Di mana dan bagaimana membuat logam paling mahal di dunia

Jika Anda berpikir bahwa emas dan platinum adalah logam paling berharga di planet ini, maka Anda salah. Dibandingkan dengan beberapa logam yang diproduksi secara artifisial, emas sebanding dengan karat pada sepotong atap besi. Bisakah Anda bayangkan harga $ 27.000.000 per gram zat? Itu adalah berapa biaya elemen radioaktif California 252. Hanya antimateri, yang merupakan zat paling mahal di dunia, lebih mahal (sekitar $ 60 triliun per gram antihidrogen).

Hingga saat ini, hanya 8 gram California-252 yang telah terakumulasi di dunia, dan tidak lebih dari 40 miligram diproduksi setiap tahun. Dan hanya ada 2 tempat di planet ini di mana ia diproduksi secara teratur: di Laboratorium Nasional Oak Ridge di AS dan ... di Dimitrovgrad, di Wilayah Ulyanovsk.

Apakah Anda ingin tahu bagaimana hampir bahan paling mahal di dunia muncul dan mengapa itu diperlukan?

Dimitrovgrad

Bersinar tapi jangan hangat

Paling kuat

Dari 6 reaktor, ada satu, yang paling dicintai oleh para ilmuwan RIAR. Dia yang pertama. Dia juga Yang Maha Kuasa, yang memberinya nama - SM. Pada tahun 1961 itu adalah SM-1 dengan kapasitas 50 MW, pada tahun 1965, setelah modernisasi, itu menjadi SM-2, pada tahun 1992 - SM-3, operasi yang dirancang hingga 2017. Ini adalah reaktor yang unik dan di dunia ini adalah satu-satunya. Keunikannya terletak pada kerapatan fluks neutron yang sangat tinggi yang mampu diciptakannya. Ini adalah neutron yang merupakan produk utama RIAR. Dengan menggunakan neutron, seseorang dapat memecahkan banyak masalah dalam studi bahan dan pembuatan isotop yang berguna. Dan bahkan untuk mewujudkan impian alkemis abad pertengahan dalam kehidupan - untuk mengubah timah menjadi emas (secara teoritis).

Jika Anda tidak merinci, maka prosesnya sangat sederhana - satu zat diambil dan ditembakkan oleh neutron dari semua sisi. Jadi, misalnya, dari uranium dengan menghancurkan nukleusnya dengan neutron, elemen yang lebih ringan dapat diperoleh: iodin, strontium, molibdenum, xenon dan lainnya.

Komisioning reaktor SM-1 dan operasi yang sukses menyebabkan resonansi yang besar di dunia ilmiah, merangsang, khususnya, pembangunan reaktor fluks tinggi dengan spektrum neutron keras di Amerika Serikat - HFBR (1964) dan HFIR (1967). Para tokoh fisika nuklir, termasuk bapak kimia nuklir, Glenn Seborg, datang ke RIAR berulang kali dan mengambil alih pengalaman itu. Tapi tetap saja, tidak ada orang lain yang menciptakan reaktor yang sama dalam hal keanggunan dan kesederhanaan.

Reaktor SM cukup brilian. Intinya hampir kubus 42 x 42 x 35 cm, tetapi daya yang dialokasikan kubus ini adalah 100 MW! Di sekitar inti dalam saluran khusus, tabung dengan berbagai zat dipasang, yang harus ditembakkan oleh neutron.

Sebagai contoh, baru-baru ini, sebuah labu dengan iridium dikeluarkan dari reaktor, dari mana isotop yang diinginkan diperoleh. Sekarang hang dan mendingin.

Setelah itu, sebuah wadah kecil dengan radioaktif iridium sekarang akan dimuat ke dalam wadah timah pelindung khusus dengan berat beberapa ton dan dikirim ke pelanggan dengan mobil.

Bahan bakar bekas (hanya beberapa gram) kemudian juga akan didinginkan, dikalengkan dalam tong timah dan dikirim ke fasilitas penyimpanan radioaktif di wilayah institut untuk penyimpanan jangka panjang.

Kolam biru

Ada lebih dari satu reaktor di ruangan ini. Di sebelah SM ada satu lagi - RBT - reaktor tipe kolam yang bekerja bersama dengannya. Faktanya adalah bahwa dalam reaktor SM bahan bakar "terbakar" hanya setengah. Karena itu, ia harus "dibakar" di dalam RBT.

Secara umum, RBT adalah reaktor yang luar biasa, di dalamnya Anda bahkan dapat melihat (kami, bagaimanapun, tidak diizinkan). Itu tidak memiliki baja tebal dan kasus beton biasa, dan untuk melindunginya dari radiasi, itu hanya ditempatkan di genangan air yang besar (karena itu namanya). Kolom air menampung partikel aktif, menghambat mereka. Dalam hal ini, partikel yang bergerak dengan kecepatan melebihi kecepatan fase cahaya dalam medium menyebabkan cahaya kebiruan yang biasa bagi banyak orang dari film. Efek ini disebut dengan nama para ilmuwan yang menggambarkannya - Vavilov - Cherenkov.

(Foto tidak terkait dengan reaktor RBT atau RIAR, tetapi hanya menunjukkan efek Vavilov-Cherenkov).

Bau badai petir

Aroma aula reaktor tidak dapat disamakan dengan apa pun. Baunya sangat berbau ozon, seperti setelah badai petir. Udara terionisasi selama kelebihan beban, ketika rakitan yang dihabiskan dikeluarkan dan dipindahkan ke kolam untuk pendinginan. Molekul oksigen O2 dikonversi menjadi O3. Omong-omong, ozon tidak berbau sama sekali, tetapi lebih mirip klorin dan kaustik yang sama. Dengan konsentrasi tinggi ozon, Anda akan bersin dan batuk, lalu mati. Itu ditugaskan untuk kelas pertama, bahaya tertinggi dari zat berbahaya.

Latar belakang radiasi di aula saat ini naik, tetapi tidak ada orang di sini juga - semuanya otomatis, dan operator mengamati proses melalui jendela khusus. Namun, bahkan setelah ini, Anda tidak boleh menyentuh pagar di aula tanpa sarung tangan - Anda dapat menangkap kotoran radioaktif.

Cuci tangan Anda, depan dan belakang

Tetapi Anda tidak akan diizinkan untuk pulang bersamanya - di pintu keluar dari "zona kotor" semua orang akan diperiksa dengan detektor radiasi beta, dan jika Anda mengetahuinya, Anda dan pakaian Anda akan pergi ke reaktor sebagai bahan bakar. Lelucon :)

Tetapi bagaimanapun juga, tangan harus dicuci dengan sabun setelah mengunjungi daerah-daerah tersebut.

Ubah gender

Koridor dan tangga di kapal reaktor ditutupi dengan linoleum tebal khusus, ujung-ujungnya ditekuk ke dinding. Hal ini diperlukan agar jika terjadi kontaminasi radioaktif, tidak mungkin membuang seluruh bangunan, tetapi cukup menggulung linoleum dan meletakkan yang baru. Kebersihan di sini hampir seperti di ruang operasi, karena bahaya terbesar adalah debu dan kotoran yang dapat menimpa pakaian, kulit, dan di dalam tubuh - partikel alfa dan beta tidak bisa terbang jauh, tetapi ketika mereka berada di dekat tumbukan mereka seperti bola meriam, dan sel-sel hidup pasti tidak katakan halo.

Terpencil dengan tombol merah

Ruang kontrol reaktor.

Konsol itu sendiri memberi kesan sudah ketinggalan zaman, tetapi mengapa mengubah apa yang dirancang untuk operasi bertahun-tahun? Yang paling penting adalah di balik perisai, dan di sana semuanya baru. Namun demikian, banyak sensor yang ditransfer dari perekam ke layar elektronik, dan bahkan sistem perangkat lunak, yang, omong-omong, sedang dikembangkan di NIIAR.

Setiap reaktor memiliki banyak tingkat perlindungan independen, sehingga "Fukushima" di sini tidak dapat pada prinsipnya. Adapun Chernobyl - bukan kapasitas yang sama, reaktor "saku" bekerja di sini. Bahaya terbesar adalah emisi beberapa isotop cahaya ke atmosfer, tetapi ini tidak akan dibiarkan terjadi, karena kami yakin.

Fisikawan nuklir

Fisikawan di institut adalah penggemar kerajinan mereka dan dapat menghabiskan waktu berjam-jam untuk membicarakan pekerjaan dan reaktor mereka dengan menarik. Jam yang disediakan untuk pertanyaan tidak cukup, dan percakapan berlangsung selama dua jam yang membosankan. Menurut pendapat saya, tidak ada orang seperti itu yang tidak akan tertarik pada fisika nuklir :) Dan kepada direktur departemen Kompleks Penelitian Reaktor, Petelin Alexei Leonidovich dan chief engineer, adalah tepat untuk melakukan siaran sains populer tentang masalah reaktor nuklir :)

Jika di luar NIIAR Anda akan memasukkan celana Anda ke kaus kaki Anda, maka kemungkinan besar seseorang akan mengambil foto Anda dan meletakkannya di internet untuk tertawa. Namun, ini adalah keharusan di sini. Coba cari tahu alasannya.

Selamat datang di californium hotel

Sekarang tentang California-252 dan mengapa itu diperlukan. Saya sudah membicarakan reaktor neutron fluks tinggi dan manfaatnya. Sekarang bayangkan bahwa energi yang dihasilkan oleh reaktor SM keseluruhan hanya dapat menghasilkan satu gram (!) California.
California-252 adalah sumber neutron yang kuat, yang memungkinkannya digunakan untuk mengobati tumor ganas, di mana terapi radiasi lainnya tidak efektif. Logam unik memungkinkan Anda untuk bersinar melalui bagian reaktor, bagian pesawat dan mendeteksi kerusakan yang biasanya disembunyikan dengan hati-hati dari sinar-x. Dengan bantuannya, dimungkinkan untuk menemukan cadangan emas, perak, dan cadangan minyak di perut bumi. Kebutuhannya di dunia sangat besar, dan pelanggan kadang-kadang dipaksa berdiri selama bertahun-tahun dalam antrean untuk mikrogram California yang didambakan! Dan semua karena produksi logam ini memakan waktu ... bertahun-tahun. Untuk menghasilkan satu gram California-252, plutonium atau curium dikenakan iradiasi neutron yang berkepanjangan dalam reaktor nuklir selama 8 dan 1,5 tahun, masing-masing, dengan transformasi berturut-turut melewati hampir seluruh garis elemen transuranic dari tabel periodik. Prosesnya tidak berakhir di sana - dari produk iradiasi yang dihasilkan dengan cara kimia, kalsium sendiri diisolasi selama berbulan-bulan. Ini adalah pekerjaan yang sangat, sangat melelahkan yang tidak memaafkan terburu-buru. Mikrogram logam dikumpulkan secara harfiah oleh atom. Ini menjelaskan harga yang sangat mahal.

By the way, massa kritis logam California-252 hanya 5 kg (untuk bola logam), dan dalam bentuk larutan garam - 10 gram (!), Yang memungkinkan untuk digunakan dalam bom nuklir miniatur. Namun, seperti yang sudah saya tulis, sejauh ini hanya ada 8 gram di dunia, dan akan sangat boros untuk menggunakannya sebagai bom :) Ya, dan masalahnya adalah, setelah 2 tahun tepatnya setengah dari sisa-sisa California yang ada, dan setelah 4 tahun benar-benar berubah menjadi debu dari zat lain yang lebih stabil.