Например, ядро атома урана-235, при попадании в него нейтрона, расщепляется на ядро бария и ядро криптона и еще два или три нейтрона. В этой новой попытке исследовательская группа попробовала новый подход — они выстрелили образцом ядер урана-238 в образец ядер плутония-198, используя систему разделения.
Смотрите также
- Росатом предоставил ТАСС свежие фото законсервированных урановых скважин
- Обнаружен новый изотоп урана |
- Физики открыли изотоп уран-241
- Газета «Суть времени»
- Смотрите также
- «Росатом»: ЧП с обедненным гексафторидом урана на Урале не угрожает населению // Новости НТВ
Ученые обнаружили новые соединения урана с возможной сверхпроводимостью
Хотя у атомов данного элемента всегда одинаковое количество протонов, разные изотопы или версии этих элементов могут содержать разное количество нейтронов в ядрах. Чтобы считаться богатым нейтронами, изотоп должен содержать больше нейтронов, чем обычно для этого элемента. Уран относится к классу элементов периодической таблицы, известных как «актиниды», у них число протонов составляет от 89 до 103. Все актиниды радиоактивны, но уран — один из четырех наиболее радиоактивных элементов, наряду с радием, полонием и торием.
Железногорск Красноярского края ФГУП «ГХК» состоялась приемка первых трех тепловыделяющих сборок с уран-плутониевым МОКС-топливом, которые в своей топливной композиции содержат не только плутоний, но и другие трансурановые элементы — америций-241 и нептуний-237. Опытные топливные кассеты будут загружены в реактор БН-800 на Белоярской АЭС весной 2024 года и пройдут опытно-промышленную эксплуатацию в течение трех микрокампаний ориентировочно полтора года. Минорные актиниды также называемые «младшие актиноиды» — это все остальные трансурановые элементы, помимо плутония, образующиеся в ядерном топливе в результате ядерных реакций во время эксплуатации в реакторе. Как и плутоний, эти элементы не встречаются в природе, а возникают только в результате трансмутации урана. Для атомщиков-радиохимиков особенно важны изотопы нептуния, америция и кюрия, поскольку именно они имеют наибольшее значение при переработке отработавшего ядерного топлива ОЯТ и обращении с радиоактивными отходами. Эти элементы обладают высокой радиоактивностью и токсичностью, выделяют много тепла, имеют большой период полураспада и являются наиболее опасными компонентами ядерных отходов. Российским решением проблемы минорных актинидов должны стать инновационные реакторы на быстрых нейтронах.
Учёные продемонстрировали высокую ёмкость предложенного лиганда по урану. Её можно сравнить с экстрагентами, которые используются в промышленности. В России переработка ядерного топлива реализуется по схеме замкнутого ядерно-топливного цикла: «После того как отработавшее топливо извлекают из реактора, из него выделяют уран и плутоний, чтобы снова использовать их как источник энергии. Помимо этих двух элементов, извлекают различные высокоактивные элементы например, америций и кюрий. Это необходимо для того, чтобы захоронить отходы с меньшей радиоактивностью, — рассказывает один из авторов работы, сотрудник кафедры радиохимии химического факультета МГУ Светлана Гуторова. Сейчас для переработки урана и плутония на предприятиях применяют технологию PUREX: сначала их извлекают из топлива, а затем разделяют с помощью окислительно-восстановительной реакции в смеси водной и органической фаз. Это не очень удобно, так как многие элементы, которые находятся в ОЯТ, могут окисляться и восстанавливаться. Следовательно, они также перемещаются по фазам вместе с ураном и плутонием.
Выделить обычными химическими или физическими способами уран-235 из урановой руды практически невозможно. Для этого требуются колоссальные энергетические ресурсы и время. На сегодня практически на всех обогатительных производствах используется метод центрифугирования, когда газообразные соединения двух изотопов «прогоняются» через быстро вращающиеся центрифуги, в которых изотопы разделяются на тяжелые и легкие. Проблема, однако, в том, что практически все газообразные соединения урана существуют только при высоких температурах. Что требует гораздо более высоких требований, в том числе по безопасности. Гексафторид урана UF6 — единственное соединение урана, переходящее в газообразное состояние при температуре 56 градусов Цельсия. Именно поэтому его и используют для обогащения урана. После обогащения из гексафторида извлекают уран-235, который идет на переработку в ядерное топливо для атомных станций. А обедненный гексафторид урана, в котором остается только малорадиоактивный уран-238, остается в огромных количествах. Куда девать этот обедненный гексафторид — не знает никто. Проблема в том, что он является сильнейшим ядом. ГФУ — это чрезвычайно едкое вещество, разъедающее любую живую органику с образованием химических ожогов. Воздействие газообразного гексафторида вызывает отек легких и смерть. При попадании внутрь организма гексафторид практически гарантированно поражает печень и почки человека, вызывая неизбежную смерть. Смертельная доза может быть получена при нахождении в течение десяти минут в зоне с концентрацией всего 216 миллиграмм ГФУ на кубометр. Можно превращать ГФУ в тетрафторид урана путем его «сжигания» на самом деле восстановления в водородном пламени.
Секреты ледяного царства: почему ученых поразили новые снимки Урана
Эти поставки не прекратились ни в 2014 году, когда де-факто началась санкционная война Запада против России, ни в феврале 2022 года, когда наступил новый виток санкционного противостояния. Российский уран так и не стал объектом ограничений, что неудивительно: атомная энергетика США по-прежнему в значительной мере зависима от поставок этого сырья из-за рубежа. Чтобы заместить объёмы, поступающие из России, Штатам понадобятся годы, указал Катасонов. Об этом The New York Times сообщала буквально летом 2023-го, и вряд ли в этом смысле что-то изменилось через считанные месяцы. Действительно, 90 килограммов — этой крайне незначительный объём, согласился ведущий аналитик Фонда национальной энергетической безопасности ФНЭБ , эксперт Финансового университета при Правительстве России Игорь Юшков. Поэтому громкое заявление Байдена о том, что США приступили к самостоятельной выработке урана для АЭС, пока выглядит как имиджевая история, приобретающая особое значение для Белого дома в преддверии президентских выборов. Потому что это самый экономически выгодный вариант. Логика Байдена проста: «Смотрите, я ввёл санкции против России, ликвидировал зависимость Соединённых Штатов от ядерного топлива из России и, следовательно, укрепил независимость США». В дальнейшем, если нужно будет, они со временем нарастят своё производство.
Так, «выстреливая» альфа-частицей, уран превращается в торий, торий — в радий, радон — в полоний, полоний — в свинец. Испуская бета-частицу, торий превращался проактиний, актиний в торий, а висмут — в полоний. Также оказалось, что химически идентичные атомы радиоактивных материалов могут распадаться с разной скоростью и иметь разную массу ядра — такие модификации химических элементов назвали изотопами. С такими данными на руках нетрудно было понять, что все химические вещества в действительности имеют одну природу, а ядра их атомов состоят из одинаковых компонентов. Физики 1930-х годов пришли к выводу, что ядро любого атома напоминает жидкую каплю, состоящую из определенного количества протонов и нейтронов. Подобно жидкости, эта капля может дробиться и сливаться, отчего химические элементы и переходят один в другой. Так, если отщепить от радия два протона, получится радон, а два протона — это ядро атома гелия. Химические свойства атома зависят от числа протонов в ядре, а существование изотопов объясняется разным количеством нейтронов. В 1920—1930-х годах физики открыли множество трансмутаций, причем не только с металлами. Например, азот в ходе эксперимента удалось превратить в кислород. Но если ядро похоже на жидкую каплю и может дробиться и сливаться, то с чем был связан шок от новости о делении урана? Новый источник энергии Все опыты указывали на один и тот же факт — ядро атома чрезвычайно прочное, и силы, которые удерживают его компоненты вместе, невероятно велики их так и назвали — сильным взаимодействием. Считалось, что отколоть от ядра что-то большее, чем альфа-частицу, невозможно, и потому химические элементы могут преобразовываться лишь в соседние по таблице Менделеева. Именно поэтому, когда немецкие ученые Отто Хан, Фриц Штрассман, Лиза Мейтнер и Отто Фриш в 1938 году облучали уран потоком нейтронов, они были уверены, что получают в результате радий. Он смещен относительно урана на четыре позиции в таблице Менделеева и может быть получен путем двух альфа-распадов. Однако ученые в действительности столкнулись с той же трудностью, что и открыватели радия, супруги Кюри. Радий и барий химически очень похожи и отличаются лишь скоростью осаждения из раствора.
Александр Локшин также обратил внимание на устойчивый рост мирового потребления энергии, который сохранится в будущем, и особую роль атомной энергетики, имеющей ряд преимуществ по сравнению и с традиционной тепловой генерацией, и с возобновляемой энергетикой на жизненном цикле, как в части экологии, так и экономики строительства и эксплуатации. Для справки: Сибирский химический комбинат задумывался в далеком 1949 году как крупнейший производственный комплекс для создания ядерного щита страны. В кратчайшие сроки были построены и введены в эксплуатацию заводы комбината, получены для оборонных целей и атомной энергетики обогащенный уран-235 и плутоний-239, запущены в работу промышленные ядерные реакторы, введена в эксплуатацию Сибирская атомная электростанция - первая промышленная АЭС в Советском Союзе, успешно внедрена уникальная центробежная технология на ультраскоростных центрифугах. В настоящее время производственное ядро АО «СХК» составляют четыре завода по обращению с ядерными материалами: завод разделения изотопов, сублиматный, радиохимический и химико-металлургический заводы. Наличие уникального единого производственного комплекса, включающего аффинажное, конверсионное и разделительное производства, а также наличие схемы переработки и захоронения радиоактивных отходов, делают возможным выполнение переработки любых видов уранового сырья, с их предварительной очисткой. Топливный дивизион Госкорпорации «Росатом» Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» включает предприятия по фабрикации ядерного топлива, конверсии и обогащению урана, производству газовых центрифуг, а также научно-исследовательские и конструкторские организации. Являясь единственным поставщиком ядерного топлива для российских АЭС, ТВЭЛ обеспечивает топливом в общей сложности более 70 энергетических реакторов в 15 государствах, исследовательские реакторы в девяти странах мира, а также транспортные реакторы российского атомного флота.
RU Разгерметизация контейнера с обедненным гексафторидом урана на электрохимическом комбинате в Новоуральске не грозит радиационным заражением городу. Это вещество представляет химическую опасность, которая наиболее высока на месте происшествия, рассказал физик-ядерщик из Екатеринбурга Дмитрий Горчаков. Обедненный гексафторид урана ОГФУ , так называемые урановые хвосты, — это побочный продукт переработки гексафторида урана в обогащенный уран. Соединение в 1,7 раза менее радиоактивно, чем природный уран, и не несет никакой угрозы для здоровья человека. Обогащенное вещество используется в производстве ядерного топлива для атомных электростанций и других реакторов. Важно, что он химически опасен, это токсическое вещество. Разгерметизация опасна именно тем, что люди могут просто отравиться.
Почему земное ядро может взорваться
- Сделан беспрецедентный снимок Урана: 10 апреля 2023 05:42 - новости на
- «Он химически опасен». Физик-ядерщик объяснил, чем грозит чрезвычайное происшествие в Новоуральске
- Курсы валюты:
- Смех старых алхимиков
Ученые впервые с 1979 года открыли новый «богатый нейтронами» изотоп урана
При оптимальных условиях при делении одного ядра урана-235 можно будет получить 1,25 ядра нового оружейного плутония-239 из урана-238. Дело в том, что огромный объем тепла, которое выделяет уран, заставляет жидкую часть земного ядра двигаться. Альфа-излучение (ядра гелия-4), хоть и наиболее характерно для урана, – задерживается кожей и, в случае внешнего воздействия, не опасно.
«Более продуктивный и безопасный»: академик РАН — о работах по созданию замкнутого ядерного цикла
Новый изотоп, уран-241, имеет 92 протона (как и все изотопы урана) и 149 нейтронов, что делает его первым новым богатым нейтронами изотопом урана, открытым с 1979 года. Гексафторид урана UF6 — единственное соединение урана, переходящее в газообразное состояние при температуре 56 градусов Цельсия. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» запечатлел, как сияют кольца Урана на новом снимке.
Гексафторид урана: «спящая» смерть от Росатома
Пишут, что объем контейнера один кубометр. Это небольшая емкость, но непонятно, что конкретно с ним случилось, какой именно объем гексафторида вышел наружу, в каком состоянии было вещество. Если он был в цехе, возможно, с ним проводили технологические операции. Допустим, его могли нагревать, чтобы перевести в жидкое состояние. Если он при этом разгерметизировался, то мог произойти выброс ядовитого вещества внутри помещения, люди могли отравиться. Но мы не знаем деталей, — отметил Горчаков. Он считает, что угроза химического поражения новоуральцам не грозит.
После этих операций уран переводят в твёрдое состояние — в один из оксидов или в тетрафторид UF4. Но этот уран ещё надо очистить от примесей с большим сечением захвата тепловых нейтронов — бора , кадмия , гафния. Их содержание в конечном продукте не должно превышать стотысячных и миллионных долей процента. Для удаления этих примесей технически чистое соединение урана растворяют в азотной кислоте. При этом образуется уранилнитрат UO2 NO3 2, который при экстракции трибутил-фосфатом и некоторыми другими веществами дополнительно очищается до нужных кондиций.
В результате этой операции образуется трёхокись урана UO3, которую восстанавливают водородом до UO2. Из этого соединения восстанавливают металлический уран с помощью кальция или магния. Ядерное топливо править Наибольшее применение имеет изотоп урана 235U , в котором возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция деления ядра тепловыми нейтронами. Поэтому этот изотоп используется как топливо в ядерных реакторах , а также в ядерном оружии. Выделение изотопа 235U из природного урана — сложная технологическая проблема см.
Изотоп 238U способен делиться под влиянием бомбардировки высокоэнергетическими нейтронами , эту его особенность используют для увеличения мощности термоядерного оружия используются нейтроны, порождённые термоядерной реакцией. Уран-233 , искусственно получаемый в реакторах из тория торий-232 захватывает нейтрон и превращается в торий-233, который распадается в протактиний-233 и затем в уран-233 , может в будущем стать распространённым ядерным топливом для атомных электростанций уже сейчас существуют реакторы, использующие этот нуклид в качестве топлива, например, KAMINI в Индии и производства атомных бомб критическая масса около 16 кг. Уран-233 также является наиболее перспективным топливом для газофазных ядерных ракетных двигателей.
В том числе результаты исследования других ледяных лун и малых планет Солнечной системы, таких как Энцелад, Плутон и его спутник Харон, Церера. Исследователи пришли к выводу, что четыре наиболее крупных спутника Урана могли сохранить под своей поверхностью жидкость до настоящего времени: за счет тепла от распада радиоизотопов в сочетании со сниженной теплопроводностью внешней оболочки. Мантии Титании и Оберона способны выделять горячие флюиды, что, возможно, делает океаны достаточно теплыми для потенциальной обитаемости.
Также океаны могут существовать на спутнике Ариэль и Умбриэль. Ключевой вывод исследования предполагает, что хлориды, а также аммиак, который действует как антифриз, вероятно, в изобилии содержатся в океанах крупнейших лун Урана.
Нужного количества контейнеров для хранения у них нет. Главная причина — отсутствие контейнеров, позволяющих избежать радиационных инцидентов. Раньше такой уран использовал только Росатом для своих экспериментов, и емкости были только у него. Все нужно отстраивать заново, а это — годы. Пока они построят — все уже устареет. Поэтому то, что бизнес согласился работать только на технологии будущего — закономерно.
Ранее призыв восстановить эту промышленность от американского правительства уже звучал. Был сделан заказ на государственном уровне, откликнулись 20 фирм, но в итоге не взялась ни одна. Их расчеты показали, что даже при условии государственного финансирования — не выгодно. Тогда сделали заказ на будущее, и одна фирма согласилась. Она произведет некоторое количество топлива, которое позволит запустить первый перспективный реактор. Но делать все это топливо в этом году нецелесообразно. Остальное, видимо, произведут ближе к тридцатым годам, если к тому времени не произойдет какого-то технологического прорыва, который сделает и этот проект не современным. Когда-то США были первопроходцами в ядерной энергетике, они — первооткрыватели обогащения урана.
Союз их сначала копировал, потом догонял.
Главные новости
- Смотрите также
- Ученые впервые с 1979 года открыли новый «богатый нейтронами» изотоп урана
- Химики МГУ научились извлекать больше урана из отработавшего ядерного топлива
- Ученые впервые за 40 лет открыли «богатый нейтронами» изотоп урана
«Он химически опасен». Физик-ядерщик объяснил, чем грозит чрезвычайное происшествие в Новоуральске
| На уральском предприятии разгерметизировался баллон с обедненным гексафторидом урана | Исследователи создали уран-241, обстреляв образец урана-238 ядрами платины-198 на японском ускорителе RIKEN. |
| "Росатом" опроверг сообщение о возможном прекращении поставок урана в США - МК | Как и плутоний, эти элементы не встречаются в природе, а возникают только в результате трансмутации урана. |
| «Росатом»: ЧП с обедненным гексафторидом урана на Урале не угрожает населению | Новый изотоп, уран-241, имеет 92 протона (как и все изотопы урана) и 149 нейтронов, что делает его первым новым богатым нейтронами изотопом урана, открытым с 1979 года. |
| Росатом завершил первый цикл эксплуатации уран-плутониевого РЕМИКС-топлива на Балаковской АЭС | Поглотив лишний нейтрон, ядро урана возбуждается и приобретает вытянутую форму. |
Ученые обнаружили новые соединения урана с возможной сверхпроводимостью
| У крупнейших спутников Урана нашли признаки подледных океанов - Российская газета | В рамках своего эксперимента ученые выстреливали ядрами урана-238 по ядрам платины-198, что провоцирует многонуклонный перенос, изменяющий позиции протонов и нейтронов. |
| «Росатом»: ЧП с обедненным гексафторидом урана на Урале не угрожает населению // Новости НТВ | Roman, при делении из ядра вылетают нейтроны, которые могут попасть в другие ядра урана и заставить поделиться их. |
Росатом делает значительный шаг вперед в трансмутации отходов уранового топлива
При перезарядке емкости произошел выброс обедненного гексафторида урана. "Одно из крупнейших месторождений урана в мире перешло под контроль "Росатома", "Путин стал хозяином казахстанского урана", "сделка с Россией привела к конфликту между. При перезарядке емкости произошел выброс обедненного гексафторида урана.