Boriss Alestar: Россия и ядерная энергетика

Поэкспериментировали - выяснили, что если уран-235 в куске природного будет 5-7%, получится то, что надо: гореть будет спокойно, без взрывов, гореть будет достаточно долго, отдавая человеку нужную ему энергию. Поскольку человеки завсегда думают про деньги, процесс увеличения концентрации урана-235 в природно уране-238, они назвали "обогащением". Ну, так уж мы устроены)

Короче: хотите, чтобы уран был полезен для АЭС - обогащайте его. Хотите, чтобы уран взрывался в едрен-батонах - обогащайте его. Тут и встал вопрос: а как этого добиться-то? Ну, вот лежит перед тобой кусок урана - как выкинуть из него лишние атомы-238 и оставить только атомы-235? Задачка... Достаточно быстро удалось выяснить, что уран легко присоединяет к себе атомы фтора, превращаясь в кристалл, которому нужно всего 56 градусов тепла, чтобы стать газом. Если точнее - смесью газов. В одном из них атомы чуть крупнее и чуть тяжелее - это фтор с ураном-238. Второй газ состоит из атомов чуть поменьше и чуть полегче - фтор с ураном-235. Ну - разделяй и властвуй!

Изначально физики прицепились к словам "больше - меньше". Ставим сетку, прогоняем через нее газ - уран-235 проскочил, уран-238 застрял, мы в дамках. Собственно, проблемой разделения изотопов теоретически начал заниматься еще в начале 30-х сам Пауль Дирак - звезда первой величины в физике. Группа ученых под его руководством сделала расчеты и для изотопов урана, по которым получалась, что разделение при помощи центрифуг - антинаучная утопия. Как происходит разделение при помощи центрифуги? Да по тому же принципу, по которому в сепараторе делают масло из молока. Берем ось, которая будет вращаться, вставляем в бочку, наливаем в нее молоко. Раскручиваем как следует ось - масло на оси, все, что легче - на стенках.

Делов-то! Вот только расчеты теоретиков показали: для того, чтобы легкие атомы урана-235 отделить от тяжелых атомов урана-238, ось центрифуги должна вращаться со скоростью не менее 1200 оборотов в ... секунду. Так не бывает - вот вердикт физиков. Нет таких моторов, никакой металл для оси не выдержит такую нагрузку, никакие подшипники не выдержат такой скорости, никакой материал для стенок не пройдет частоту резонанса (ось набирает скорость постепенно, и обязательно проходит так называемую "критическую частоту", совпадающую с частотой резонанса стенок центрифуги. Помните роту солдат на каменном мосту, шагающей нога в ногу, из-за чего мост просто разваливается?), не разлетевшись на куски. "Безнадега!" - сказали большие физики. Yes! - ответили американцы и в "Манхеттенском проекте" стали заниматься исключительно сетками. Научное название метода - "диффузионное разделение": газ ведь проходит сквозь сетку, а в физике такой процесс и называют диффузией.

Как работается с этими сеточками? Кропотливый труд: одна сетка отделяет 1,0002 так нужного атома урана-235. Чтобы добраться до нужных для АЭС 7% урана-235 нужно поставить друг за другом 1 500 сеток. Сама сетка - произведение инженерного искусства. Величина дырочек в ней - 0,000 01 мм, при этом сетка должна выдерживать температуру под 100 градусов, материал должен не бояться постоянной радиации. И таких сеток нужны тысячи и тысячи. На функционирование каскадов этих сеток уходит прорва электроэнергии: даже после 50 лет усовершенствования этого метода на единицу разделения тратилось 2 500 кВт*ч. Но результаты таких трудов и таких затрат того стоили - благодаря этим самым сеточкам американцы не только уничтожили Хиросиму и Нагасаки, но и могли строить планы ядерной бомбардировки городов СССР.

В СССР в декабре 1945 года работа по созданию диффузионных производств была поручена Исааку Константиновичу Кикоину. Один из плеяды блистательных советских ученых, ставший доктором физических наук в 27 лет, в годы войны Кикоин занимался, как и вся страна, спасением страны. За изобретение и и внедрение в производство магнитных взрывателей для противотанковых мин Кикоину в 1942 была присвоена Сталинская премия. А чуть позже, 28 сентября 1942 настал день, который можно считать днем рождения атомного проекта в СССР. В этот день вышло постановление ГКО (государственного комитета обороны) № 2352с - "Об организации работ по урану". Исаак Кикоин стал одним из первых, кого привлекли к этой работе, потому и в 1945 от предложения Лаврентия Павловича Берии возглавить 2-й отдел Лаборатории № 2 в Спецпроекте Исаак Константинович и не думал отказываться. Времени с той секретной поры прошло много, теперь даже можно "перевести на русский" задачу, которая была поставлена Кикоину. Тогда это звучало так: "Обеспечить строительство завода № 813 в Свердловске-44". Что-нибудь понятно?