Отголоски ВОУ-НОУ: продублировал из Военного раздела

Re: Бомбардировщики США, способные нести ядерное оружие, вылетели в сторону РФ.

ЦитатаЦитата: BlackShark от 18.06.2017 20:16:31
В значительной мере этому помогла легендарная пугалка всех турбопоцреотов, сделка ВОУ-НОУ, мир ее праху. Сколько ее ругали, а как она внезапно прекратила свое действие, так выяснилось сразу, что "Ватсон без трубки обходиться уже не мог"(с)известный неприличный анекдот про Холмса и Ватсона.
Правда, она большей частью уничтожала мирный ядерный комплекс "исключительной" нации, но, может, сказалось... или совсем решили, что не понадобится...

С уничтожением мирного ядерного комплекса получилась как бы неправильно понятая американцами  (да и нами) шутка.

В конце 19-го века в просвещенном мире молочных ферм без центрифужных сепараторов уже не существовало. Так что идея разделения газообразных изотопов лежала на поверхности. Вроде бы в 1919 первыми на бумаге об этом написали Линдеманн и Астон, но никакой революции они не сделали.  Первое экспериментальное разделение изотопов хлора – это группа Бимса и Хэйнса из Виргинского универа в США, 1936 год. Свою центрифугу они начали строить в 1934. Бимс пошел по неправильному пути — он понимал правильно, что конвекция может размешать обратно обогащенную часть газа, и решал задачу о центрифуге без конвекции. Идейно вроде правильно, но то был тупик.

Перескочу сразу на уран, чтобы метки расставить. Линейная скорость стенки стакана — пара Махов. При этом давление гексафторида урана у стенки стакана выше, чем на оси, всего то в (привяжите себя к креслу!) сотни миллиардов раз. А вот концентрация 235-го у стенки выше, чем на оси, на какие-то жалкие 25%.  При одном Махе на 6%. 

Главная формула для производительности идеальной центрифуги — линейный рост с высотой стакана  и пропорциональнсть скорости вращения стенки в четвертой степени — была получена нобелевским лауреатом Полем Дираком еще в 1941 году.  Вывод Дирака  был для идеального газа и не учитывает того, что в центре стакана изреженный газ, а у стенок вовсе не газ, а нечто, описываемое гидродинамикой, поправки к формуле Дирака очень не хилые, но это оказалось не столь принципиально. (Дополнение для педантов молекулярной физики: центральная разреженная часть стакана, диаметр которой порядка длины свободного пробега, перестает давать вклад в обогащение. Его доля в стакане растет со скоростью вращения, и вместо четвертой степени скорости вылезает квадрат скорости, но не надо на этом заморачиваться, лучше об этом и не знать.) 

В Германии Грот (Groth) сообразил еще в конце 30-х, как запрячь с пользой  конвекцию и стал греть дно стакана и охлаждать крышку, чтобы организовать т.н. противопоток. Это в рамках немецкого атомного проекта.

За время Манхэттенского проекта в США разобрались во всех тонкостях физики центрифуги. Кроме двух пустяков.

Можно долго расписывать разные красивые детали, но  этих пустяков-прорывов было два.

Первый скорее всего за Штеенбеком (тут не без жирного знака вопроса) , кто занимался центрифугами в Сухуми. Он поставил стакан вертикально, подвесив её в магните с легким упором на иглу. Фриц Ланге, еще один немец, кто начал заниматься центрифугой еще в 39-м в Харькове, клал стакан горизонтально с осью в шарикоподшипниках. Американцы тоже сообразили, что стакан надо ставить вертикально, тоже дошли сами до противопотока, но застряли в шарикоподшипниках. А ведь магнитная подвеска была изобретена в самом начале 20-го века! Центрифуга в шарикоподшипниках жрала немыслимо много  электричества, и с нужной скоростью вращаться долго не могла — шарикоподшипники на такое не тянули. И на  центрифугу американцы поставили жирный крест. Но не только из-за этого.

Магнитной подвески и иглы было мало. Надо было научиться делать каскад из центрифуг. т.е. высасывать обогащенный газ из вращающегося с теми Махами стакана, не перемешивая  газ внутри. До Каменева в (будущем) Институте Курчатова этого не смог сделать никто. 

К тому времени работавший в Сухуми  трофейный австрийский инженер Гернот Циппе был при группе Курчатника, которая по механике была завязана на Кировский завод. К счастью, его отставили от этих работ до разработки настоящего прототипа и отправили в карантин в Киеве. Но Циппе был несомненно человек способный и понимал, к чему ему удалось прикоснуться.

Отпущенный домой в 1956, Циппе поехал на конференцию по обогащению урана и поразился, что нет ни одного доклада о центрифугах. Он попытался рассказать о советском центрифужном прорыве, но был послан на все три буквы (немцы посылают в Arschloch — целых восемь букв): откуда ты взялся дурачок, что не знаешь о центрифужном провале в Манхэттене?  

В-общем, в Европе Циппе слушать не захотел никто. В 1957 Циппе, совместно с Штеенбеком и Шеффелем центрифугу на магнитной подвеске и на игле запатентовал. Утверждается, что в СССР об этом акте воровства знали, но вопрос о переходе в СССР с диффузии на центрифугу был в процессе решения, и был решено промолчать, чтобы врагов не всполошить.

Ближе к телу, как учил Мопассан. Подбираемся к ВОУ-НОУ.

Циппе кинулся в США в тому самому Бимсу в Виргинский универ и они смогли получить грант на разработку прототипа. Прототип заработал. Американцы слегка офигели. Первым делом, с начала 1961 США полностью засекретили все о центрифугах — до этого вся физика центрифуг считалась забавным, но бесполезным  развлечением.  К этому времени газодиффузионное обогащение вывело США по возможностям настолько вперед, что отвлекаться на крутящихся балерин особо не хотелось. Электроэнергии было завались, и было плевать на то, что центрифуги потребляют её в полста раз меньше.

Циппе вернулся в Европу, и в Европе родилась URENCO. Они создали работающее центрифужное обогащение. Честь и хвала.

Тем не менее, за американскую центрифугу взялись, и решили создать т.н. надкритический супер-пупер монстр.  В начале 80-х его испытывали-испытывали, но крутиться 30 лет и дольше, как изящная небольшая советская балерина, она не пожелала. И в году 83-84 на центрифугу плюнули, да и диффузионное лобби не желало быть списанным.

С ВОУ-НОУ американцы сыграли грязный трюк. При его заключении Минатом полагал, что это межправительственное соглашение. Но это только приблазнилось. Через некое время USEC (Unites States Enrichment Corporation), прописанный в соглашении, из госпредприятия переродился в частное, и привидевшиеся нашему Минатому госгарантии развеялись, как туман.  USEC немало попортил крови Минатому (ставшему потом Росатомом), угрожая вообще перестать покупать уран, когда Минатому даже на оружейный комплекс денег не хватало... Эта часть истории в публичных источниках по крупицам попадается, но в целом малоизвестна.  

У нас мало написано и о том, что даже в американском  Department of Energy, уж не говоря о других американских корпорациях, на делающий деньги из воздуха... тьфу... российского урана  USEC глядели с ненавистью.
 
А пока USEC возродил проект американской центрифуги, поставив задачу производительности в 30 (!) раз выше, чем у этих русских (как они полагали, не особо ошибаясь).  С длиннющим стаканом в десяток  метров с сильфонами для гашения резонансов при ускорении в надкритические скорости.  И в 6 раз производительнее тоже надкритических, что запускались в URENCO . Точные цифры тут непринципиальны.

Не было абсолютно никаких показаний к тому, что проект американской центрифуги закончится пшиком. Я не в состоянии  описать, как они профукали свои сверхприбыли от ВОУ-НОУ.  Но финальная стадия перед объявлением о банкротстве примечательна: USEC унизительно выпрашивал гранты на десяток-другой миллионов,  обещая прорыв через квартал, но сверх работающего еле полгода маленького каскадика продвинуться они не смогли. 

Не шмогла так не шмогла — как не мучилась, а умерла. 

Показаний для провала через 55 лет после того, как СССР решил полностью перейти на центрифуги, не было никаких.  

Я обозначил только канву событий, и так получилось длинно, тут надо книгу писать..