Причины использования обеднённого урана


Инфа с инета: «МАТЕРИАЛ Б» - Дмитрий ЛАРЧЕНКОВ

Наиболее широко используемым в качестве конструкционного материала для производства сердечников БПС был вольфрам. Однако дальнейшее использование вольфрама в производстве боеприпасов было ограничено следующими причинами. Вольфрам принадлежит к числу редких металлов: его содержание в земной коре составляет примерно 0,0006%. Основными поставщиками вольфрама на мировом рынке являются Боливия, Южная Корея и Канада. Три четверти мировых запасов вольфрама сосредоточены в Китае. Поскольку импорт вольфрамового концентрата в США составляет около 50%, Министерство обороны (МО) США неоднократно выражало опасение, что ориентация в производстве боеприпасов лишь на вольфрам может создать критическую ситуацию в случае потери источников. Растущее потребление вольфрама (незаменимого в ряде отраслей промышленности материала) приводит к быстрому росту его стоимости. Учитывая эти обстоятельства, а также тот факт, что технологический процесс производства сердечников для БПС из вольфрама, его соединений и сплавов достаточно сложен, понятен тот интерес, который был проявлен в своё время МО США к поискам эквивалентной замены. После проведения экспериментальных исследований с целым рядом тяжёлых металлов и их сплавов было установлено, что наиболее удачной заменой вольфрамовых сплавов является обеднённый уран. Как следует из сравнительных данных (табл.1) обеднённый уран весьма близок по своей плотности к вольфраму. К этому следует добавить, что стоимость готовых сердечников на основе урана в три раза меньше стоимости сердечников из вольфрама.

Таблица 1.

Характеристики
Вольфрам
Уран

Атомный вес
183,85
238,02

Плотность, г/смЗ
19,35
19,05

Температура плавления, °С
3410
1130


Благодаря высокой плотности, при существующих начальных скоростях снарядов противотанковых пушек, БПС из урана приобретают при выстреле значительную кинетическую энергию, обеспечивающую бронепробивную способность, сравнимую с пробивными качествами БПС на основе вольфрама

Запасы обеднённого урана в США исчисляются сотнями тысяч тонн, в то время как ежегодное потребление вольфрама в последние годы составляло порядка 10000 тыс. тонн (так в тексте, прим. ВВС), из которых на долю Министерства обороны приходилось не более 10%.

Одним из важных свойств урана как материала для БПС является пирофорность, т.е. способность самовоспламеняться и гореть в результате соударения с бронёй и трения при прохождении брони. Пирофорность таких снарядов обеспечивает значительно большее заброневое действие, чем снаряды на основе вольфрама.
Для улучшения физико-механических свойств обеднённый уран используется в бронебойных снарядах в виде сплавов с небольшими добавками легирующих элементов: титана, молибдена и др. Составы некоторых сплавов, опубликованные в материалах Научно-исследовательского центра материаловедения и механики армии США, приведены в табл.2.

Основа_____Содержание легирующих элементов, %

Уран______Титан__Молибден____Цирконий___Ванадий___Ниобий
__________0,75______----_________----______-----________------
___________-----_____2,0_________----_______----________------
___________0,5 _____0,75_________0,75______0,3_________0,75
___________0,5 _____0,85_________----_______----________0,85


Исследованиями по созданию БПС на основе обеднённого урана в США занимался целый ряд научно-исследовательских организаций, лабораторий университетов и фирм. К настоящему времени количество организаций, занимающихся использованием урана в боеприпасах, значительно возросло в связи с использованием материала «Б» в боевых частях управляемого оружия.


Влияние обеднённого урана на организм человека

Ещё в 1977 г. лабораторией вооружения США были проведены на Абердинском полигоне стрельбы 105-мм снарядами, содержащими сердечник из обеднённого урана с 0,75% титана. Целью этих экспериментальных исследований было установление характера разрушения сердечника и обобщение результатов для последующего анализа влияния применения боеприпасов из обеднённого урана на окружающую среду.



В процессе этих испытаний установлено, что при взаимодействии сердечника с бронёй происходит его разрушение с образованием большого количества взвешенных в воздухе частиц. Размер частиц варьируется в значительном диапазоне: от макрочастиц диаметром более 50 мкм до аэрозолей субмикронного уровня. Большая часть частиц имеет сферическую или эллипсоидальную форму, свидетельствующую о воздействии высокой температуры, плавлении и последующей кристаллизации. Осколки, образующиеся при соударении с бронёй, самовоспламенялись; их горение в воздухе носило экзотермический и самоподдерживающий характер.
Образование большого количества взвешенных частиц при взаимодействии уранового сердечника с бронёй уже тогда поставило перед американцами задачу по оценке влияния их на организм человека при попадании таких частиц в лёгкие. Было установлено, что наиболее важным фактором является не радиоактивное воздействие, которое мало, а характер химического воздействия урана, его окислов и других продуктов, образующихся при соударении с бронёй.

Среди военнослужащих НАТО, находящихся в зоне, где боеприпасы с ураном применялись особенно интенсивно, наблюдались тяжёлые заболевания, даже со смертельным исходом. При этом рак крови был выявлен у 400 солдат миротворческого контингента в Югославии.
И, наконец, интересна позиция представителей США по поводу заболеваний личного состава НАТО и мирных жителей в Югославии. Суть этой позиции - отсутствие научно-обоснованных исходных данных для ответа на этот вопрос. Заметим, что исследованиями влияния продолжительного воздействия обеднённого урана на окружающую среду, а также распределением частиц и осколков урана при соударении БПС с бронёй занималась научная лаборатория в Лос-Аламосе. Трудно поверить, что учёные этой лаборатории не способны дать оценку этому событию.




Обедненный уран и богатая фантазия

Инфа с инета: А.Б.Колдобский, МИФИ, г. Москва


Уран как ядерный материал представляет интерес, в общем, лишь постольку, поскольку он содержит легкий изотоп высокой делимости – уран-235. Его в естественном уране всего 0,7 % (остальное – уран-238), поэтому важнейшей областью ядерной индустрии являются промышленные технологии изотопного обогащения урана по урану-235. Степень этого обогащения может быть разной: от нескольких процентов для топлива большинства энергетических реакторов до 90 % и выше – для оружейного урана. Существо, однако, всегда одинаково: из некоторого исходного количества урана удаляется определенная часть урана-238, тем самым повышается процентное содержание урана-235. Можно, конечно, поступить и по-другому: не удалять уран-238 из естественного, а добавить урана-235, – на этом принципе и основывается развивающийся в последнее время процесс конверсии оружейного урана

Обратимся к радиационным и экологическим аспектам. Начнем с того, что с точки зрения опасности внешнего облучения обедненный уран в виде изделия любой формы (в частности бронебойного сердечника) ничуть не более опасен, чем, например, кусок железа или меди. Разумеется, он радиоактивен, но огромный период полураспада (4,5 млрд лет) делает его радиоактивность почти неощутимой, ведь интенсивность ионизирующего излучения радиоактивного материала обратно пропорциональна периоду полураспада. Далее, обедненный уран – практически чистый a-излучатель, и следовательно, даже то «хилое» излучение, которое испускают его ядра, тут же задерживается самим материалом – пробег a-частиц в плотных средах не превышает долей микрона. Проникающего же g-излучения уран-238 не испускает, а в природных урановых рудах его источником является не сам уран, а находящиеся с ним в равновесии продукты его распада, в первую очередь радий-226. Еще супруги Кюри установили, что радиоактивность урановой руды неизмеримо выше, чем выделенного из нее собственно урана. Эти продукты распада отделяются от урана на самых ранних стадиях технологий обогащения, а для накопления радия в химически выделенном уране нужны тысячи лет – радиационное равновесие достигается через 5–6 периодов полураспада радия, который составляет 1600 лет. Понятно, что несколькими годами хранения обедненного урана в сравнении с этим временем можно пренебречь и считать, что радия (и других радиоактивных продуктов распада, в частности радона) в обедненном уране нет, следовательно, нет и сколько-нибудь заметного внешнего излучения, а с ним – и соответствующей опасности.

Обратимся теперь к потенциальной угрозе попадания обедненного урана внутрь организма. Действующие «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-96) и «Стандарты безопасности труда» (ГОСТ 12.1.005-76) рассматривают две возможные формы внутреннего воздействия урана: в виде мелкодисперсной пыли и растворимых соединений. Это и понятно – глотать уран кусками никто не собирается ни в промышленности, ни в боевой обстановке. с другой стороны, уран совершенно нелетуч (в отличие, например, от ртути или того же плутония), и сам по себе в виде газовой или мелкодисперсной аэрозольной фракции попасть во внешнюю среду не может.

Растворимые соединения исключаются сразу – химия урана такова, что образоваться при боевом применении рассматриваемой системы оружия они не могут, а в природных субстанциях (воде) уран почти нерастворим. Кстати говоря, в НРБ вообще не рассматриваются растворимые соединения урана в качестве радиоактивной субстанции, и их предельно допустимая концентрация в воде (1,8 мг/л) определяется не радиационным воздействием, а химической токсичностью (с поражением, главным образом, почек). Это и неудивительно – в обменных процессах уран почти не участвует, а попав в организм, довольно быстро из него выводится (в отличие, например, от йода-131, жадно захватываемого щитовидной железой, или стронция-90, накапливающегося в костной ткани). Что же до опасений (и громогласных высказываний) о долговременной экологической опасности вследствие постепенного вымывания соединений урана во внешнюю среду в чрезвычайно низких концентрациях, то с этой точки зрения с гораздо большим основанием следует опасаться морской воды или минеральных источников, где естественная концентрация урана во много раз выше, чем в таких вымываниях. А в качестве главных виновников экологических бедствий рассматривать, например, рыболовов с их свинцовыми грузилами и охотников, обильно начиняющих свинцовой дробью как уток и рябчиков, так и (при промахах) реки, болота и леса, – предельно-допустимые концентрации растворимых соединений свинца намного ниже, чем урана. О промышленности же и говорить нечего…

Обратимся теперь к нерастворимым соединениям урана. Наибольшая опасность, обусловленная их воздействием, справедливо связывается с поступлением в организм через органы дыхания с мелкодисперсной пылью и особенно аэрозолями. В этом случае действующими нормативами уран рассматривается как чрезвычайно вредное вещество с предельно-допустимой концентрацией в воздухе производственных помещений (в аэрозольной форме) 0,075 мг/м3. Возникают, однако, два вопроса. Первый: насколько реально достижение подобных концентраций в экологически значимом масштабе при боевом применении снарядов с урановым бронепробивающим сердечником? Ответ очевиден: абсолютно нереально. Здесь «производственным помещением» с большой натяжкой можно считать лишь внутренний объем танка или БМП при удачном попадании, но в этом случае, если экипаж спешно покидает подбитую машину, «урановый» поражающий фактор не успевает сработать, а если остается внутри, то что тут и обсуждать? Что же до значимости «урановой опасности» на открытой местности, то с учетом очевидных факторов, понижающих концентрацию (ветер, конвективные процессы и др.) и реально используемых в обсуждаемых боеприпасах количеств урана, а также сравнительно небольшой его доли, переходящей при боевом применении в пылевую и аэрозольную фракции, об этом и говорить неловко.