е ново. Въпреки това много сензори бяха прехвърлени от записващите устройства на електронни дисплеи и дори софтуерни системи, които, между другото, се разработват в NIIAR.

Всеки реактор има много независими степени на защита, така че "Фукушима" тук не може да бъде по принцип. Що се отнася до Чернобил - тук не са същите мощности, "джобни" реактори работят. Най-голямата опасност е излъчването на някои светлинни изотопи в атмосферата, но това няма да се случи, както сме сигурни.

Ядрени физици

Физиците на института са почитатели на своя занаят и могат да прекарват часове в разговор по интересен начин за тяхната работа и реактори. Отделеният час за въпроси не беше достатъчен и разговорът продължи два скучни часа. Според мен няма такъв човек, който да не се интересува от ядрената физика :) А към директора на отдела за научноизследователски комплекс „Реактор“ Петелин Алексей Леонидович и главния инженер е правилно да провеждат научно-популярни програми за изграждането на ядрени реактори :)

Ако извън NIIAR ще си пъхнете панталоните в чорапите си, тогава най-вероятно някой ще ви направи снимка и ще я пусне в мрежата, за да се смее. Това обаче е необходимост тук. Опитайте се да разберете защо.

Добре дошли в калифорния хотел

Сега за Калифорния-252 и защо е необходимо. Вече говорих за високоточния неутронния реактор SM и неговите ползи. А сега си представете, че енергията, която произвежда цял SM реактор, може да произведе само един грам (!) Калифорния.
Калифорния-252 е мощен източник на неутрони, което позволява да се използва за лечение на злокачествени тумори, където друга лъчева терапия е неефективна. Уникалният метал ви позволява да блеснете през части от реактори, части от самолети и да откриете повреди, които обикновено са внимателно скрити от рентгенови лъчи. С негова помощ е възможно да намерите запаси от находища на злато, сребро и нефт в недрата на земята. Потребността от него в света е много голяма и понякога клиентите са принудени да стоят години наред за заветния микрограм на Калифорния! И всичко това, защото производството на този метал отнема ... години. За да се получи един грам Калифорния-252, плутоний или куриум се подлагат на продължително неутронно облъчване в ядрен реактор съответно 8 и 1,5 години, чрез последователни трансформации, преминаващи почти цялата линия трансуранови елементи на периодичната таблица. Процесът не свършва дотук - от получените продукти на облъчване с химически средства самият калций се изолира в продължение на много месеци. Това е много, много старателна работа, която не прощава бързане. Микрограмите на метала се събират буквално от атоми. Това обяснява толкова висока цена.

Между другото, критичната маса на метала Калифорния-252 е само 5 кг (за метална топка), а под формата на водни разтвори на соли - 10 грама (!), Което позволява използването му в миниатюрни ядрени бомби. Въпреки това, както вече писах, в света има само 8 грама досега и би било много разточително да го използвате като бомба :) Да, и проблемът е, че след 2 години точно половината от съществуващата Калифорния остава, а след 4 години напълно се обръща в прах от други по-стабилни вещества.