Презентация на тему Производство оружейного плутония

тяжёлый хрупкий радиоактивный металл серебристо-белого цвета.
В периодической таблице

располагается в семействе актиноидов.

Циклотрон в Беркли, использовавшийся для получения нептуния и плутония.

самый долгоживущий изотоп из всех трансурановых элементов 244Pu и

239Pu. В природе находится преимущественно в виде диоксида (PuO2), который в воде еще менее растворим, чем песок (кварц). Нахождение элемента в природе настолько мало, что его добыча нецелесообразна.
Широко используется в производстве ядерного оружия (т. н. «оружейный плутоний»), ядерного топлива для атомных реакторов гражданского и исследовательского назначения и в качестве источника энергии для космических аппаратов

группой Э. Ферми; первый изотоп 239Np синтезирован и идентифицирован

в мае 1940 года Э. Макмилланом и Ф. Абельсоном) искусственный элемент, полученный в микрограммовых количествах в конце 1940 г. в виде изотопа 238Pu. Первый искусственный химический элемент, производство которого началось в промышленных масштабах. В первой ядерной бомбе в мире, созданной и испытанной в 1945 году в США, использовался плутониевый заряд. Того же типа была и первая бомба, испытанная СССР в 1949 году. Соответственно США, а затем и СССР были первыми странами, освоившими его получение.

1000 долларов США (примерно до 1971 года), в наше

время ~4000, а один килограмм — миллион.
Для получения плутония применяется как обогащенный, так и природный уран.
Общее количество плутония, хранящегося в мире во всевозможных формах, оценивалось в 2003 г. в 1239 т.

238 92U (d,2n) → 238 93Np → (β−) 238 94Pu

238 U+ n ->239U -> 239Np -> 239Pu

производству плутония - B-реактор в Хэнфорде. Заработал 26 сентября

1944, мощность - 250 МВт, производительность - 6 кг плутония в месяц. Он содержал около 200 тонн металлического урана, 1200 тонн графита и охлаждался водой со скоростью 5 кубометров/мин.

Схема его работы. В реакторе для облучения урана-238 создаются нейтроны в результате стационарной цепной реакции деления ядер урана-235. В среднем на одно деление U-235 возникает 2.5 нейтрона. Для поддержания реакции и одновременной наработки плутония необходимо, чтобы в среднем один или два нейтрона поглотились бы U-238, а один вызвал бы деление следующего атома U-235.

Панель загрузки хэнфордского реактора кассетами с ураном:

существовании 19-ти его нуклидов с массовыми числами 228—247. Только

4 из них нашли свое применение. Свойства изотопов имеют некоторую характерную особенность, по которой можно судить об их дальнейшем изучении — четные изотопы имеют бо́льшие периоды полураспада, чем нечетные (однако данное предположение относится только к менее важным его нуклидам).

Министерство энергетики США делит смеси плутония на три вида:
оружейный плутоний (содержание 240Pu в 239Pu менее 7 %)
топливный плутоний (от 7 до 18 % 240Pu) и
реакторный плутоний (содержание 240Pu более 18 %)

плутония, в которых содержатся 2—3 процента 240Pu.

Всего два изотопа

этого элемента (239Pu и 241Pu) являются более способными к ядерному делению, нежели остальные; более того, это единственные изотопы, которые подвергаются ядерному делению при действии тепловых нейтронов.
Среди продуктов взрыва термоядерных бомб обнаружены также 247Рu и 255Рu, периоды полураспада которых несоизмеримо малы.

весит 5,3 кг, имеет размер 11 см в диаметре.

Эта форма не позволяет ему иметь критический размер.

причинам:
1. Он менее делящийся материал, чем Pu-239, поэтому

требуется чуть большее количество плутония для изготовления оружия.
2. Вторая, гораздо более важная причина. Уровень спонтанного деления у Pu-240 гораздо выше, что создает сильный нейтронный фон.

процент Pu-240 (

отработанное ядерное топливо имеет концентрацию Pu-240 более 20%, плутоний "реакторного качества“.
В реакторах специального назначения уран находится относительно небольшой промежуток времени, в течении которого выгорает не весь U-235 и не весь U-238 переходит в плутоний, зато образуется и меньшее количество Pu-240.

герметичных камерах с перчатками для оператора. Вроде таких:

полусфер. Этот пресс использовался в Лос-Аламосе для изготовления плутониевых

ядер для зарядов, взорванных в Нагасаки и в операции Тринити.