Боеприпасы с обеднённым ураном - о поставках, развёрнутое объяснение "о чём речь" Опции Поделиться

[А.Кочегаров]

В связи с заявлением из британского правительства о поставках на украину подкалиберных снарядов (для танков Челленджер) с обедненным ураном и ответом от нашего руководства… В Рунете возникла полемика, которая показывает, что далеко не всем понятна суть вопроса. Масла в огонь непонимания вероятно добавила и фраза нашего верховного, где он назвал это "ядерным компонентом". Формально выражаясь, обеднённый уран действительно ядерный компонент. Но к ядерному оружию имеет очень опосредованное отношение.
Данная статья даёт развёрнутое объяснение.

Что такое обеднённый уран и откуда он берётся?
Природный уран, добываемый в рудниках содержит два основных изотопа. U238 - Относительно стабильный.. Период полураспада 4,5 миллиарда лет. То есть практически не радиоактивный. И тот изотоп, ради которого вся добыча идёт - это U235. Это основа всей атомной промышленности. Период полураспада U235 700 миллионов лет. То есть он значительно более активен. Содержание в природном уране U238 99%, а U235 только 0,72%. Чтобы превратить природную смесь изотопов в нужный продукт, надо обогатить руду по U235 до 4-6% для изготовления ядерного топлива обычных АЭС. До 30-40-50% для использования на малых реакторах, например, для АПЛ.. Для исследовательских и медицинских целей. И До 80% уже в качестве оружейного урана для изготовления уранового типа ЯО. Процесс обогащения чудовищно сложен и технологией обладают только ядерные державы. Суть контроля по ДНЯО за распространением в основном состоит из контроля над распространением этой технологии.Не только, но в основном. Опасным порогом считается способность обогащать до 20-30 процентов. Если в стране это могут, то значит смогут и до оружейной чистоты - 80%.

Итак обогащение. Металлический природный уран химическим путём превращают в гексафторид урана (ГФУ или UF6). Это соль шестивалентного урана плавиковой кислоты. Весь смысл процесса в превращении металлического урана в газ. В России и США для этого использовали разные процессы. ГФУ очень токсичен и опасен. Далее этот газ направляют в центрифуги. В центрифужном многоступенчатом процессе получают разделение изотопов с использованием разницы в массе атомов одного и другого изотопа. Более тяжёлые атомы собираются ближе к внешнему диаметру. Более лёгкие - ближе к центру.

Есть мембранная технология, значительно более дорогая. В мембранах происходит разделение по принципу разницы в размерах атомов изотопов. Минсредмаш СССР освоил обе технологии, на Западе же тогда считали, что даже теоретически центрифуги невозможны. В итоге в СССР попробовав оба варианта стали развивать центрифужную. По энергозатратам и конечной стоимости продукта центрифуги примерно в 2,5 раза эффективнее. В этой технологии мы были пионерами и сейчас находимся на недосягаемой дистанции. В США использовали только мембраны, все попытки с центрифугами у них окончились либо просто крахом, либо ядерными авариями. Но во времена Билла Клинтона США утратили и мембранную технологию. Прихватизацией стратегических предприятий с их дальнейшим разрушением увлекались не только наши демократы. В Европе используют обе технологии. Мембраны родом из США, а центрифуги они сумели получить через утечки из Союза (давняя история). Китай пользуется советскими технологиями. То есть у всех кроме нас центрифуг либо вообще нет, либо они более старого поколения.
И да... США сейчас (после эры Клинтона) не могут самостоятельно обогащать уран. Они покупают его либо у нас, либо у французской URENCO (бывшая AREVA). Знаменитый американский Вестингауз, который построил все АЭС в США и как минимум в Японии (включая прославившуюся Фукусиму) обанкрочен и продан.


Далее, после обогащения ГФУ до нужной концентрации U235 газ снова превращается в металл. И этот металл уже идёт дальше в производство, например, для изготовления ядерного топлива для АЭС. На сегодня технически никому не удаётся извлечь весь U235 из смеси. В отходах обогащения остаётся 0,1 % U235, остальное U238. Вот эти отходы обогатительного производства и называются «обеднённым ураном». Поскольку такой уран беднее по U235, чем природный. Никак не "объединённый" уран, как иногда говорят некоторые журналисты и аналитики.

Где используется обеднённый уран?
Во всех странах, обладающих технологией обогащения скопилось огромнейшее количество этого материала. Формально - это считается отвалом, отходами. Но все их хранят на будущее. Плюс обеднённый уран нельзя просто взять и как-то вернуть в природу.

В советские времена планировалось использовать его для "замыкания ядерного топливного цикла". То есть использовать эти "отходы" для получения ядерного топлива другого типа.

Кратко суть идеи в том, что при бомбардировке ядер U238 БЫСТРЫМИ нейтронами можно получить плутоний (Pt). Который далее можно использовать для производства ядерных боеприпасов, либо использовать для создания ядерного топлива как для обычных АЭС, так и для быстрых (бридеров). Но вся ирония в том, что обычные АЭС нельзя использовать для получения плутония таким путём, так как там нет быстрых нейтронов, а есть только медленные (т.н. тепловые). Чтобы иметь быстрые нейтроны, нужно строить специальные реакторы, где теплоносителем будет не вода, а два других варианта - расплавленный металлический натрий или свинец. Проблема в том, что вода замедляет быстрые нейтроны, а эти два материала - нет. Такие быстрые реакторы раньше пытались строить все ядерные державы. Но у всех кроме нас по разным причинам эта работа остановилась. Остановка произошла на этапе экспериментальных и исследовательских реакторов. Все они давно выведены из эксплуатации по сроку службы, а новых не строят. Сейчас у нас есть реально работающий бридер ПРОМЫШЛЕННОЙ мощности БН-800 (с натриевым теплоносителем). Разработан в нижегородском ОКБМ им. Африкантова, построен на соседнем машиностроительном заводе, буквально там за стенкой. А трудится на Белоярской АЭС. В сентябре прошлого года тихо произошло событие по масштабам сравнимое с запуском первого спутника Земли. В БН-800 после многолетних проверок наблюдений и экспериментов наконец загрузили реактор полностью МОХ-топливом. Грубо говоря - это плутониевое топливо. Раньше плутоний нарабатывали (плутония нет в природе) только для ЯО и никто не мог его использовать в АЭС. А это событие расширяет российскую атомную топливную базу в 140 раз. И это последний шаг перед замыканием топливного цикла.
Сейчас в Нижнем Новгороде строится ещё более мощный БН-1200. Его запуск сделает работу бридеров экономически целесообразной (просто промышленный масштаб уже есть). Плюс у нас начала строиться станция из другой технологии - реактор БРЕСТ со свинцовым теплоносителем. Первый в мире по этой технологии. Скорее всего после запуска обоих мы замкнём топливный цикл. То есть научимся топить АЭС Плутонием, природным Ураном238 (теми самыми отходами), Торием (которого очень много, особенно в РФ). Плюс радикально решим все проблемы с опасными ядерными отходами. Почему говорят о "замыкании цикла"? Потому что начнётся циркуляция топлива между обычными АЭС и Бридерами. Отработанное топливо обычных АЭС будет топливом для бридеров, которые в свою очередь получая энергию наработают опять топливо для обычных. И так по кругу.
Академик Митенков Федор Михайлович - главный научный руководитель ОКБМ им. Африкантова (с 1997го, оставив место директора более молодому сотруднику) на одном из своих выступлений в Нижнем Новгороде, назвал U235 «самым ценным даром Господа Бога человечеству» (с). И от того, как мы им распорядимся, зависит наше выживание. Для запуска реакции в бридере нужна спичка из U235, а не топливо из него. При этом на нашей планете его очень мало, ресурс абсолютно невосполнимый, и нельзя просто топить наши "печи" столь ценными спичками. Аналогия с «топить печи ассигнациями» тут даже недостаточна. Если мы будем топить печи спичками, число которых на планете ограничено, то потратив последнюю спичку мы навсегда потеряем возможность получить огонь. А если замкнём цикл, то успеем найти уран в соседней галактике. Или создадим термояд.


Западные страны во главе с США используют обеднённый уран для производства особо прочной брони, но в основном для производства боеприпасов. Что это такое, рассмотрим на примере подкалиберного снаряда для британского танка Челленджер калибра 120мм.

Что такое подкалиберный снаряд и зачем там обеднённый уран?

Попытайтесь взять в руку иглу и вогнать её рукой в доску. Вы не сможете приложить для этого достаточно энергии. Легче будет с помощью маленького молоточка. А кувалдой вы вгоните иглу как в масло одним ударом. По этому принципу работает бронебойный подкалиберный снаряд. Кувалда большого диаметра - снаряд 120мм диаметром - летит летит под действием серьёзной энергии пороховых газов. Но содержит в себе тонкий и твёрдый сердечник (иглу). И вся энергия снаряда вгоняет эту иглу в броню. Из школьной физики мы знаем, что для высокой энергии удара важна не только скорость, но и масса. Сердечник из урана достаточно твёрд и сделан из самого плотного и тяжёлого металла. Кроме этого металлический уран обладает уникальным свойством. При энергичном ударе о броню в процессе пробития он механически распыляется, а урановая пыль имеет способность к самовозгоранию в воздушной среде. То есть танк получает не только пробой брони, но и огненный шквал внутри. Такими боеприпасами всех форм и назначений обладают страны НАТО.

В России (и ранее СССР) не использовали для этого опасный уран. Вместо него такие боеприпасы делают с вольфрамовыми (W) сердечниками. Это тот самый вольфрам из которого делают светящиеся нити в лампах накаливания. Металл довольно тяжёл (но легче свинца и ртути) и исключительно твёрд. В металлорежущих станках (в том числе по стали) лучшие резцы чем из карбида вольфрама только алмаз. Сам по себе материал по своим свойствам для военной цели уступает урану. Но зато гораздо безопаснее в экологическом смысле. При большом желании отравиться вольфрамовой пылью можно, но бывает это крайне редко и с меньшими последствиями. Плюс вольфрам совершенно не активен в смысле радиации.

Чем опасен обеднённый уран в контексте вопроса?

Уран, как и всякий тяжёлый металл (а он самый тяжёлый из природных) токсичен и как металл и во всех химических соединениях. Помним про ртуть (Hg) и свинец (Pb). Плюс даже обеднённый уран всё равно содержит радиоактивный остаток - тот самый 0,1% U235. То есть обеднённый уран не только ядовит, но ещё и фонит, хоть и не сильно. И это самое "не сильно" становится очень опасным, если попадает внутрь нашего организма. Опасность применения таких боеприпасов в итоге в том, что местность, где их применяют загрязняется ураном. Либо металлической пылью, либо, в случае возгорания - неметаллическим оксидом урана. Всё это попадает в почву на местности и никакими силами его оттуда не убрать. А далее может попасть в грунтовые воды, растения и сельхозкультуры.. А дальше в тело и мясо животных. И так далее. Ждать самоочищения почвы через распад радиоактивных материалов нереально - на это нужны миллионы лет.

НАТО применяли такие боеприпасы во время войны в Ираке и при бомбардировках Сербии. В итоге в обоих местах местность заражена. Западные страны всячески препятствуют реальным исследованиям в этом направлении. И далее утверждают, что вред от такого заражения "не доказан". Но, например, сербский минздрав указывает на то, что после бомбардировок случаев онкологии стало вдвое больше, чем в среднем по Европе.
В СССР-России обеднённого урана есть не меньше, чем на Западе. Но такие боеприпасы именно по причине их вреда у нас не ставят на вооружение. А используют более худший, но зато безопасный для экологии вольфрам.