<HELP> for explanation

Блог им. Azat_Mergen

Немножко по истории российской энергетики.

Пока Тимофей на гужбан-байраме можно немного и пошалить:)  Хотя тема серъёзная, многим интересно в какие отрасли можно было бы инвестировать с наименьшим риском, для этого эта отрасль должна быть передовой и мощной.  Я знаю такую это атомная энергетика России.
Стартанём с обычных цифр и картинок, которые иногда гораздо более красноречивы, нежели абзацы убористого текста. У кого развито левое полушарие — смотрят на цифры, у кого сильнее образы, за которые отвечает правое полушарие — впечатляются графиками и красивыми картинками.

Вот это — 200 тонн тринитротолуола (TNT, двоюродный дядя которого — динамит, за деньги от продажи которого, в том числе, и была учреждена Нобелем знаменитая Нобелевская премия):

Немножко по истории  российской энергетики.

Что, неужели 200 тонн? Три вагона взрывчатки?
Да, вот цифры плотности энергии различных веществ:

Плотность энергии.

Природная смесь изотопов урана №238 (U-238) и №235 (U-235), обогащённая до реакторной степени, обладает плотностью энергии, превосходящую плотность энергии бензина в 2 000 000 раз (прописью: в два миллиона раз)

Для этого начальное содержание U-235 в природной смеси изотопов, которое обычно составляет 0,71% надо увеличить до 2-4%, то есть всего лишь в 3-5 раз.

Ну, а если сравнивать такой обогащённый уран с модными нонче Li-Ion батареями, то плотность урана по энергии окажется выше плотности энергии в аккумуляторах «всего-то» в 120 миллионов раз.
Со свинцовыми аккумуляторами даже сравнивать не буду — уж очень смешные цифры получаются.

Короче, магия больших чисел начинается.

Собственно говоря, «ядерный клуб» в мире, по факту, это гораздо более закрытая структура, нежели ЕС, НАТО или G20. В неё нельзя попасть «просто так» — по «праву рождения», как в ЛАГ или «по убеждениям», как в Движение Неприсоединения.

По факту, для входа в «ядерный клуб» приходится положить на научные, технологические, инженерные исследования, организационные и производственные проекты жизнь и усилия, как минимум, одного поколения страны.
А потом надо день за днем, год за годом, поддерживать и совершенствовать свои структуры и своих людей, которые вовлечены в процесс обеспечения присутствия страны в «ядерном клубе».

Кроме того, судя по опыту США, ЮАР или Украины — «вход в клуб — рубль, выход — копейка, второй раз билет не продаём».
То есть, единожды войдя в клуб, но не уделяя потом должного, постоянного внимания развитию всего букета ядерных технологий, второй раз обычно уже невозможно вытянуть из страны все жилы для создания сверхусилия по возврату утраченного знания. Второй раз в ядерную реку уже не пускают.

Кто сейчас состоит в «ядерном клубе»? Вот все те, кто в той или иной степени вовлечён в ядерную энергию. Вначале я произвольно расположил «оружейников», которые ещё и обзавелись своей ядерной бомбой, потом — реакторщиков, которые имеют свой действующий реактор, а потом — всех остальных, которые в той или иной степени вовлечены в использование ядерной энергии.

Сначала — группа лидеров. В полосатых купальниках плывут они вперёд, к светлому ядерному будущему:

Немножко по истории  российской энергетики.

Необходимы пояснения? Их есть у меня.

Во-первых, у нас есть «Большая ядерная семёрка» — США, Россия, Франция, Китай, Великобритания, Индия и Пакистан. Военный ядерный клуб, люди, у которых есть возможность устроить Вам персональный армагеддец прямо на заднем дворе.
Против названия каждой из стран есть количество ядерных зарядов, накопленных ими за половину ХХ и начало XXI века. Кто-то может изничтожить шарик десяток раз, кто-то только разок — роли это не играет, любой из членов «Большой семерки» может легко втоптать небольшую страну в каменный век. Это Вам не ядерные террористы — Северная Корея и Израиль, эти ребята играют по-крупному.

Все эти страны успешно наладили у себя обогащение природного урана в промышленных количествах, поставив на своей территории достаточно мощные заводы по разделению изотопов. Собственно говоря, именно на этих заводах и производятся основные объёмы промышленного ядерного топлива, поскольку страна, добывающая уран, обычно не может превратить его во что-то путное и пригодное для ЯТЦ (ядерно-топливный цикл), и продает этот природный уран кому-то в «Большой семёрке», либо ещё нескольким странам ниже по списку, у которых есть технологии разделения изотопов урана — а потом уже получает обогащенное урановое топливо назад в виде красивых топливных «таблеток», как на первой фотографии. Там где в тазике лежит 200 тонн тротила.

Собственно говоря, уже начиная с этого этапа ощущается разница в подходах между русскими и западными технологиями.

Американский (западный) ЯТЦ работает на закисьокиси урана (U3O8), называемой ещё «жёлтым» кеком. Вот эта субстанция, U3O8:

Немножко по истории  российской энергетики.
Выглядит приятно, но не куркума.

Российский же ЯТЦ изначально строился на использовании в качестве сырья другого соединения — тетрафторида урана  (UF4):

Немножко по истории  российской энергетики.
Собственно говоря — раньше этим красили фарфор.
А вообще вот — все краски урана.

Поэтому когда мне начинают рассказывать о том, что «русские всю бомбу украли у американцев прямо в чертежах» я их отсылаю к этом малоизвестному факту. Потому что моя бабушка как раз со всей этой гадостью и работала в Днепродзерджинске, на одном из первых обогатительных предприятий советского ЯТЦ. И фарфоровая вазочка с красивой зелёной подглазурной росписью у нас стояла на видном месте в гостинном трюмо.

Собственно говоря, на жёлтом кеке и тетрафториде урана и заканчивается обычная жизнь природного урана и начинается уже то, за чем пристально следит МАГАТЭ — разделение изотопов.
Для этого и жёлтый кек и тетрафторид урана превращают в газ — гексафторид урана (UF6), который уже легко, за счёт мельчайшей разности в весе изотопов (всего 3 нейтрона на каждое ядро!) разделяется в очень сложных обогащающих установках — газовых центрифугах и газовых диффузорах. В настоящее время около 35% обогащения делается на диффузорах, а 65% — на центрифугах.

Тут список стран, в общем-то, как я сказал, немного шире, чем «Большая семёрка», но всё равно сжат донельзя — за обогащение изотопов без спроса и без должного контроля со стороны МАГАТЭ бьют по рукам, и больно. Собственно говоря, вопросы к Северной Корее, Израилю и Ирану часто возникают именно по этому поводу. Хотя — рано или поздно при должном упорстве и наглости, понятное дело, бомбу себе делают все желающие.

Вот эти счастливчики-обогатители: Аргентина, Бразилия, Великобритания, Германия, Израиль, Индия, Иран, Китай, Нидерланды, Северная Корея, Пакистан, Россия, США, Франция, Япония.
Кроме того, совместное предприятие по обогащению с Францией имеют Бельгия, Италия и Испания.
Таким образом, в «Изотопном клубе» у нас состоят — более или менее официально — 15 стран, и ещё 3 страны ассоциированы с этим клубом.

Две страны из «Изотопного клуба» — Израиль и Северная Корея, судя по всему, в настоящее время потихоньку клепают делящийся материал под свои военные программы (забив болт на мирный атом, о чём я расскажу ниже), ещё три страны — Аргентина, Бразилия и Иран — находятся в «предпороговом» состоянии, имея собственные программы по разделению изотопов, но используя их пока исключительно на цели мирного атома, а ещё две страны — Германия и Япония, под нажимом своего «обезьяннего» лобби («Назад, в пастораль!») сказали нет наркотикам атомной генерации.

Однако, для того, чтобы понять, кто чего стоит в «Изотопном клубе» — приведу данные из вот этого отчёта:
Немножко по истории  российской энергетики.

На долю России приходится 40% от мировых мощностей по разделению изотопов, на долю США — 20%, на долю Франции приходится 15% мощностей, на объединённую долю Германии-Великобритании-Бельгии — ещё 22% мощностей по обогащению.

Все остальные обогатители, включая Японию, имеют не более 3% от мировых мощностей по обогащению. На ядрен-батон может быть и хватит, а вот на создание своего замкнутого ЯТЦ — уже нет.

Поэтому, как говорится «шпайш машт флоу» — нет харвестеров центрифуг — нет обогащённого урана.

Собственно говоря, а почему сошёлся свет на центрифугах? И зачем отдельно вот таким значком (*) в таблице World Nuclear Association выделено газодиффузное обогащение? А ответ прост — энергия, энергия и ещё раз энергия.
Газодиффузное обогащение изначально создавалось под запросы военных.

Американским военным, собственно говоря, на энергетические затраты по разделению изотопов было элементарно наплевать — им был нужен оружейный, высокообогащённый уран (для реакторов подводных лодок — это несколько десятков процентов обогащения, для атомной бомбы — не менее 75%, а для реакторов, напомню — всего 2-4%!), причём быстро! Нефти и энергии было полно, о затратах никто не думал, вот и построили быстро газодиффузные заводы.

На протяжении нескольких десятков лет технологии изотопного обогащения урана в СССР и в странах Запада развивались абсолютно изолированно, хотя все начинали с газодиффузионной технологии. Из публикаций косвенных данных СССР было известно, какая промышленная технология используется Западом.
Но в конце 1940-х годов у страны катастрофически не хватало энергии и советские учёные вынуждены были искать альтернативы газодиффузному способу. В дальнейшем по понятным причинам условий Холодной войны газовая диффузия и центрифугование стали каждая развиваться по отдельности — диффузия на Западе, а центрифуги — в СССР.

Поэтому Запад узнал об успехах СССР лишь в 1990-е годы, когда в рамках контроля за процессом разоружения обе страны частично раскрыли информацию. Тогда и выяснилось, что Россия обладает значительно более производительным и экономичным процессом. Ликвидировать этот разрыв западные компании и страны не смогли до сих пор.

В итоге газодиффузное обогащение оказалось более чем в 20 раз энергозатратным, нежели обогащение на центрифугах.

Кстати, дополнительную пикантность ситуации придаёт то, что один из создателей первых советских центрифуг — немец Конрад Циппе впоследствии уехал на Запад, сотрудничал с англо-голландским концерном Urenco и разработал другую модель центрифуги и для них. Именно центрифуги Urenco сумел контрабандой сначала приобрести Пакистан, а потом и через Пакистан — Иран.

Поэтому, два из трех основных конкурентов России на мировом рынке услуг по обогащению урана, наиболее мощные компании — французская компания Areva (частично) и американская USEC (полностью), до сих пор используют чрезвычайно энергозатратную газодиффузионную технологию. Центробежной же технологией в «западном» исполнении совместно владеют европейские компании Urenco и Areva, но только последнее поколение их центрифуг возможно сможет хоть как-то конкурировать с российскими по уровню энергопотребления.

Завод Urenco в США недавно наконец-то пущен в промышленную эксплуатацию. 20 августа 2012 года первая очередь новых центрифуг Urenco была загружена гексафторидом урана.
Мощность завода Urenco составляет 1,5 млн. единиц работы разделения (ЕРР) в год. Или 7% от мощности существующих обогатительных предприятий России.

Россия же планирует до 2015 года увеличить мощности своих предприятий по разделению изотопов на 10 миллионов ЕРР в год.
И разделять за год 33 миллиона ЕРР. Или — контролировать 48% мирового рынка работы по разделению изотопов.
 

с праздником тебя.
Толково. Хулиганьте так, почаще.

С уважением, V.
avatar

NeoVuka

NeoVuka, это не моё, я в тексте указал.
Азат Туктаров,
Хорошо-то как, Машенька!
Да я, не Машенька.
А все-равно, хорошо! )))

С уважением, V.
сейчас в топку зашлют.
Короче резюме такое, что не только нефть на дне будет ближайшие годы.
avatar

Макс

Вы лучше скажите что лучше плутоний 239 или уран 238, не могу выбрать???!!!
avatar

Andray

Fogandrain, берите 240 не ошибетесь он в цене.
паньков юрий,
\Fogandrain, берите 240 не ошибетесь он в цене.

Это смотря куда тренд, 238-239-240 или наоборот 240-239-238.
Осторожнее с советами, можно людей в нищету вогнать.

С уважением, V.
NeoVuka, трендом отвечаю 238-239-240
паньков юрий,
Но это же противоречит фундаменталу (Менделеву), или спекулям пох?

С уважением, V.
Fogandrain, пу239
По моему у Алексея Анпилогова вы эту статью взяли? Хоть бы ссыль на него дали
avatar

vitsantal

vitsantal, да это его статья, с афтершока принёс, со ссылью за копипаст быстро грохнут:) хотя сегодня и завтра не тот день, не до нас хозяевам, куражатся:)
Азат Туктаров, не красиво без ссылки на оригинал статью выкладывать
http: // crustgroup. livejournal. com /26203. html

рекомендую автора
Украинско-Российская граница, нейтральная полоса. Вот на этой нейтральной полосе попадает в капкан волк. Воет страшно и днем и ночью. Ну дня через три нашим пограничникам надоело это слушать и звонят они на заставу украинским коллегам:
— Слышь, хохлы, заберите своего волка уже, а то сил нет его вопли слушать!
— А чего это вы, москали, решили, что это наш украинский волк?!!!
— Дык, а чей же еще? Три лапы себе уже отгрыз и до сих пор в капкане!!!
школота и не знает,
1 что в 1945г в взяло в плен главного немецкого спеца по центрифугам… он то и развил технологию… кстати потом освободившись он запантенотовал технологию в европе… писалось про это в журнале наука
2 счас в россии строят реактор на быстрых нейтронах со свинцовым теплоносителем… фишка в том что быстрые нейтроны будут делать из тория уран… а тория докуя и больше… т.е реактор сам будет обеспечивать себя топливом
3 ну и наконец долгострой… в 2027г запустят термоядерный реактор… но увы, он в таком виде уже накуй никому не нужен, т.к появились высокотемпературные сверхпроводники, которые позволяют сделать в 4ре раза меньше и в 10раз дешевше… так что счас вкладываются в новый проект термояда
avatar

ves2010

ves2010, идею с центрифугами обдумывали многие, так что заслуги Циппе в этом не много. А вот как сделать её надёжной, так чтобы она могла производить, придумал русский инженер, и что странно это решение принимал не Сталин и не Цк КПСС а партсобрание предприятия. Суть в том что скорость вращения центрифуги огромна и нет таких подшипников, способных выдержать столь высокие нагрузки. А он предложил верхнюю часть в магнитном поле удерживать а низ-игла, как у детской игрушки юла.
Азат Туктаров, магнитный подвес это старый престарый мегабоян
ves2010, еще один грааль) и вечный двигатель
Areva знакома, Комплектные Распределительные Установки Элегазовые. В частности, стоят на Богучанском Алюминиевом Заводе
Это все вранье. Уран зеленый и светится, я в мультиках видел
Вы список компаний предложите, которые на русский атом подвязаны(кроме уранодобывающих).Они же все либо со стопроцентным гос. участием либо ЗАО.Либо я искал не там
avatar

Бобёр


Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.

Залогиниться

Зарегистрироваться
....все тэги
Регистрация
UP