Реактор познавательный

Как производят ядерное топливо

В силу того, что ядерное топливо эффективнее всех остальных видов топлива, которым мы располагаем сегодня, огромное предпочтение отдается всему тому, что способно работать с помощью атомных установок (АЭС, подводные лодки, корабли и прочее). О том, как производят ядерное топливо для реакторов, мы поговорим далее. 

Добывают уран двумя основными способами:
1) Прямая добыча в карьерах или шахтах, если позволяет глубина залегания урана. С этим методом, надеюсь, всё понятно.
2) Подземное выщелачивание. Это когда на том месте, где найден уран, бурятся скважины, в них закачивается слабый раствор серной кислоты, а уже раствор взаимодействует с ураном, соединяясь с ним. Затем получившаяся смесь откачивается наверх, на поверхность, и из неё химическими методами выделяется уран. 

Представим, будто мы уже добыли на руднике уран и подготовили его для дальнейших преобразований. На фото ниже - так называемый "желтый кек", U3O8. В бочке для дальнейшей перевозки.

Всё бы хорошо, и этот уран в теории можно было бы сразу использовать для производства топлива для АЭС, но увы. Природа, как всегда, подкинула нам работы. 

Дело в том что природный уран состоит из смеси трех изотопов. Это U238 (99.2745%), U235 (0.72%) и U234(0.0055%). Нас интересует здесь лишь U235 - так как он отлично делится тепловыми нейтронами в реакторе, именно он позволяет нам пользоваться всеми благами цепной реакции деления. К сожалению, его природной концентрации не хватит для стабильной и долгой работы современного реактора АЭС. Хотя, насколько я знаю, аппарат РБМК спроектирован так, что запуститься на топливе из природного урана сможет, но вот стабильность, долговременность и безопасность работы на таком топливе совершенно не гарантируется.
Уран нам надо обогатить. То есть повысить концентрацию U235 от природной до той, которая используется в реакторе.
Для примера, реактор РБМК работает на уране обогащения 2.8%, ВВЭР-1000 - обогащение от 1.6 до 5.0%. Судовые и корабельные ядерные энергетические установки кушают топливо с обогащением до 20%. А некоторые исследовательские реакторы работают на топливе аж с 90% обогащением (пример - ИРТ-Т в Томске).
В России обогащение урана проводится на газовых центрифугах. Т. е. тот желтый порошок, что был на фото ранее, превращают в газ, гексафторид урана UF6. Затем этот газ поступает на целый каскад центрифуг. На выходе из каждой центрифуги, из-за разности веса ядер U235 и U238, мы получаем гексафторид урана с чуть повышенным содержанием U235. Процесс повторяется многократно и в итоге мы получаем гексафторид урана с нужным нам обогащением. На фото ниже как раз можно увидеть масштаб каскада центрифуг - их очень много и простираются они в далекие дали. 

Затем газ UF6 превращают обратно в UO2, в виде порошка. Химия, всё-таки, очень полезная наука и позволяет нам творить такие чудеса.
Однако этот порошок в реактор так просто не засыпать. Вернее, засыпать-то можно, но ничего хорошего из этого не выйдет. Его (порошок) надо привести к такому виду, чтобы мы могли надолго, на годы, опустить его в реактор. При этом само горючее не должно контактировать с теплоносителем и выходить за пределы активной зоны. И еще ко всему этому топливо должно выдерживать очень и очень суровые давления и температуры, которые возникнут в нём при работе внутри реактора.
Забыл, кстати, сказать что порошок тоже не абы какой - он должен быть определенных размеров, чтобы при спрессовывании и спекании не образовывалось ненужных пустот и трещин. Сначала из порошка делают таблетки, путем спрессовывания и долгого выпекания (технология действительно непростая, если её нарушить - топливные таблетки не будут годны к использованию). Вариации таблеток покажу на фото ниже. 

Отверстия и выемки на таблетках нужны для компенсации теплового расширения и радиационных формоизменений. В реакторе со временем таблетки пухнут, выгибаются, изменяют размеры, и если ничего не предусмотреть - могут разрушиться, а это плохо. 

Готовые таблетки затем упаковывают в металлические трубки (из стали, циркония и его сплавов и других металлов). Трубки закрывают с обоих концов и герметизируют. Готовая трубка с топливом называется твэл - тепловыделяющий элемент. 

Для разных реакторов требуются твэлы разной конструкции и обогащения. Твэл РБМК, например, длиной 3.5 метра. Твэлы, кстати, бывают не только стержневые. как на фото. Они бывают пластинчатые, кольцевые, море различных видов и модификаций.
Твэлы затем объединяют в тепловыделяющие сборки - ТВС. ТВС реактора РБМК состоит из 18 твэлов и выглядит примерно вот так: 

ТВС реактора ВВЭР выглядит вот так:
Как видно, ТВС реактора ВВЭР состоит из гораздо большего количества твэлов, чем у РБМК.
Готовое специзделие (ТВС) затем с соблюдением мер предосторожности доставляется на АЭС. Зачем предосторожности? Ядерное горючее, хоть пока и нерадиоактивно, очень ценное, дорогое, и при очень неаккуратном обращении способно вызвать много проблем. Затем проводится финальный контроль состояния ТВС и - загрузка в реактор. Всё, уран прошел долгий путь от руды под землей к высокотехнологичному устройству внутри ядерного реактора. Теперь у него другая судьба - несколько лет тужиться внутри реактора и выделять драгоценное тепло, которое у него будет забирать вода (или любой другой теплоноситель).

Сегодня исполнилось 49 лет Закку Уайлду

Справка:
Закк Уайлд (англ. Zakk Wylde; настоящее имя — Дже́ффри Фи́ллип Уа́йлендт, англ. Jeffrey Phillip Wielandt; род. 14 января 1967, Бейонн, Нью-Джерси) — американский рок-музыкант, гитарист-виртуоз,вокалист, автор песен. Стал известен благодаря работе с Оззи Осборном. Позже основал свой собственный коллектив Black Label Society, в котором играет и поныне. Он также являлся гитаристом и вокалистом группы Pride & Glory, выпустившей в 1994 году альбом и после распавшейся. Выпустил сольный альбом Book of Shadows (англ.) в 1996 году. В 2009 году журналом Classic Rock включен в Список величайших гитаристов всех времен.

В истории полным полно пикантных фактов, о которых нам не рассказывают в школах, хотя многим они бы показались весьма любопытными и интересными.

Генерал Хукер и проститутки

Как любой высококультурный человек, ты, реакторчанин, наверняка слышал, что проститутки на американском сленге зовутся hookers (перепроверь в гуглтранслейте). Так вот, это в честь героя Гражданской войны генерала Джозефа Хукера, известного двумя вещами: поражением при Чанселорсвилле, где его разгромил генерал Ли с армией, вдвое уступавшей по численности, а также тем, что его фамилия послужила для обозначения дам легкого поведения.
Джозеф Хукер столько времени проводил в компании жриц любви и так горячо ратовал за регулярные посещение солдатами проституток, что последних, постоянно следовавших за армией, стали называть «полк Хукера», а затем и просто hookers. 

Моцарт и поэзия

Вольфганг Амадей Моцарт, гениальный композитор, написавший свое первое произведение в пять лет, увлекался и поэзией. Но если симфонии Моцарта возвышенны и многогранны, то стихи не отличаются изощренными рифмами или разнообразием тем. Особенно привлекала Моцарта анально-дефекальная тема. Родственники Моцарта считали его стихосложение забавной шуткой, именно поэтому поэтические творения композитора и дошли до наших дней. Своей двоюродной сестре он писал: «Во имя любви моей кожи, я нагажу вам на нос, чтоб стекало по роже». А маме:
Желаю же вам спокойной я ночи,
Нагадьте в постель со всей своей мочи;
Крепкого сна и лучших вам благ
И поцелуйте свой собственный зад.
Психиатры объясняют подобное увлечение Моцарта банальным синдромом Туретта. Моцарт даже написал несколько классических канонов с неприличными текстами, самый знаменитый из которых Lech mich im Arsch («Поцелуй меня в зад»). При публикации текст, впрочем, был изменен на «Возрадуемся». 

Наполеон и его «маленький генерал»

Отдельные части тел великих людей зачастую таинственным образом исчезают и появляются в музеях или частных коллекциях спустя десятилетия. Так было и с пенисом Наполеона Бонапарта. В 1821 году врач, делавший вскрытие, отрезал его и передал священнику, который исповедовал императора. После этого пенис провел в семье священника около ста лет и в следующий раз появился на публике в 1924 году. Им завладел английский антиквар, а в 1927 году пенис был выставлен в Музее французского искусства в Нью-Йорке.
После этого несчастный скиталец сменил еще нескольких хозяев и в данный момент находится у американского сексолога Джона Латтимера, который купил его в 1977 году за 3000 долларов. Пенис никогда не был снят на видео или сфотографирован. Однако те, кто видел артефакт, утверждают, что он действительно был небольшого размера — около 3 сантиметров.

Жан-Жак Руссо и порка

Жан-Жак Руссо, автор труда «Общественный договор» и в целом ответственный за идеи просвещения и гуманизма в Европе, как ни парадоксально, очень любил порку. Как он написал в автобиографии, все началось, когда в восьмилетнем (в других источниках — в одиннадцатилетнем) возрасте его отшлепала воспитательница пансиона, в котором он жил.
Наказание произвело на мальчика противоположный эффект, и впоследствии Руссо, по его признанию, умышленно нарушал порядки пансиона, чтобы быть наказанным. Вероятно, из-за этого Руссо и выступал так ожесточенно против порки в своих трудах, полагая, что этим наказанием можно развратить ребенка (как, по-видимому, случилось с ним). 

Казанова и Китти Фишер

Китти Фишер, известную английскую куртизанку XVIII века, сегодня можно было бы назвать «светской львицей»: она вращалась в высшем обществе, тратила деньги своих покровителей, носила дорогие наряды и украшения и время от времени совершала экстравагантные поступки (например, однажды каталась на лошади без нижнего белья).
Также Китти была известной натурщицей: она позировала Джошуа Рейнольдсу, Филиппу Мерсье, Джеймсу Норткотту. А Натаниэль Хоун нарисовал миниатюру, на которой Китти изображена с котенком, пытающимся поймать золотую рыбку, что является анаграммой на ее имя: котенок-рыбак (Kitty Fisher).
По одной из легенд, Казанова, посетивший Лондон, отказался переспать с Китти, так как она не говорила по-итальянски, а он привык во время секса «услаждать все органы чувств». 

Публий Клодий Пульхр и Бона Деа

Праздник Благой Богини, покровительницы женщин, проводился в Древнем Риме ежегодно, и на ритуальные церемонии не допускались мужчины. Но в декабре 62 года до н. э. на празднование, переодевшись в женское платье, проник некто Публий Клодий Пульхр, знатный римлянин. Какого лешего ему там понадобилось — неизвестно. По одной из версий, он пытался пробраться к жене Цезаря Помпее Сулле, своей любовнице.
Непонятно, правда, зачем было это делать на религиозном сборище, где все женщины все равно были заняты исполнением ритуалов, распитием легкого вина и другими скучными обязанностями... Так или иначе, Публия Клодия опознали. Что тоже в целом неудивительно, ведь к участию в церемонии допускались только знатные жительницы города и вряд ли появление незнакомки могло пройти незамеченным. Его опознала мать Цезаря.
Само собой, разгорелся скандал. Во-первых, Цезарь на следующий же день развелся с женой, несмотря на то, что ее вина не была никак доказана. Именно от этого случая и пошла фраза: «Жена Цезаря должна быть выше подозрений». Во-вторых, все участницы мистерии, оскверненной мужчиной, считались проклятыми. Тем, кто носил ребенка (а таких было немало), пришлось сделать аборт, как того потребовали весталки. Проклятие действовало до тех пор, пока не пришел следующий праздник (он был назначен на январь).
Так как зима начиналась только после праздника Бона Деа, Цезарь не мог объявить о смене времени года, сенат не мог подписывать законы, в должность не могли вступить вновь избранные магистраты, пропреторы и прочие древнеримские чиновники не могли разъехаться по своим провинциям для управления, и в Риме чуть было не разразился политический кризис. Незадачливый Публий Клодий был приговорен к казни, но благодаря своему высокому происхождению сумел добиться помилования.

Бордель на Кливленд-стрит

Принц Альберт Виктор, старший внук королевы Виктории и претендент на трон, прожил всего 28 лет, но умудрился быть замешанным в ряде громких скандалов. Первый связывает его имя со знаменитым гомосексуальным борделем на Кливленд-стрит. Несмотря на то что не существует никаких доказательств, что Альберт когда-либо посещал это место, да и его близкие друзья говорили, что ориентация у Альберта была самая традиционная, сплетни широко тиражировались американской и французской прессой. А то, что как раз в это время Альберт стал выбирать себе невесту, лишь усугубило мнение общественности, что королевская семья пытается замять скандал.
Кстати, одной из претенденток на роль супруги была его кузина — принцесса Аликс, ставшая впоследствии женой русского царя Николая II. 

Капелла Сан-Северо в Неаполе (Cappella dei Sansevero)

Господа технари и инженеры, есть вопрос к Вам. Не так давно наткнулся в сети на фотографии каменных скульптур, стоящих в Капелле Сан-Северо. У меня возник вопрос - как это было сделано в 16-18 веках? Больше всего поразила композиция Disinganno (Избавление от чар) - чувак в сети. Я не представляю себе, каким образом были сделаны эти скульптуры, может быть жидомасоны скрывают от нас технологии, или это инопланетяне с нибиру постарались, или на самом деле скульпторы были ого-го в те стародавние времена. Почему сейчас такого не делают? Свои мнения и предположения пишите в комменты.

http://www.spaccanapolionline.com/photo/nartea-testamento-pietra-cappella-sansevero/#prettyPhoto
http://vneapol.ru/page/kapella-san-severo-cappella-dei-sansevero

«Вояджер-1»: 20 миллиардов километров позади

Моя любимая космическая миссия вчера отпраздновала небольшой юбилей. Если верить одометру на сайте NASA, то аппарат «Вояджер-1» удалился от Солнца на расстояние в 20 миллиардов километров. Для сравнения, максимальное удаление Плутона от Солнца не превышает 7.4 миллиардов километров.



Скажу больше, транснептуновый объект V774104, в настоящий момент являющийся самым далеким наблюдаемым объектом Солнечной системы, находится от Солнца на расстоянии 15.4 миллиардов километров. То есть, «Вояджер-1» это не просто самый удаленный от Земли предмет сделанный человеком, но и в принципе самый далекий известный объект в Солнечной системе.

Нет, конечно рано или поздно будет открыты и более далекие тела Солнечной системы, но факт все равно любопытный. В год «Вояджер-1» удаляется от Солнца на 3.58 а.е. Если принять оптимистичную оценку, согласно которой его ритэги смогут вырабатывать достаточную для поддержания радиоконтакта энергию до 2025 года, это значит, что у нас есть шанс увидеть, как космический ветеран преодолеет отметку в 25 миллиардов километров от Солнца. Неплохое достижение для аппарата, запущенного в год премьеры «Звездных войн». http://kiri2ll.livejournal.com/360417.html