Мы продолжаем курс «Основы национальной гарантии ядерного нераспространения». И сегодня рассмотрим тему «принцип категоризации ядерных материалов». Надо сказать, что в условиях очень большого количества ядерных материалов в нашем отечестве, возникает вопрос, как к разным ядерным материалам мы должны относиться? Здесь надо твердо сказать, что в оценке нашего отношения к разным ядерным материалам мы исходим в первую очередь в значимости по отношению к проблеме ядерного нераспространения. То есть критерием оценки значимости ядерного материала у нас служит степень пригодности данного конкретного ядерного материала к немирному использованию. Для того чтобы посмотреть систему категоризации ядерный материалов, в первую очередь мы с вами рассмотрим понятие учетной категории ядерных материалов. То есть, это та совокупность ядерных материалов, к которым применяются меры государственной системы учета и контроля ядерных материалов. Перед вами перечень ядерных материалов, которые подлежат государственному учету и контролю. Мы видим здесь ядерные материалы в левом столбце. Это плутоний. Это уран. Это торий. Это делящиеся изотопы урана — уран-235, уран-233. Это все изотопы плутония, которые здесь не отмечены в силу того, что они все являются делящимися, хорошо делящимися. И наконец, трансурановые изотопы — нептуний-237, америций-241, 243 и калифорний-252. Справа от нас мы видим специальные неядерные материалы. Они попали в эту учетную категорию потому, что требуют тех же условий, специального обращения, что и сами ядерные материалы, хотя под определение ядерных материалов они явно не попадают, они не делящиеся и не способны их воспроизводить делящиеся изотопы — это литий-6, тритий и дейтерий. О них мы чуть позже еще поговорим. Важное замечание, которое здесь есть, вы видите его внизу слайда, о том, что ядерные материалы вообще в целом в чистом виде мы не встречаем практически, а встречаем продукты, содержащие ядерные материалы. Вот в независимости от химического соединения продукта, который содержит ядерный материал, вне зависимости от агрегатного состояния этого продукта, будь то газ, будь то жидкость, будь то твердое состояние, вне зависимости от этого, ядерные материалы которые содержатся в продукте, они подлежат действию государственной системе учета и контроля ядерных материалов. Теперь несколько слов о трансурановых изотопах, которые в списке ядерных материалов есть. В первую очередь хочу сказать о нептунии-237, который искусственный изотоп, который нарабатывается в тепловых реакторах из урана-235. Вы здесь видите канал образования нептуния из урана-235 двумя последовательными радиационными захватами нейтрона и последующим электроном распадом, а в быстрых реакторах, где энергия нейтронов порядка 1 МэВ, то здесь протекает еще и реакция 2n. Значит нептуний образуется из урна-238. Его количество в отработавшем топливе значительно, и он обладает очень хорошими делящимися свойствами. Здесь приведена критическая масса, голая критическая масса нептуния-237, порядка 140 кг. И это не очень сильно отличается от голой критической массы изотопа урана-235. Нептуний-237 обладает хорошими свойствами, в том числе он хорошо в тепловой области интенсивно захватывает тепловые нейтроны. Вот вы видите здесь, что сечение радиационного захвата у нептуния порядка 100 барн, и при этом он переходит, в замечательный такой изотоп — плутоний-238. Чем он замечателен? Во-первых, это мощнейший источник альфа излучения, и поэтому плутоний-238 используется, как бортовой источник тепла для космических аппаратов, и кроме этого, денатурирующий компонент в плутониевом векторе. То есть если плутоний-238 — плутония значительное количество — то такой плутоний практически невозможно использовать для создания ядерных взрывных устройств. Изотопы америция: америций-241 и 243. Это тоже искусственные изотопы, они образуются в результате электронного распада плутония-241. Америций-243 образуется последующими радиационными захватами нейтронов. Они относительно долго живущие. Чем они характерны? Тем, что они хорошо делящиеся изотопы. Тем что они мощные источники гамма-излучений и мощные источники альфа-излучения. В научном приборостроении хорошо известны так называемые америций-литиевые источники нейтронов. Последний, это калифорний-252. Это уникальный изотоп, который дальний. Я чуть позже покажу схему изотопных превращений и наработки калифорния-252. Он относительно недолго живет. Период полураспада — 2,6 года. И наработка его — это достаточно большая проблема, сложная задача. Вы видите, что такие данные: что из 10 килограмм плутония в реакторе облучения можно получить всего лишь один грамм калифорния-252 Это потому, что он дальний изотоп. Но он обладает совершенно уникальными свойствами по двум позициям. Первое — он мощнейший источник нейтронного излучения, спонтанных нейтронов. Видите, что с грамма калифорния-252 испускается в секунду 3 на 10 в 12-й степени нейтронов. У него совершенно феноменальные делящиеся свойства. Среднее число нейтронов на деление — 3,82, и это существенно больше, чем число нейтронов среднее при делении урана-235. Здесь табличка, которая показывает, что нам нужно пройти целую цепочку, длинную цепочку изотопных переходов, которые осуществляются в реакторе, для того чтобы получить этот изотоп — калифорний-252. Видите, в верхнем правом углу мы видим последним изотопом калифорний-252, и сколько здесь нужно пройти изотопных переходов для того, чтобы достичь калифорния-252? Нижняя ось абсцисс показывает, что для того чтобы получить один атом калифорния-252, надо затратить более 2000 нейтронов. А верхняя ось абсцисс показывает, что для того чтобы получит один атом калифорния-252, нужно иметь более, 1000 атомов уран-238.
