БЕЗОПАСНОСТЬ ЯДЕРНЫХ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УСТАНОВОК РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Информатика
Общая архитектура Windows
Сетевая архитектура Windows
Компьютерная сеть
Передача дискретных данных по линиям связи
Общая характеристика протоколов локальных сетей
Построение локальных сетей на базе коммутаторов
Маршрутизация в локальных сетях
Глобальные сети
Глобальные сети с коммутацией пакетов
Структура ЛС
Накопители на магнитной ленте
Компьютерная алгебра
Электротехника
Расчет электрических цепей
Лабораторные работы
Физика
Решение контрольной
Энергетика
Ядерная энергетика
Математика
Линейная алгебра
Компьютерная алгебра
Математический анализ
Линии второй степени
Пределы
Неопределенный интеграл
Определенный интеграл
Основные правила интегрирования
Множества и отображения
Геометрические преобразования
Тройные интегралы примеры решений
Двойные интегралы примеры решений
Теоретическая механика
Решение задач
Техническое черчение
Примеры выполнения заданий

Исследовательские ядерные установки (ИЯУ) играют важную роль в развитии ядерной энергетики и вопросах обеспечения безопасности ядерных установок. Без проведения широкой программы фундаментальных и прикладных исследований на ИЯУ невозможно обоснование безопасности объектов ядерной энергетики.

Классификация ИЯУ. В связи с тем, что спектр исследовательских ядерных установок по назначению, техническому устройству и параметрам весьма широк (реакторы, критические и подкритические стенды), представляется целесообразным представить их классификацию по возможному влиянию на безопасность персонала, население и окружающую среды.

Соответствие нормам и правилам по безопасности. Как уже было сказано выше, большинство ИЯР Минатома России, РНЦ «Курчатовский институт» и других организаций были спроектированы и построены в 50-60 годах, когда еще не существовала в достаточном, с сегодняшней точки зрения, объеме нормативная база по ядерной и радиационной безопасности. В связи с этим, практически все реакторы в той или иной степени не соответствуют современным требованиям норм и правил.

Нарушения в работе исследовательских ядерных реакторов. Только на 47 наиболее крупных исследовательских атомных реакторах России в период с 1986 по 1999 гг. произошло более 800 событий, связанных с нарушением ядерной безопасности.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ, ОПРЕДЕЛИВШИЕ СОЗДАНИЕ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Строение атома. Атом состоит из элементарных частиц, при этом внутри атома происходят весьма сложные физические процессы. Атом состоит из ядра и оболочки. Ядро заряжено положительно и представляет собой совокупность положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов. Оболочка, заряженная отрицательно, состоит из электронов. Заряд электрона е- равен заряду протона е+, но противоположен по знаку. За единицу электрического заряда (элементарного единичного заряда) принято считать положительный заряд протона, равный 1,6∙10-19 Кл. Частицы могут быть заряжены положительно или отрицательно, но по значению заряд их обязательно кратен заряду протона (электрона).

ХРОНИКА ОСВОЕНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ 1923 г. – П. Л. Капица, Д. В. Скобельцын. Наблюдение искривления треков альфа – частиц при помещении камеры Вильсона в сильное магнитное поле.

1938 г. – О. Ганн, Ф. Штрассман. Открыто деление ядра урана, предсказанное в 1934 г. И. Нодда

Космическое оружие

Советские ученые, равно как и целый ряд их коллег из других стран, в том числе из США, еще до известной речи президента Р.Рейгана о «звездных войнах» от 23 марта 1983 г. обратили внимание на огромную опасность, которая может угрожать устойчивости военно-стратегического равновесия и международной безопасности в случае попытки со стороны Соединенных Штатов создать широкомасштабную противоракетную систему.

Потенциальные боевые компоненты космического эшелона широкомасштабной противоракетной системы Данная глава посвящена анализу технических возможностей и ограничений, присущих потенциальным средствам поражения баллистических ракет, рассматриваемым в связи со «стратегической оборонной инициативой»

Лазерное оружие Лазерные пучки, как указывалось выше, воздействуют на поверхностный слой материала. Они эффективно разрушают в результате теплового или ударного воздействия (последнее характерно для импульсных лазеров) тонкостенные оболочки: стенки топливных баков, обшивку самолетов и вертолетов, стенки нефте- и газохранилищ и т.п. Из перечисления целей, которые могут быть поражены лазерным лучом, вытекает, что такое оружие можно использовать как против ракет на активном участке траектории, так и при ударе из космоса по наземным целям.

Химические лазеры на фтористом водороде Источником энергии химического лазера на фтористом водороде, разработка которого в США в настоящее время наиболее продвинута, служит разветвленно-цепная реакция между фтором и водородом:

Эксимерные лазеры В последние годы получили быстрое развитие так называемые эксимерные лазеры, в которых активной средой являются нестабильные возбужденные состояния химических соединений инертных газов. После снятия возбуждения (в том числе путем испускания фотона) эти соединения распадаются.

Рентгеновские лазеры с накачкой от ядерного взрыва В печати указывалось, что одной из побудительных причин для выступления Рейгана в марте 1983 года относительно СОИ были результаты испытания рентгеновского лазера с накачкой от ядерного взрыва. Предсказание возможности вынужденных (индуцированных) переходов в квантовых системах было сделано Эйнштейном в 1917 году.

Лазеры на свободных электронах В принципе пучок моноэнергетических электронов представляет собой некоторую аномалию с точки зрения равновесного распределения в фазовом пространстве и обладает поэтому признаками инверсной населенности.

Пучковое оружие Пучки частиц высокой энергии могут обладать как поверхностным, так и объемным характером поражения, в зависимости от типа частиц и их энергии. Поглощение частиц сравнительно небольшой энергии в тонком приповерхностном слое мишени эквивалентно действию лазерного излучения (как теплового, так и импульсного). С увеличением энергии частицы проникают на большую глубину, теряя энергию на ионизацию атомов материала, что приводит главным образом к различного рода радиационным эффектам. Такие эффекты при радиационнодозиметрическом подходе принято характеризовать количеством энергии, поглощенной в единице объема (или массы) материала.

Кинетическое оружие Как уже говорилось ранее, кинетическое оружие (КО) – это снаряды-перехватчики, направляемые на объекты космического базирования противника и уничтожающие их путем механического разрушения. Достаточно, чтобы относительная скорость снаряда и мишени была порядка км/с, так как при эффективной толщине снаряда порядка нескольких г/см 2 удельный импульс, приходящийся на поверхность мишени, достигает 10 5-10 6 г/(см * с).

ЭМИ-оружие Как хорошо известно, ядерные взрывы сопровождаются мощными импульсами электромагнитного излучения, поражающими электронику на расстояниях до тысячи километров.

Боевые космические станции противоракетной системы Задача уничтожения баллистических ракет противника на всем протяжении их траектории полета, и в первую очередь на активном участке, предполагает выведение на околоземные орбиты целого ряда ключевых элементов противоракетной системы. Это могут быть как непосредственно средства поражения или их отдельные компоненты (например, отражающие зеркала лазерных наземных установок), так и различные средства обнаружения, сопровождения, наведения, боевого управления и энергетического обеспечения.

Оперативная надежность боевых космический станций Другой аспект проблемы надежности боевой космической станции отражает ее работоспособность в режиме выполнения ею основных функций – уничтожения ракет противника. Оперативная надежность боевой системы подразумевает ее способность выполнять намеченные боевые функции в любых ситуациях и на различных рабочих режимах.

Некоторые научно-технические аспекты построения системы перехвата баллистических ракет на конечном участке траектории

Использование средств поражения космического эшелона для ударов по воздушным и наземным объектам Диалектика развития систем оружия убедительно свидетельствует об условности их деления на наступательные и оборонительные. К чисто оборонительным в действительности могут быть отнесены лишь абсолютно пассивные средства защиты. Если же оборонительная система содержит активные средства поражения, то она обычно может быть использована (с большей или меньшей эффективностью) как средство нападения.

Подсистема обнаружения, опознавания и наведения на цель Необходимость создания оружия нового поколения для системы ПРО с элементами космического базирования требует разработки принципиально новых подсистем обнаружения и наведения, обеспечивающих высокую точность, надежность и эффективность такого оружия.

Подсистема боевого управления широкомасштабной противоракетной системы с элементами космического базирования

Проблемы создания математического обеспечения ПБУ и возможности обнаружения ошибок программирования В первый период широкого обсуждения СОИ проблемы создания математического обеспечения ПБУ системы ПРО оставались в тени и не вызывали серьезного внимания дискутирующих сторон. Внимание как сторонников, так и критиков СОИ было сосредоточено на вопросах создания оружия направленного переноса энергии, на проблемах обеспечения боевых станций энергоресурсами и т.п

Меры и средства противодействия ударному космическому оружию Главная задача таких контрмер состоит в том, чтобы сохранить при любом варианте ядерного нападения способность к неприемлемому для агрессора ответному удару. С учетом этого фундаментального обстоятельства возможная реакция на развертывание широкомасштабной системы ПРО с элементами космического базирования рассматривается в американской печати в рамках сценария ответного удара другой стороны.

Развитие стратегических ядерных вооружений как мера по сохранению способности к адекватному ответному удару В числе гипотетических мероприятий упомянутого выше назначения можно выделить наращивание потенциала стратегических ядерных вооружений, в первую очередь количества МБР и так называемых «ложных ракет». Развертывание Соединенными Штатами широкомасштабной системы ПРО с элементами космического базирования или отдельных ее боевых подсистем явится прямым нарушением Договора по ПРО 1972 г.

Общие военно-политические вопросы, связанные с созданием противоракетной системы Противоракетная система, даже будучи идеальной с научно-технической точки зрения, отнюдь не совершит, как утверждалось некоторыми государственными руководителями США, «переворота» в стратегическом мышлении от «сдерживания через устрашение» к «сдерживанию через выживание», так как полной защиты от баллистических ракет и ударного космического оружия она не гарантирует

Ядерный паритет, противоракетное оружие и вопросы устойчивости военно-стратегического равновесия Главной чертой современной военно-политической ситуации в мире является достижение Советским Союзом стратегического паритета с США. Наличие этого паритета, определяемого взаимной способностью сторон к нанесению гарантированного ответного ядерного удара с неприемлемым ущербом, является главным условием стратегической стабильности.

Ограниченные варианты противоракетной системы и военно-стратегическое равновесие Центр внимания западных специалистов в 1985-1986 гг. по сравнению с 1983 г. сместился от обсуждения планов и возможностей создания широкомасштабной противоракетной системы для прикрытия территории США и их союзников к рассмотрению различных идей, связанных с противоракетными системами ограниченной эффективности – зональными и объектовыми.

Противоракетное оружие и европейская безопасность Военно-стратегические и международно-политические последствия создания широкомасштабной противоракетной системы с элементами космического базирования, которые являются предметом данного исследования, в целом относятся и к положению в Европе, как одному из важнейших регионов планеты.

Международно-правовые основы использования космического пространства в мирных целях Уже в ряде представленных в 70-е и начале 80-х годов проектов договоров о неприменении силы, как универсального, так и регионального характера, в числе других обязательств предлагалось специально запретить применение силы в космическом пространстве.

«Стратегическая оборонная инициатива» и международное право Для придания видимости законности программе разработки ударного космического оружия администрация США не скупится на заверения в том, что СОИ осуществляется в полном соответствии со всеми международными обязательствами США. С такими заверениями многократно выступали Пентагон, государственный департамент и, наконец, сам президент США.

Исследовательские работы по широкомасштабной противоракетной системе и их влияние на научно-технический прогресс Среди аргументов, используемых для обоснования необходимости расширения исследований планируемой широкомасштабной противоракетной системы, весьма часто звучит тезис о важности таких исследований для общего научно-технического прогресса человечества.

ВВЕДЕНИЕ В ХИМИЧЕСКУЮ ТЕХНОЛОГИЮ ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА

Ядерная энергетика занимает сегодня одно из ведущих мест среди эпохальных достижений человечества XX века. Она находится в одном ряду с космическими полётами, телевидением, информационными и нанотехнологиями.

Атомная промышленность России

Из рассмотрения схем ЯТЦ видна роль химических и радиохимических производств, без которых немыслимо ни производство ядерного топлива из природного и регенерированного из облучённых ТВЭЛов урана, ни получение новых делящихся материалов, ни обезвреживание радиоактивных отходов во всех звеньях ЯТЦ.

Уран как ядерное топливо. В отличие от других металлов уран применяют не как конструкционный материал, а как чрезвычайно эффективный источник энергии.

Схема акта деления ядра урана

Ядерные реакторы на тепловых и быстрых нейтронах. Ядерный реактор – это устройство для проведения цепной управляемой ядерной реакции. Реактор можно привести в действие только тогда, когда он достигнет критического размера (массы) по делящемуся избытку, при котором хотя бы один нейтрон, возникающий при делении обязательно вызовет деление другого ядра U235.

Радиохимическая характеристика облученного ядерного топлива. Продукты деления, образующиеся при облучении делящегося материала тепловыми нейтронами, представляют собой элементы с массовыми числами от 72 до 161, т. е от цинка и до диспрозия.

Системы безопасности ядерных энергетических установок

Второй контур ядерного реактора предназначен для превращения тепловой энергии, поступающий от ректора через первый контур в кинетическую энергию движения пара. Т.е. во втором контуре происходит нагрев воды и превращение её в пар, который далее вращает вал генератора вырабатывающего электроэнергию.

 Оксиды урана - это важные промежуточные соединения, к которым предъявляются строгие требования по качеству. Они, также, являются основным товарным продуктом определяющим стоимость урана на мировых рынках. В технологии используется три оксида урана UO2, U3O8 и UO3.

Производство закиси окиси урана Октаоксид триурана (закись-окись) удобно получать термическим разложением полиуранатов аммония при температуре выше 600оС.

Технология тетрафторида урана

Сухой метод получения тетрафторида урана

Конусный реактор с кипящим слоем Так называемый конусный реактор с кипящим слоем, описанный выше, применяется и на стадии превращения окиси в тетрафторид. После обработки загруженной трехокиси урана примерно в течение одного часа при 565°С водородом проводилось гидрофторирование в условиях ожижения слоя фтористым водородом при начальной температуре 200° С.

Гексафторид урана

Физико-химические основы получения гексафторида

Механизм и кинетика процесса фторирования окислов урана и уранилфторида. Изучению кинетики и механизма взаимодействия окислов урана и уранилфторида со фтором посвящены работы ряда российских и зарубежных авторов в период 1960-66 г.г.

Безфторное получение гексафторида урана Газофазные реакции предъявляют высокие требования к аппаратуре, необходимо соблюдать полную герметичность и контроль за давлением.

Улавливание газов после конденсации. При конденсации необогащённого гексафторида урана степень конденсации газов не превышает 99%. Оставшейся в газовой фазе гексафторид и фтороводород необходимо улавить во избежание выбросов в атмосферу. Существует несколько способов улавливания остаточных количеств гексафторида и фтороводорода на выходе из конденсаторов.

Разделение изотопов Изотопы - химические элементы с одинаковым количеством протонов (одинаковым зарядом) и разным количеством нейтронов. У чётных атомов изотопов может быть много, у нечётных обычно не более двух.

Центрифужное разделение

Переработка обогащённого гексафторида урана После газодиффузионного завода обогащённый изотопом U235 гексафторид урана необходимо переработать до диоксида урана, а из диоксида изготовить ТВЭЛы ядерных реакторов. ТВЭЛы бывают металлические, оксидные, силицированные и др

АДУ-процесс Своим названием АДУ-процесс обязан аммонийдиуранату, являющемуся исходным продуктом для получения многих соединений, в том числе и керамического UO2.

 Получение металлического урана  одна из завершающих стадий технологии урана

Технология облучённого ядерного топлива После кампании ядерного реактора ТВЭЛы необходимо извлечь и переработать. Облучённое ядерное топливо содержит множество новых ценных элементов образовавшихся в результате реакций деления и захвата, однако оно представляет большую радиационную опасность

Второй урановый цикл. Водный раствор азотнокислого уранила после первого цикла поступает на непрерывное упаривание и доводится до необходимого состава

Разделение урана, плутония и продуктов деления Плутоний - самый удивительный элемент в истории химии. На нашей планете его не существовало до 1940 года, плутоний произвёл на свет человек. С конца XX века плутоний используется, как вторичное атомное топливо и несёт в наши дома тепло и свет.

Получение металлического плутония Металлический плутоний впервые был получен 9 ноября 1943 года в металлургической лаборатории Чикагского университета. В маленький ториевый тигель поместили  35мкг PuF4. В тигель несколько большего размера поместили примерно 10-кратное относительно стехиометрического количество металлического бария, туда же помещали маленький тигель с тетрафторидом плутония; большой тигель закрывали крышкой и нагревали до 1400оС. В результате получили несколько шариков металлического плутония по 3 мкг каждый.

Утилизация радиоактивных отходов Радиоактивные отходы (РАО) – это не подлежащие дальнейшему использованию  изделия, материалы и вещества, содержащие радионуклиды в количествах, превышающих значения, установленные действующими нормами радиационной безопасности.

История создания предприятий ЯТЦ в СССР – это история  отечественной атомной бомбы.

Исследовательские работы по широкомасштабной противоракетной системе и их влияние на научно-технический прогресс Среди аргументов, используемых для обоснования необходимости расширения исследований планируемой широкомасштабной противоракетной системы, весьма часто звучит тезис о важности таких исследований для общего научно-технического прогресса человечества.

Сетевая архитектура Windows