Обедненный уран

Обеднённый уран

Обеднённым ураном называется уран, состоящий в основном из изотопа урана-238 (U-238). Природный уран состоит примерно из 99,27 % U-238, 0,72 % U-235 и 0,0055 % U-234. Так как в ядерных реакторах и ядерном оружии используется U-235, природный уран при производстве ядерного топлива обогащается ураном-235 путём разделения изотопов по массе. Побочный продукт обогащения называется обеднённым ураном; основная часть радиоактивных изотопов (U-235 и U-234) извлекается на этапе обогащения, и обеднённый уран даже менее радиоактивен, чем урановая руда (период полураспада U-238 — 4,5 миллиарда лет). К слову, некоторые советские геологи частенько носили урановую руду в рюкзаках, а на привалах и во время сна подкладывали вместе с рюкзаком под голову. Доза внешнего облучения от обеднённого урана составляет около 60 процентов того, что даёт природный уран той же массы. В прошлом обеднённый уран получил названия Q-металл, «depletalloy», и D-38, но эти названия уже не используются.

Обеднённый уран популярен из-за его высокой плотности (19,1 г/см³), а также большого сечения захвата нейтронов. Он используется в качестве противовесов в самолётах и ракетах, радиационной защиты в медицинской лучевой терапии и промышленной радиографии оборудования, а также контейнеров, используемых для транспортировки радиоактивных материалов. Военная промышленность использует его для производства листов брони и бронебойных подкалиберных снарядов.

Использование боеприпасов из обеднённого урана является спорным вопросом, поскольку нет чёткого ответа на многочисленные вопросы по поводу долгосрочных последствий для здоровья. Обеднённый уран менее токсичен, чем такие тяжёлые металлы, такие как мышьяк и ртуть, и очень слабо радиоактивен из-за долгого периода полураспада. В то время как любое радиоактивное облучение опасно, ещё нет никаких убедительных эпидемиологических данных, которые бы подтверждали воздействие обеднённого урана на здоровье человека, например угрозу рака. Тем не менее правительство Великобритании объясняет случаи дефектов у детей ветеранов войны в Персидском заливе 1991 как результат отравления обеднённым ураном и продолжает утверждать возможность лейкемических, генетических, репродуктивных и неврологических отрицательных последствий, вызванных постоянным облучением. Ряд ветеранов войны в Персидском заливе прямо связывают свои проблемы со здоровьем, а также известные им проблемы сослуживцев со своим пребыванием неподалёку от районов использования оружия с обеднённым ураном^[1].

История

Обогащённый уран был впервые изготовлен в 1940, когда США и СССР начали свои программы ядерного оружия и энергетики. Именно в это время обедненный уран впервые был захоронён как бесполезные отходы. Существовала некоторая надежда, что процесс обогащения будет усовершенствован и делящиеся изотопы U-235 в будущем смогут быть выделены из обеднённого урана. Это повторное обогащение остатков урана-235, содержащегося в обеднённом уране, не является больше вопросом будущего: оно практиковалось в течение нескольких лет. Кроме того, существует возможность проектирования гражданских реакторов на необогащённом топливе, но только 10 процентов когда-либо построенных реакторов могут использовать эти технологии; даже для производства ядерного оружия и топлива для военно-морских реакторов требуются концентрированные изотопы. В 1970 Пентагон сообщил, что советские военные разработали танковую броню, которую не могут пробить боеприпасы НАТО. Пентагон начал поиски материала для получения снарядов с большей плотностью. После тестирования различных металлов для боеприпасов исследователи остановили выбор на обеднённом уране. Обеднённый уран подходил для производства боеприпасов не только из-за своих уникальных физических свойств и эффективности, но также и потому, что он был дешёвым и доступным. Ближайший эквивалент, вольфрам, мог быть получен только от Китая. А так как запасы обеднённого урана оцениваются в более чем 500 тыс. тонн, то финансовая выгода от использования низкоактивных радиоактивных отходов является весьма очевидной. Поэтому было бы более экономически целесообразно использовать обеднённый уран, а не хранить его. Таким образом, с конца 1970 США, СССР, Великобритания и Франция начали использовать свои запасы обеднённого урана для производства снарядов с высокой кинетической энергией.

Вооружённые силы США использовали оружие с обеднённым ураном в 1991 в Персидском заливе, в войне в Боснии, при бомбардировке Сербии и в 2003 в иракской войне.

Производство и наличие

Металл природного урана содержит около 0,71 % U-235, 99,28 % U-238 и примерно 0,0054 % U-234. При получении обогащённого урана процесс разделения изотопов выделяет значительную часть U-235 для использования в ядерной энергетике, производства оружия или других видов использования. Остаток — обеднённый уран — содержит только 0,2—0,4 % урана-235. Из природного урана получается очень низкий процент U-235, процесс обогащения даёт большое количество обеднённого урана. Например, для производства 1 кг 5%-ого обогащённого урана требуется 11,8 кг природного урана и остаётся около 10,8 кг обеднённого урана содержащего лишь 0,3 процента урана-235.

Комиссия по регулированию ядерной деятельности даёт определение обеднённому урану, как урану с менее 0,711 % от веса изотопом ²³⁵U. Военные спецификации указывают, что используемый Министерством обороны США обеднённый уран содержит менее 0,3 % ²³⁵U. Фактически используется только обеднённый уран, содержащий приблизительно 0,2 % ²³⁵U.

Фторид урана

Около 95 процентов полученного обеднённого урана хранится в виде жидкого фторида урана VI в стальных цистернах на открытом воздухе неподалёку от предприятий, занимающихся обогащением. Каждая цистерна вмещает до 12,7 тонн UF₆. В США к 1993 году накопилось 560 тыс. тонн обеднённого UF₆, к 2005 году — 686,5 тыс. тонн (57122 цистерны). Хранение UF₆ представляет опасность для окружающей среды и здоровья вследствие его химической активности. При контакте UF₆ с водяным паром, содержащимся в атмосферном воздухе, он вступает в реакцию с паром и образует UO₂F₂ и плавиковую кислоту (крайне токсичные). Цистерны должны регулярно проверяться на предмет признаков коррозии и утечек. По оценкам срок службы стальных цистерн составляет десятилетия. Десятикратный рост цен на уран превратил примерно одну треть обеднённого урана США в ликвидное имущество стоимостью 7,6 млрд долл. США.

Военное применение

Сердечник снаряда калибра 30 мм (пушки GAU-8 самолёта A-10) диаметром около 20 мм из обеднённого урана.

Плотность обеднённого урана очень высока — 19050 кг/м³. Обеднённый уран на 67 % плотнее, чем свинец, это лишь немного меньше, чем плотность вольфрама и золота, и только на 16 % меньше, чем плотность осмия или иридия. В результате снаряд из обеднённого урана имеет меньший диаметр, чем эквивалентный по массе снаряд из другого металла, а следовательно и меньшее аэродинамическое сопротивление и глубже проникает в цель из-за более высокого давления в момент попадания.

Пластины брони

Благодаря высокой плотности обеднённый уран может быть использован в танковой броне в качестве промежуточного слоя между стальными листами. Например, поздние образцы танков M1A1HA и M1A2 Abrams, выпущенные после 1998 года, содержат вкладыши из обеднённого урана в броне передней части корпуса и передней части башни.

Такой обедненный уран получил название "уранокерамика".

Ядерное оружие

Обеднённый уран используется для оболочек ядерных бомб и в качестве ядерного топлива для многостадийных водородных бомб.

Боеприпасы

Главное военное применения обеднённого урана — бронебойные снаряды и пули. Другое использование обеднённого урана — оружие с высокой кинетической энергией.

Обеднённый уран был использован в середине 1990-х в США для пуль калибра 9 мм, гранат, кассетных бомб и мин, однако эти разработки были прекращены в соответствии с договором с компанией Alliant Techsystems (Alliant Techsystems(англ.)). Независимо от наличия или отсутствия подобного договора у других наций трудно определить, были ли разработки и такое использование обедненного урана.

Считается, что 17—20 стран имеют оружие с обедненным ураном в своих арсеналах. Среди них США, Великобритания, Франция, Россия, Китай, Тайвань, Турция, Израиль, Саудовская Аравия, Бахрейн, Египет, Кувейт, Пакистан, Таиланд, Ирак и Тайвань. Боеприпасы с обеднённым ураном производятся в 18 странах. Только США и Великобритания признали использование такого оружия.

Правовой статус оружия

В 1996 году Международный Суд (МС) дает консультативное заключение о «законности применения или угрозы применения ядерного оружия». Подкомиссия по предупреждению дискриминации и защите меньшинств Организации Объединённых Наций по правам человека приняла два предложения: первое в 1996 году, а второе в 1997 году. Предложения перечисляют виды оружия массового поражения, или оружия, имеющего неизбирательное действие или характер, которые вызывают чрезмерные повреждения или ненужные страдания, и настоятельно призывают все государства пресекать производство и распространение такого оружия. В список было включено оружие, содержащее обедненный уран. Комитет утвердил рабочий документ в контексте прав человека и норм гуманитарного права. Рабочий документ утверждает, что при использовании обедненного урана в качестве оружия, наряду с другими видами вооружений, перечисленных Подкомиссией, возможно нарушение одного или более из следующих договоров: Всеобщая декларация прав человека, Устав Организации Объединённых Наций, Конвенция о геноциде; Конвенция Организации Объединённых Наций против пыток, в том числе протокола I Женевских конвенций; Конвенции об обычном оружии 1980 года, и Конвенции о химическом оружии.

Приложение II к Конвенции о физической защите ядерного материала 1980 года классифицирует обеднённый уран как ядерные материалы II-ой категории. Для этой категории утверждены правила хранения и транспортировки, из чего следует, что обеднённый уран достаточно «горяч» и опасен, чтобы для него требовать таких мер предосторожности. Но, поскольку оружие, содержащее обеднённый уран, сравнительно новое, ещё не существует никакого договора, который бы регулировал, ограничивал или запрещал его использование.

Просьбы наложить моратории на военное применение

Некоторые страны Международной коалиции по запрету уранового оружия, коалиции более чем 90 неправительственных организаций, обратились с просьбой запретить производство и использование в военных целях оружия, содержащего обеднённый уран. Европейский парламент неоднократно принимал резолюции с просьбой немедленного моратория на дальнейшее использование оружия с обеднённым ураном, но Франция и Великобритания — страны Евросоюза, которые также являются постоянными членами Совета Безопасности Организации Объединённых Наций — последовательно отвергли призывы к запрещению, подчеркивая, что его использование продолжает быть законным, и что риски для здоровья являются абсолютно необоснованными.

Гражданское использование

Гражданское использование обедненного урана, как правило, не связано с его радиоактивными свойствами. Обедненный уран имеет очень высокую плотность и в основном используется в качестве материала для защиты от других радиоактивных материалов, а также в качестве балласта. Примеры включают утяжелители в килях парусников, противовесы и грузила на нефтяных станциях, волчки и роторы гироскопов, дифферент (?) самолетов, защита при рентгенографии — всё, где имеется потребность в высокой плотности материала. Иногда использование других материалов высокой плотности предпочтительней, поскольку уран подвержен коррозии.

Промышленные камеры радиографии относятся к очень мощным источникам гамма-излучения. (Как правило, Ir-192.) Обедненный уран используется в качестве оболочки камеры для защиты окружающих от гамма-источника.

Обеднённый уран добавляется в стоматологический фарфор, который используется для зубных протезов, чтобы имитировать блеск настоящих зубов. Также известны уран-содержащие реактивы, используемые в химических лабораториях. Уран (как обеднённый, так и природный) широко использовался в качестве красителя для фарфора и стекла с начала 19 и до середины 20 века. Практика была в основном прекращена в конце 20 века. В 1999 году 10 % по массе обедненного урана добавлялось в «jaune no.17» — жёлтую глазурь, которая производилась во Франции.

Воздушные суда, которые используют обедненный уран в качестве дифферента(балансировочный груз), Боинг 747—100, например, могут содержать от 400 до 1500 кг обедненного урана. Данное применение является спорным, поскольку уран может попасть в окружающую среду, если самолет разобьётся. Его использование было прекращено во многих новых воздушных судах. «Боинг» и Макдоннел-Дуглас перестали использовать обеднённый уран в противовесах в 1980х.

Санитарно-гигиенические соображения

Обеденённый уран считается токсичным и радиоактивно опасным материалом. Помимо радиоактивности, U-238 — тяжелый металл, по данным лабораторных исследований, токсичный для млекопитающих.

Химическая токсичность

Химическая токсичность обедненного урана в естественных условиях представляет в примерно в миллион раз большую опасность, чем его радиоактивность. Последствия воздействия обеднённого урана определяются такими факторами, как степень воздействия и является ли оно внутренним или внешним. Три главных пути, с помощью которых может произойти отравление ураном: ингаляция, желудочно-кишечный тракт, и фрагменты или осколки. Такие свойства, как состояние (например, частицы или газообразное), окисление (например, металлическое или керамическое), растворимость урана и его соединений, влияют на абсорбцию, распределение, перемещение. Например, металлический уран является относительно нетоксичным по сравнению с шестивалентными U(VI) урановыми соединениями, такими, как триоксид урана.

Растворимые соли урана являются токсичными. Уран накапливается в таких органах как печень, селезенка и почки. Всемирная организация здравоохранения «допускает приём» растворимых солей урана для рядовых граждан на уровне 0,5 мкг/кг веса тела или 35 мкг для взрослого массой 70 кг. Хотя эпидемиологические исследования на лабораторных животных указывают на возможные токсичность, тератогенность, нейротоксичность, канцерогенность и риск лейкемии, не было найдено определенной связи между возможными последствиями для здоровья лабораторных животных и человека.

Радиационная опасность

Внешнее облучение от обеднённого урана составляет меньшую проблему, поскольку альфа-частицы, испускаемые изотопами, пролетают в воздухе лишь несколько сантиметров и могут быть остановлены даже листом бумаги. Кроме того, уран-235, который остался в обедненном уране, испускает лишь небольшое количество гамма-излучения с низкой энергией. По данным Всемирной организации здравоохранения, доза облучения от нее будет составлять около 60 процентов от облучения чистым природным ураном той же массы. В человеческом теле в среднем содержится примерно 90 мкг природного урана, в результате естественного потребления с водой, пищей и воздухом. В основном уран сосредотачивается в костях, меньшие концентрации — в различных органах и тканях.

Примечания

1. ↑ Ян Ледер Обеднённый уран: вопросы и ответы (рус.). Би-би-си (2001-01-06). Проверено 25 апреля 2009.

См. также

• Использование армией США боеприпасов с обеднённым ураном

Ссылки

• Доклад ООН о последствиях применения авиацией НАТО боеприпасов с обедненным ураном
• Об опыте применения боеприпасов с обеднённым ураном
• Пыль обедненного урана
• Иракские города «светятся» от обедненного урана
• Урановые снаряды бьют по НАТО
• Обедненный уран ответственен за появление раковых заболеваний среди европейских солдат на Балканах
• Обеднённый уран - Фактологический бюллетень ВОЗ №257 (рус.). Организация Объединённых Наций (2001-01). Проверено 25 апреля 2009.