As disputas ambientais em torno do combustível nuclear usado (SNF) sempre me causaram um certo espanto. O armazenamento deste tipo de "resíduo" requer cuidados e medidas técnicas estritas e deve ser manuseado com cuidado. Mas isso não é motivo para se opor ao próprio fato da presença de combustível nuclear usado e ao aumento de suas reservas.
Finalmente, por que desperdiçar? A composição SNF contém muitos materiais físseis valiosos. Por exemplo, plutônio. De acordo com várias estimativas, é formado de 7 a 10 kg por tonelada de combustível nuclear usado, ou seja, cerca de 100 toneladas de combustível nuclear usado gerado na Rússia contém anualmente de 700 a 1000 kg de plutônio. O plutônio do reator (isto é, obtido em um reator de potência, e não em um reator de produção) é aplicável não apenas como combustível nuclear, mas também para criar cargas nucleares. Por conta disso, foram realizados experimentos que mostraram a possibilidade técnica de usar o plutônio do reator como enchimento de cargas nucleares.
Uma tonelada de combustível nuclear usado também contém cerca de 960 kg de urânio. O conteúdo de urânio-235 nele é pequeno, cerca de 1,1%, mas o urânio-238 pode ser passado por um reator de produção e obter o mesmo plutônio, só que agora de boa qualidade para armas.
Finalmente, o combustível nuclear usado, especialmente aquele recém-retirado do reator, pode atuar como uma arma radiológica, e é visivelmente superior nessa qualidade ao cobalto-60. A atividade de 1 kg de SNF atinge 26 mil curies (para o cobalto-60 - 17 mil curies). Uma tonelada de combustível nuclear gasto recém-removida do reator dá um nível de radiação de até 1000 sieverts por hora, ou seja, uma dose letal de 5 sieverts se acumula em apenas 20 segundos. Multar! Se o inimigo for borrifado com um pó fino de combustível nuclear gasto, ele pode causar sérias perdas.
Todas essas qualidades do combustível nuclear usado são conhecidas há muito tempo, mas encontraram sérias dificuldades técnicas associadas à extração de combustível da montagem de combustível.
Desmonte o "tubo da morte"
Por si só, o combustível nuclear é um pó de óxido de urânio, prensado ou sinterizado em comprimidos, pequenos cilindros com um canal oco em seu interior, que são colocados dentro de um elemento combustível (elemento combustível), a partir do qual são montados os conjuntos de combustível, colocados nos canais de o reator.
A TVEL é apenas um obstáculo no processamento de combustível nuclear usado. Acima de tudo, TVEL se parece com um cano de arma muito longo, quase 4 metros de comprimento (3837 mm, para ser exato). Seu calibre é quase uma arma: o diâmetro interno do tubo é de 7, 72 mm. O diâmetro externo é de 9,1 mm e a espessura da parede do tubo é de 0,65 mm. O tubo é feito de aço inoxidável ou liga de zircônio.
Os cilindros de óxido de urânio são colocados dentro do tubo e compactados firmemente. O tubo contém de 0,9 a 1,5 kg de urânio. A barra de combustível fechada é inflada com hélio sob uma pressão de 25 atmosferas. Durante a campanha, os cilindros de urânio se aquecem e se expandem, de modo que acabam presos no longo tubo do rifle. Quem acertou uma bala presa no cano com uma vareta pode imaginar a dificuldade da tarefa. Só aqui o cano tem quase 4 metros de comprimento e há mais de duzentas "balas" de urânio encaixadas nele. A radiação dele é tal que é possível trabalhar com o TVEL recém-retirado do reator apenas remotamente, usando manipuladores ou alguns outros dispositivos ou máquinas automáticas.
Como o combustível irradiado foi removido dos reatores de produção? A situação ali era muito simples. Os tubos TVEL para reatores de produção eram feitos de alumínio, que se dissolve perfeitamente em ácido nítrico, juntamente com urânio e plutônio. As substâncias necessárias foram extraídas da solução de ácido nítrico e foram para processamento posterior. Mas os reatores de potência projetados para uma temperatura muito mais alta usam materiais TVEL refratários e resistentes a ácidos. Além disso, cortar um tubo de aço inoxidável tão fino e longo é uma tarefa muito rara; normalmente toda a atenção dos engenheiros está voltada para a forma de rolar tal tubo. O tubo para TVEL é uma verdadeira obra-prima tecnológica. Em geral, vários métodos foram propostos para destruir ou cortar o tubo, mas esse método prevaleceu: primeiro, o tubo é picado em uma prensa (você pode cortar todo o conjunto de combustível) em pedaços de cerca de 4 cm de comprimento e, em seguida, os tocos são despejados em um recipiente onde o urânio é dissolvido com ácido nítrico. O nitrato de uranila obtido não é mais tão difícil de isolar da solução.
E esse método, por toda a sua simplicidade, tem uma desvantagem significativa. Os cilindros de urânio nas peças da barra de combustível se dissolvem lentamente. A área de contato do urânio com o ácido nas extremidades do coto é muito pequena e isso retarda a dissolução. Condições de reação desfavoráveis.
Se dependermos do combustível nuclear usado como material militar para a produção de urânio e plutônio, bem como como meio de guerra radiológica, precisamos aprender a serrar canos com rapidez e destreza. Para obter um meio de guerra radiológica, os métodos químicos não são adequados: afinal, precisamos preservar todo o buquê de isótopos radioativos. Não são tantos, produtos da fissão, 3,5% (ou 35 kg por tonelada): césio, estrôncio, tecnécio, mas são eles que criam a alta radioatividade do combustível nuclear irradiado. Portanto, é necessário um método mecânico de extração de urânio com todos os outros conteúdos dos tubos.
Refletindo, cheguei à seguinte conclusão. Espessura do tubo 0,65 mm. Não muito. Pode ser cortado em um torno. A espessura da parede corresponde aproximadamente à profundidade de corte de muitos tornos; se necessário, você pode aplicar soluções especiais com grande profundidade de corte em aços dúcteis, como o aço inoxidável, ou usar uma máquina com duas fresas. Um torno automático que pode agarrar a própria peça de trabalho, fixá-la e girá-la não é incomum hoje em dia, especialmente porque o corte de um tubo não requer precisão de precisão. Basta triturar a ponta do tubo, transformando-o em aparas.
Os cilindros de urânio, sendo liberados da carcaça de aço, cairão no receptor sob a máquina. Em outras palavras, é perfeitamente possível criar um complexo totalmente automático que irá cortar os conjuntos de combustível em pedaços (com um comprimento que seja mais conveniente para virar), colocar os cortes no dispositivo de armazenamento da máquina, então a máquina corta o tubo, liberando seu enchimento de urânio.
Se você dominar a desmontagem dos "tubos da morte", então é possível usar o combustível nuclear gasto tanto como um produto semi-acabado para o isolamento de isótopos para armas e para a produção de combustível de reator, quanto como uma arma radiológica.
Poeira negra mortal
As armas radiológicas, a meu ver, são mais aplicáveis em uma guerra nuclear prolongada e, principalmente, por causar danos ao potencial econômico-militar do inimigo.
Sob uma guerra nuclear prolongada, estou levantando uma guerra na qual as armas nucleares são usadas em todos os estágios de um conflito armado prolongado. Não creio que um conflito em grande escala que atingiu ou mesmo começou com a troca de ataques maciços de mísseis nucleares terminará aí. Em primeiro lugar, mesmo após danos significativos, ainda haverá oportunidades para a realização de operações de combate (estoques de armas e munições tornam possível conduzir operações de combate suficientemente intensivas por mais 3-4 meses sem reabastecê-los com a produção). Em segundo lugar, mesmo após o uso de armas nucleares em alerta, os grandes países nucleares ainda terão um grande número de diferentes ogivas, cargas nucleares, artefatos explosivos nucleares em seus armazéns, que, provavelmente, não sofrerão. Eles podem ser usados e sua importância para a condução das hostilidades torna-se muito grande. É aconselhável guardá-los e usá-los para uma mudança radical no curso de operações importantes ou na situação mais crítica. Não será mais um pedido de salva, mas prolongado, ou seja, uma guerra nuclear está adquirindo um caráter prolongado. Terceiro, nas questões econômico-militares de uma guerra em grande escala, na qual as armas convencionais são usadas junto com as armas nucleares, a produção de isótopos adequados para armas e novas cargas, e o reabastecimento de arsenais de armas nucleares estarão claramente entre os mais tarefas prioritárias importantes. Incluindo, é claro, a criação mais precoce possível de reatores de produção, indústrias radioquímicas e radiometalúrgicas, empresas de fabricação de componentes e montagem de armas nucleares.
É precisamente no contexto de um conflito armado de larga escala e prolongado que é importante não permitir que o inimigo tire proveito de seu potencial econômico. Esses objetos podem ser destruídos, o que exigirá uma arma nuclear de poder decente ou um grande gasto de bombas ou mísseis convencionais. Por exemplo, durante a Segunda Guerra Mundial, para garantir a destruição de uma grande usina, foi necessário lançar de 20 a 50 mil toneladas de bombas aéreas sobre ela em várias etapas. O primeiro ataque interrompeu a produção e danificou o equipamento, enquanto os ataques subsequentes interromperam o trabalho de restauração e exacerbaram os danos. Digamos que a usina de combustível sintético Leuna Werke tenha sido atacada seis vezes de maio a outubro de 1944, antes que a produção caísse para 15% da produção normal.
Em outras palavras, a destruição por si só não garante nada. Uma planta destruída pode ser restaurada e, de uma instalação fortemente destruída, podem ser retirados os restos do equipamento adequado para a criação de uma nova produção em outro local. Seria bom desenvolver um método que não permitisse ao inimigo usar, restaurar ou desmontar uma importante instalação econômica militar para obter peças. Parece que uma arma radiológica é adequada para isso.
Vale lembrar que durante o acidente na usina nuclear de Chernobyl, em que todas as atenções estavam voltadas geralmente para a 4ª unidade, as outras três unidades também foram desligadas em 26 de abril de 1986. Não é à toa que eles estavam contaminados e o nível de radiação na 3ª unidade de energia, localizada ao lado da unidade explodida, era de 5,6 roentgens / hora naquele dia, e uma dose meia letal de 350 roentgens aumentou em 2, 6 dias, ou em apenas sete turnos de trabalho. É claro que era perigoso trabalhar lá. A decisão de religar os reatores foi tomada em 27 de maio de 1986 e, após intensa descontaminação, a 1ª e a 2ª usinas foram lançadas em outubro de 1986, e a terceira usina em dezembro de 1987. A usina nuclear de 4000 MW ficou totalmente fora de serviço por cinco meses, simplesmente porque as unidades de energia intactas foram expostas à contaminação radioativa.
Então, se você borrifar uma instalação militar-econômica inimiga: uma usina de energia, uma usina militar, um porto, e assim por diante, com pó de combustível nuclear usado, com um monte de isótopos altamente radioativos, então o inimigo será privado de a oportunidade de usá-lo. Ele terá que passar muitos meses descontaminando, introduzindo uma rápida rotação de trabalhadores, construindo abrigos de rádio e incorrendo em perdas sanitárias por superexposição de pessoal; a produção parará totalmente ou diminuirá significativamente.
O método de liberação e poluição também é bastante simples: pó de óxido de urânio finamente moído - pó preto mortal - é carregado em cassetes explosivos, que por sua vez são carregados na ogiva de um míssil balístico. 400-500 kg de pó radioativo podem entrar nele livremente. Acima do alvo, os cassetes são ejetados da ogiva, os cassetes são destruídos por cargas explosivas e uma poeira fina altamente radioativa cobre o alvo. Dependendo da altura da operação da ogiva do míssil, é possível obter uma forte contaminação de uma área relativamente pequena, ou obter uma trilha radioativa extensa e estendida com um nível mais baixo de contaminação radioativa. Embora, digamos, Pripyat tenha sido despejado, já que o nível de radiação era de 0,5 roentgens / hora, ou seja, a dose meia letal se esgotou em 28 dias e tornou-se perigoso morar permanentemente nesta cidade.
Em minha opinião, as armas radiológicas foram erroneamente chamadas de armas de destruição em massa. Só pode atingir alguém em condições muito favoráveis. Em vez disso, é uma barreira que cria obstáculos para o acesso à área contaminada. O combustível do reator, que pode dar uma atividade de 15-20 mil roentgens / hora, conforme indicado nos "cadernos de Chernobyl", criará um obstáculo muito eficaz ao uso do objeto contaminado. As tentativas de ignorar a radiação resultarão em grandes perdas irrecuperáveis e sanitárias. Com a ajuda deste meio de obstáculo, é possível privar o inimigo dos objetos econômicos mais importantes, nós-chave da infraestrutura de transporte, bem como as terras agrícolas mais importantes.
Essa arma radiológica é muito mais simples e barata do que uma carga nuclear, pois é muito mais simples em seu projeto. É verdade que, devido à altíssima radioatividade, um equipamento automático especial será necessário para moer o óxido de urânio extraído do elemento combustível, equipá-lo em cassetes e na ogiva do foguete. A própria ogiva deve ser armazenada em um contêiner de proteção especial e instalada no míssil por um dispositivo automático especial antes do lançamento. Caso contrário, o cálculo receberá uma dose letal de radiação antes mesmo do lançamento. É melhor basear mísseis para lançar ogivas radiológicas em minas, uma vez que é mais fácil resolver o problema de armazenar com segurança uma ogiva altamente radioativa antes do lançamento.
