з8 используется для создания компактных термоэлектрических генераторов и Ри>239 - для создания ядерного оружия. Искусственно получаемый плутоний считается одним из наиболее опасных радиоактивных веществ. Его удельная активность в 200 ООО раз выше, чем у изотопов урана, а допустимое содержание в живых организмах измеряется лишь миллиардными долями грамма.
Плутоний условно подразделяется (в зависимости от изотопного состава) на собственно оружейный, и на энергетический (топливный и реакторный), который выделяется из отработавшего топлива АЭС. Определяющим является содержание основного делящегося изотопа Ри>239 при как можно меньшем содержании неделящегося Ри>240 и других его изотопов. Так, нормативно оружейный плутоний характеризуется содержанием Ри>239, Ри>240, Ри>241 в процентах соответственно: 93,5; 6,0;
0,5. Всех других примесей должно быть менее 0,01%.
Для изготовления полноценного ядерного боезаряда требуется от 3 до 5 кг оружейного плутония, в зависимости от модификации. Наряду с этим, известно о создании особо малых ядерных зарядов мощностью порядка килотонны в тротиловом эквиваленте, для которых требуется всего лишь около одного килограмма оружейного плутония.
Композиция изотопов плутония, накапливающегося в атомном реакторе в результате реакций происходящих в урановом топливе, зависит от степени выгорания топлива. Из 5 основных образовавшихся
239 241
изотопов два (с нечетными массовыми номерами - Ри и Ри) являются расщепляющимися, т.е. способными к делению под действием тепловых (медленных) нейтронов, и в принципе могут быть использованы в качестве реакторного топлива. Поэтому, если речь идет о возможности использования плутония в качестве реакторного топлива, значение имеет количество накопленного Ри и Ри. Для ядерного же оружия необходим практически чистый >239Ри, т.к. излучатели нейтронов >240Ри и >238Ри могут спонтанно вызвать "предначальное воспламенение", что приведет к существенно меньшей силе взрыва атомной бомбы. Поэтому разница в "качестве" плутония обычно определяется его изотопным составом.
| Сверхчистый плутоний | практически чистый >239Ри, в котором содержание нерасщепляющегося изотопа (>240Ри) менее 3 % |
| Оружейный плутоний | содержание >240Ри менее 7 % |
| Плутоний, используемый как реакторное топливо | содержание >240Ри от 7 % до 18 % |
| Плутоний, вырабатывающийся в топливе энергетических реакторов из урана-238 | Содержание >240Ри более 18 % |
Итак, для первой бомбы нужно было добыть несколько килограммов делящегося вещества. Но как получить столько плутония, которого в естественном виде почти нет в природе, и если искусственно добытые элементы в то время были получены с помощью мощных циклотронов лишь в мизерных, микроскопических количествах?
