איפה ואיך להכין את המתכת היקרה ביותר בעולם

אם אתה חושב כי זהב ופלטינה הם המתכות החשובות ביותר על פני כדור הארץ, אתה טועה. בהשוואה לכמה מתכות המיוצרות באופן מלאכותי, זהב דומה לחלודה על פיסת ברזל ישנה. אתה יכול לדמיין מחיר של 27,000,000 $ לגרם חומר? זה כמה עולה האלמנט הרדיואקטיבי בקליפורניה 252. רק אנטי-חומר, שהוא החומר היקר ביותר בעולם, יקר יותר (כ- 60 טריליון דולר לגרם אנטי-מימן).

עד היום הצטברו רק 8 גרם קליפורניה -252 בעולם ולא מיוצרים יותר מ -40 מיליגרם בשנה. ויש רק 2 מקומות על פני כדור הארץ שבהם הוא מיוצר באופן קבוע: במעבדה הלאומית של אוק רידג 'בארצות הברית ו ... בדימיטרובראד, באזור יוליאנובסק.

האם אתה רוצה לדעת כיצד כמעט עולה החומר היקר ביותר בעולם ומדוע הוא נחוץ?

דימיטרובראד

לזרוח אבל לא לחמם

הכי חזק

מבין 6 הכורים, יש אחד, האהובים ביותר על ידי מדעני RIAR. הוא הראשון. הוא גם החזק ביותר, שהעניק לו את השם - SM. בשנת 1961 היה זה SM-1 עם הספק של 50 מגוואט, בשנת 1965, לאחר המודרניזציה, הוא הפך ל- SM-2, בשנת 1992 - SM-3, שתפעולו תוכנן עד 2017. זהו כור ייחודי ובעולם הוא היחיד. הייחודיות שלו טמונה בצפיפות שטף הנויטרונים הגבוהה ביותר שהוא מסוגל ליצור. זה נויטרונים שהם המוצרים העיקריים של RIAR. בעזרת נויטרונים ניתן לפתור בעיות רבות בחקר החומרים וביצירת איזוטופים שימושיים. ואפילו להגשים את חלומם של האלכימאים מימי הביניים בחיים - להפוך את העופרת לזהב (תיאורטית).

אם לא נכנסים לפרטים, התהליך פשוט מאוד - חומר אחד נלקח ונורה על ידי נויטרונים מכל עבר. כך, למשל, מאורניום על ידי ריסוק גרעיניםיו על ידי נויטרונים, ניתן להשיג יסודות קלים יותר: יוד, סטרונציום, מוליבדן, קסנון ואחרים.

הזמנת הכור SM-1 והפעלתו המוצלחת גרמו לתהודה רבה בעולם המדעי, וגרמו, במיוחד, לבניית כורים בעלי שטף גבוה עם ספקטרום נויטרונים קשה בארצות הברית - HFBR (1964) ו- HFIR (1967). המאורות של הפיזיקה הגרעינית, כולל אבי הכימיה הגרעינית, גלן סבורג, הגיעו ל- RIAR שוב ושוב השתלטו על החוויה. אך עדיין, אף אחד אחר לא יצר את אותו הכור מבחינת האלגנטיות והפשטות.

הכור של ה- SM פשוט מבריק. הליבה שלה היא כמעט קוביה 42 x 42 על 35 ס"מ. אך כוחה המוקצה של קוביה זו הוא 100 מגוואט! סביב הגלעין בתעלות מיוחדות, מותקנות צינורות עם חומרים שונים, אותם יש לירות על ידי נויטרונים.

לדוגמא, לאחרונה, נשלף מהכור בקבוק עם אירידיום, ממנו הושג האיזוטופ הרצוי. עכשיו זה תלוי ומתקרר.

לאחר מכן יוטען מיכל קטן עם אירידיום רדיואקטיבי כעת במיכל עופרת מגן מיוחד במשקל של כמה טונות ונשלח ללקוח ברכב.

לאחר מכן ייקרר גם הדלק שהוצא (כמה גרם בודדים), ישומר בחבית עופרת ונשלח למתקן אחסון רדיואקטיבי בשטח המכון לאחסון לטווח הארוך.

בריכה כחולה

יש יותר מכור אחד בחדר הזה. ליד ה- SM נמצא עוד אחד - RBT - כור מסוג בריכה שעובד יחד איתו. העובדה היא שבכור SM הדלק "שורף" רק חצי. לכן יש לשרוף אותו ב- RBT.

באופן כללי, RBT הוא כור מדהים, שבתוכו אתה יכול אפילו להסתכל (עם זאת, אסור היה לנו). אין לו מארז הפלדה והבטון העבה הרגיל, וכדי להגן עליו מפני קרינה הוא פשוט ממוקם בבריכת מים ענקית (ומכאן השם). עמוד המים מכיל חלקיקים פעילים ומעכב אותם. במקרה זה, חלקיקים הנעים במהירות העולה על מהירות הבמה של האור במדיום גורמים לזוהר כחלחל המוכר לרבים מסרטים. השפעה זו נקראת בשמות המדענים שתיארו אותה - Vavilov - Cherenkov.

(התצלום אינו קשור לכור RBT או RIAR, אלא רק מדגים את אפקט הוויוולוב-צ'רנקוב).

ריח סופת רעמים

אי אפשר להתבלבל בין ריח אולם הכורים לשום דבר. יש לו ריח חזק של אוזון, כמו אחרי סופת רעמים. אוויר מיונן במהלך עומס יתר, כאשר מוסרים מכלולים משומשים ומועברים לבריכה לקירור. מולקולת החמצן O2 מומרת ל- O3. אגב, לאוזון אין ריח טרי אלא נראה יותר כמו כלור ואותו קאוסטית. עם ריכוז גבוה של אוזון, תוכלו להתעטש ולהשתעל ואז למות. זה מוקצה למחלקה הראשונה והגבוהה ביותר של סכנה של חומרים מזיקים.

הרקע לקרינה באולם הולך וגובר ברגע זה, אך אין כאן אנשים - הכל אוטומטי, והמפעיל צופה בתהליך דרך חלון מיוחד. עם זאת, גם לאחר מכן, אל תיגע במעקה באולם ללא כפפות - אתה יכול לתפוס לכלוך רדיואקטיבי.

שטפו את הידיים, מקדימה ומאחור

אבל אסור לך לחזור איתה הביתה - ביציאה מה"אזור המלוכלך "כולם ייבדקו עם גלאי קרינת בטא, ואם תגלה את זה, אתה והבגדים שלך תלך לכור כדלק. בדיחה :)

אך בכל מקרה יש לשטוף ידיים בסבון לאחר ביקור באזורים כאלה.

לשנות את המגדר

המסדרונות והמדרגות בכלי הכור מכוסים בלינוליאום עבה ומיוחד ששוליו כפופים לקירות. זה הכרחי כדי שבמקרה של זיהום רדיואקטיבי ניתן יהיה לא להיפטר מהבניין כולו, אלא פשוט להפשיל לינולאום ולהניח בניין חדש. הניקיון כאן הוא כמעט כמו בחדר הניתוח, מכיוון שהסכנה הגדולה ביותר היא אבק ולכלוך שיכולים להסתובב על בגדים, עור ובתוך הגוף - חלקיקי אלפא ובטא אינם יכולים לעוף רחוק, אך כאשר הם נמצאים בקרבת השפעה, הם כמו כדורי תותח, ותאים חיים הם בהחלט לא תגיד שלום.

מרחוק עם כפתור אדום

חדר בקרת כורים.

הקונסולה עצמה נותנת רושם שהיא מיושנת עמוקה, אך מדוע לשנות את מה שתוכנן לשנים רבות של פעולה? הדבר החשוב ביותר הוא שמאחורי המגנים, ושם הכל חדש. עם זאת, חיישנים רבים הועברו מקלטים לתצוגה אלקטרונית ואפילו מערכות תוכנה, שאגב מפותחות ב- NIIAR.

לכל כור דרגות הגנה עצמאיות רבות, כך ש"פוקושימה "כאן לא יכול להיות עקרוני. באשר לצ'רנוביל - לא אותן יכולות, כאן עובדים כורים "כיס". הסכנה הגדולה ביותר היא פליטה של איזוטופים קלים לאטמוספירה, אך זה לא יאפשר לקרות, כפי שמובטחים לנו.

פיזיקאים גרעיניים

פיסיקאים של המכון הם אוהדי מלאכתם ויכולים לבלות שעות בשיחות מעניינות על עבודתם ועל הכורים. השעה שהוקצתה לשאלות לא הספיקה, והשיחה נמשכה שעתיים משעממות. לדעתי, אין אדם כזה שלא היה מעוניין בפיזיקה גרעינית :) ולמנהל המחלקה למחקר המחקר של הכור, פטלין אלכסיי ליאונידוביץ 'והמהנדס הראשי, זה בדיוק נכון לערוך תכניות מדע פופולריות בנושא בניית כורים גרעיניים :)

אם מחוץ ל- NIIAR תקשיבו את מכנסייך בגרביים, סביר להניח שמישהו יצלם אותך ויניח אותו ברשת לצחוק. עם זאת, זהו הכרח כאן. נסה להבין מדוע.

ברוך הבא לקליפורניה במלון

עכשיו בקליפורניה -252 ולמה זה נחוץ. אני כבר דיברתי על הכור הנייטרוני הגבוה שטף SM ועל היתרונות שלו. עכשיו דמיין שהאנרגיה שמייצר כור SM שלם יכולה לייצר רק גרם אחד (!) מקליפורניה.
קליפורניה -252 הוא מקור רב עוצמה של נויטרונים, המאפשר להשתמש בו לטיפול בגידולים ממאירים, בהם טיפול קרינתי אחר אינו יעיל. המתכת הייחודית מאפשרת לך לזרוח דרך חלקים של כורים, חלקי כלי טיס ולגלות נזקים שלרוב מוסתרים מקרני רנטגן. בעזרתו ניתן למצוא עתודות של מרבצי זהב, כסף ושמן במעי האדמה. הצורך בכך בעולם גדול מאוד, ולקוחות נאלצים לפעמים לעמוד שנים בתור למיקרוגרם הנחשק של קליפורניה! והכל בגלל שהייצור של המתכת הזו לוקח ... שנים. כדי לייצר גרם אחד של קליפורניה -252, פלוטוניום או קוריום נתונים להשקיית נויטרונים ממושכת בכור גרעיני במשך 8 ו -1.5 שנה, בהתאמה, על ידי טרנספורמציות רצופות העוברות כמעט את כל קו האלמנטים הטרנסראניים של הטבלה המחזורית. התהליך לא מסתיים שם - מתוצרי ההקרנה הנובעים באמצעים כימיים, הסידן עצמו מבודד במשך חודשים רבים. זו עבודה מאוד מאוד קפדנית שלא סולחת למהר. מיקרוגרמים של מתכת נאספים באופן מילולי על ידי אטומים. זה מסביר מחיר כה גבוה.

אגב, המסה הקריטית של קליפורניה -252 מתכת היא רק 5 ק"ג (לכדור מתכת), ובצורה של תמיסות מימיות של מלחים - 10 גרם (!), המאפשרים להשתמש בפצצות גרעין זעירות. עם זאת, כמו שכבר כתבתי, בעולם יש רק 8 גרם עד כה, וזה יהיה בזבזני מאוד להשתמש בה כפצצה :) כן, והצרה היא שאחרי שנתיים בדיוק חצי מהקליפורניה הקיימת נשארה, ואחרי 4 שנים היא מסתובבת לחלוטין לאבק מחומרים יציבים אחרים.