Для того, чтобы заставить уран поработать на человека, нужно его добыть из урановой руды, а затем обогатить. На заре нового, атомного века в 40-х годах прошлого века американцы сделали ставку на диффузный метод обогащения урана. Видимо, потому, что Дирак решил, что разделение с помощью центрифуг технически невозможно, и американцы приняли на веру слова этого очень авторитетного физика.
Предварительно из урана, получаемого из природной руды производят гексафторид урана соединение урана, которое превращается в газ при 56 градусах Цельсия. Затем этот газ проходит сквозь сеточку где происходит разделение, диффузия газа через сеточку. Труд долгий и очень энергоемкий, проходя через одну сеточку отделяется 1,0002 нужного атома урана-235. Чтобы добраться до нужных для АЭС 7% урана-235 нужно поставить друг за другом 1 500 сеток. Сама сеточка просто произведение искусства, размер отверстий в ней – 0,000 01 мм, при этом сетка должна выдерживать температуру под 100 градусов, материал должен не бояться радиации. И таких сеток нужны тысячи и тысячи, на функционирование каскада таких сеточек, требуемого для произведения 1 единицы разделения, требуется 2 500 квт. ч. И это после десятилетий усовершенствования этого метода!
Мы решили поступить иначе, построили завод по диффузному разделению изотопов урана, как и американцы, но решили проверить утверждение Дирака, и отдельная научная группа занялась работой над центрифугами. Среди немецких военнопленных наши органы стремились найти ученых, инженеров и техников, которые способны своими знаниями помочь нашей стране. Среди таких был и бывший сотрудник фирмы “Сименс” Макс Штеенбек, под руководством которого была собрана группа специалистов, для проверки возможности разделять изотопы урана с помощью центрифуг. Группа достигла значительных успехов, в частности им удалось вообще избавиться от подшипника. Рядом с этой группой работал наш инженер, Виктор Иванович Сергеев, который во время войны изучал конструкцию немецких “Тигров”, “Пантер” и “Фердинандов” для того, чтобы обнаружить их слабые места. К концу войны он стал специалистом по немецкой инженерной школе и хорошо знал, где она чаще всего допускает ошибки, в силу специфики своего развития.
Так вот, вместо подшипника в центрифуге немцы использовали иглу, которая стоит на подложке из твердого сплава, и в этот твердый сплав уперлась группа Штеенбека. А Сергеев просто предложил вместо него использовать искусственный корунд! Очень просто он решил и вопрос иглы, на которой вращалась центрифуга – граммофонные иглы. Кроме этого, для получения, выделенного гексафторида U 235 он предложил внутрь центрифуги поместить трубку Пито. Немцы считали, что возникнет турбуленция и все результаты по разделению изотопов пойдут насмарку, но турбуленция не возникала! Объяснить почему я не смогу, для этого нужно быть физиком, но факт – турбуленции не было.
В общем, в 1957 году в Новоуральске построили завод, на котором заработали наши центрифуги первого поколения. При этом выяснилось, что что на обогащение одинакового количества урана центрифужный метод требовал в 17 раз меньше энергии, чем на каскаде сеточек. После этого все стало ясно и наш завод, работавший на диффузном методе, был закрыт. И у нас начали работать сотни тысяч маленьких центрифуг. Шло время, поколения центрифуг менялись, немного улучшался металл из которых они сделаны, увеличивалась скорость вращения. Сейчас у нас работают центрифуги 9 поколения, за прошедшее время удалось снизить энергозатраты на единицу работы разделения в 10 раз, а вот производительность центрифуг – выросла, причем в 14 раз.
В итоге опираясь на доклад МАГАТЕ в 2015 году мировая мощность заводов по обогащению урана составила 57 073 тысячи единиц работы разделения. Наши центрифуги производили 26 578 тысяч ЕРР. 46,6% мировых мощностей, плюс Китай, который за миллиард долларов в 2008 году приобрел центрифуги 6 поколения и поставил их на своем заводе в Шэньси - 4 220 тысяч ЕРР. В общей сложности получается доля российских технологий на рынке обогащения урана – 54%.
Невольно возникает вопрос, а какова доля США на рынке обогащения. Ответить на него просто – 0%. У них не осталось своего обогащения. Причин здесь много, неудачи с освоением собственных центрифуг, низкая эффективность сеток, дороговизна собственноручно выработанного топлива в сравнении с тем, что они получали по контракту ВОУ-НОУ, и передача атомной отрасли в частные руки, в том числе. И вероятность того, что они вернуться в атомный клуб очень невелика. Я неоднократно уже упоминал, что они растеряли многие компетенции в области материального производства. А уж если говорить о такой сложной сфере, как атомная промышленность, то здесь они, пожалуй, потеряли свой билет в атомный клуб навсегда. Представьте себе, нищий, отсталый Пакистан, производит ядерное оружие, а США, единственная сверхдержава не может производить основной компонент ЯО – оружейный уран и плутоний.
И кстати, думаю, стоит как-то раз описать как американцы пытались создать американскую центрифугу. И почему у них всегда это проваливалось. Но в другой раз.
Свежие комментарии