«Пожиратель» нейтронов

48. Кадмий — Cadmium (Cd)

Каждый, прочитавший хотя бы одну статью, рассказ или заметку о работе атомных реакторов, помнит, что всегда отмечается одна важная деталь их устройства: регулирование работы и аварийная защита атомных реакторов осуществляется с помощью кадмиевых стержней. Дело в том, что для управления ядерной реакцией необходимо регулировать поток нейтронов. Так как металлический кадмий способен поглощать нейтроны, то для регулирования их потока он является наиболее подходящим материалом. Для управления реакцией кадмий в виде стержней вводится внутрь атомного котла. Погружая или вынимая стержни из реактора, можно уменьшать или увеличивать поток нейтронов, а следовательно, и скорость «горения» ядерного «топлива», тем самым регулируя количество выделяемого тепла. Кадмий в атомном реакторе выполняет «обязанности истопника». Чтобы ввести котел в действие, надо медленно выдвигать из него кадмиевые стержни до тех пор, пока размещенные в различных местах реактора контрольные приборы, измеряющие поток нейтронов, не укажут начало реакции. Если она протекает слишком интенсивно, стержни погружают внутрь котла до необходимого замедления реакции. В случае, если приборы установят, что обычные стержни из кадмия плохо справляются со своими «обязанностями», немедленно вступает в действие массивный аварийный стержень из кадмия. Стоит его погрузить в реактор, и процесс «горения» ядерного «топлива» начнет затухать.

В штате Калифорния (США) из-за неисправности конструкции такой аварийный стержень не мог быть своевременно погружен в котел, и опытный атомный реактор в течение длительного времени «горел», как вулкан. На несколько километров вокруг станции, на всякий случай, эвакуировали население.

О другом применении кадмия говорит само название металла. «Кадмейа» — слово греческое, означающее в переводе «цинковая руда». Такое название металл кадмий получил потому, что он всегда сопровождает цинковые руды. Из этих руд кадмий получают в качестве «отхода» цинкового производства. По своим свойствам кадмий весьма похож на цинк, и в некоторых случаях он с успехом может заменить цинк. Вместо покрытия металлов цинком для защиты от коррозии применяют кадмирование — покрытие кадмием. Есть такое образное выражение у специалистов электрического транспорта — «медный шорох». Этим термином обозначают истирание токонесущих проводов трамваев, троллейбусов, подземных и надземных электровозов токоснимающими устройствами. Тысячи тонн меди, истертой в порошок, опадают на землю. И … пропадают. Добавка кадмия к меди для троллейбусных проводов резко уменьшает их износ. Трамвайные провода служат без смены и ремонта многие годы даже на оживленных трамвайных магистралях.

Самая лучшая желтая краска представляет собой соединение кадмия с серой. Большие количества кадмия расходуются на изготовление этой краски.

Аккумулятор можно найти в автомобиле, в электрическом фонаре путевого обходчика, в аварийном освещении дежурного хирурга и т. д. Аккумулятор питает электрическим током прожектор-лампочку на каске шахтера и пожарника, двигает подводную лодку, питает лампочки на новогодней елке. Некоторые из аккумуляторов, особенно для целей освещения, так и называются АКН — аккумулятор кадмиево-никелевый. Их сконструировал советский ученый Б. А. Кособрюхов. Кадмий употребляется не только для изготовления аккумуляторов — источников электрического тока, он служит и для изготовления проводов.

В природе кадмия в 25 раз меньше, чем «редкого» германия, тем не менее кадмий чаще и больше применяют, и по цене он значительно дешевле, чем германий. Объяснение такому парадоксу находится простое: кадмий получают попутно в качестве «отхода», или ценного «приложения», при переработке цинковых руд.

Амальгаму кадмия (раствор кадмия в ртути) используют в зубоврачебной технике для изготовления зубных пломб.

Будущее кадмия как «истопника» при атомных котлах большое. Во всяком случае ему не угрожает «безработица».