Kde a ako vyrobiť najdrahší kov na svete

Ak si myslíte, že zlato a platina sú najcennejšími kovmi na planéte, mýlite sa. V porovnaní s niektorými umelo vyrobenými kovmi je zlato porovnateľné s hrdzou na starom kuse strešnej liatiny. Viete si predstaviť cenu 27 000 000 dolárov za gram látky? To je cena rádioaktívnych prvkov Kalifornie 252. Iba antihmota, ktorá je najdrahšou látkou na svete, je drahšia (približne 60 biliónov dolárov za gram antihydrogénu).

Doteraz sa na svete nahromadilo iba 8 gramov Kalifornie-252 a ročne sa nevyrába viac ako 40 miligramov. A na planéte sú iba 2 miesta, kde sa pravidelne vyrába: v Národnom laboratóriu Oak Ridge v USA a ... v Dimitrovgrade v regióne Ulyanovsk.

Chcete vedieť, ako sa objaví takmer najdrahší materiál na svete a prečo je potrebný?

Dimitrovgrad

Svieti, ale nezohrieva sa

Najvýkonnejší

Zo šiestich reaktorov je jeden z najobľúbenejších vedcov RIAR. Je úplne prvým. Je tiež najmocnejším, čo mu dalo meno - SM. V roku 1961 to bol SM-1 s kapacitou 50 MW, v roku 1965 sa po modernizácii stal SM-2, v roku 1992 SM-3, ktorého prevádzka je navrhnutá do roku 2017. Je to jedinečný reaktor a na svete je jediný. Jeho jedinečnosť spočíva vo veľmi vysokej hustote toku neutrónov, ktorú dokáže vytvoriť. Hlavnými produktmi RIAR sú neutróny. Pomocou neutrónov je možné vyriešiť mnoho problémov pri štúdiu materiálov a vytváraní užitočných izotopov. A dokonca si uvedomiť sen stredovekých alchymistov v živote - premeniť vedenie na zlato (teoreticky).

Ak sa nezaoberáte podrobnosťami, potom je postup veľmi jednoduchý - jednu látku berú a vypaľujú neutróny zo všetkých strán. Napríklad z uránu drvením jeho jadier neutrónmi je možné získať ľahšie prvky: jód, stroncium, molybdén, xenón a ďalšie.

Uvedenie reaktora SM-1 do prevádzky a jeho úspešná prevádzka spôsobili veľkú rezonanciu vo vedeckom svete, čo podnietilo najmä výstavbu reaktorov s vysokým tokom s tvrdým neutrónovým spektrom v USA - HFBR (1964) a HFIR (1967). Svietidlá jadrovej fyziky, vrátane otca jadrovej chémie, Glenn Seborg, prišli na RIAR opakovane a prevzali túto skúsenosť. Nikto iný však nevytvoril rovnaký reaktor z hľadiska elegancie a jednoduchosti.

SM reaktor je jednoducho vynikajúci. Jej jadrom je takmer 42 x 42 x 35 cm, ale alokovaný výkon tejto kocky je 100 MW! Okolo jadra sú v špeciálnych kanáloch inštalované rúry s rôznymi látkami, ktoré musia byť vypálené neutrónmi.

Napríklad nedávno sa z reaktora vytiahla banka s irídiom, z ktorého sa získal požadovaný izotop. Teraz visí a ochladzuje sa.

Potom sa malý kontajner s rádioaktívnym irídiom naloží do špeciálneho ochranného oloveného kontajnera s hmotnosťou niekoľkých ton a odošle zákazníkovi autom.

Vyhoreté palivo (len niekoľko gramov) sa potom tiež chladí, konzervuje v olovenom valci a odosiela do rádioaktívneho skladu na území ústavu na dlhodobé skladovanie.

Modrý bazén

V tejto miestnosti je viac ako jeden reaktor. Vedľa SM je ďalší reaktor RBT - bazénový reaktor, ktorý s ním pracuje. Faktom je, že v SM reaktore palivo „vyhorí“ iba na polovicu. Preto musí byť v RBT „spálený“.

Všeobecne platí, že RBT je úžasný reaktor, do ktorého sa môžete dokonca pozrieť (my sme to však nemali povolené). Nemá obvyklé hrubé oceľové a betónové puzdro a na ochranu pred žiarením sa jednoducho umiestni do obrovského kaluže vody (odtiaľ názov). Vodný stĺpec obsahuje aktívne častice a inhibuje ich. V tomto prípade častice pohybujúce sa rýchlosťou presahujúcou fázovú rýchlosť svetla v médiu spôsobujú namodralú žiaru, ktorá je známa mnohým z filmov. Tento efekt nazývajú mená vedcov, ktorí ho opísali - Vavilov - Cherenkov.

(Fotografia nesúvisí s reaktorom RBT alebo RIAR, ale iba demonštruje Vavilov-Cherenkovov efekt).

Vôňa hromu

Vôňu reaktorovej haly nemožno zamieňať s ničím. Silne vonia z ozónu, podobne ako po búrke. Vzduch sa ionizuje počas preťaženia, keď sa vyradené zostavy odstránia a prenesú do bazénu na ochladenie. Molekula kyslíka O2 sa prevádza na O3. Mimochodom, ozón vôbec nepáchne sviežo, ale vyzerá skôr ako chlór a rovnaká žieravina. Pri vysokej koncentrácii ozónu budete kýchať a kašľať a potom zomrieť. Je zaradený do prvej, najvyššej triedy nebezpečnosti škodlivých látok.

Radiačné pozadie v hale v tejto chvíli stúpa, ale nie sú tu ani žiadni ľudia - všetko je automatizované a operátor sleduje tento proces pomocou špeciálneho okna. Avšak ani potom by ste sa nemali dotýkať zábradlia v hale bez rukavíc - môžete zachytiť rádioaktívne nečistoty.

Umyte si ruky predné a zadné

Nebudete mať dovolené ísť s ňou domov - pri východe z „špinavej zóny“ bude každý skontrolovaný detektorom beta žiarenia a ak zistíte, vy a vaše oblečenie pôjdete do reaktora ako palivo. Vtip :)

V každom prípade by sa však ruky mali po umývaní umývať mydlom.

Zmena pohlavia

Chodby a schody v nádobe reaktora sú pokryté špeciálnou hrubou linolea, ktorej okraje sú ohnuté k stenám. Je to potrebné, aby v prípade rádioaktívnej kontaminácie nebolo možné zlikvidovať celú budovu, ale jednoducho zvinúť linoleum a položiť novú. Čistota je tu takmer ako v operačnej sále, pretože najväčším nebezpečenstvom sú prach a nečistoty, ktoré sa môžu dostať na odev, pokožku a vo vnútri tela - častice alfa a beta nemôžu lietať ďaleko, ale keď sú blízko, sú ako delové gule a živé bunky určite nie sú ahoj.

Diaľkové ovládanie s červeným tlačidlom

Kontrolná miestnosť reaktora.

Samotná konzola vyvoláva dojem, že je hlboko zastaraná, ale prečo zmeniť to, čo je navrhnuté na mnoho rokov prevádzky? Najdôležitejšie je, že za štítmi je všetko nové. Mnoho senzorov sa však prenieslo z rekordérov na elektronické displeje a dokonca aj softvérové ​​systémy, ktoré, mimochodom, sa vyvíjajú na NIIAR.

Každý reaktor má veľa nezávislých stupňov ochrany, takže "Fukušima" tu nemôže byť v zásade. Pokiaľ ide o Černobyľ - nie rovnaké kapacity, pracujú tu „vreckové“ reaktory. Najväčším nebezpečenstvom je emisia niektorých izotopov svetla do atmosféry, čo sa však nemôže stať, ako sme si istí.

Jadrový fyzik

Fyzici ústavu sú fanúšikmi svojho remesla a môžu zaujímavo tráviť hodiny rozprávaním o svojej práci a reaktoroch. Hodina vyhradená na otázky nestačila a konverzácia trvala dve nudné hodiny. Podľa môjho názoru neexistuje taká osoba, ktorá by sa nezaujímala o jadrovú fyziku :) A riaditeľovi oddelenia pre výskum reaktorov, Petelinovi Alexejovi Leonidovičovi a hlavnému technikovi, je správne vykonávať populárne vedecké vysielanie na tému jadrových reaktorov :)

Ak mimo NIIAR si zastrčíte nohavice do ponožiek, pravdepodobne vás niekto odfotí a položí na sieť, aby sa zasmiali. Je to však tu nevyhnutnosť. Pokúste sa zistiť prečo.

Vitajte v hoteli californium

Teraz o Kalifornii-252 a prečo je to potrebné. Už som hovoril o vysokovýkonnom neutrónovom reaktore SM a jeho výhodách. Teraz si predstavte, že energia, ktorú produkuje celý SM reaktor, môže produkovať iba jeden gram Kalifornie (!).
California-252 je silný zdroj neutrónov, ktorý umožňuje jeho použitie na liečbu zhubných nádorov, pri ktorých je iná radiačná terapia neúčinná. Unikátny kov umožňuje žiariť cez časti reaktorov, častí lietadla a odhaliť poškodenie, ktoré je zvyčajne starostlivo skryté pred röntgenovými lúčmi. S jeho pomocou je možné v zásobách zeme nájsť zásoby zlata, striebra a ropy. Potreba tohto riešenia na svete je veľmi veľká a zákazníci sú niekedy nútení stáť roky v rade za vyhľadávaným mikrogramom Kalifornie! A to všetko preto, že výroba tohto kovu trvá ... rokov. Aby sa vyrobil jeden gram Kalifornie-252, plutónium alebo kurium sa podrobí dlhodobému ožarovaniu neutrónmi v jadrovom reaktore počas 8 a 1,5 roka postupnými transformáciami, ktoré prechádzajú takmer celou líniou transuranických prvkov periodickej tabuľky. Proces sa tým nekončí - z výsledných produktov ožarovania chemickými prostriedkami je samotný vápnik izolovaný na mnoho mesiacov. Jedná sa o veľmi, veľmi starostlivú prácu, ktorá neodpustí zhon. Mikrogramy kovu sa zbierajú doslova atómami. Toto vysvetľuje tak vysokú cenu.

Mimochodom, kritická hmotnosť kovu Kalifornia-252 je iba 5 kg (pre kovovú guľu) a vo forme vodných roztokov solí - 10 gramov (!), Čo umožňuje použitie v miniatúrnych jadrových bombách. Ako som však už písal, doposiaľ je na svete iba 8 gramov a bolo by zbytočné používať ho ako bombu :) Áno, a problém je, že po 2 rokoch zostane polovica existujúcej Kalifornie a po 4 rokoch sa úplne zmení. do prachu z iných stabilnejších látok.