Co zmieni polska bomba atomowa ?

Najwydajniejsze dla produkcji tego pierwiastka wersji Weapon Grade są specjalistyczne reaktory wojskowe na naturalny uran. Całkiem efektywne są też cywilne reaktory kanadyjskie CANDU i ich pochodne. Od biedy pluton da się też produkować w eksperymentalnych reaktorach pracujących na paliwie wzbogaconym do poziomu około 20%, takich jak chociażby nasz reaktor MARIA. Wymaga to jednak sporo kombinowania ze specjalnymi kładami z naturalnego uranu i jest też mało wydajne. Jednak największym problemem na plutonowej ścieżce jest konieczność jego wyciągnięcia z przepalonego paliwa reaktorowego. I tu wkracza metoda PUREX plutonium uranium reduction extraction PUREX opracowana jeszcze w projekcie Manhattan.

Ta mieszanka wysoce radioaktywnych elementów sprawia, że do obróbki wypalonego paliwa konieczna jest budowa bardzo drogich zakładów wyposażonych w masywne osłony przed promieniowaniem oraz zaawansowany sprzęt do obsługi zdalnej, takie manipulatory pozwalające obrabiać materiał bez fizycznego udziału ludzi. Udział ludzi oznaczałby po prostu ich śmierć. Do tego dochodzi konieczność składowania ogromnych ilości takich odpadów. Z tony paliwa takiego przepalonego pozyskuje się zaledwie kilka kilogramów plutonu. Ta reszta musi być gdzieś magazynowana. Wirówki i PUREX. A polskie zobowiązania? Jak to połączyć?

Schody mogą się jednak zacząć, jeśli chcielibyśmy zbudować zakłady wykorzystujące PUREX, czyli te do pozyskiwania plutonu. Skala trudności ich budowy, a zwłaszcza zarządzania odpadami powoduje, że do ich budowy niezbędna jest naprawdę solidnie uzasadniona potrzeba. To uzasadnienie kłóci się z ekonomią cywilnych elektrowni atomowych. Zakłady PUREX miały zawsze ogromne problemy finansowe, a paliwo do elektrowni wykorzystujące pluton w postaci tzw. MOX, czyli mieszanki tlenku wulanu i plutonu, jest dwukrotnie droższe na jednostkę energii niż sam uran. Czyli trudno by nam było uzasadnić, że budujemy taki zakład tylko i wyłącznie po to, żeby rozwijać swój program energetyki jądrowej, tej cywilnej.

Być może jeśli w Polsce powstanie faktycznie tyle elektrowni dużych i tyle SMR-ów argumentem może stać się ekologia. Purex pozwala recyklingować paliwo i w efekcie ograniczyć ilość składowanych przez setki lat odpadów. Ale na pewno podejrzliwość i opór w tym zakresie byłyby znacznie większe. Jak to wygląda na świecie? Globalny rynek wzbogacania uranu jest ekskluzywny i silnie zcentralizowany. Dominują tu zaledwie cztery wielkie podmioty. Rosyjski Rosatom kontroluje 30-40% rynku usług wzbogacania światowego, opierając swoją potęgę na potężnych kaskadach wirówek gazowych.

Znacznie mroczniej przedstawia się sytuacja na rynku przerobu zużytego paliwa jądrowego głównie metodą Purex. Ze względu na skrajne trudności inżynieryjne i problemy z odpadami realizują go w praktyce niemal wyłącznie kraje o dużych złożonych programach jądrowych. Największe działające instalacje tego typu są we Francji, Rosji i Japonii. Stany Zjednoczone dekady temu zamknęły swoje państwowo-publiczno-wojskowe zakłady produkcji plutonu, a próby przeprowadzenia technologii PUREX w sektorze cywilnym okazały się katastrofalnie nieudane. Kilkukrotnie projekty komercyjnych zakładów PUREX bankrutowały jeszcze przed rozpoczęciem produkcji, a ze względu na koszty problemy technologiczne

Żyje jeszcze tylko dlatego w zasadzie, że jest traktowana jako element strategicznej niezależności i jest wpisana w rozwój energetyki tego kraju. Generalnie podczas gdy w krajach zachodnich zakłady typu PUREX mają coraz większe problemy, to wciąż rozwijane są przez państwa takie jak Pakistan i Indie, które nie ukrywają ich militarnego charakteru. Sprawy finansowe czy ekologiczne tych zakładów nie mają dla tych państw w zasadzie jakiegokolwiek znaczenia. Atomowa bomba, nazywana Little Boy, jest położona na górze Anola Gay. Amerykańska bomba, nazwana matką pilota, wyjeżdża z małego zielonego Pacyfika, około 1500 kilometrów od Japonii. Zbudowanie klasycznej bomby atomowej to wyzwanie w głównej mierze materiałowo-surowcowe, które przed chwilką opisałem.

Sama konstrukcja ładunku może opierać się na relatywnie prostej metodzie działania takiej jak bomby Little Boy, ale historycznie tą drogą poszło tylko posiadające taką broń, w sumie chyba chwilowo, RPA. Wszyscy inni poszli drogą nieco trudniejszej, ale zdecydowanie wydajniejszej metody implozyjnej. Gdyby Polska kiedyś chciała pójść w taki projekt, to to jest jedyna sensowna opcja. Choć większość osób kojarzy bombę implozyjną z plutonem, to nawet jeśli mielibyśmy problem ze stworzeniem zakładów typu PUREX, taką konstrukcję można zrobić także wyłącznie na uranie. Co więcej, podobnie jak w nowoczesnych bombach plutonowych, można zastosować tzw. fission boosting, czyli zostawić miejsce na wstrzyknięcie do uranowej kuli gazu mieszanki deuteru i trytu.