ВНИМАНИЕ

Материалы публикуемые в блоге это интернет обзор местных и зарубежных средств массовой информации.
Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения.
Мнение администрации блога и Ваше мнение, могут частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций.

воскресенье, 5 июня 2016 г.

Мир вокруг атомной «иглы». Часть 1

, 04 июня 2016
Просмотров: 1737
 Мир вокруг атомной «иглы». Часть 1


Как делается ядерное топливо для электростанций. Часть 1

Технология разделения изотопов урана для получения ядерного топлива не такая сложная, но получилось, что Россия, при всей своей отсталости, занимает больше половины мирового рынка в этом высокотехнологичном секторе экономики...
Мир вокруг «иглы». Часть 1
Автор – Борис Алестэр

Впрочем, можно назвать и несколько иначе – полцарства за «иглу». Угу-угу – я снова про то, что имеет страна-бензоколонка и как она живёт без айфона... Только в этот раз вынужден заранее попросить прощения: много технических деталей, без разъяснения которых понять, что к чему, зачем и почему – не получится.
Что происходит внутри атомного реактора, если на пальцах? Ядерная реакция – в реакторе созданы условия для того, чтобы ядра атомов урана успешно разваливались, без взрывов выделяя при этом энергию, которую мы научились использовать себе во благо. Помните школьное: «в ядро атома попадает нейтрон, выбивает из него 2 нейтрона, те выбивают из следующих атомов ещё по 2 нейтрона»? Ну, вот оно самое.
Но, как нам известно из политики, разваливается только то, что подспудно к развалу готово: есть атомы, которые после удара нейтрона разваливаются, но куда больше тех, которым такие удары глубоко по барабану, стучи ты в него или не стучи. БОльшая часть атомов урана именно так себя и ведёт – не выколачиваются из него нейтроны, да и всё тут. Ядро атома урана состоит из 238 протонов и нейтронов, и им вместе «хорошо».
В 30-е годы прошлого века Энрико Ферми разгонял на ускорителе нейтроны и обстреливал ими уран: хотел, чтобы ядра «приняли» эти нейтроны внутрь себя и получились химические элементы тяжелее, чем уран. Стрелял-стрелял, да что-то никакого толка от этого не было. В 1939 два немца – Отто Ган и Фриц Штрассман смогли понять, в чём проблема: часть атомов урана разваливается на куски, выпуливая ещё и дополнительные нейтроны.
Почему я про Гана и Штрассмана вспомнил? Чтобы напомнить: именно Германия, уже ставшая гитлеровской, была ближе всех к созданию атомной бомбы. И это нам оказалось полезно, но уже после войны. А миру повезло с тем, что Гана больше интересовало, на что именно разваливаются атомы урана, а не то, как использовать «лишние» нейтроны. Этими «лишними» нейтронами занялись американцы, результат их трудов на себе почувствовали японцы в 1945-м году...
Как делается ядерное топливо для электростанций. Часть 1
Так что такое с ураном-то? То он делится, то он не делится... БОльшая часть природного урана – 99,3% – это уран-238, в нём никакая цепная реакция не идёт. Но есть среди атомов урана и отщепенцы – уран-235, у которых в ядре на 3 частицы меньше. Вот эти «оппозиционеры», как и всегда, воду мутят и не дают спокойно жить. Прибывший нейтрон разваливает уран-235 на куски, при развале урана-235 и идёт выделение той самой энергии, которая может и города в куски разрывать, и мирно греть воду, которая крутит турбины атомных электростанций.
Но, развалившись, уран-235 превращается в атомы других элементов, которые больше участия ни в каких таких полезных нам ядерных реакциях участвовать не желают. Развалился уран-235 один раз – и всё, в дальнейшей игре он уже не участвует. Значит, чтобы реактор работал долго, урана-235 надо много. Как этого добиться? Ну, либо берёмгору природного урана, либо добиваемся того, чтобы урана-235 в нём было не 0,7%, а больше.
Поэкспериментировали – выяснили, что, если уран-235 в куске природного будет 5-7%, получится то, что надо: гореть будет спокойно, без взрывов, гореть будет достаточно долго, отдавая человеку нужную ему энергию. Поскольку человеки завсегда думают про деньги, процесс увеличения концентрации урана-235 в природном уране-238 они назвали «обогащением». Ну, так уж мы устроены...
Короче: хотите, чтобы уран был полезен для АЭС – обогащайте его. Хотите, чтобы уран взрывался в едрён-батонах – обогащайте его. Тут и встал вопрос: а как этого добиться-то? Ну, вот лежит перед тобой кусок урана – как выкинуть из него лишние атомы-238 и оставить только атомы-235? Задачка... Достаточно быстро удалось выяснить, что уран легко присоединяет к себе атомы фтора, превращаясь в кристалл, которому нужно всего 56 градусов тепла, чтобы стать газом. Если точнее – смесью газов. В одном из них атомы чуть крупнее и чуть тяжелее – это фтор с ураном-238. Второй газ состоит из атомов чуть поменьше и чуть полегче – фтор с ураном-235. Ну – разделяй и властвуй!
Изначально физики прицепились к словам «больше – меньше». Ставим сетку, прогоняем через неё газ – уран-235 проскочил, уран-238 застрял, мы в дамках.
Собственно, проблемой разделения изотопов теоретически начал заниматься ещё в начале 30-х сам Пауль Дирак – звезда первой величины в физике. Группа учёных под его руководством сделала расчёты и для изотопов урана, по которым получалась, что разделение при помощи центрифуг – антинаучная утопия. Как происходит разделение при помощи центрифуги? Да по тому же принципу, по которому в сепараторе делают масло из молока.
Берём ось, которая будет вращаться, вставляем в бочку, наливаем в неё молоко. Раскручиваем как следует ось – масло на оси, всё, что легче – на стенках. Делов-то! Вот только расчёты теоретиков показали: для того, чтобы лёгкие атомы урана-235 отделить от тяжёлых атомов урана-238, ось центрифуги должна вращаться со скоростью не менее1200 оборотов в ... секунду.
Так не бывает – вот вердикт физиков. Нет таких моторов, никакой металл для оси не выдержит такую нагрузку, никакие подшипники не выдержат такой скорости, никакой материал для стенок не пройдёт частоту резонанса (ось набирает скорость постепенно, и обязательно проходит так называемую «критическую частоту», совпадающую с частотой резонанса стенок центрифуги. Помните роту солдат на каменном мосту, шагающей нога в ногу, из-за чего мост просто разваливается?), не разлетевшись на куски.
«Безнадёга!» – сказали большие физики. Yes! – ответили американцы и в «Манхеттенском проекте» стали заниматься исключительно сетками. Научное название метода – «диффузионное разделение»: газ ведь проходит сквозь сетку, а в физике такой процесс и называют диффузией. Как работается с этими сеточками? Кропотливый труд: одна сетка отделяет 1,0002 так нужного атома урана-235. Чтобы добраться до нужных для АЭС 7% урана-235 нужно поставить друг за другом 1500 сеток.
Сама сетка – произведение инженерного искусства. Величина дырочек в ней – 0,00001 мм, при этом сетка должна выдерживать температуру под 100 градусов, материал должен не бояться постоянной радиации. И таких сеток нужны тысячи и тысячи. На функционирование каскадов этих сеток уходит прорва электроэнергии: даже после 50 лет усовершенствования этого метода на единицу разделения тратилось 2500 кВт*ч. Но результаты таких трудов и таких затрат того стоили – благодаря этим самым сеточкам американцы не только уничтожили Хиросиму и Нагасаки, но и могли строить планы ядерной бомбардировки городов СССР.
В СССР в декабре 1945 года работа по созданию диффузионных производств была поручена Исааку Константиновичу Кикоину. Один из плеяды блистательных советских учёных, ставший доктором физических наук в 27 лет, в годы войны Кикоин занимался, как и вся страна, спасением страны. За изобретение и внедрение в производство магнитных взрывателей для противотанковых мин Кикоину в 1942 была присвоена Сталинская премия.
А чуть позже, 28 сентября 1942 настал день, который можно считать днём рождения атомного проекта в СССР. В этот день вышло постановление ГКО (государственного комитета обороны) № 2352с – «Об организации работ по урану». Исаак Кикоин стал одним из первых, кого привлекли к этой работе, потому и в 1945 от предложения Лаврентия Павловича Берии возглавить 2-й отдел Лаборатории № 2 в Спецпроекте Исаак Константинович и не думал отказываться.
Времени с той секретной поры прошло много, теперь даже можно «перевести на русский» задачу, которая была поставлена Кикоину. Тогда это звучало так: «Обеспечитьстроительство завода №813 в Свердловске-44». Что-нибудь понятно? Перевод: создать проект и обеспечить строительство завода газо-диффузионного обогащения урана в новом закрытом городе. Не в городке, а именно в городе – в советские времена населения там было 150 тысяч человек.
Завод и сейчас работает, хотя давно уже перешёл на центрифуги. Это – Уральский электрохомический комбинат в городе Новоуральске Свердловской области. Задание было успешно выполнено, свидетельством чему и стал взрыв в Семипалатинске нашей Бомбы №1 уже в 1949 году.
Но Лаврентия Берия не был бы Берией, если бы не делал свою работу с «перезакладом». Сеточки с диффузией – дело хорошее, но стоит ли сбрасывать со счетов центрифуги? Расчёты Дирака показали, что надо именно сбросить, но это всего-навсего Дирак, да и сказал он это не на допросе в НКВД... Лаврентий Павлович прекрасно знал, что теоретические расчёты группы Дирака экспериментально пытались перепроверить в Германии. По этой причине лагеря военнопленных внимательно проверяли в поисках именно этих специалистов.
В конце сентября 1945 в лагере в Познани сверхштатный сотрудник Ленинградского физтеха (да-да, именно так звучала эта должность) Лев Арцимович обнаружил бывшего сотрудника фирмы «Сименс» Макса Штеенбека. А, собственно, где должен был находиться один из разработчиков кумулятивного заряда для фаус-патронов? Жить бедолаге оставалось недолго – если бы не Арцимович.
Для Льва Андреевича Штеенбек был не заурядным нацистом, а одним из ведущих специалистов в физике плазмы, автором двухтомного учебника для ВУЗов. В общем, ЛевАндреевич предложил Штеенбеку, как это сейчас говорят, очень выгодный контракт – 10 лет поработать гастарбайтером в СССР, а тот и не отказался, причём совершенно добровольно. Удивительно, правда?
Безработица в послевоенной Германии – и только она! – помогла группе сверхштатных сотрудников всяческих советских научных институтов набрать ещё около 7000 таких же добровольцев. Правда, все они в своих мемуарах называли этих самых сверхштатных сотрудников исключительно «офицерами НКВД», но это всё, конечно, какое-то массовое заблуждение.
300 человек из них решили, что им очень хочется работать в городе Сухуми, где в 1951 году и был создан широко известный в узких кругах Сухумский физико-технический институт. Возглавил его, само собой, очень уважаемый в научных кругах специалист – генерал НКВД Кочлавашвили. И я не ёрничаю ни разу: уважали его немецкие учёные, даже очень уважали. Попробовали бы не уважать – были бы гастарбайтерами не 10 лет, а все 20...
Группе Макса Штеенбека было поручено перепроверить возможность обогащения урана при помощи центрифуг. Штеенбек собрал всех, кто мог быть полезен – около 100 человек, в числе которых оказался и инженер Гернот Циппе. Инженерил он при Гитлере по поводу радаров и совершенствования самолётных пропеллеров, вот и испытал в 1945 году неимоверную тягу поработать в СССР годиков так с десяток. Бывает...
Работали немцы старательно, дисциплинированно и достаточно результативно. Но мы ведь помним, кто руководил Спецкомитетом? Мог этот замечательный человек доверять этим славным людям безоговорочно? Ответ очевиден. Поэтому рядом с немцами появился ещё один инженер (а не соглядатай, как некоторые могли подумать) – Виктор Иванович Сергеев.
Этот молодой парень (1921 года рождения) перед войной учился на инженера в МВТУ, Какие это были люди и какое было время... С начала июля 1941 Виктор Сергеев – доброволец Бауманской дивизии народного ополчения Москвы. Уцелел, выжил. С января 1943 участия в боях больше не принимал, поскольку получил совсем другое задание: ему было поручено изучать и находить самые слабые места в конструкциях «Тигров», «Пантер» и прочих «Фердинандов».
К концу войны Виктор Сергеев прекрасно разбирался в том, как работает немецкая инженерная школа и где чаще всего допускает ошибки. Так что рядом с Штеенбеком он оказался совершенно не случайно. Умел Берия подбирать кадры – ой, как умел!..
Виктор Иванович Сергеев, Герой Социалистического Труда, наш секретный Инженер с большой буквы, оказался в нужное время в нужном месте. Чертовски хочется дожить до тех дней, когда имя Виктора Сергеева будет знать и помнить вся Россия!
Штеенбек решил проблему подшипника – его стараниями этот узел вообще исчез из конструкции центрифуги. Нижняя часть оси опирается на иглу, которая стоит на подложке из очень твёрдого сплава. Пока немцы экспериментировали с этим сплавом, пришёл Сергеев и всё упростил: немцы просто не были в курсе, что в Армении ещё до войны научились выращивать искусственный корунд – второй по твёрдости минерал после алмаза. С такой же душевной простотой был решён и вопрос с материалом самой иглы.
Центрифуги в России продолжает выпускать Владимирский завод «Точмаш». Заводу много лет: основан он был в 1933 году, и назывался он тогда ... Владимирский граммзавод. Выпускал самую что ни на есть мирную продукцию – патефоны и хромированные иголки к ним.
Замечательные иголки, просто вот лучшие в мире. Немцы про этот завод были, как водится, не в курсе, а вот 30-летний парень Виктор Сергеев не иначе, как любил послушать патефон. Догадаться, что чуть ли не самый мирный завод может быть полезен для атомного проекта – это надо действительно обладать нешаблонным мышлением. Советская инженерная школа обеспечивала немалый кругозор...
Не думаю, что у Сергеева сложились хорошие отношения с группой Штеенбека: немцы прекрасно понимали, что этот человек занят поиском их ошибок и недочётов. Найди он их в слишком большом количестве – и контракт на гастарбайтерство в СССР мог быть продлён автоматически.... Ну, а уж сам герр Штеенбек, учёный с мировым именем, к крестьянскому сыну точно никакого пиетета не испытывал.
В 1952 группу Штеенбека перевели в Ленинград, в конструкторское бюро Кировского завода, и это стало решающим моментом в истории «Советской иглы». Позволю себе последнюю техническую подробность, поскольку она остаётся главной во всей работе по обогащению урана.
Газ с ураном – это ведь не молоко со сметаной, правда? Если кто-то сбивал масло в домашних условиях, то помнит, как всё заканчивается: центрифугу надо остановить, ось вытащить и счистить с неё масло, а всё прочее – слить в канализацию. Так то – масло, а тут – уран с его радиацией. Да и не «прилипает» газ к оси – а разделить надо.
Сергеев предложил внутри центрифуги разместить так называемую трубку Пито, но Штеенбек поднял его на смех, поскольку никакая теория такого безобразия не допускала. Если ось вращается со скоростью 1500 оборотов в секунду – с такой же бешеной скоростью вращается и газ, а потому любое препятствие обязано вызвать всяческие турбулентности, из-за которой разделённый газ снова смешается в «общую кучу», и вся работа по разделению пойдёт насмарку.
Виктор Иванович пытался спорить, но переубедить упрямого немца не смог и – просто махнул на него рукой. Каким таким макаром Сергеев сумел «воткнуть» в центрифугу свою трубку, почему никаких таких турбулентностей не появляется – сие тайна велика есть. Но и обращение к Исааку Кикоину ничего не изменило.
Группа Кикоина, без всякой связи с группой Штеенбека, разработала теорию обогащения на центрифуге – и точно так же упёрлась в ту же самую турбулентность. Но Сергеев не успокоился и сумел найти двух человек, которые просто поверили в его разработку – директора конструкторского бюро Кировского завода Николая Синева и одного их руководителей Средмаша генерала-маойра НКВД/КГБ Александра Зверева.
На дворе стоял уже 1955 год, из жизни ушли Сталин и Берия, Спецкомитет стал «министерством среднего машиностроения», но «атомный генерал» Александр Дмитриевич Зверев остался в атомном проекте вплоть до своей смерти прямо на рабочем месте в 1986 году.
Бывший профессиональный контрразведчик стал профессиональным атомщиком, с формулировкой «за заслуги перед атомной отраслью» в 1962 получил звание Героя соцтруда. О Звереве вообще можно книги писать, но давайте остановимся на том, что уже после истории с Виктором Сергеевым именно Александр Дмитриевич был руководителем государственной приёмной комиссии по запуску нашего первого реактора на быстрых нейтронах – БН-350. Вот такие были люди в ведомстве Берии...
При поддержке Николая Синева и Александра Зверева Сергеев «продавил» через ... партком конструкторского бюро Кировского разрешение на создание первой центрифуги. Но в одиночку он бы точно не справился, а потому усилиями всё того же Зверева к работе был привлечён Иосиф Фридляндер.
Это имя многое говорит специалистам авиастроения: из сплавов, разработанных Фридляндером, создавались и создаются корпуса и всяческие узлы Ту-16, Ту-95, Ил-86, Ил-96, МиГ-23, Су-30, Су-35, баки «Протона». Корпуса центрифуг первого поколения – это его заслуга. Корпуса, которые выдерживали давление, температуру, излучение.
Поскольку в моём распоряжении только открытые источники, всё, что я могу сказать про этот материал – так только то, что называется он «алюминиевый сплав 1960», он же – «сплав В96ц».
Вот такая славная компания создала опытные образцы центрифуг, которые успешно прошли все испытания, и уже в 1958 году Владимирский граммзавод стал «Точмашем». Известны и слова Исаака Кикоина, видевшего, как всё это происходило: «Да сделайте вы так, чтобы они работали, а теорию мы подгоним!» И подогнал, само собой. В 1953 году он стал академиком АН СССР, именно за теорию обогащения урана.
Таким было начало истории «иглы» – рождение и становление получились достаточно бурными, но это было только начало. От себя прошу попробовать запомнить имена тех, без кого атомный проект в его нынешнем виде был бы попросту невозможен. Кикоин, Штеенбек, Сергеев, Зверев, Фридлянд – каждый из них достоин памяти и уважения. Почти 60 лет назад их умом, настойчивостью страна-бензоколонка обрела технологию, позволившую обогнать производителей айфонов на десятки лет.
«Игла» в СССР и в России
Первый завод по обогащению урана на центрифужной технологии был построен в Новоуральске 4 октября 1957 года. Да-да, именно в тот день, когда весь мир узнал русское слово «Спутник». Вот про него знали все, а про начало новой эпохи в атомном проекте не только СССР, но и всего прочего мира – только те, кто имел к этому событию непосредственное отношение.
Не стоит забывать, что у урана две ипостаси: он и топливо АЭС, и основа самого страшного оружия. Сравнивая работу по разделению урана при помощи диффузии и при помощи центрифуг самого первого поколения, Средмаш уже всё понял: на одинаковый объём урана-235 центрифуги требовали электроэнергии в ... 17 раз меньше, чем «сеточки». Соответственно, диффузионный завод Д-1 был реорганизован в то, что нынче известно, как Уральский электрохимический комбинат.
Гарантии на первое поколение центрифуг были недолгими – три года. Первый блин, впрочем, комом не оказался – они проработали больше 10 лет, поскольку по ходу эксплуатации выяснилось, что самая большая страшилка центрифугам вовсе не грозит. А боялись ... сейсмических колебаний. Ка-а-ак тряхнёт, как коснётся бешено вращающаяся «игла» неподвижной стенки, ка-а-ак разнесёт всё на куски!!!
Но выяснилось, что вращающаяся «игла» к колебаниям устойчива так же, как устойчив гироскоп при стабильной скорости вращения. И теперь «бочоночки» центрифуг высотой меньше метра стоят в три яруса и крутятся, крутятся, крутятся...
Я вот пишу – 1500 оборотов в секунду, даже не комментируя, а давайте попробуем представить, что это такое. Стиральные машины с пылесосами у всех есть – гляньте, сколько у них оборотов. 1200-1500 в минуту. Сколько времени они при таких оборотах могут работать – несколько часов? А «игла» центрифуги – в 60 раз быстрее и 30 лет без единой остановки.
Поломки? Да, имеют место быть – 0,1% в год, такова статистика. Из тысячи центрифуг 1 за год может аварийно отключиться. Подшипников нет, «гореть» нечему. Поколения центрифуг обновлялись, в среднем, раз в 8 лет. Немножко увеличивалась скорость вращения, немножко улучшался материал корпуса и т.д. Эти «немножко» за минувшие годы снизили энергозатраты на единицу работы разделения в 10 раз, а вот производительность центрифуг – выросла, причём в 14 раз.
«Уходят» поколения центрифуг неторопливо: в 2009 году, к примеру, выключили центрифуги пятого поколения, которые были раскручены в 1979 году – при Леониде Ильиче Брежневе. Грустно – не растёт ВВП, не работает «Точмаш» в три смены... А что взять с ватников? Сделали «бочонки» и давай водку с медведем пить...
Ну, а если без анекдотов, то Виктор Сергеев, отладив работу центрифуг для урана, и не думал сидеть, сложа руки. Под его руководством созданы центрифуги для разделения изотопов самых разных химических элементов, Виктор Иванович продолжал работу до своего ухода в 2008 году. Люди этого поколения и этой закалки с работы уходили тогда же, когда и в мир иной...
Итоги вращения советско/российской «иглы» ежегодно подводит МАГАТЭ. Мировая мощность заводов по обогащению урана в 2015 году составила 57073 тысячи единиц работы разделения. Мощность заводов компании ТВЭЛ – 26578. 46,6% мировых мощностей.
Впрочем, можно учесть ещё и Китай, в котором обогащение идёт на советских центрифугах шестого поколения – 4220 тысяч ЕРР. Тогда российская доля производства топлива для АЭС получается 54%. Такая вот арифметика.
И напоследок – снова о Викторе Сергееве. Росатом продал Китаю завод по обогащению: в 2008 году в Шэньси за 1 миллиард долларов поставили каскады центрифуг6-го поколения. Как китайцы умеют копировать технологии – известно: что угодно, быстро и дешевле оригинала.
Российские центрифуги разобрали до последнего винтика – но вот на дворе уже 2016, а никакой информации о том, что китайцы справились с копированием технологии их изготовления, по прежнему нет.
А в России Росатом в 2015 году запустил центрифуги 9-го поколения, после чего настало время для НИОКР поколения № 10. О том, какие деньги на этом зарабатывает Россия, я расскажу позже – после того, как припомню историю приключений «иглы» в Европе, в США, в Пакистане, Северной Корее, в Иране, в Японии, Индии, Китае. Не просто ж так я придумал заголовок-то...

Мир вокруг «Иглы». Часть 2: «Игла» в Европе
Автор – Борис Алестэр
В Европу «игла» – сиречь госпожа Центрифуга – прибыла прямиком от ватников. Нет, не то, чтобы центрифугами там никто не пытался заниматься – просто в Манхеттенском проекте все эксперименты положительных результатов не дали, а «сеточки» работали вполне успешно – Англия смогла получить атомную бомбу, стали открываться АЭС. Зачем дорогие эксперименты, когда и так хорошо?..
Наступил 1955 год, и у «сухумских» немцев закончился срок. Срок контракта, конечно – не подумайте чего плохого. Группу Макса Штеенбека никто удерживать не стал – центрифуги делали уже без их участия, потому срок они досиживали в Киеве, ожидая оформления документов.
С самим Штеенбеком никаких проблем не возникло: он вернулся в Германию, но в Восточную – никакой утечки секретов не произошло. В городе Йена ему дали место профессора, где он преподавал физику плазмы, продолжая работать и в атомной теме. В 1966 он был уже вице-президентом АН ГДР, про своё вынужденное сотрудничество с нацистами вряд ли вспоминал. Награждали за честное служение науке Штеенбека как в ГДР, так и в СССР, где он был иностранным член-корреспондентом АН.
А вот судьба Гернота Циппе сложилась совершенно иначе. До родины он добрался только в 1956 году – уж очень не хотели его отпускать в Австрию-то. Но времена наступили вполне вегетарианские – помурыжили лишний год, да и выпустили. Думаю, что перед выездом его обыскали 100500 раз, но нельзя конфисковать знания профессионала с цепкой памятью.
Помыкавшись без работы, Циппе перебрался в ФРГ, где в фирме Дегусса во Франкфурте-на-Майне ему позволили заниматься ... центрифугами. В своих мемуарах он вспоминал, насколько был удивлён тому, насколько плотно был забыт этот метод обогащения в Европе.
В 1957 Циппе – уже в США, куда его пригласил почитать лекции Карл Полей Коэн, человек серьёзный и весьма авторитетный. Энтузиаст центрифуг, Коэн занимался ими с 1937 года. Но его попытка построить экспериментальную центрифугу в 1943 году закончилась серьёзной аварией, после которой руководство Манхэттенского проекта прекратило финансирование этого направления. Коэна перебросили на «сеточки», на которых он получил полтора десятка патентов, без которых невозможным было бы создание американских бомб.
Как делается ядерное топливо для электростанций. Часть 1
Авторитет у Коэна был весьма и весьма, но, после того, как диффузионные заводы стали успешно справляться со всеми требованиями министерства обороны, Коэн ... ушёл из проекта. Ушёл, чтобы заниматься центрифугами для разделения изотопов других химических элементов. Любил Коэн эту технологию, чувствовал большую перспективу. В 1957 году Коэн выступал с докладом на семинаре в Амстердаме, где и познакомился с Циппе.
И вот тут патентное право США стало причиной того, что Циппе поехал в США, в университет Вирджинии. Восстановив по памяти не менее сотни чертежей (!!!), Циппе защитил в Штатах несколько патентов и саму «русскую центрифугу» – надо отдать ему должное, он особо не скрывал, откуда родом эта технология. К
оэн, увидев чертежи, пришёл в восторг, ФБР и ЦРУ тут же сделали соответствующие предложения герру Циппе. Они были уверены, что он не откажется, но, видно, воспоминания о «добровольности» 10 лет пребывания в СССР никуда не делись – Циппе сматывается из Штатов и возвращается в Германию.
В 1958 Циппе получает патенты уже в Германии, где передаёт их ставшей родной «Дегусса», при этом вбив в контракт обязательство фирмы использовать центрифуги только для нужд атомной энергетики, только в мирных целях. «Дегусса», следуя по следам Циппе, начинает работать с Вирджинским университетом США, пытаясь довести до ума то, что значилось в патенте.
Ну, вот всё было так красиво!.. Циппе привёз идеи подложки «иглы» из корунда, идеи с трубками Пито, все лучшие технологии были в распоряжении, с финансами – никаких проблем. Ну, всяко лучшие в мире техники и конструкторы просто таки обязаны были догнать и перегнать страну-бензоколонку в мгновение ока! Но эксперимент за экспериментом, а на выходе – айфон за айфоном, хоть ты тресни.
Напомню, что такое центрифуги надкритические и подкритические. Когда идёт разгон «иглы» до рабочей частоты вращения, можно наткнуться на резонанс «иглы» и стенок центрифуги. Чтобы центрифугу не разнесло в клочья, есть два варианта – остановиться до наступления резонанса или изощриться и каким-то образом резонанс, что называется, «проскочить».
Американцы и немцы пробовали работать на докритических центрифугах – не шло обогащение. Пробовали надкритические – не выдерживал материал «иглы»: выяснилось, что при больших скоростях вращения любой металл становится вязким, «течёт». А Фридляндера в распоряжении у американцев как-то вот и не нашлось...
Американцы, что называется, вошли в раж, заставив Циппе смотреть на ихтворчество с видом молодцеватым, но слегка придурковатым. Он-то помнил, что советские центрифуги были около метра в высоту! В середине 60-х, внимательно посмотрев, как братцы-американцы собираются раскрутить бандуру в 12 м высоты, он окончательно понял – пора, пора домой... Сомнения иссякли, когда он увидел планы следующих экспериментов с монстром в 15 метров. Американский слон – самый большой слон в мире, и Циппе его, наверно, просто испугался.
«Дегусса», глядя на то, какие деньги тратили американцы, уразумела, что дело, конечно, перспективное, но только не для частной компании. Найти финансирование, наверное, можно было бы в Министерстве обороны, но условия, выставленные Циппе, ставили на такой возможности крест. Получается, что Циппе сделал для европейского атомного проекта не одно, а два добрых дела: не только «вывез» чертежи, но и буквально заставил Европу думать о коммерциализации атомной темы.
Если не брать деньги у военных – приходится думать, как их зарабатывать на самом обычном рынке. Только из-за этого европейцы стали задумываться о том, что «сетки», при всей их надёжности и производительности, слишком дороги. Простой пример: диффузионный завод Georges Besse I во Франции был крупнейшим энергопотребителем в этой стране – 15 ТВт*ч в год. Т – это тера, 1 000 000 000 000. Грубо – на обеспечение завода работала «собственная» АЭС.
Циппе оставался верен идее надкритических центрифуг – ведь, чем больше скорость вращения «иглы», тем большее количество урана способна обогатить центрифуга. Абсолютно логичная идея, на которую абсолютно спокойно «забили» в стране-бензоколонке. «Медленно вращающаяся «игла» обогащает маленькое количество урана? Ставим 10 тысяч центрифуг, 100 тысяч – какие проблемы?»
Производство советских центрифуг было поточным, себестоимость их на фоне экспериментов Циппе – что прыщ на заднице слона... Циппе экспериментировал, у нас подкритические центрифуги жужжали и жужжали. Циппе упорствовал: чем длиннее ротор по отношению к диаметру корпуса центрифуги – тем выше степень обогащения! Длиннее, быстрее – вот путь к успеху!!!
Ватники флегматично посматривали в ту сторону и – крутили свои махонькие центрифуги. «Я есть сумрачный тевтонский гений и ваш главный конкурент!!!» «Да-да, мы тебя боимся» – согласно кивали ватники и ... крутили центрифуги.
Первой жертвой борьбы за эффективное и дешёвое обогащение стала фирма «Дегусса». Несмотря на свои славные традиции поставщика урана гитлеровскому режиму, с финансированием работ Циппе она не тянула никак. В 1971 году патенты и научный коллектив перешли концерну URENCO: дабы ещё мощнее победить страну-бензоколонку, свои технологии и деньги сложили в кучку Германия, Англия и Голландия.
«Теперь я есть богатый сумрачный тевтонский гений!!! Бояться и трепетать, ватники!!!» «Да боимся, боимся, ты только успокойся» – скороговоркой ответили сотрудники бензоколонки – «Только извини, бояться будем на ходу – нам французам надо уран обогащать...»
Угу – в ужасТно совковое время, когда все мы мучились от отсутствия рынка, СССР начал поставки обогащённого урана на экспорт. Долгосрочный контракт с французскойCogema был примечателен ещё и тем, что этим была сломана монополия США как единственного поставщика топливного урана.
«Европа докажет вам, нищасным, что у неё – лучшие умы и технологии!!! Трепещите!!!» «Да трепетаем, трепетаем уже... Подвинься маленько – дай уран пронести, люди ждут…» И ведь ждали. Ждали во Франции, через год – ещё и в Италии, и «подвинься» было не просто так, а по делу: с 1973 советский топливный уран стал идти в Англию и Германию, с 1974 – в Испанию, Швецию, Финляндию, Италию, Швейцарию, Бельгию.
«Техснабэкспорт» работал с точностью метронома, а Циппе – Циппе продолжалэксперименты. И продолжали работать «сеточные» заводы в Штатах, в Англии и во Франции, производя идеологически правильный уран. Ватники в ответ не рассказывали основы марксистко-ленинской идеологии – откуда ватникам знать английский и французский? Уныло шмыгая носом, ватники просто меняли цифры на ценниках...
«Неправильные» советские центрифуги на кило урана требовали в 50 (пятьдесят)раз меньше электроэнергии, чем замечательные диффузионные заводы, потому и себестоимость конечной продукции была меньше раз в 5-6. «Да-да, Маркс и Ленин ошибались, рынок – ваше всё, а мы – в тупике. Скоко тонн, говорите, отвесить-то?.. Валюту вот сюда, в авоськи складывайте. Да-да, права человека, свобода слова, мир-дружба-жвачка, вы только про аванс не забывайте...»
Циппе продолжал работу, а поборники невидимых руконог рынка нашли единственный способ остановить конкурента – врубить на полную катушку санкции и ограничения. Вот это сработало: доля рынка «Техснабэкспорта» росла, но медленно. Тянули время, надеясь на успех Циппе.
Бесчисленные эксперименты URENCO завершились успехом только в середине 70-х. В 1977 году открылись два завода на центрифугах – в английском Кейпенхорсте и в бельгийском Альмело. Надкритичные центрифуги 2-3 метровой высоты знаменовали полное поражение страны-бензоколонки: себестоимость европейского урана стала всего в 2,5 раза больше идеологически неправильного советского. Потрясающе! Было дороже в 5-6 раз, а теперь всего в 2,5! Европа уверенно доказала свою передовитость – очевидный факт. Подкреплённый тем, что никакие ограничения и квоты с «Техснабэкспорта» снимать никто не стал.
Но рукопожатная публика легко опровергнет кажущуюся антирыночность конкурентной борьбы: эти ограничения просто стали традицией! URENCOзарегистрирована в Англии, а там к традициям всегда относились с трепетом... Так что – шах и мат вам, ватники! Мало того – в 1985 году URENCO построила и третий завод на центрифугах – теперь уже в ФРГ, в Гронау. Три страны – три завода, каково?! Не то, что экономически беспомощный СССР, в котором таких заводов было всего ... четыре.
Зато три европейских завода за год давали на-горА 12800 тысяч ЕРР (единиц работы разделения)! Двенадцать тысяч восемьсот, понятно вам?! Что, действительно понятно, потому, что в СССР получается 25000?. М-м-м... Э-э-э... Короче – у вас неправильный уран, потому, что в центрифугах жужжат неправильные пчёлы.
Оставим «на сладкое» историю о том, что происходило в 90-е и договор ВОУ-НОУ – она заслуживает отдельного рассказа. Если серьёзно, три европейские страны по части обогащения урана, что с Советским Союзом, что с Россией бороться оказались не способны.
В 2006 году Европа к этому состязанию подключила Францию – URENCO и AREVA в 2006 году создали совместное предприятие ETC (Enrichment Tecnjlogy Company Ltd). Теперь все заделы технологии, научные, конструкторские и инженерные школы «атомной Европы» слиты воедино.
Франция закрыла свой диффузионный завод Georges Besse I, открыв на той же площадке Трикастен завод на центрифугах – Georges Besse II. С 2013 года работают оба каскада, суммарная годовая мощность составляет 5500 ЕРР. Россия в это время провела очередную смену поколений центрифуг и, не открывая новых заводов, довела суммарную мощность обогащения урана до 26000 тысяч ЕРР. Итого: 4 европейских державы – 19700, отсталая страна Россия в одиночку – 26000.
Впрочем, как бы я ни стебался над могучестью атомной Европы, но в нулевые годы их надкритичные центрифуги стали всерьёз беспокоить Росатом. Давайте напоследок ещё немножко технических деталей. Надкритичная центрифуга разделяет большее количество урана, чем подкритичная – соответственно, в каскадах их требуется не такое большое количество. Это – плюс. Но выход из строя, авария надкритичной центрифуги вынуждает останавливать весь каскад – ведь выключается механизм, который выполняет большую работу.
При этом надкритичные центрифуги в 2-3 раза длиннее, выше, чем подкритичные. Что это значит с технической точки зрения? Длиннее «игла» – значит, её сложнее удерживать в равновесии, выше требования к её материалу.
Росатом не торопясь, без суеты одолел все эти проблемы – в 2012 году запущены центрифуги 10 поколения – надкритичные. В открытых СМИ нет ни одной фотографии этой новинки, потому об их размерах нам позволено только гадать. Но, вероятнее всего, это те же 2-3 метра, как и центрифуги URENCO.
Конкуренция продолжается, но на сегодня Европа и Россия находятся на тех же позициях: Росатом в одиночку опережает 4 европейские державы в полтора раза, и пока никаких перспектив изменения этой пропорции не предвидится.
Но, как вы понимаете, Европой «похождения «иглы» не ограничиваются – мотается она по разным странам и континентам. С ней знакомы в Штатах, она стала дорогим гостем в Пакистане, Иране, Северной Корее и, весьма вероятно, в Израиле. Рассказывать?

Мир вокруг «Иглы». Часть 3: «Игла» в Азии
Автор – Борис Алестэр
Тут она – европейская, сплошная центрифуга Циппе. Можно сколько угодно ругать ватников и клясть царство Мордора, но от нас секреты такого уровня не уплывали никогда: мы слишком хорошо понимали, что 1000 центрифуг – это топливо для АЭС, а 1 000 000 центрифуг – уже высокообогащённый уран и Бомба. Да, URENCO юридически ограниченная условиями патента Циппе – но это только в том случае, если соблюдать подписанные договоры. И Запад успешно вырастил себе пирата, почему-то рассчитывая, что он будет один.
Есть на свете такая страна, как Пакистан. Кусочек английской колониальной империи, с момента своего возникновения выясняющий отношения с Индией. Но до поры, до времени, это не касалось работы пакистанского учёного Мунир Хана. Попробуйте запомнить имя – Мунир, поскольку Ханов в Пакистане и в его ядерной программе – как донов Педро в Бразилии.
У атомного проекта Пакистана с самого его начала имелся «двигатель»: Зульфикар Али Бхутто. В 1956 он был министром энергетики и инициатором создания Комиссии по ядерной энергетике, в работе которой с самого начала очень активно трудился Мунир Хан. Он не только работал как исследователь: носился едва ли не по всей стране, выискивая талантливых школьников, делая их студентами, при каждом удобном случае «затягивал» в Пакистан на курсы лекций по атомной энергетике европейских, американских специалистов.
В 1958 в Пакистане случился военный переворот, и новый президент – Мухаммед Хан (нумеруйте их, что ли...) активизировал финансирование Мунир Хана – в Европу на обучение и повышение квалификации при этой паре Ханов отправились не менее 600 студентов и инженеров. Именно с подачи Мунир Хана в 1961 поехал учиться металловедению молодой талантливый парень – Кадыр Хан (Нет, я не издеваюсь! Во время правления Хана Хан отправил Хана учиться в Германию).
Как делается ядерное топливо для электростанций. Часть 1
На фото: Абдул Кадыр Хан – учёный-ядерщик и инженер-металлург, основатель и руководитель пакистанской ядерной программы

Кадыр Хан становится практически европейцем: после учёбы в Германии диссертацию писал в Бельгии, практический опыт получал на заводах Голландии. Как в любом приличном детективе, без женщины не обошлось: судьба Хана, а вслед за тем и государства Пакистан, и даже земного шара резко изменилась после того, как Кадыр женился на гражданке Нидерландов, получив гражданство этой страны. Это открыло ему возможность поступить на работу в одну из структурных единиц URENCO, получив доступ к части огромного количества работ по укрощению «иглы».
Неизвестно точно, когда именно Кадыр Хан попал в поле зрения спецслужбПакистана, но этого просто не могло не произойти. В 1965 году, когда Пакистан в очередной раз, грубо говоря, получил по зубам от Индии, Зульфикар Бхутто произнёс свою знаменитую фразу: «Если Индия построит ядерную бомбу, мы будем есть траву и листья, мы будем голодать, но и сами заполучим бомбу себе».
В 1971 году, в результате очередной индо-пакистанской войны, на карте мира появилось новое государство – Бангладеш, которое до этого было всего лишь провинцией Восточный Пакистан. В том же году Бхутто становится президентом Пакистана, после чего Мунир Хан стал главой Комиссии по ядерной энергетике.
В 1972 в Голландии Кадыр Хан приступает к работе в отделе металлургии Голландской лаборатории физической динамики компании Verenigde Machine-Fabrieken, получая доступ непосредственно к чертежам очередного варианта центрифуг Циппе – G1и G2. В 1973 на юге Пенджаба, возле местечка Дера Газиа Хан (прекратите нервный смех) было открыто достаточно богатое месторождение урана, что и подтолкнуло властиПакистана сделать выбор в пользу создания именно урановой, а не плутониевой бомбы.
В мае 1974 года Индия проводит успешные испытания ядерной бомбы, после чего в Пакистане началась откровенная истерика. И почти сразу после этого события Кадыр Хан окончательно понимает, что он может и обязан помочь своей стране получить собственную Бомбу.
В сентябре того же года на имя премьер-министра Пакистана – всё того же Зульфикара Бхутто – через посольство в Голландии приходит письмо от Кадыр Хана. В декабре Кадыр Хан приехал в Пакистан, встретился с Бхутто, осмотрел, что смогли сделать люди Мунир Хана – они уже пытались проводить самостоятельные разработки центрифуг. То, что увидел Кадыр Хан, вызвало у него глубокое разочарование, и, вероятнее всего, именно после этого он приступил к активному сбору всей технической документации, до которой ему позволял дотянуться его доступ.
Но инженер, учёный – это ни разу не профессиональный шпион, не та школа. Уже в начале 1975 Кадыр Хан попадает под колпак голландской службы безопасности BVD. Оперативная разработка показала – надо «брать». Летом 1975 Кадыр Хана арестовали, и судьба его должна была иметь простое и очевидное продолжение. Но – через месяц его просто ... отпускают. Мало того – ему возвращают конфискованные у него чертежи и позволяют уехать на родину!
Фантастика? Нет. В 2005 году Рууд Любберс, который в 1975 был министром экономики, открыто признал, что на правительство Голландии было оказано мощнейшее давление со стороны ЦРУ. 1975 – холодная война, США прикрывают Европу от стрррашного русского медведя... Зачем это нужно было США и ЦРУ? А, может, вопрос надо поставить иначе: зачем это нужно было США ИЛИ ЦРУ? Геополитический интерес усиления противника считавшейся просоветской Индии? Да, наверное. Но ещё одной причиной, судя по всему, были ещё и слишком скромные оклады сотрудников ЦРУ.
Кадыр Хана считают «отцом пакистанской атомной бомбы», национальным героем, но реально ли это? Вероятнее всего, научная и конструкторская работа – заслуга Мунир Хана. Кадыр – металловед, который не мог руководить всей работой, Мунир – человек, 20 лет занимавшийся всеми аспектами урановой темы, в руки которого попали чертежи G1 иG2.
Почему всё внимание сосредоточено на Кадыре? Скорее всего, по той причине, что были на полную катушку использованы все его европейские связи. Промышленность Пакистана не имела и намёка на тот уровень развития, который необходим для самостоятельного покорения «Иглы». А Кадыр Хан знал почти все европейские фирмы, выполнявшие подряды для URENCO...
В Дубаи стараниями Кадыр Хана возникла целая сеть подставных фирм, которые скупали комплектующие у поставщиков из Германии, Швейцарии, Голландии, Англии, в сети фигурировали странные юридические лица, зарегистрированные в Малайзии, в Сингапуре, в Турции. Вот тут Кадыр Хан в полной мере и проявил свой талант организатора.
А Мунир Хан чуточку модернизировал G1 и G2 – в Пакистане они получили маркировки R1 и R2. Работали в свирепом темпе – первая партия обогащённого до 6% урана была получена уже в 1978 году. Это – до начала советско-афганской войны, до того, как на Пакистан пролился «золотой дождь» от Штатов.
Как это получилось – при отсутствии развитой промышленности, инженерных, конструкторских школ? Работали по готовым чертежам – это понятно. Мунир Хан успел подготовить и собрать специалистов по ядерной физике, обученных в Европе. Но откуда деньги-то на то, чтобы скупить всё, что было необходимо? По официальным данным всё, что выделяло на проект правительство Пакистана – скромнейшие 24 миллиона долларов в год.
Для разминки – вот ещё одна цитата Зульфикара Бхутто: «Ядерная бомба есть у христиан. Ядерная бомба есть и иудеев. Ядерная бомба есть у индуистов. Дело чести для Пакистана – стать страной, создавшей ядерную бомбу для мусульман».
А события происходили, на минуточку – после нефтяного кризиса 1972 года, как раз тогда, когда Саудовская Аравия буквально купалась в деньгах. Почему я вспоминал об окладах ЦРУ? У сети Кадыр Хана в Европе было 72 (семьдесят два) поставщика. И ни один (!) из них не оповестил правительства своих стран о том, что идёт целенаправленная скупка критически важного оборудования. Когда в 1980 кто-то заупрямился и отказался работать с Кадыр Ханом, реэкспортом через Канаду из США были доставлены компоненты инверторов – и расследование не проводилось.
В 1979 произошли ещё несколько событий. Началась операция СССР вАфганистане. Произошла исламская революция в Иране. Произошёл переворот в Пакистане – Бхутто был убит, к власти пришёл Зия-Уль-Хак. С 1981 началось резкое потепление отношений Пакистана и США, а для людей Мунир Хана это обернулось бесперебойными поставками циркония из США. Одновременно с этим начинаются визиты Кадыр Хана в Иран, в Ливию, в Северную Корею.
Иран и Ливия – это просто деньги, много денег. Как много? После того, как в 2004 году Кадыр Хан в своей телевизионной «исповеди» о том, как он, в обход «ничего не знавшего правительства», «помогал» Ирану, Ливии и КНДР, выяснилось, что на его личных счетах набралось около 400 млн. долларов.
Сравните с официальными затратами Пакистана, которые озвучены как 240 миллионов. Сравнили? Угу – мне тоже стыдно за Ильфа с Петровым, которые описывали похождения всего лишь мелкого паскудника... Да, после «исповеди» Кадыр Хана арестовали, начали судебное расследование, но через месяц его отпустили под домашний арест, прикрыв от любых контактов с зарубежными следователями и людьми МАГАТЭ.
В Пакистане менялись президенты, правительства, правящие коалиции – для Кадыр Хана это не имело никакого значения. Он по-прежнему неприкосновенен, его дочь по-прежнему живёт в Европе. Где, в каких сейфах лежат документы того, кто много знает и много молчит – как знать...
Иран модернизировал бывшие G1 и G2 от пакистанского состояния R1 и R2 до модернизации IR-1 и IR-2, прочие подробности иранской ядерной программы достаточно хорошо известны. Судьба Ливии – у всех на слуху. КНДР? Да, оттуда получить денег команде Кадыр Хана не светило, но, кроме самой Бомбы нужны ведь и средства её доставки, не так ли?
16 ноября 2006 года Пакистан провёл успешное испытание баллистической ракетыHatf5, способную нести ядерную боеголовку... А в 2009 с Кадыр Хана сняли и домашний арест, и все запреты на передвижение по всему миру, заодно разблокировали все его счета и сняли обвинения в «обмане правительства и президента».
Какого бы размера жульничества этот человек ни совершал, факт остаётся фактом: Пакистан – единственное исламское государство, сумевшее создать собственную ядерную бомбу. И, как вишенка на торте: в 2012 году Пакистан успешно испытал новую баллистическую ракету Shahin I, теперь уже с дальностью в 1500 км. Про то, как КНДР проводит всё новые испытания ядерных зарядов – тоже всем известно.
Что в заключение?
Да просто факты. Пока технология обогащения при помощи центрифуг оставалась монополией царства Мордора и стрррррашного КГБ/НКВД/ФСБ/опричнины – в клубе ядерных держав состояло пять государств: СССР/Россия, США, Англия, Франция и Китай. Как только до технологии смогли дотянуться представители царства демократии, свободы и закона – технология ушла гулять по всему миру.
Вы, конечно, вольны делать собственные выводы, а у меня он получается только один: коррупция встроена в систему капитализма намертво, без неё этот экономический строй существовать не способен. Даже если это касается национальной стратегической безопасности – возможность заработать здесь и сейчас будет всегда сильнее.


Международный центр по обогащению урана


Более подробную и разнообразную информацию о событиях, происходящих в России, на Украине и в других странах нашей прекрасной планеты, можно получить на Интернет-Конференциях, постоянно проводящихся на сайте «Ключи познания». Все Конференции – открытые и совершенно  безплатные. Приглашаем всех просыпающихся и интересующихся…

Комментариев нет:

Отправить комментарий