Клаус Гофман - Можно ли сделать золото, Мошенники, обманщики и ученые в истории химических элементов
Радиоактивные "отходы" в настоящее время являются главным источником для получения синтетических элементов. Из остаточных растворов после переработки отработанного ядерного горючего получают технеций и прометий, а также искусственные трансураны. На долю нептуния, америция и кюрия приходятся соответственно количества 500, 100 и 20 г на тонну выгорания. Таким образом, регенерационные установки в атомной промышленности служат не только для необходимого устранения опаснейших продуктов деления, но и для получения ценных нуклидов.
Однако превращение элементов в атомном реакторе приводит не только к радиоактивным нуклидам. Из отходов уранового реактора можно получить в качестве продуктов деления высококачественные благородные металлы -палладий и родий,-- которые и сегодня считаются весьма ценными. Американские экономисты полагают, что их извлечение значительно рентабельнее; например, в 1980 году с радиоактивными отходами будет потеряно столько же родия, сколько его получили из природных источников с помощью весьма трудоемких процессов. Чем не алхимия: из урана получить палладий и родий, более ценные, чем исходное вещество.
Реакторы на быстрых нейтронах, "плутоний на черном рынке"
Плутоний является тем искусственным элементом, который сотворяется рукой человека в очень больших количествах, а именно тоннами. Это производство нельзя ограничить. В любом атомном реакторе неизбежно образуется плутоний. При выгорании 33 г урана-235 до 7 -- 8 г образуется около 6 г 94-го элемента на каждый килограмм реакторного урана. В атомном реакторе на 1000 МВт ежегодно синтезируется от 200 до 250 кг плутония-239. Таким путем в Великобритании на 9-ти атомных станциях, работающих на природном уране, получили до марта 1977 года 7,5 т плутония за счет регенерации реакторных стержней.
Поэтому нетрудно, зная мощность реакторов, рассчитать мировой запас "мирного" плутония, находящегося в виде реакторных стержней. В начале 1976 года он составлял, вероятно, около 60 т. К этому количеству следует добавить официально не известный запас "плутониевого оружия", оцениваемый в 200--300 т. Это количество плутония, находящееся в атомном оружии, не столь уж "секретно": его можно легко рассчитать из концентрации криптона-85 в тропосфере нашей планеты, которая с 1959 года возрастает почти линейно. В атомных реакторах, вырабатывающих плутониевое оружие, этот радиоактивный газ образуется в количестве 0,3 % от общего выхода продуктов в процессе деления и практически целиком ускользает в атмосферу.
Помимо такого "искусственного" плутония имеются, как мы знаем, небольшие количества природного плутония. Все вместе заражает весь мир этим элементом.
Сравнительно безобидными являются те случаи, когда спутники или атомные батареи не достигали своей орбиты или сгорали в земной атмосфере. Это произошло, например, с американским спутником из серии "Транзит", который упал в 1964 году, имея на борту 1 кг плутония. Такие аварии в космических путешествиях никогда нельзя полностью исключить, да они и не представляют большой опасности. Плутоний-238, имеющий период полураспада 88 лет, к счастью, гораздо скорее исчезнет с поверхности Земли, чем долгоживущий плутоний-239 с периодом полураспада 24 100 лет. Так, почва Нагасаки еще и сегодня содержит в десять раз большее количество плутония-239, чем в других местах.
Озабоченность вызывают падения атомных бомбардировщиков США у Паломарес и Туле в 1966 и 1968 годах. При этом из ядерного оружия выделились значительные количества плутония-239. Еще больше загрязнили мир плутонием все надземные испытания атомного оружия. До прекращения этих испытаний были выброшены в атмосферу, по приближенной оценке, от 5 до 10 т плутония; 95 % его в виде осадков заражают радиацией обширные районы земного шара. Следует напомнить, что плутоний вследствие своей радиоактивности в 10[10] раз токсичнее синильной кислоты. При работе с этим ядом необходимы строжайшие меры предосторожности. Британский завод в Олдермастоне, вырабатывающий плутоний, вынужден был закрыться в августе 1978 года в результате протеста профсоюзов. У многих рабочих было обнаружено повышенное содержание плутония в организме.
Как ни опасен и коварен элемент плутоний, все же он необходим для обеспечения будущей энергетической потребности. С современной точки зрения атомная энергия является единственным выходом для покрытия дефицита, который возникнет в близком будущем вследствие растущего потребления энергии и истощения природных ресурсов. Не может быть никакой дискуссии о том, должны ли мы строить атомные электростанции или нет,-- говорил в 1977 году президент Академии Наук СССР профессор А. П. Александров.-- У человечества нет иного выхода; только с помощью атомных электростанций оно сможет удовлетворить свои потребности в энергии на века. Этими словами советский ученый однозначно обрисовал положение в мире.
Природные ресурсы урана-235 тоже исчерпаемы. Поэтому авторитетные специалисты считают, что уран как носитель энергии будет перспективным лишь в том случае, если для получения атомной энергии удастся использовать неделящийся уран-238. то есть превратить его в делящийся плутоний. Уран-238 составляет более 99 % природного урана. Следовательно, необходимо дополнительно получать делящийся плутоний, и именно в таких реакторах, которые вырабатывают этого атомного горючего больше, чем используют сами: в атомных реакторах на быстрых нейтронах. В этом типе реактора нейтроны не тормозятся и предназначаются не для деления ядра, а для превращения элемента урана-238 в плутоний-239. Такой процесс с быстрыми нейтронами поднимает массу технических проблем и требований к технике безопасности, которые до настоящего времени не полностью разрешены.
При разработке реакторов на быстрых нейтронах Советский Союз идет впереди: в 1959 году в Обнинске был запущен опытный реактор. Первая в мире опытная электростанция начала работать в 1973 году в г. Шевченко на Каспийском море и с тех пор служит для опреснения морской воды. В Советском Союзе и западных промышленных странах надеются, что к концу 80-х годов можно будет пустить в ход реакторы на быстрых нейтронах для выработки энергии. По прогнозам в 2000-м году треть всех атомных электростанций будет состоять из реакторов на быстрых нейтронах. Связанное с этим расширение атомной промышленности -- предположительно в 2000-м году общая мощность атомных электростанций составит 3000 ГВт -- требует повышения ответственности государств и действенного международного контроля. Ведь эти атомные электростанции будут все же вырабатывать плутоний -- порядка 1000 т ежегодно. Такого количества достаточно, чтобы изготовить 150 000 атомных бомб, по силе равных хиросимской! Нельзя не считаться с опасностью того, что в капиталистическом мире появится "плутониевая иерархия", что часть этого огромного количества атомного взрывчатого вещества будет отчуждена, им смогут торговать на черном рынке и нелегально изготовлять из него атомное оружие.
Конечно, в социалистическом обществе не существует проблем такого рода. Однако нам тоже приходится сосуществовать с плутонием, ибо мы не можем отказаться от атомной энергии. Безусловно, нужно быть бдительными, учитывая "свободное обращение" с ядерным горючим, принятое в капиталистических странах. Оно может иметь тяжелые политические последствия. Уже много лет ФРГ предпочитает торговать атомным сырьем с такими государствами, как Бразилия, Южная Африка, которые не подписали договора об ограничении ядерного оружия.
С другой стороны, нельзя полностью исключить возможность того, что террористы овладеют плутонием и начнут сами мастерить бомбы. По словам одного американского специалиста, для этого нужны только плутоний и умение читать и писать. Другие считают, что сборка атомной бомбы в гараже при помощи тисков и молотка -- чистая фикция. Что же является правдой? Твердо установлено, что в обычных атомных реакторах действительно образуется не плутоний "чистый для бомбы", а смесь изотопов, содержащая от 60 до 70 % делящегося плутония-239. Этот плутоний может служить для изготовления атомных взрывчатых веществ. Испытание атомной бомбы в США показало, что "дело пойдет" и с таким плутонием из атомных реакторов, который содержит смесь изотопов. Об этом сообщил журнал "Кемикл энд инжиниринг ньюс" в сентябре 1977 года, разрушив при этом некоторые иллюзии.
Поскольку критическая масса атомного взрывчатого вещества зависит также от концентрации делящегося изотопа, она, вероятно, будет значительно выше для смеси изотопов плутония, что, безусловно, является дополнительным фактором безопасности. Для чистого плутония-239 критическая масса составляет 5,6 кг при максимальной скорости сближения докритических масс и оптимальном отражении нейтронов.
Если мафии даже удалось бы смастерить атомное взрывчатое устройство из "плутония с черного рынка", то сила взрыва его была бы намного слабее, чем для обычных бомб. Однако такой атомный взрыв все равно был бы катастрофой, вследствие возникшей радиоактивности и той паники, которую вызывает атомное оружие любого калибра.
