ВОУ-НОУ, Российско-а Опции

[VBVB]

Собственно, к чему всё это пишу: рассекреченная схема - тупиковая, дававшая 20 килотонн на 6 кг плутония при 5 тоннах массы изделия.
Впоследствии её пытались совершенствовать: увеличили число точек подрыва с 32 до девяноста с чем-то, стали получать 40 килотонн при массе изделия на уровне 2,5 тонн. Только всё это было, что называется, "не то", даже несмотря на КПД деления плутония, достигший 30 - 40%.

С весами ядерных боезарядов довольно интересная ситуация имеется.
Для примера эволюция американских ВОУ-основанных боезарядов на пушечной схеме.
Например, первый представитель - авиабомба Mk-I "Little Boy" (15-17 кт) после замены стального бронекорпуса, небольшой оптимизации толщины карбид-молибденового отражателя и смены автоматики вместо 4.1 тонны стала весить около 1470 кг в варианте авиабомбы Mk-8 (25 кт).
Разница в применении Mk-8 в качестве свободнопадающей бетонобойной ядерной бомбы в отличии от Mk-I спускаемой на парашюте, позволила заменить тяжелый бронекорпус тонкой силовой оболочкой.
Позднее оптимизировали схему боезаряда Mk-8, перешли на использование бериллия и обедненного урана в отражателе и получили уже 680-700 кг ядерную авиабомбу воздушного взрыва Mk-10 (12-15 кт).
Чуть ранее, оптимизация пушечной схемы с переходом на более короткий стальной ствол и бериллий в качестве отражателя уже позволила получить заряд для 360 килограммового 280-мм артснаряда W-9 (15 кт).
Двумя годами позднее, улучшили конструкцию боезаряда W-9 за счет оптимизации отражателя и толщины ствола пушечной сборки и получили 250 килограммовый 280-мм артснаряд W-19 (15-18 кт).
Т.е. за срок около 10 лет разработчики спокойно между делом уменьшили вес уранового ЯВУ пушечного типа в 16.4 раз от первоначального при сохранении того же уровня энерговыхода.
Через полтора года после после принятия на вооружение W-19 на основе ВОУ и оптимизированной пушечной схемы (титановая ствол, бериллиевый отражатель) был создан 110 килограммовый 203-мм артснаряд W-33 (2-5 кт).

Я это привел к тому, что зачастую у схемы конструктивной имеются немалые резервы на оптимизацию и модернизацию. Однако резервы эти иногда не стремятся использовать и хватаются за новые идеи.

Сообщение отредактировал VBVB - 1.11.2013, 0:34

[VBVB]

Схема была рассекречена в 1990-е, поскольку имеет целый ряд минусов. В частности, затруднён теплоотвод от центрального узла, и даже на оружейном плутонии его температура на 90 цельсия превышала окружающую.

To KTN, эту фразу про "температура на 90 цельсия превышала окружающую" в разных местах встречал, в книге "Укрощение ядра" она есть в месте про первое американское испытание.
Может вы поясните, за счет чего температура на поверхности 6.2 кг плутониевого ядра "Гаджета" была около 110-115С?
Вроде нейтронный инициатор-урчин давал только около 0.1 Вт, само плутониевое ядро для оружейного материала с оценочным содержанием в интервале 97-94.5% по плутонию-239 должно было давать 14.2-16.2 Вт (учитывал реальные составы свежего оружейного плутония по всем его 5-ти изотопам).
Неужто 14-16 Ватт тепловыделения способны так сильно разогреть внутренность заряда?
Почему тогда при такой температуре не плавилось в линзах ВВ, для которого температура плавления баратола около 80С, а для Composition B/циклотола 79С?
По моим прикидкам на основе статей уважаемого G. Kessler получается, что для создания такой высокой температуры или плутоний в "Гаджете" хренового топливного качества должен быть или же инициатор-урчин содержал не 50 Кюри полония-210, а порядка на два больше.

Сообщение отредактировал VBVB - 1.11.2013, 3:31

[KTN]

фразу про "температура на 90 цельсия превышала окружающую" в разных местах встречал, в книге "Укрощение ядра" она есть в месте про первое американское испытание. за счет чего температура на поверхности 6.2 кг плутониевого ядра "Гаджета" была около 110-115С?
97-94.5% по плутонию-239 должно было давать 14.2-16.2 Вт
Неужто 14-16 Ватт тепловыделения способны так сильно разогреть внутренность заряда?

Если теплопроводность применённых сортов взрывчатки низкая, как у парафина, распределение температуры имеет вид примерно такой: в центре изотермическое металлическое ядро, на поверхности корпуса температура внешней среды, между двумя значениями перепад температуры в тротиле по радиусу.

Точно известно, нагреву центрального узла уделялось большое внимание. В те времена поступали просто: в собранное изделие вместо плутония помещали электролампочку такой же мощности, термопары смотреть температуру. Оставляли на полигоне на сутки нагреваться чтобы посмотреть: рванёт или нет.
Хотя задача легко решается аналитически (там в уравнении теплопроводности оператор набла в сферической системе координат), в 1950-е отдавали приоритет экспериментальным стендам а не теории. Это дорого, зато быстро и надёжно.

Вклад в нагрев от мощности спонтанного деления плутония-240, даже при подкритичности на хранении 0,5% имеет порядок милливатта.
Кроме того, может быть плутония немного более шести килограмм использовали, и сорных изотопов в нём было больше чем принято считать?

Сообщение отредактировал KTN - 1.11.2013, 19:00

[VBVB]

Цифры видимо несколько завышенные. Американцы оценивали советский арсенал конца 1980-х в 29000 ядерных зарядов всех классов, примерно пополам стратегические и тактические. Цифра 41000 приводилась уехавшим на Запад бывшим конструктором ядерных взрывных устройств Феоктистовым...

Посмотрел официальный документ от минобороны США от 2005 года по ядерному оружию.

Для СССР максимум парка ЯО был достигнут в 1983 году и составлял около 41 тыс. единиц. К началу 1990 осталось уже около 29 тыс. единиц. Т.е. за шесть лет разоружения сняли/попили 12 тыс. единиц. К 1999 для РФ показан уровень около 8500 единиц ЯО.

Для сравнения максимальный парк ЯО США был в 1964-1965 и составлял около 31 тыс. ядерных боезарядов. В 1983-1984 количество американских боезарядов на уровне 23-23.5 тысяч. В 1999 количество ядерных боезарядов на вооружении США было около 10500.

По общему количеству ядерных боезарядов СССР смог лишь догнать США в 1976 году и далее обогнал, но уже через 7 лет советский ядерный арсенал попал под каток грядущей всеобщей капитуляции СССР.

[armadillo]

осмотрел официальный документ от минобороны США от 2005 года по ядерному оружию.

а нам можно на него посмотреть?

по теме - по выплавке стали догнал возможно и раньше, только ни жить, ни развивать промышленность факт обгоняния никак не помог. так что аргумент истинно советских времен.

[VBVB]

а нам можно на него посмотреть?

Свободно лежит тут.
http://www.fas.org/irp/agency/dod/dsb/nweffects.pdf.

P.S.
Исправил ссылку. Странный глюк.

Сообщение отредактировал VBVB - 8.11.2013, 16:27

[Smith]

пишут, что "File Not Found"...

[armadillo]

спасибо.
Смит - если убрать в ссылке все после ".pdf" - оно откроется

[Smith]

хм... в адресной строке у меня ничего после "пдф" не отображалось, пока не скопировал ссылку в текстовый файл. вот там после "пдф" уже проявились кандидаты на удаление
спасибо.

[alex_bykov]

Пишут, что ВОУ-НОУ завершено: http://ria.ru/atomtec_news/20131210/983278267.html

Просветите меня знающие. Насколько я помню, были не только российские обязательства по разбавлению и поставке разубоженного урана USEC, но и американские по компенсации природной компоненты. Вот нигде не найду факт выполнения американских обязательств со стороны USEC/DOE.

[Dobryak]

Пишут, что ВОУ-НОУ завершено: http://ria.ru/atomtec_news/20131210/983278267.html

Просветите меня знающие. Насколько я помню, были не только российские обязательства по разбавлению и поставке разубоженного урана USEC, но и американские по компенсации природной компоненты. Вот нигде не найду факт выполнения американских обязательств со стороны USEC/DOE.

http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-...f-Nuclear-Fuel/

cм. раздел

US HEU disposition

[alex_bykov]

http://www.world-nuclear.org/info/Nuclear-...f-Nuclear-Fuel/

cм. раздел

US HEU disposition

Это совсем не тот раздел, но сама статья достаточно прозрачная, спасибо, а частичный ответ лежит в другом её разделе "How the Market Works "

USEC pays Russia for the enrichment services component (basically energy) of the low-enriched product it receives. This amounts to about 5.5 million SWU per year. Russia takes ownership of the corresponding amount of natural uranium "feed" provided to USEC by its utility customers for toll enrichment services. Under the 1999 agreement (below) at least 72% of the feed is sold to Cameco, Areva and Nukem in the proportion 45/45/10, and the remainder is sent to Russia for domestic use there. In 2009 Rosatom said that its portion of the natural uranium feed to date – worth US$ 2.7 billion – had been received in Russia.

Но полной ясности, завершён или нет в этой части ВОУ-НОУ, у меня так и не появилось.

[Dobryak]

Это совсем не тот раздел, но сама статья достаточно прозрачная, спасибо, а частичный ответ лежит в другом её разделе "How the Market Works "
Но полной ясности, завершён или нет в этой части ВОУ-НОУ, у меня так и не появилось.

Я просто недопонял, что конкретно Вас интересовало. Мне как-то и другие материалы попадались, но ссылки не копил --- суть примерно одна и та же. USEC ничего толком не дает.

Сообщение отредактировал Dobryak - 12.12.2013, 17:03

[MVS]

USEC банкрот: http://www.reuters.com/article/2013/12/16/...N0JV2B220131216

[alex_bykov]

USEC банкрот: http://www.reuters.com/article/2013/12/16/...N0JV2B220131216

Вопрос возврата природной компоненты повис?..

[MVS]

Вопрос возврата природной компоненты повис?..

Вроде как возвращали...

[asv363]

USEC банкрот: http://www.reuters.com/article/2013/12/16/...N0JV2B220131216

Если допустить, что информация Рейтерс верна, то как быть с этим:

USEC в начале 2014 г оплатит последнюю партию урана, поставленного по контракту ВОУ-НОУ
http://www.atominfo.ru/newsg/n0462.htm

"Мы договорились, что USEC произведет последнюю оплату за последнюю партию урана по ВОУ-НОУ в первом квартале 2014 года", - сказал он. С этого момента исполнительные контракты по соглашению РФ и США по ВОУ-НОУ можно считать выполненными.

[MVS]

Если допустить, что информация Рейтерс верна, то как быть с этим:

USEC в начале 2014 г оплатит последнюю партию урана, поставленного по контракту ВОУ-НОУ
http://www.atominfo.ru/newsg/n0462.htm

никак не противоречит: http://www.bloomberg.com/news/2013-12-16/u...tructuring.html

[asv363]

никак не противоречит: http://www.bloomberg.com/news/2013-12-16/u...tructuring.html

Не знаю, не специалист по американскому корпоративному праву, однако сама USEC вчера ни о каких действиях, связанных с подачей иска о банкротстве не сообщала. Последняя новость (от 16.12.2013 года) у них такова:

USEC Inc. Reaches Agreement with Noteholder Group To Move Forward with Balance Sheet Restructuring

Однако, в том, что двадцатилетняя программа, весьма нехорошо смотрится (мягко говоря), согласен. К тому же, с юридической точки зрения, если последняя транзакция еще не прошла, то говорить о завершении рано.

[VBVB]

Попалась на глаза такая статья, посвященная ВОУ-НОУ и привлекшая внимание многих людей.
http://topwar.ru/29719-zachem-russkie-otda...-otdali-li.html
Есть там такая фраза:

В феврале 1993 г. Россия и США подписали соглашение о продаже 500 тонн урана, извлеченного из старых ядерных боеголовок (так называемое соглашение ВОУ-НОУ, или "мегатонны в обмен на мегаватты"). Выполнение соглашения рассчитано на длительный период (более 10 лет), а общая сумма контракта оценивается в 12 млрд. долларов. Это и есть то самое соглашение, про которое так любят голосить наши просралополимерщики - мол, мы отдали США свой оружейный уран, 500 тонн, "усё пропало, шеф!" и так далее.

Ну во-первых, оружейный уран в США никто не отправлял. Оружейный уран имеет степень обогащения более 90%, но поставляется США в разбавленном виде (обедненным или естественным ураном), так что концентрация U-235 в полученной смеси составляла около 4%. Причем есть мнение, что Россия просто обманула США, поставляя в основном обычный низкообогоащенный топливный уран.

Очевидно, чтот статью писал человек далекий от понимания процессов обогащения урана. И он не понимает, что изотопный масс-спектрометрический анализ образцов поставляемого в США НОУ позволял американцам четко верифицировать происхождение и пути получения присылаемого из РФ НОУ-топлива.
Можно ориентироваться на материала известного нераспространенца Олега Бухарина.
http://www.proatom.ru/modules.php?name=New...int&sid=909

Как только Минатом и его предприятия начали параллельно разрабатывать технологию и инфраструктуру разбавления ВОУ из оружия в НОУ для энергетических реакторов, возникла техническая проблема. Было обнаружено, что российский ВОУ, большая часть которого была произведена из переработанного урана из программы производства плутония, был загрязнен примесями актинидов и другими химическими примесями, представляющими проблемы по охране труда и по качеству, которые строго контролируются международными стандартами*. Другую проблему представляли нежелательные изотопы урана-232 и урана-236, образованные в реакторе, а также высокая концентрация урана-234**.

Решение, предложенное специалистами Минатома, заключалось в понижении концентрации примесей посредством радиохимической обработки ВОУ, и использование для разбавления урана из отвалов с пониженным содержанием урана-234, повторно обогащенного до 1,5 процента***. (Разбавление ВОУ обогащенным ураном увеличивает количество конечной продукции, и, таким способом, увеличивает фактор разбавления).

*Поскольку российский ВОУ изготавливается из переработанного урана, в нем содержатся следы трансурановых элементов (плутония, америция, кюрия) и продуктов деления. Дополнительные количества америция и плутония могли появиться из-за диффузии в металле в составных компонентах боеприпасов из ВОУ и плутония. Первоначально (в 1994 г.) российские эксперты предполагали, что приемлемым уровнем альфа-активности (от Pu-238/239 иNp-237) для НОУ, полученного из ВОУ, будет 0,1 Бк/г урана; предложенный предел для гамма-активности от продуктов деления был равен 1,1в‹…105 МэВ/секв‹…кг урана.
**Образующийся в реакторе изотоп урана-232 представляет проблему для охраны труда, поскольку он распадается на висмут-212 и теллур-208, которые излучают гамма-кванты высоких энергий. В ядерном реакторе также образуется уран-236, который является нейтронным ядом, и его присутствие в ядерном топливе должно быть скомпенсировано более высоким уровнем обогащения ураном-235. Уран-234 является природным изотопом. Его концентрация в ВОУ, однако, относительно высока из-за предпочтительного обогащения легкими изотопами. Поскольку уран-234 является сильным гамма-излучателем, имеются ограничения на его концентрацию в уране. Предложение России заключалось в установлении следующих пределов для разбавленного ВОУ: 0,002 мкг U-232 на грамм урана и 11 000 мкг U-234 на грамм U-235 (предел, накладываемый ASTM С 996-90 для коммерческого урана, равен 10 000 мкг U-234 на грамм U-235), и 10 000 мкг U-236 на грамм U-235; там же.
***Если только ВОУ не разбавляется ураном, обедненным по урану-234 (таким, как уран, полученный из отвалов обогащения урана), концентрация урана-234 в полученном НОУ будет выше, чем у НОУ, полученного из природного урана.

Упомянутое в очередной раз подтверждает, что преимущественно в 60-70-х годах в СССР для наработки оружейного ВОУ использовали регенерированный ВОУ и НОУ из отработанных "запальных стержней" производственных реакторов-наработчиков, а позднее часть оружейного ВОУ делалась из регенериванного отработанного ВОУ из топлива лодочных/корабельных ЯЭУ и из регенерата ВОУ от различных исследовательских реакторов.

Соответственно, имеем следующие пути верификации российского НОУ.
1) Анализ на примеси изотопов плутония 238Pu, 239Pu, 240Pu.
2) Анализ на содержание характеристических изотопов 232U и 237Np.
3) Анализ на соотношение изотопов 234U/235U, 235U/236U, 234U/236U.
Имея даже часть этих данных, можно однозначно сказать, что поставляемый из РФ по соглашению НОУ (произведенный из оружейного ВОУ) не является свеженаработанным НОУ из природного урана.

Если постараться сильно исхитриться, и применять регенерированный неоружейный ВОУ из отработанного ядерного топлива с разбавлением его обедненным ураном, то можно было бы попытаться выдать разбавление несколько тонн такого ВОУ среднего уровня обогащения за разбавление оружейного ВОУ. Однако, насколько известно, американцы четко контролировали изотопный состав нарабатываемого нашими разбавителя - 1,5% слабообогащенного урана и по изотопным урановым соотношениям все равно смогли бы подлог вычислить.

Кроме того, насколько известно у РФ во время реализации ВОУ-НОУ не было даже нескольких десятков тонн свободного регенерированного неоружейного ВОУ для таких махинаций, поскольку вялотекущая переработка лодочного/исследовательского топлива давала ВОУ-регенерат для последующего разведения на топливо для РБМК.

Сообщение отредактировал VBVB - 22.1.2014, 0:57