Perselisihan lingkungan seputar bahan bakar nuklir bekas (SNF) selalu membuat saya sedikit bingung. Penyimpanan jenis "limbah" ini memerlukan tindakan teknis dan tindakan pencegahan yang ketat, dan harus ditangani dengan hati-hati. Tetapi ini bukan alasan untuk menentang fakta keberadaan bahan bakar nuklir bekas dan peningkatan cadangannya.
Akhirnya, mengapa membuang-buang? Komposisi SNF mengandung banyak bahan fisil yang berharga. Contohnya plutonium. Menurut berbagai perkiraan, itu terbentuk dari 7 hingga 10 kg per ton bahan bakar nuklir bekas, yaitu, sekitar 100 ton bahan bakar nuklir bekas yang dihasilkan di Rusia setiap tahun mengandung 700 hingga 1000 kg plutonium. Plutonium reaktor (yaitu, diperoleh dalam reaktor daya, dan bukan dalam reaktor produksi) dapat diterapkan tidak hanya sebagai bahan bakar nuklir, tetapi juga untuk membuat muatan nuklir. Untuk itu dilakukan eksperimen yang menunjukkan kemungkinan teknis penggunaan plutonium reaktor sebagai pengisi muatan nuklir.
Satu ton bahan bakar nuklir bekas juga mengandung sekitar 960 kg uranium. Kandungan uranium-235 di dalamnya kecil, sekitar 1,1%, tetapi uranium-238 dapat melewati reaktor produksi dan mendapatkan semua plutonium yang sama, hanya sekarang dengan kualitas tingkat senjata yang baik.
Akhirnya, bahan bakar nuklir bekas, terutama yang baru dikeluarkan dari reaktor, dapat bertindak sebagai senjata radiologis, dan kualitasnya lebih unggul dibandingkan kobalt-60. Aktivitas 1 kg SNF mencapai 26 ribu curie (untuk kobalt-60 - 17 ribu curie). Satu ton bahan bakar nuklir bekas yang baru dikeluarkan dari reaktor memberikan tingkat radiasi hingga 1000 sieverts per jam, yaitu, dosis mematikan 5 sieverts terakumulasi hanya dalam 20 detik. Bagus! Jika musuh ditaburi bubuk halus bahan bakar nuklir bekas, maka ia dapat menimbulkan kerugian serius.
Semua kualitas bahan bakar nuklir bekas ini telah lama diketahui, hanya saja mereka mengalami kesulitan teknis serius yang terkait dengan ekstraksi bahan bakar dari perakitan bahan bakar.
Bongkar "pipa kematian"
Dengan sendirinya, bahan bakar nuklir adalah bubuk uranium oksida, ditekan atau disinter menjadi tablet, silinder kecil dengan saluran berlubang di dalamnya, yang ditempatkan di dalam elemen bahan bakar (elemen bahan bakar), dari mana rakitan bahan bakar dirakit, ditempatkan di saluran reaktor.
TVEL hanya menjadi batu sandungan dalam pengolahan bahan bakar nuklir bekas. Yang terpenting, TVEL terlihat seperti laras senapan yang sangat panjang, hampir 4 meter (tepatnya 3837 mm). Kalibernya hampir seperti pistol: diameter bagian dalam tabung adalah 7, 72 mm. Diameter luar adalah 9,1 mm, dan ketebalan dinding tabung adalah 0,65 mm. Tabung terbuat dari stainless steel atau paduan zirkonium.
Silinder uranium oksida ditempatkan di dalam tabung, dan dikemas dengan rapat. Tabung itu menampung 0,9 hingga 1,5 kg uranium. Batang bahan bakar tertutup dipompa dengan helium di bawah tekanan 25 atmosfer. Selama kampanye, silinder uranium memanas dan mengembang, sehingga akhirnya terjepit erat dalam tabung senapan panjang ini. Siapa pun yang merobohkan peluru yang tersangkut di laras dengan ramrod bisa membayangkan kesulitan tugas itu. Hanya di sini larasnya hampir 4 meter, dan ada lebih dari dua ratus "peluru" uranium yang terjepit di dalamnya. Radiasi darinya sedemikian rupa sehingga memungkinkan untuk bekerja dengan TVEL hanya ditarik keluar dari reaktor hanya dari jarak jauh, menggunakan manipulator atau beberapa perangkat lain atau mesin otomatis.
Bagaimana bahan bakar yang diiradiasi dikeluarkan dari reaktor produksi? Situasi di sana sangat sederhana. Tabung TVEL untuk reaktor produksi terbuat dari aluminium, yang larut sempurna dalam asam nitrat, bersama dengan uranium dan plutonium. Zat yang diperlukan diekstraksi dari larutan asam nitrat dan diproses lebih lanjut. Tetapi reaktor daya yang dirancang untuk suhu yang jauh lebih tinggi menggunakan bahan TVEL tahan api dan tahan asam. Selain itu, memotong tabung baja tahan karat yang tipis dan panjang adalah tugas yang sangat langka; biasanya semua perhatian insinyur terfokus pada cara menggulung tabung seperti itu. Tabung untuk TVEL adalah mahakarya teknologi yang nyata. Secara umum, berbagai metode diusulkan untuk menghancurkan atau memotong tabung, tetapi metode ini berlaku: pertama, tabung dipotong pada pers (Anda dapat memotong seluruh rakitan bahan bakar) menjadi potongan-potongan dengan panjang sekitar 4 cm, dan kemudian tunggul dituangkan ke dalam wadah di mana uranium dilarutkan dengan asam nitrat. Uranil nitrat yang diperoleh tidak lagi sulit diisolasi dari larutan.
Dan metode ini, dengan segala kesederhanaannya, memiliki kelemahan yang signifikan. Silinder uranium dalam potongan batang bahan bakar larut perlahan. Area kontak uranium dengan asam di ujung tunggul sangat kecil dan ini memperlambat pembubaran. Kondisi reaksi yang tidak menguntungkan.
Jika kita mengandalkan bahan bakar nuklir bekas sebagai bahan militer untuk produksi uranium dan plutonium, serta sebagai alat perang radiologi, maka kita perlu belajar cara menggergaji pipa dengan cepat dan cekatan. Untuk mendapatkan sarana perang radiologis, metode kimia tidak cocok: lagi pula, kita perlu melestarikan seluruh buket isotop radioaktif. Tidak banyak dari mereka, produk fisi, 3, 5% (atau 35 kg per ton): cesium, strontium, teknesium, tetapi merekalah yang menciptakan radioaktivitas tinggi bahan bakar nuklir bekas. Oleh karena itu, diperlukan metode mekanis untuk mengekstraksi uranium dengan semua konten lain dari tabung.
Pada refleksi, saya sampai pada kesimpulan berikut. Ketebalan tabung 0,65 mm. Tidak begitu banyak. Itu bisa dipotong di mesin bubut. Ketebalan dinding kira-kira sesuai dengan kedalaman pemotongan banyak mesin bubut; jika perlu, Anda dapat menerapkan solusi khusus dengan kedalaman potong yang besar pada baja ulet, seperti baja tahan karat, atau menggunakan mesin dengan dua pemotong. Mesin bubut otomatis yang dapat mengambil benda kerja itu sendiri, menjepitnya dan memutarnya tidak jarang hari ini, terutama karena memotong tabung tidak memerlukan presisi presisi. Cukup dengan menggiling ujung tabung, mengubahnya menjadi serutan.
Silinder uranium, yang dibebaskan dari cangkang baja, akan jatuh ke penerima di bawah mesin. Dengan kata lain, sangat mungkin untuk membuat kompleks otomatis penuh yang akan memotong rakitan bahan bakar menjadi beberapa bagian (dengan panjang yang paling nyaman untuk diputar), memasukkan potongan ke dalam perangkat penyimpanan mesin, kemudian mesin memotong bagian tabung, membebaskan pengisian uraniumnya.
Jika Anda menguasai pembongkaran "tabung kematian", maka dimungkinkan untuk menggunakan bahan bakar nuklir bekas baik sebagai produk setengah jadi untuk isolasi isotop tingkat senjata dan produksi bahan bakar reaktor, dan sebagai senjata radiologi.
Debu hitam mematikan
Senjata radiologis, menurut pendapat saya, paling dapat diterapkan dalam perang nuklir yang berkepanjangan dan, terutama, untuk menyebabkan kerusakan pada potensi ekonomi-militer musuh.
Di bawah perang nuklir yang berkepanjangan, saya mengangkat perang di mana senjata nuklir digunakan di semua tahap konflik bersenjata yang berkepanjangan. Saya tidak berpikir bahwa konflik skala besar yang telah mencapai atau bahkan dimulai dengan pertukaran serangan rudal nuklir besar-besaran akan berakhir di sana. Pertama, bahkan setelah kerusakan yang signifikan, masih akan ada peluang untuk melakukan operasi tempur (persediaan senjata dan amunisi memungkinkan untuk melakukan operasi tempur yang cukup intensif selama 3-4 bulan lagi tanpa mengisinya kembali dengan produksi). Kedua, bahkan setelah penggunaan senjata nuklir dalam keadaan siaga, negara-negara nuklir besar masih akan memiliki sejumlah besar hulu ledak yang berbeda, muatan nuklir, alat peledak nuklir di gudang mereka, yang kemungkinan besar tidak akan menderita. Mereka dapat digunakan, dan pentingnya mereka untuk melakukan permusuhan menjadi sangat besar. Dianjurkan untuk menyimpannya dan menggunakannya baik untuk perubahan radikal selama operasi penting, atau dalam situasi yang paling kritis. Ini tidak lagi menjadi aplikasi salvo, tetapi yang berlarut-larut, yaitu perang nuklir yang memperoleh karakter yang berlarut-larut. Ketiga, dalam masalah ekonomi-militer dari perang skala besar, di mana senjata konvensional digunakan bersama dengan senjata nuklir, produksi isotop tingkat senjata dan muatan baru, dan pengisian kembali persenjataan senjata nuklir jelas akan menjadi salah satu yang paling tugas prioritas penting. Termasuk, tentu saja, pembuatan reaktor produksi sedini mungkin, industri radiokimia dan radio-metalurgi, perusahaan untuk pembuatan komponen dan perakitan senjata nuklir.
Justru dalam konteks konflik bersenjata yang berskala besar dan berlarut-larut, penting untuk tidak membiarkan musuh memanfaatkan potensi ekonominya. Benda-benda semacam itu dapat dihancurkan, yang akan membutuhkan senjata nuklir dengan kekuatan yang layak, atau pengeluaran besar untuk bom atau rudal konvensional. Misalnya, selama Perang Dunia Kedua, untuk memastikan penghancuran pabrik besar, diperlukan untuk menjatuhkan 20 hingga 50 ribu ton bom udara di atasnya dalam beberapa tahap. Serangan pertama menghentikan produksi dan merusak peralatan, sementara serangan berikutnya mengganggu pekerjaan restorasi dan memperburuk kerusakan. Katakanlah pabrik bahan bakar sintetis Leuna Werke diserang enam kali dari Mei hingga Oktober 1944 sebelum produksi turun menjadi 15% dari produksi normal.
Dengan kata lain, kehancuran dengan sendirinya tidak menjamin apapun. Pabrik yang hancur dapat direstorasi, dan dari fasilitas yang hancur parah, sisa-sisa peralatan yang cocok untuk membuat produksi baru di tempat lain dapat dipindahkan. Akan baik untuk mengembangkan metode yang tidak akan membiarkan musuh menggunakan, memulihkan, atau membongkar fasilitas ekonomi-militer yang penting untuk suku cadang. Tampaknya senjata radiologi cocok untuk ini.
Perlu diingat bahwa selama kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir Chernobyl, di mana semua perhatian biasanya terfokus pada unit daya ke-4, tiga unit daya lainnya juga dimatikan pada 26 April 1986. Tidak heran, mereka ternyata terkontaminasi dan tingkat radiasi di unit daya ke-3, yang terletak di sebelah yang meledak, adalah 5, 6 roentgen / jam hari itu, dan dosis setengah mematikan 350 roentgen meningkat dalam 2, 6 hari, atau hanya dalam tujuh shift kerja. Jelas bahwa itu berbahaya untuk bekerja di sana. Keputusan untuk menghidupkan kembali reaktor dibuat pada 27 Mei 1986, dan setelah dekontaminasi intensif, unit daya pertama dan kedua diluncurkan pada Oktober 1986, dan unit daya ketiga pada Desember 1987. Pembangkit listrik tenaga nuklir 4000 MW benar-benar rusak selama lima bulan, hanya karena unit daya yang utuh terkena kontaminasi radioaktif.
Jadi, jika Anda memercikkan fasilitas ekonomi-militer musuh: pembangkit listrik, pembangkit militer, pelabuhan, dan sebagainya, dengan bubuk dari bahan bakar nuklir bekas, dengan sejumlah besar isotop radioaktif, maka musuh akan kehilangan kesempatan untuk menggunakannya. Dia harus menghabiskan berbulan-bulan dekontaminasi, memperkenalkan rotasi pekerja yang cepat, membangun tempat perlindungan radio, dan menimbulkan kerugian sanitasi dari paparan berlebihan terhadap personel; produksi akan berhenti sama sekali atau akan berkurang sangat signifikan.
Metode pengiriman dan polusinya juga cukup sederhana: bubuk uranium oksida yang ditumbuk halus - debu hitam yang mematikan - dimasukkan ke dalam kaset peledak, yang kemudian dimasukkan ke dalam hulu ledak rudal balistik. 400-500 kg bubuk radioaktif dapat dengan bebas masuk ke dalamnya. Di atas target, kaset dikeluarkan dari hulu ledak, kaset dihancurkan oleh bahan peledak, dan debu radioaktif halus menutupi target. Tergantung pada ketinggian operasi hulu ledak rudal, adalah mungkin untuk mendapatkan kontaminasi kuat dari area yang relatif kecil, atau untuk mendapatkan jejak radioaktif yang luas dan diperpanjang dengan tingkat kontaminasi radioaktif yang lebih rendah. Meskipun, bagaimana mengatakan, Pripyat diusir, karena tingkat radiasi 0,5 roentgens / jam, yaitu dosis setengah mematikan meningkat dalam 28 hari dan menjadi berbahaya untuk hidup permanen di kota ini.
Menurut saya, senjata radiologi salah disebut senjata pemusnah massal. Itu dapat mengenai seseorang hanya dalam kondisi yang sangat menguntungkan. Sebaliknya, itu adalah penghalang yang menciptakan hambatan untuk mengakses area yang terkontaminasi. Bahan bakar dari reaktor, yang dapat memberikan aktivitas 15-20 ribu roentgen / jam, seperti yang ditunjukkan dalam "buku catatan Chernobyl", akan menciptakan hambatan yang sangat efektif untuk penggunaan objek yang terkontaminasi. Upaya untuk mengabaikan radiasi akan menyebabkan kerugian yang tidak dapat diperbaiki dan sanitasi yang tinggi. Dengan bantuan alat penghalang ini, adalah mungkin untuk menghilangkan musuh dari objek ekonomi terpenting, simpul utama infrastruktur transportasi, serta lahan pertanian terpenting.
Senjata radiologis semacam itu jauh lebih sederhana dan lebih murah daripada muatan nuklir, karena desainnya jauh lebih sederhana. Benar, karena radioaktivitas yang sangat tinggi, peralatan otomatis khusus akan diperlukan untuk menggiling oksida uranium yang diekstraksi dari elemen bahan bakar, melengkapinya menjadi kaset dan ke dalam hulu ledak roket. Hulu ledak itu sendiri harus disimpan dalam wadah pelindung khusus dan dipasang pada rudal oleh perangkat otomatis khusus sebelum diluncurkan. Jika tidak, perhitungan akan menerima dosis radiasi mematikan bahkan sebelum diluncurkan. Yang terbaik adalah mendasarkan rudal untuk mengirimkan hulu ledak radiologis di ranjau, karena di sana lebih mudah untuk memecahkan masalah penyimpanan hulu ledak radioaktif dengan aman sebelum diluncurkan.
