Обогащение урана. Попытки США догнать СССР.

Ранее я писал о том, что в СССР было создано промышленное обогащение урана с помощью центрифуг, группа ученых, которые создавали этот метод состояли из пленных немцев и наших. Немцы, отработав на благо нашей науки 10 лет, благополучно уехали и с собой увезли принципиальную схему центрифуг. С их легкой руки технология расползлась по Европе и Азии.

Тем не менее наши центрифуги постоянно оказывались более производительными, поэтому более половины работ по разделению изотопов урана в мире производится в нашей стране и в Китае, который за 1 млрд долларов приобрел лицензию у России. Технология расползлась, но какой-то злой рок не дал ей проникнуть в США. Вернее, не так. Они начали пробовать этот метод, как альтернативу газодиффузным сеткам еще в 40-е годы прошлого века, но неудачно, две масштабных аварии привели к тому, что в рамках Манхэттенского проекта от центрифуг отказались.

Следующая попытка создать свои центрифуги пришлась на 1960 год, когда в руках американцев оказалась практически вся информация по уже стабильно работающим советским центрифугам. Конгресс выделил очень солидное финансирование, на опытном заводе в Ок-Ридже начали проектировать новые устройства, но серия аварий прервала вторую попытку овладеть этим методом разделения изотопов урана.  И они снова пошли своим путем, вместо небольших работающих в подкритичном режиме центрифуг, они с каждым новым экспериментом создавали все более большие и массивные устройства. В каждую центрифугу пришлось встраивать множество контролирующих устройств, проект пожирал деньги. Они теряли на глазах рынок обогащенного урана, потому что вынуждены были включать расходы на разработку новой технологии в цену, и не выдерживали конкуренции. Причины можно изложить в нескольких словах: машины становились слишком большими, слишком длинными, слишком дорогими.

В итоге в 1977 году был создан настоящий монстр - центрифуга SET III, 12 метров в высоту, 61 см диаметром работала с мощностью в 200 ЕЕР в год – в 40 раз больше наших центрифуг 5-го поколения. На создание завода Конгресс выделил огромные деньги – 2.6 млрд долларов. В 1985 году был создан каскад из 3 000 SET III (планировалось 4 400). И тут снова случилась катастрофа, масштаб ее неизвестен, так как все было засекречено. 5 июня 1985 года правительство США, плюнув на все потраченные финансы, закрыло не только завод, но и всю программу центрифуг. Официальная формулировка: “в связи со спадом потребности на мировом рынке обогащенного урана”. При этом спустя полтора года они начали приобретать атомное топливо у компании вероятного противника “Техснабэкспорт”. Видимо, авария была очень серьезной.

В 1993 году была создана госкорпорация USEC Inc, US Enrichment Company. Этой структурной единице Министерства Энергетики (МЭ) США были переданы оба “сеточных” обогатительных предприятия – в Пайктоне и в Падьюка, а в 1996 году администрация Билла Клинтона продавила через Сенат и Конгресс Закон о приватизации компании.

В 1995 году МЭ США решило снова возродить проект американской центрифуги. И снова на устройствах SET III. Это были большие и мощные машины, идея которых – сделать так, чтобы одна центрифуга производила как можно больше работы по разделению изотопов. Поэтому была и выбрана скорость вращения, надкритичная, то есть при раскручивании устройство проходит через критическую скорость вращения, когда начинаются резонансные колебания. В отличии от наших центрифуг, 70 см в высоту, с подкритичной скоростью, соединенных в каскады по сотни тысяч устройств.

Эксперты, проанализировав документацию, пришли к выводу, что за 400 млн долларов и за 4-5 лет завод по обогащения построит можно.

Таким образом МЭ США, при приватизации USEC Inc. вешало на шею частной компании контракт ВОУ-НОУ, обогащение на “сетках”, хранение и логистику ядерных материалов, и строительство завода по проекту АЦ, американской центрифуги. В июле 1998 года USEC Inc. была продана посредством IPO на Нью-Йоркской фондовой бирже за 1.9 млрд долларов.

По договору с МЭ компания обязана была за свой счет к 2009 году запустить завод АЦ в Пайктоне разделительной мощностью 3.5 млн ЕРР. Тем временем, центрифуги немного переделали и переименовали в АС-100. Из-за изменения законодательства USEC Inc. вместо прибыли вдруг начала получать убытки, от нее побежали поставщики, но в компании были уверены, что они справятся. Но трудности нарастали и только к 2011 на площадке завода собрали 50 центрифуг, которые решили соединить в каскад…

11.06.2011, на недавно собранном каскаде центрифуг АС 100 проходила штатная работа. И тут случилось короткое замыкание. Что такое отсутствие питания на роторах длиной 12 метров, удерживаемых в вертикальном положении электромагнитами? Магниты отключаются, в верхней точки ротор становится не закрепленным. Ротор, вращающийся с бешеной скоростью, попросту “ложится” на стенку центрифуги. В четырех центрифугах именно это и произошло. Слава богу, каскад не был принят МЭ США и в центрифугах не было фторида урана. И разгерметизация одной из центрифуг не привела к выбросу. НО проблема была еще и в том, что не включился резервный насос охлаждения, на основном шли регламентные работы.

На площадке воцарился хаос – рабочие пытались выяснить, нет ли в одной из аварийных центрифуг фторида урана, кто-то пытался вручную включить питание – генератор включался только вручную. На заводе по обогащению урана… Кстати, началось задымление, сработали датчики, но к моменту прибытия пожарных очаг возгорания успел самоликвидироваться. Все прогорело. И датчиков о наличие урана в каскаде не было, приходилось проверять отдельно каждую центрифугу.

В этих условиях начальник смены запаниковал и отрубил устройство бесперебойного питания. В результате «легли» системы мониторинга водорода, система контроля параметров каскада. Надкритичные центрифуги начали замедляться и проходить скорость резонанса в обратную сторону. В результате превратилось в пыль еще несколько роторов. Только спустя пять часов дежурной смене удалось взять под контроль все остатки каскада. ЧЕРЕЗ ПЯТЬ ЧАСОВ! В центрифугах урана не было…

Пентагон попытался безрезультатно спасти компанию. Его опасения понятны – рынок обогащения урана в СЩА оказался поделен между Росатомом и USEC англо-голландско-немецкой компанией. И Пентагону никто помочь в этой ситуации не мог – режим нераспространения, понимаете-ли.

Но и USEC Inc. ничего сделать не могла. Создание американской центрифуги оказалось выше ее возможностей. Сетка в Падьюке технологически была способна обогащать уран до 0,96%. А для оружия нужно 90%! То есть строительство еще огромного каскада сеток и электростанций для обеспечения их работы. И миллиарды долларов. Плюс четыре-пять лет работы. При том, что России, если что, достаточно просто звонка Шойгу главе Росатома, что бы наши центрифуги вместо топлива начали вырабатывать оружейный уран.

А американцы остались с тем, что их атомная промышленность наработала в ходе холодной войны. И откровенно, это несколько беспокоит. Утратив возможность создавать ядерное оружие они не могли не озадачится иными способами сохранить паритет. И что пришло в головы военных и политиков США - одному богу известно. Возможно усилия "порвать в клочья экономику России" - усилия направленные на остановку наших центрифуг?