В прошлых материалах о снарядах и броне с обеднённым ураном, был упомянут фторид урана и гексофторид урана – две формы обсуждаемого элемента. И всё хорошо, если б они не были солями с температурой плавления 60 градусов Цельсия. В действительности, урановые сердечники и бронепластины состоят из металлического урана, приближённого к чистому изотопу 238. Откуда был взят фторид урана, причём здесь захоронение и АЭС, как из соли делают металл?
Ядерные отходы
Уран 235 активно используют в атомной энергетике из-за высокой активности данного изотопа. Однако, когда урановый стержень становится непригодным для использования, его «хоронят». Уран хранят в герметичных металлических бочках, а чтобы вместить больше радиационных отходов, металлический уран путём химических реакций переводят во фторид урана 4 и фторид урана 6.
Читатели верно отметили, что фторид урана, это во-первых соль, а во-вторых, её температура кипения 56 градусов Цельсия. Правда, это справедливо только для фторида урана 6, а фторид урана 4 плавится при температурах 1 035 градусов Цельсия. Это ближе к металлическому урану, но по-прежнему недостаточно. Плюс, фторид урана представляет собой порошок, а из него надо сделать пластину или стержень…
Металлический уран
Фторид урана активно используют для ядерного топливного цикла, когда ранее отработанное ядерное топливо вторично перерабатывают и получают обогащённый изотоп 235. Для этого, фторид урана нагревают до температуры кипения и в виде газа закачивают в центрифугу. В результате, более лёгкий уран 235 поднимается, а тяжёлый 238 опускается. Фторид урана может проходить десятки центрифуг для получения нужного процента обогащённого изотопа, а обеднённого собрата используют в других сферах.
Есть и другой способ – фторид урана так же переводят в газообразное состояние, но вместо центрифуги используют газодиффузионный метод. То есть, газообразный фторид урана чуть ли не буквально проводят через фильтр, сито которого пропускает только малый атом урана 235, а более крупный 238 остаётся внутри.
После отделения обеднённого фторида урана от обогащённого, можно приступать к производству металлического урана. Это делают в ходе экзотермической реакции при температурах более 1 300 градусов Цельсия. Но кроме высоких температур нужно давление, которое помогло бы получить более плотную структуру урана. В конечном итоге, получают расплавленные металлический уран. Из него можно делать слитки для перевозки и производства необходимых изделий.
Обеднённый уран по-американски
В США снаряды с обеднённым ураном производят благодаря сплаву типа «Стабилла» – монолитный металлический стержень. Диаметр такого стержня около 20-22 мм, но в ходе производства, сплав содержит 97.25% обеднённого урана. Остаток – 2% молибдена и 0.75% титана. Их добавляют для увеличения прочности урана при обработке.
Состав брони из обеднённого урана схож, но если снаряды имеют ранее указанный сплав, то урановая броня дополняется графитовым напылением и титановым корпусом. Причина – повышение износостойкости и изоляция других материалов в пакете бронирования.
Необходимость подобного решения появилась с первым опытом использования обеднённого урана в броне. Металлический уран не столь опасен как фторид и тем более, гексофторид урана, но коррозии он так же подвержен. При хранении «таблетки» металлического урана на открытом воздухе, обеднённый изотоп окисляется на 3-4 сутки, покрываясь чёрными или тёмно-синими пятнами. Сталь тоже ржавеет, но её толщина в броне танка ощутимо больше урана (который используется в качестве тонких пластин или пакетов) и риск проржаветь насквозь в ближайшие годы или десятилетия отсутствует. А ведь по танкам обязательно будут стрелять, пробивать броню… Если надо будет её чинить в полевых условиях без замены бронепакета целиком, то в месте пробоины, уран быстро начнёт окисляться, увеличивая ослабленную зону.
Солёная броня
Информация о «солёной броне» была взята на основании открытых источников, что урановые сердечники для снарядов и пластины для брони получают благодаря переработке радиационных отходов, коих в США более 600 000 тонн. А так как более 95% захороненного урана это фторид урана 4 и фторид урана 6, то вывод напрашивался сам собой. Вывод мягко говоря опрометчивый… Не взглянув на свойства фторида урана, выводы были поданы читателю с обоснованием одной из причин изъятия урановой брони первого поколения из M1A1 HA, которые легли в основу M1A1 AIM, M1A1 SA и M1A1 FEP. В действительности, фторид урана подвергался не только фильтрации в процессе обогащения, но и проходил экзотермическую реакцию. Благодаря ей, соль превращают в металл с побочными элементами в ходе реакции, но при высоких температурах они не оказывают влияние на расплавленный металлический уран, используемый в производстве стержней для кинетических снарядов и пластин для пакетов брони.