Tuesday, March 08, 2011

Jaderná puma

Velmi dulezite je tez izotopove slozeni vyhoreleho paliva. Je podstatne
zavisle na stupni vyhoreni. Obsah nuklidu v pouzitem palivu udava
nasledujici tabulka (hodnoty v kg/t uranu):



+------------------------------------+
| nuklid stupen vyhoreni |
| 17700 24300 31800 |
+-------+--------+---------+---------+
| 235U | 19.0 | 15.9 | 11.8 |
| Pu | 7.56 | 10.5 | 10.2 |
| 239Pu | 5.60 | 7.42 | 6.27 |
| 237Np | 0.21 | 0.46 | 0.47 |
| 241Am | 0.09 | 0.12 | 0.14 |
| 244Cm | -- | 0.008 | 0.016 |
| 137Cs | 0.80 | 0.88 | 1.12 |
| 90Sr | 0.29 | 0.36 | 0.47 |
| 99Tc | 0.43 | 0.58 | 0.77 |
| Pd | 0.41 | 0.72 | -- |
+-------+--------+---------+---------+

Z tabulky vyplyva, ze zakladnimi izolovatelnymi aktivnimi komponenty
jsou uran a plutonium. Jelikoz se vam pravdepodobne nebude chtit
zpracovavat vice nez 1.5-2 tuny vychoziho materialu, mohli byste zkusit
smisit kovovy uran s plutoniem - teoreticky by to nemelo byt na ujmu
ucinnosti konstruovaneho pristroje.

Prvni fazi zpracovani stepneho materialu je odstraneni obalu a prevedeni
do roztoku. Pro nejcasteji pouzivane palivo ve forme UO2 pokryteho
nerezavejici oceli nebo slitinou zirkonu je nejlepsi obaly odstranit
mechanicky (odsoustruzenim ci odrezanim - jen pro silne povahy) nebo
otavit. Tablety spolu se zbytkem pokryti se rozpusti v zredene HNO3 s
pridavkem maleho mnozstvi HF. Roztok se filtraci zbavi nerozpustenych
casti. Obsahuje velke mnozstvi uranu (1 az 2 mol dm-3), plutonium a
ostatni v tabulce uvedene nuklidy. POZOR - pri rozpousteni unikaji
plynne nebo alespon silne tekave radioaktivni produkty - jod, ruthenium,
xenon, krypton. Vystavovat se jejich pusobeni se nedoporucuje - kdo by
chtel prijit o zivot jeste pred dokoncenim prace? Je tedy nutno je
zachycovat (vzhledem k jejich chemickym vlastnostem je to cinnost velmi
nevdecna), nebo vypoustet do okoli, pokud mozno ve vetsi vzdalenosti od
vas a v mene obydlene oblasti - kdo by stal o predcasne prozrazeni?

Labels:

Wednesday, February 09, 2011

Jaderná puma

Nejsnaze si opatrite palivove tyce z lehkovodniho reaktoru, oznacovaneho
VVER, u nas VVER-440 v Jaslovskych Bohunicich a v Dukovanech, nebo
VVER-1000 v Temeline.

Do jaderneho reaktoru se palivo vklada v tzv. palivovych kazetach.
Aktivni zona reaktoru obsahuje nekolik set takovychto palivovych kazet.
Palivova kazeta se sklada ze 100-200 palivovych prutu, delkou
odpovidajicich vysce aktivni zony reaktoru - t.j. 2-3m. Palivovy prut je
tvoren tyci o prumeru 10mm, slozene z na sobe postavenych tablet
sintrovaneho UO2 hermeticky uzavrenych v trubce ze specialni slitiny
zirkonu. Vsazka uranu do reaktoru VVER-440 je 42t obohacenych na 3.5%,
pro reaktor VVER-1000 je to 66t obohacenych na 3.3-4.4%. Palivove pruty
maji delku 2500mm pro VVER-440 nebo 3500mm pro VVER-1000.

Velmi dulezitou hodnotou pro vyhorele jaderne palivo je stupen vyhoreni.
Udava se nejcasteji jako pomer mnozstvi uvolnene tepelne energie ku
puvodnimu mnozstvi jaderneho paliva. Prakticky se udava v jednotkach
MW.den/tuna paliva. Vyhoreni 10000 MW.dni/1 tunu paliva odpovida cca
12.3 kg spotrebovaneho stepneho materialu, coz odpovida asi 1.2% paliva.
V soucasnych tepelnych reaktorech se dosahuje vyhoreni 10000-35000
MW.dni/t (1-3.5%).

Labels:

Tuesday, June 15, 2010

Výroba jaderné pumy v amatérských podmínkách

neutronova puma
Tento typ ma omezenou emisi elektromagnetickeho zareni, nicivy
ucinek je smerovan predevsim proti zive sile a je zapricinen emisi
velkeho mnozstvi vysokoenergetickych neutronu, ziskanych reakci
9Be(ŕ,n)12C a zejmena reakci 9Be(X,n)8Be. Konstrukcne jde o
klasickou naloz (zdroj zareni gama) obalenou berylliovym plastem.
Puma ma snizene mechanicke destrukcni ucinky.

Zakladnim problemem je dostatecne mnozstvi stepneho materialu. Musi jim
byt bud uran (izotop 235U) nebo plutonium (izotop 239Pu), ktery navic
musi byt dost cisty (alespon 95%, radeji vice). Mate-li dostatecne
mnozstvi financnich prostredku, muzete si jej opatrit na cernem trhu,
nejlepe z byvaleho Sovetskeho svazu - odtamtud je nejlevnejsi.
Pravdepodobne vsak nebude mit pozadovanou cistotu. Nezoufejte, precistit
se da.

Pri nedostatku penez existuji dve reseni. Zpracovani uranove rudy
vylucuji, jde o praci nevdecnou a v domacich podminkach
neuskutecnitelnou - bylo by nutno zpracovat nekolik desitek tun rudy
(nebo spise mnohem vice). Zbyva tedy zpracovani vyhoreleho jaderneho
paliva.

Jak sehnat vyhorele palivo vam neporadim z duvodu mozne cenzury
casopisu. Legalne to vsak asi nepujde, doporucuji tedy sklady jaderneho
odpadu - pri dukladne priprave se vam snad podari prislusne mnozstvi
"ojetych" palivovych tyci sehnat.

Labels:

Monday, June 07, 2010

Jaderna puma a její výroba v amatérských podmínkách

Pri vybuchu
vodikove pumy pripadaji v uvahu tyto reakce:

1H + 1H ---> 2H + 0+1e

2H + 1H ---> 3He + X

2H + 2H ---> 3H + 1H

2H + 2H ---> 3He + 10n

3H + 2H ---> 4He + 10n

3He + 3He ---> 4He + 1H + 1H

6Li + 10n ---> 4He + 3H

7Li + 10n ---> 4He + 3H + 10n

a nektere dalsi...


Pri kazde z techto reakci se uvolni 2-18 MeV energie (vyjma posledni
reakce, kde se 2.5 MeV spotrebuje). Tato uvolnena energie mnohonasobne
zvysuje ucinnost vodikove pumy oproti pume jaderne.Jaderna puma se zde
pouziva pouze jako rozbuska. Smrtici ucinek ma vlna zareni, tlakova vlna
a vysokoenergeticke neutrony.

Rozeznavame tri zakladni typy jadernych pum:

klasicka jaderna puma
Jde o zakladni typ, jehoz princip je popsan vyse.

termojaderna puma
U tohoto typu se uvolnuje vetsi mnozstvi energie, jejiz hlavni cast
pochazi z termojaderne reakce. Konstrukcne jde o klasickou naloz
(zdroj aktivacni energie) obalenou vrstvou hydridu a deuteridu
lithneho LiH a LiD (neskodne vyhlizejici bily prasek).

Labels:

Tuesday, May 25, 2010

Jaderna puma a její výroba v amatérských podmínkách

Z toho vyuzitelna energie
se pocita cca 201 MeV, nebot asi 10 MeV odnaseji neutrina, ktera maji
obrovskou pronikavost.

Vlastni retezova reakce bohuzel nema 100%ni ucinnost, protoze cast
zasazenych jader se nerozstepi, cast neutronu je pohlcena nestepitelnymi
primesmi a konstrukcnimi prvky a cast neutronu ze soustavy unika. Na
techto vlivech zavisi hodnota multiplikacniho faktoru k, coz je pomer
poctu neutronu vzniklych stepenim k poctu neutronu pohlcenych v soustave
za urcity casovy interval. Je-li k>1 (cim vetsi, tim lepe), dochazi k
retezove stepne reakci se vsemi dusledky (svetelne a zvukove efekty).

Kriticka hmotnost soustavy je stav, kdy je unik neutronu z povrchu
soustavy kompenzovan zvysenim poctu neutronu vzniklych v celem objemu
soustavy. Zavisi na slozeni soustavy (neucinne zachycovani neutronu),
materialu okoli (odraz uniklych neutronu zpet do soustavy - pouzitim
neutronovych zrcadel lze kritickou hmotnost soustavy znacne snizit) a
geometricke forme (na te zavisi pocet uniklych neutronu - nejlepsi je
koule). Kriticke hmotnosti je v soustave s kovovym uranem mozne
dosahnout jen zvysenim podilu stepitelneho izotopu - obohacovanim uranu.
Pro uran obohaceny na 90% je to 24.5 kg pro kouli obklopenou vodou
(doporucuji pouzit neutronova zrcadla a pridat male mnozstvi moderatoru
- snizeni pravdepodobnosti neucinneho zachytu neutronu (pozn.aut.)).

U termojaderne pumy se vyuziva principu jaderne fuze. Vysokou vazebnou
energii vztazenou na 1 nukleon ma helium 42He, proto se jadra s nizsi
vazebnou energii mohou premenovat na helium. Reakce mohou probihat pouze
za velmi vysoke teploty a tlaku (zajisti jaderna puma).

Labels: