Zašto laboratorij u Los Alamosu izrađuje nove plutonijeve jezgre

Plutonijske jezgre, ili jame, okidači su termonuklearnog oružja.

Plutonijeve jame, moćno srce modernog nuklearnog oružja, degradiraju se tijekom vremena. Kako se ove jezgre raspadaju, tako raste i sigurnost da će raditi kako je projektirano kada budu detonirane. Nacionalni laboratorij Los Alamos, organizacija koja je izrasla iz projekta Manhattan za projektiranje i opremanje nuklearne arsenala hladnog rata, napreduje prema svom cilju proizvodnje 30 novih jama za plutonij koje će se staviti u jezgre nuklearne bombe do 2026.

Projekt je i specifičan proizvodni izazov i otvorenje za Sjedinjene Države da ponovno razmotre koliko bojevih glava treba pri ruci da postignu svoje navedene strateške ciljeve.

Unutar nuklearne bojeve glave, jama plutonija ključna je za pokretanje slijeda reakcija koje čine termonuklearnu eksploziju. Unutar jame je plin, poput deuterija/tricija, a oko jame je kemijski eksploziv. Kada kemijski eksploziv detonira, sabija plutonij oko plina sve dok jezgra ne postane dovoljno gusta da pokrene reakciju fisije. Ono što bojnu glavu čini termonuklearnom, za razliku od atomske, jest to što je u istoj bojevoj glavi kombinirana s uranovom jezgrom, koja

stvara fuzijsku eksploziju.

„Jame koje sada pravimo dio su tog dokazivanja procesa, razvoja tehnike koje ćemo koristiti počevši od 2023. za proizvodnju ratnih rezervi,” direktor laboratorija Thom Mason rekao u a Forum od 1. prosinca.

Do sada, Los Alamos jest navodno proizveo šest prototipnih jama, kao dio procesa ponovnog učenja i finog podešavanja proizvodnje plutonijeve jezgre. Ovo je težak posao, a nekada se radio u industrijskim razmjerima.

"Izrada jame zahtijeva niz operacija: taljenje stare jame, lijevanje metala, strojna obrada i završna obrada oblikovanog komada," piše Cheryl Rofer, umirovljeni nuklearni znanstvenik koji je radio u laboratorijima u Los Alamosu kada je kasnih 1970-ih postavljeno postrojenje za jamsku proizvodnju. “Mogu postojati i druge operacije, osobito ako se nečistoće moraju ukloniti iz metala. Svaka operacija zahtijeva najmanje jedan pretinac za rukavice s opremom. Pretinac za rukavice ima prozor i rukavice za pristup radnom prostoru koji je odvojen od atmosfere prostorije. Toksičnost plutonija zahtijeva da se on obuzda.”

Tijekom većeg dijela trajanja proizvodnje nuklearnih bojevih glava, jame za plutonij izrađivane su u tvornici Rocky Flats Plant u Goldenu, Colorado. Objekt, koji je radio od 1952. do zatvaranja 1989., sada je mjesto superfunda.

[Povezano: Borba protiv starenja nuklearnih bojevih glava]

Trenutačno Sjedinjene Države imaju oko 5600 nuklearnih bojevih glava, od kojih je otprilike 1750 raspoređeno ili na interkontinentalnim projektilima ili u bazama bombardera. Ova zaliha čini nešto manje od polovice procijenjenog ukupnog broja nuklearnih bojevih glava na ovom planetu. (Rusija, koja ima oko 6500 bojevih glava, drugi je masivni arsenal. U kombinaciji, arsenali iz sve ostale nuklearno naoružane zemlje čine samo oko 9 posto ukupne globalne zalihe.)

Ovih 5.600 bojevih glava je oštar korak prema američkom vrhuncu od preko 31.000 bojevih glava u kasnim 1960-ima, i to je ogroman korak prema čak 21.000 bojevih glava koje su SAD imale u 1990-ima. Veličina i vrijeme stvaranja bojeve glave su važni: nuklearne bojeve glave u ovom trenutku nisu samo stara tehnologija, one su stara tehnologija koja je posljednji put masovno proizvedena u stvarnoj mjeri 1980-ih, s većim dijelom znanja o industriji koja datira iz unaprijediti.

Kad su se jame plutonija posljednji put redovito proizvodile u velikim razmjerima, Sjedinjene su Države još uvijek provodile žive nuklearne testove bojevih glava. Sjedinjene Države izvele su svoje posljednje nuklearno testiranje uživo u rujna 1992 (i pristao prestati testirati iznad zemlje 1963). Od tada se veliki dio modeliranja nuklearnih eksplozija i istraživanja oko modernizacije ili redizajna bojevih glava odvijao u simuliranim okruženjima. Kao dio svog cjelokupnog nastojanja da modernizira nuklearni arsenal, Trumpova administracija razmatrala je ponovno pokretanje nuklearnih pokusa uživo.

Dok strategija i doktrina stavljaju iznimno visok prag na korištenje nuklearnog oružja, do te mjere da jedina ovlast za lansiranje u Sjedinjenim Državama je na predsjedniku, oružje je namijenjeno za rad kada koristi se. Plutonij podliježe radioaktivnom raspadu, prirodnom procesu, ali ipak onom koji može spriječiti nuklearnu energiju bojevom glavom od ispunjavanja svoje specifične obveze, a to je da eksplodira kada treba, s ogromnim sila.

Nacionalna uprava za nuklearnu sigurnost, zadužena za upravljanje američkim nuklearnim zalihama, ističe “čimbenike uključujući plutonij starenje, sigurnost i sigurnost, globalni rizik i modernizacija oružja” kao razlozi za zamjenu plutonijskih jama u postojećim oružje."

[Povezano: Prvi eksperiment američke vojske s prijenosnim nuklearnim reaktorima bio je kratak i tragičan]

Još nije poznato koje se dodatne sigurnosne ili dizajnerske značajke istražuju za ove nove bojeve glave, ako ih ima. S obzirom na to koliko se procesa odvija u slojevima službene tajnosti, sve promjene u dizajnu bojeve glave vjerojatno će ostati tajne, s podacima samo o proizvodnji u jami.

"Odugovlačili smo s izradom novih jama koliko god smo mogli", rekao je Mason, as javlja The Santa Fe New Mexican. “Ako dodatno odgodimo, potrebna godišnja stopa proizvodnje će porasti, a trebat ćemo još veću sposobnost. Važno je započeti sada kako bismo sada mogli proizvoditi na toj pravoj razini i ne bismo morali pretjerano graditi.”

Ako Los Alamos može uspješno obnoviti jamsku proizvodnju, proces koji je poznavao prije nekoliko desetljeća, ali nije uspio postići između 2013. i 2021., tada je moguće da bi se to isto znanje moglo proširiti na budući proizvodni pogon na Savannah River Site u Južnoj Karolina. Ministarstvo energetike postavilo je cilj godišnje proizvodnje 80 novih jama godišnje do 2035., dovoljno da u potpunosti zamijeni plutonij u svakoj postojećoj američkoj bojevoj glavi do 2105. (Zamjena samo raspoređenih bojevih glava mogla bi se dogoditi do 2055. ako se može napraviti 80 jama godišnje.)

Dok laboratoriji rade na ponovnom učenju visokih industrijskih tehnika za zastrašujuće oružje, procjenjuje se da će većina postojećih bojevih glava ostati potpuno funkcionalna najmanje 100 godina nakon prve proizvodnja. S obzirom na arsenal od stotina raspoređenih bojevih glava, ulozi u neuspjehu modernizacije su da, u događaj najgoreg rata koji je čovječanstvo ikada upoznalo, neke bojeve glave možda neće uspjeti detonirati, dopuštajući milijunima uživo.

Pogledajte prosinac Thoma Masona 1 sastanak, u nastavku:

Ispravak dec. 17: Ovaj članak je ažuriran kako bi se pojasnilo da Rusija ima oko 6500 nuklearnih oružja, a ne 650.

Najnoviji post na blogu

PopSci BatSci: Biolozi koriste stare podatke o vremenu za praćenje signala šišmiša
August 11, 2023

Stotine milijuna šišmiša u SAD-u su u ozbiljnoj nevolji, prijete im takve opasnosti kao što su vjetroturbine... Stotine milijuna šišmiša u SAD-u u...

Ford otkriva električni Focus
August 16, 2023

Tvrtka je odabrala CES, a ne sljedeći tjedan Detroit Auto Showa, da skine tkaninu sa svoje prve potpuno električne ponude. Elegantan i moderan hat...

Uši šišmiša mogle bi nadahnuti novu senzorsku tehnologiju za robote i autonomna vozila
August 11, 2023

Šišmiši - znate da ih volimo - imaju nevjerojatnu sposobnost okretanja, kovitlanja i ronjenja na novčić... Uši šišmiša Istraživači s Virginia Te...