Обедненный уран — токсичный тяжелый металл, характеристики которого сходны с природным ураном. Уран-214 подвержен ускоренному альфа-распаду, при котором он теряет сразу по два протона и нейтрона, что говорит о сильном взаимодействии между субатомными частицами в этом изотопе. Сегодня мы производим исчезнувшие изотопы, которые снова занимают свои прежние места: плутоний-239, топливо для ядерной бомбы, в качестве основного примера имеет период полураспада "всего" 24 500 лет и распадается при альфа-излучении на уран-235. Снаряды с обедненным ураном имеют продолженное воздействие, если такие бомбы бросить на территорию Украины, они будут иметь продолженное воздействие 4-5 млрд лет, таков период его распада, это значит, что обедненный уран, который будет применен на Украине.
Химический элемент уран: интересные факты
Определите максимальную массу нептуния, которая может быть получена из данного образца урана. Гораздо страшнее продукты распада урана. “Дело в том, что сам уран-238 имеет период полураспада около 4,5 млрд лет. Когда атом урана-238 распадается, из него вылетает альфа-частица. При этом наблюдается то же самое, что при выстреле пушки — отдача. Родившийся атом урана-234 создает, по терминологии ученых, область разупорядочения, кристаллическая решетка здесь разрушается.
Красноречивый гелий
- Уровень активности и длительность периода полураспада
- Ядерная топка Земли
- Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция
- Telegram: Contact @ruspanorama
- Что там происходит
- На пути к лучшему пониманию альфа-распада
Химический элемент уран: интересные факты
В первой половине XX века ученые начали исследовать потенциал урана как источника энергии, и он получил свое место среди элементов, определивших начало "атомной эры", в которой мы живем и по сей день. Это самый тяжелый элемент, естественным образом возникший во Вселенной С его 92 протонами в ядре, уран является самым тяжелым элементом. Его вес привел к тому, что когда-то судостроители использовали его в качестве балласта на корабельных килях. Если бы нечто подобное было сделано в наши дни, то заход в порт такого корабля привел бы в состояние боевой готовности войска. Обычно он появлялся там, где заканчивалась серебряная жила, за что получил прозвище "камень неприятности". В 1789 году Мартин Клапрот, германский химик, проанализировал образцы минералов из шахт и выделил то, что назвал "странным веществом с некоторыми свойствами металла".
Это был диоксид урана. Он назвал новое вещество ураном в честь недавно открытой планеты, носившей такое же имя. Французский физик Анри Беккерель открыл радиоактивные свойства урана и радиоактивность как таковую в 1896 году.
Этими снарядами украинская армия собирается укомплектовать британские танки Challenger 2.
RU приводит информацию о том, что известно о снарядах с обедненным ураном и чем они опасны. Что такое обедненный уран Обедненный уран — это побочный продукт обогащения природного урана для производства ядерного топлива, говорится в материале на сайте Евросоюза. Уточняется, что он не такой радиоактивный, как природный уран, поскольку содержит меньше делящегося материала U-235. Это очень плотный металл, он используется там, где необходима большая масса при небольшом объеме, в том числе в боевых снарядах.
Как работают снаряды Высокая плотность металла позволяет боеприпасам с сердечниками из обедненного урана пробивать броню до 522 миллиметров с расстояния до двух километров. Несмотря на то, что обедненный уран — это ядерный компонент, ядерной реакции при применении таких боеприпасов не происходит, передает « ». Такими снарядами украинская армия собирается укомплектовать полученные от Британии танки Challenger 2. Также есть вероятность, что снаряды могут быть использованы под Бахмутом Артемовском , сообщает Life.
Итак, предположим, что где-то в теле Земли действует такой реактор. По каким признакам его можно обнаружить? Один из методов поиска — анализ продуктов деления, мигрирующих из зоны реакции и достигающих земной поверхности. В частности, очень интересен изотопный состав «солнечного элемента» — гелия. Природный гелий состоит из двух стабильных изотопов: 4He и 3He. Гелий-4 попадает в атмосферу в результате естественного распада урана и тория. В воздухе на миллион атомов гелия-4 приходится всего полтора атома гелия-3. Но в базальтах срединно-океанических хребтов изотопа 3He больше уже в 8 раз, а в некоторых изверженных магматических горных породах — в 40! Как объяснить происхождение гелия с высоким содержанием изотопа 3He? Какие физические процессы могут быть ответственны за это?
Обычный радиоактивный распад явно не годится, так как он продуцирует исключительно гелий-4. Попробуем привлечь на помощь ядерные реакции деления. Известно, что при работе реактора тяжелые ядра, поглощая нейтрон, становятся неустойчивыми и могут делиться на два крупных осколка с испусканием легких заряженных частиц и 2—3 нейтронов. В конечном продукте совокупности таких реакций доли обоих изотопов гелия хотя и отличаются, но представляют собой величины одного порядка. Напомним, что в «стандартном» атмосферном гелии их концентрации различаются на шесть порядков! Таким образом, относительно высокое содержание гелия-3, наблюдаемое в магматических породах, поднявшихся на поверхность из земных недр, может служить косвенным свидетельством работы глубинного геореактора. Уран выпал в осадок? Прежде чем продолжить разговор, хочется еще раз подчеркнуть принципиальное различие между естественным радиоактивным распадом и ядерной реакцией деления, ибо разница эта не всегда очевидна на неискушенный взгляд. Обычная радиоактивность — это самопроизвольный распад атомных ядер; для реакции деления обязательно требуется взаимодействие с внешней частицей нейтроном. По этой причине для осуществления ядерной реакции нужна достаточная концентрация активного вещества; для спонтанного распада концентрация не имеет никакого значения.
Если в недрах Земли действительно идут цепные реакции, значит, там должны присутствовать скопления радиоактивных элементов актиноидов. Как и где именно они образовались? На этот счет существует множество разных точек зрения: от мантии до геометрического центра Земли. Анисичкин с соавторами предложили обоснованную гипотезу, согласно которой местом критической концентрации урана и тория могла быть поверхность твердого внутреннего ядра Земли. Эта концепция во многом базируется на работах по растворимости диоксида урана UO2 , проведенных в конце 1990-х гг. В экспериментах на аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» А. Туркиным было показано, что растворимость UO2 в расплавах на основе железа с ростом давления уменьшается. Исследуемый диапазон давлений составлял 5—10 ГПа для сравнения: в центре Земли давление около 360 ГПа. Поскольку в природе уран встречается преимущественно в виде оксидов, то логично сделать вывод: чем глубже, тем хуже будет растворяться уран! Этот важный экспериментальный факт наводит на мысль, что миграция актиноидов в теле Земли могла быть следующей.
После образования планеты в океане магмы, состоящей, в основном, из расплавов железа и силикатов, присутствовали и соединения урана. Со временем магма остывала, и происходило гравитационное разделение вещества по плотности. Силикаты, кристаллизуясь, всплывали в магме, плотность которой за счет железа была выше. Соединения же тяжелых актиноидов, выделяясь из расплава по мере роста давления и кристаллизуясь, оседали на внутреннее твердое железоникелевое ядро планеты. Из сейсмологических исследований известно, что переходная зона между внешним жидким и внутренним твердым ядром Земли толщиной 2—3 км имеет мозаичную структуру. При этом основными структурными элементами являются относительно тонкие взвешенные слои протяженностью до нескольких десятков километров. Возможно, именно они и являются областями концентрации тяжелых радиоактивных элементов. Не можешь найти — моделируй! Когда речь идет о процессах на глубинах в тысячи километров, следует иметь в виду, что, с одной стороны, они недоступны непосредственному экспериментальному исследованию, с другой — их не всегда возможно изучать и в лабораторных установках, где трудно создать аналогичные физические условия. Но в современной науке существует еще один универсальный инструмент познания — компьютерное моделирование.
В 2005 г. Задача была не из легких, поскольку методы теории реакторов традиционно применяются для расчета процессов длительностью максимум в годы, а здесь потребовалось просчитывать интервалы в миллиарды лет! Согласно их идее при кристаллизации магматического океана происходило «гравитационное разделение вещества по плотности», в результате которого силикаты, кристаллизуясь, всплывали, а соединения тяжелых актиноидов оседали на внутреннее ядро планеты. В дальнейшем сконцентрировавшаяся таким образом масса актиноидов, и в первую очередь соединения урана, играла роль ядерного реактора, генерирующего энергию, обусловленную цепными реакциями деления. К сожалению, в самой основе этой занимательной гипотезы лежит недоразумение. Кристаллизация каких-либо соединений актиноидов в виде самостоятельных минеральных фаз, которые могли бы погружаться в недра планеты, в магматическом океане невозможна. Прежде всего, это обусловлено исключительно низкими концентрациями урана и других актиноидов в протопланетном веществе.
В результате этого процесса два изотопа подверглись многонуклонному переносу, в ходе которого они обменялись нейтронами и протонами. Команда измерила массу созданных изотопов, наблюдая за временем, которое потребовалось полученным ядрам, чтобы пройти определенное расстояние через среду.
В результате эксперимента было получено 18 новых изотопов, каждый из которых содержал от 143 до 150 нейтронов.
Как добывается радиоактивный уран и для чего он используется?
Важные новости образования в России и в Москве — новшества в детских садах, школах и вузах. Темы кодификатора ЕГЭ: радиоактивность, альфа-распад, бета-распад, гамма-излучение, закон радиоактивного распада. Распад Урана альбом Куньга слушать онлайн бесплатно на Яндекс Музыке в хорошем качестве. arXiv: ледяные гиганты Уран и Нептун на 10% состоят из метана. "Одно из крупнейших месторождений урана в мире перешло под контроль "Росатома", "Путин стал хозяином казахстанского урана", "сделка с Россией привела к конфликту между руководством "Казатомпрома" и властями, в результате которого несогласный.
Распад урана и тория генерирует половину тепла Земли
Спустя некоторое время уран вымывается из породы, а затем получившийся «продуктивный» раствор — закись-окись урана U3O8 — выкачивают через другие скважины. Сотрудники добывающего предприятия не контактируют напрямую с радиоактивными веществами и не получают лишнего облучения. Несмотря на это, все они носят защитные костюмы и регулярно проходят профилактическое медицинское обследование. После откачки из скважины закись-окись урана U3O8 превращают в гексафторид урана UF6 , который в твёрдом виде в герметичных металлических контейнерах транспортируют на обогатительные предприятия. Что значит «обогатить уран»? Сам по себе природный уран радиоактивен, но к самопроизвольному распаду способен только уран-235. Основная задача обогатительных предприятий — получить уран с более высокой концентрацией по 235-му изотопу, чем в природном сырье. Только после этого уран можно будет использовать в качестве топлива для ядерных реакторов. Что это и как работает О радиоактивности и распаде урана Радиоактивность — это способность атомного ядра самопроизвольно распадаться с испусканием частиц.
Этот процесс сопровождается выделением энергии. В состав природного урана входят три изотопа: уран-234, уран-235 и уран-238. При распаде урана-235 образуются нейтроны, которые попадают в другие ядра топлива и расщепляют их, вызывая цепную реакцию. Поэтому во время обогащения в уране увеличивают концентрацию именно этого изотопа. Гексафторид урана, полученный на добывающем предприятии, может из твёрдого состояния переходить в газообразное. Для этого ёмкости с веществом нагревают, чтобы начался процесс испарения. Полученный газ закачивают в ротор центрифуги цилиндрической формы, вращающийся с очень большой скоростью.
После того, как уран добыли и облучили данным способом, ядро такого изотопа увеличивает успешность деления, из-за которого испускается больше нейтронов. Это приводит к тому, что сфере из плутония сердце любой атомной бомбы требуется втрое меньшая масса и радиус, чтобы достичь критического состояния. Так что с его помощью «ядерная начинка» бомбы становится еще разрушительнее, но при этом компактнее. Изотопы этих металлов нашли свое применение в медицине — препараты на их основе представляют собой удобные маркеры, которые просто отследить внутри организма по следам слабого, безопасного для пациента излучения. Кроме того, уран позволяет геологам отслеживать возраст минералов и горных пород. Так как добывают уран достаточно давно,мы точно знаем время периода его полураспада. Так что, оценивая разницу между его концентрацией на сегодняшний день и постоянной распада, можно вычислить возраст того или иного геологического объекта. Более неграмотного утверждения найти невозможно. В наименьшей степени загрязняют шахты. Во- первых, там почти напрочь отсутствуют выбросы метана, взрывоопасного элемента. Хорошая вентиляция, орошение горных работ в течение всего цикла работ, для того, чтобы подавить пылеобразование. Руда урана мало радиоактивна. Мало кто знает, но фонит любая горная порода, вынесенная с глубины на поверхность. Тот же уголь, нефть.... Содержание самого урана в породе мизерно. Проценты и доли процента. Более радиоактивно высокое процентное содержание, но это после многократного цикла обогащения. Уважаемый, Вам бы правописание сначала изучить, а потом за статьи братЬся. Займитесь делом.
Уран природного изотопного состава можно использовать в ядерных реакторах для производства нейтронов, образующихся при делении 235U, в то же время избыточные нейтроны, не востребуемые цепной реакцией, могут захватываться другим природным изотопом, что приводит к получению плутония. Изотоп 238U способен делиться под влиянием бомбардировки высокоэнергетическими нейтронами, эту его особенность используют для увеличения мощности термоядерного оружия используются нейтроны, порождённые термоядерной реакцией. Выделение изотопа 235U из природного урана - сложная технологическая проблема [2, 4]. Для разделения урана в разное время использовались ются следующие технологии: электромагнитное разделение, газовая диффузия, жидкостная термодиффузия, газовое центрифугирование, аэродинамическая сепарация, испарение с использованием лазера, химическое разделение. Чтобы получить уран, обогащенный ураном-235, и уран, обедненный ураном-235 то есть обогащенный ураном-238 , гексафторид урана подвергают изотопному разделению с помощью электромагнитной, центробежной или газодиффузионной сепарации. 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, иcпoльзyющиe этот нуклид в качестве топлива, например KAMIN1 в Индии и производства атомных бомб критическая масса около 16 кг [25]. Несмотря на недостаток в виде сильной гамма - и нейтронной радиоактивности, U-233 - прекрасный делящийся материал для ядра атомной бомбы. Он обладает меньшей критической массой, чем U-235, и его ядерные характеристики сходны с плутонием. США производили испытания зарядов на основе U-233 в операции Teapot в 1957 году. Индия придает большое значение U-233 как части исследования и производства оружия и официально включила производство изотопа в свою ядерную программу. Уран-233 также является наиболее перспективным топливом для газофазных ядерных ракетных двигателей. Обеднённый уран используется для радиационной защиты как это ни странно и как балластная масса в аэрокосмических применениях, таких как рулевые поверхности летательных аппаратов. В каждом самолёте «Боинг-747» содержится 1500 кг обеднённого урана для этих целей. Ещё этот материал применяется в высокоскоростных роторах гироскопов, больших маховиках, как балласт в космических спускаемых аппаратах и гоночных яхтах, при бурении нефтяных скважин. Самое известное применение обеднённого урана — в качестве сердечников для бронебойных снарядов. Сплавы типа «Стабилла» применяются в стреловидных оперенных снарядах танковых и противотанковых артиллерийских орудий. После их применения обсуждалась экологическая проблема радиационного загрязнения территории страны. Впервые уран в качестве сердечника для снарядов был применен в Третьем Рейхе. Обеднённый уран используется в современной танковой броне, например, танка М-1 «Абрамс». По данным ОЭСР в мире функционирует 440 реакторов коммерческого назначения, которые потребляют в год 67000 т урана. Степень обогащения по U-235 в ядерном топливе для АЭС колеблется в пределах 2-4.
Чем опасен уран-238 для людей? Он пояснил, что в результате удара боеприпаса с обедненным ураном происходит образование подвижного горячего облака мелкодисперсного аэрозоля урана-238 и его оксидов, которые при воздействии на организм в дальнейшем могут спровоцировать развитие серьезных патологий. Основная радиационная опасность от обедненного урана возникает в случае его попадания в организм в виде пыли. Потоки альфа-излучения от мелких частиц урана, осевших в верхних и нижних дыхательных путях, легких и пищеводе, вызывают развитие злокачественных опухолей. А, накапливаясь в почках, костной ткани и печени, урановая пыль приводит к изменению внутренних органов. Все это наблюдается у населения подвергнутых бомбардировкам стран. Так, по данным иракского правительства, в 2005 году заболеваемость раком в стране в результате применения боеприпасов с обедненным ураном возросла с 40 до 1 600 случаев на 100 тысяч населения. В связи с этим Багдад 26 декабря 2020 года подал официальный иск против Вашингтона в Международный арбитражный суд в Стокгольме и потребовал компенсации за нанесенный ущерб. В странах бывшей Югославии также отмечается увеличение количества онкологических заболеваний на 25 процентов. Более того, жертвами безответственной политики собственного руководства стали участвовавшие в военных кампаниях в Ираке и Югославии солдаты и офицеры НАТО. Так, в 2016 году в докладе главного военно-медицинского инспектора Италии сообщалось, что у 4095 военнослужащих национальных вооруженных сил, задействованных на Балканах 1994-1999 гг. При этом в 8 процентов случаев 330 человек заболевания завершились летальным исходом. Как влияет "урановое" заражение на окружающую среду?
Выбор редактора
- Урок 8: Деление ядер урана. Цепная реакция
- Ядерное топливо — все самое интересное на ПостНауке
- Ядерная топка Земли
- Экологические последствия Чернобыльской аварии спустя 30 лет | Экология сегодня
- Rn распад - фото сборник
- Содержание
Ядерное топливо
Он также обратил внимание на тот факт, что применение боеприпасов с обедненным ураном значительного преимущества по сравнению с вольфрамовыми в условиях современных военных действий не дает. Когда и где НАТО применяло такие боеприпасы? Тем не менее, боеприпасы из обедненного урана в вооруженных конфликтах уже применялись - причем исключительно странами НАТО. Особая циничность слов Аннабель Голди заключается в том, что они прозвучали накануне очередной годовщины натовских бомбардировок Югославии. Операция альянса под названием "Ангел милосердия", которую тогдашний генсек организации Хавьер Солано назвал "гуманитарной", началась 24 марта 1999 года. Лично Солано отдал приказ силам коалиции бомбить города Югославии. По словам Кириллова, всего на территорию этой страны было обрушено около 40 тысяч бронебойных авиационных снарядов с общим количеством обедненного урана более 15 тонн. Этот город до сих пор называют вторым Чернобылем", - подчеркнул Кириллов. Чем опасен уран-238 для людей?
Он пояснил, что в результате удара боеприпаса с обедненным ураном происходит образование подвижного горячего облака мелкодисперсного аэрозоля урана-238 и его оксидов, которые при воздействии на организм в дальнейшем могут спровоцировать развитие серьезных патологий. Основная радиационная опасность от обедненного урана возникает в случае его попадания в организм в виде пыли. Потоки альфа-излучения от мелких частиц урана, осевших в верхних и нижних дыхательных путях, легких и пищеводе, вызывают развитие злокачественных опухолей. А, накапливаясь в почках, костной ткани и печени, урановая пыль приводит к изменению внутренних органов.
Кривая радиоактивного распада: через два периода радиоактивность вещества снижается в четверо, через три — в восемь раз и т. Несколько примеров радиоактивности Период полураспада вещества обратно пропорционален радиоактивности радионуклида: чем длиннее период полураспада, тем меньше радиоактивность. В следующей таблице приведены примеры активности на один грамм вещества йод 131, цезий 137, плутоний 239, уран 238.
Общие ресурсы урана порядка 1,5 млн тонн, из них около 1,1 млн тонн можно добывать методом подземного выщелачивания. В 2009 году Казахстан вышел на первое место в мире по добыче урана добыто 13 500 тонн. Добыча на Украине Добыча и переработка — основное предприятие — Восточный горно-обогатительный комбинат в городе Жёлтые Воды. Стоимость и аффинаж Горнодобывающие компании поставляют уран в виде закиси-окиси урана U3O8. В 1990-е годы стоимость урана природного изотопного состава колебалась вокруг отметки 20 USD за килограмм. По мнению вице-председателя урановой группы Александра Бойцова, в мире месторождения I категории с себестоимостью добычи до 40 долл. К 2030 году будут исчерпаны известные крупные месторождения II категории, с себестоимостью до 80 долл.
Поэтому для нужд энергетики и армии, полученный уран обогащают или обедняют. Изотоп урана U235 устроен таким образом, что однажды запущенная реакция ядерного распада будет протекать самопроизвольно, без дополнительного влияния извне. Поэтому уран добывают в основном как основу для извлечения из руды подобных изотопов. Благодаря такой реакции он крайне эффективен как источник энергии для ядерного реактора. Несмотря на свою эффективность, подобное производство отличается повышенной опасностью, как для персонала, так и для всего человечества. Взрывы АЭС по всему миру заслуженно считаются одними из самых страшных техногенных катастроф за всю нашу историю. Чаще всего начинкой ядерных боеголовок служит плутоний-239, который получают при облучении урана-238 мощными потоками нейтронов. После того, как уран добыли и облучили данным способом, ядро такого изотопа увеличивает успешность деления, из-за которого испускается больше нейтронов. Это приводит к тому, что сфере из плутония сердце любой атомной бомбы требуется втрое меньшая масса и радиус, чтобы достичь критического состояния. Так что с его помощью «ядерная начинка» бомбы становится еще разрушительнее, но при этом компактнее. Изотопы этих металлов нашли свое применение в медицине — препараты на их основе представляют собой удобные маркеры, которые просто отследить внутри организма по следам слабого, безопасного для пациента излучения. Кроме того, уран позволяет геологам отслеживать возраст минералов и горных пород. Так как добывают уран достаточно давно,мы точно знаем время периода его полураспада. Так что, оценивая разницу между его концентрацией на сегодняшний день и постоянной распада, можно вычислить возраст того или иного геологического объекта. Более неграмотного утверждения найти невозможно. В наименьшей степени загрязняют шахты. Во- первых, там почти напрочь отсутствуют выбросы метана, взрывоопасного элемента. Хорошая вентиляция, орошение горных работ в течение всего цикла работ, для того, чтобы подавить пылеобразование. Руда урана мало радиоактивна.
Ядерный реактор
Так, например, вынужденное деление ядер урана нейтронами сопровождается вылетом нескольких нейтронов, которые, взаимодействуя с соседними ядрами урана, вызывают их деление. Так как суммарная энергия связи ядер-осколков меньше, чем энергия связи урана, то цепная реакция сопровождается выделением огромной энергии в виде кинетической энергии осколков, энергии гамма-квантов и энергии вторичных электронов. Для осуществления управляемой цепной реакции используют ядерный реактор, который является источником энергии на АЭС и морском флоте. Тишина, наступившая вслед за грохотом, ни с чем не сравнимой, дотоле неслыханной силы, нарушается треском разгорающегося огня. Под обломками рухнувшего дома лежат оглушенные люди, в пламени гибнут женщины, гибнут в огненном кольце очнувшиеся и пытающиеся спастись люди… Миг — и с людей свалилась вспыхнувшая одежда, вздулись руки, лицо, грудь: лопаются багровые волдыри, и лохмотьями сползают на землю… Оглушенные и обожженные люди, обезумев, сбились ревущей толпой… …Ни с чем не сравнимая, трагическая картина: люди утратили последние признаки человеческого разума… …На искалеченных людей хлынули черные потоки дождя, потом ветер принес удушающий смрад…» Что это? Очередной фильм ужасов! Нет, это свидетельства очевидцев страшного преступления американской военщины, совершенного в августе 1945 года над японским городом Нагасаки. В результате бомбардировки японских городов Хиросима и Нагасаки погибли около 100 тыс. Вот так впервые человек распорядился ядерной энергией.
Открытие деления ядер урана А история эта началась еще в 30-х годы XX века. Немецкие ученые О. Ган и Ф. Штрассман в 1938 г. На фотографии треки осколков, образовавшихся при делении ядра урана в камере Вильсона.
При меньшей энергии поглощение нейтрона ураном-238 имеет резонансный характер. Так, нейтрон с энергией 25 эВ имеет в тысячи раз большую площадь сечения захвата, чем с другими энергиями. При этом никакого деления не будет: уран-238 станет ураном-239, который с периодом полураспада 23,54 минуты превратится в нептуний-239, тот, с периодом полураспада 2,33 дня, — в долгоживущий плутоний-239.
Торий-232 станет ураном-233. Второй механизм — беспороговое поглощение нейтрона, ему следует третий более-менее распространенный делящийся изотоп — уран-235 а равно и отсутствующие в природе плутоний-239 и уран-233 : поглотив любой нейтрон, даже медленный, так называемый тепловой, с энергией как у молекул, участвующих в тепловом движении, — 0,025 эВ, такое ядро разделится. И это очень хорошо: у тепловых нейтронов площадь сечения захвата в четыре раза выше, чем у быстрых, мегаэлектронвольтных. В этом значимость урана-235 для всей последующей истории атомной энергетики: именно он обеспечивает размножение нейтронов в природном уране. После попадания нейтрона ядро урана-235 становится нестабильным и быстро делится на две неравные части. Попутно вылетает несколько в среднем 2,75 новых нейтронов. Если они попадут в ядра того же урана, то вызовут размножение нейтронов в геометрической прогрессии — пойдет цепная реакция, что приведет к взрыву из-за быстрого выделения огромного количества тепла. Ни уран-238, ни торий-232 так работать не могут: ведь при делении вылетают нейтроны со средней энергией 1—3 МэВ, то есть при наличии энергетического порога в 1 МэВ значительная часть нейтронов заведомо не сможет вызвать реакцию, и размножения не будет.
А значит, про эти изотопы следует забыть и придется замедлять нейтроны до тепловой энергии, чтобы они максимально эффективно взаимодействовали с ядрами урана-235. А действуя замедлителем, можно поддерживать размножение нейтронов на постоянном уровне и взрыва не допустить — управлять цепной реакцией. Расчет, проведенный Я. Зельдовичем и Ю. Харитоном в том же судьбоносном 1939 году, показал, что для этого нужно применить замедлитель нейтронов в виде тяжелой воды или графита и обогатить ураном-235 природный уран по меньшей мере в 1,83 раза. Смоленская АЭС. В 1940 году Г. Флеров и К.
Петржак обнаружили, что деление урана может происходить спонтанно, без всякого внешнего воздействия, правда, период полураспада гораздо больше, чем при обычном альфа-распаде. Поскольку при таком делении тоже получаются нейтроны, если не дать им улететь из зоны реакции, они-то и послужат инициаторами цепной реакции. Именно это явление используют при создании атомных реакторов. Зачем нужна атомная энергетика? Зельдович и Харитон были в числе первых, кто посчитал экономический эффект атомной энергетики «Успехи физических наук», 1940, 23, 4. В настоящий момент еще нельзя сделать окончательных заключений о возможности или невозможности осуществления в уране ядерной реакции деления с бесконечно разветвляющимися цепями. Если такая реакция осуществима, то автоматически осуществляется регулировка скорости реакции, обеспечивающая спокойное ее протекание, несмотря на огромное количество находящейся в распоряжении экспериментатора энергии. Это обстоятельство исключительно благоприятно для энергетического использования реакции.
Приведем поэтому — хотя это и является делением шкуры неубитого медведя — некоторые числа, характеризующие возможности энергетического использования урана. В случае медленных нейтронов стоимость "урановой" калории если исходить из вышеприведенных цифр будет, принимая во внимание, что распространенность изотопа U235 равна 0,007, уже лишь в 30 раз дешевле "угольной" калории при прочих равных условиях». Первую управляемую цепную реакцию провел в 1942 году Энрико Ферми в Чикагском университете, причем управляли реактором вручную — задвигая и выдвигая графитовые стержни при изменении потока нейтронов. Первая электростанция была построена в Обнинске в 1954 году. Помимо выработки энергии первые реакторы работали еще и на производство оружейного плутония. Сейчас большинство реакторов работают на медленных нейтронах. Обогащенный уран в виде металла, сплава, например с алюминием, или в виде оксида складывают в длинные цилиндры — тепловыделяющие элементы. Их определенным образом устанавливают в реакторе, а между ними вводят стержни из замедлителя, которые и управляют цепной реакцией.
Со временем в тепловыделяющем элементе накапливаются реакторные яды — продукты деления урана, также способные к поглощению нейтронов. Когда концентрация урана-235 падает ниже критической, элемент выводят из эксплуатации. Однако в нем много осколков деления с сильной радиоактивностью, которая уменьшается годами, отчего элементы еще долго выделяют значительное количество тепла. Их выдерживают в охлаждающих бассейнах, а затем либо захоранивают, либо пытаются переработать — извлечь несгоревший уран-235, наработанный плутоний он шел на изготовление атомных бомб и другие изотопы, которым можно найти применение. Неиспользуемую часть отправляют в могильники. В так называемых реакторах на быстрых нейтронах, или реакторах-размножителях, вокруг элементов устанавливают отражатели из урана-238 или тория-232. Они замедляют и отправляют обратно в зону реакции слишком быстрые нейтроны. Замедленные же до резонансных скоростей нейтроны поглощают названные изотопы, превращаясь соответственно в плутоний-239 или уран-233, которые могут служить топливом для атомной станции.
Так как быстрые нейтроны плохо реагируют с ураном-235, нужно значительно увеличивать его концентрацию, но это окупается более сильным потоком нейтронов. Несмотря на то что реакторы-размножители считаются будущим атомной энергетики, поскольку дают больше ядерного топлива, чем расходуют, — опыты показали: управлять ими трудно. Сейчас в мире остался лишь один такой реактор — на четвертом энергоблоке Белоярской АЭС. Как критикуют атомную энергетику? Если не говорить об авариях, то основным пунктом в рассуждениях противников атомной энергетики сегодня стало предложение добавить к расчету ее эффективности затраты по защите окружающей среды после выведения станции из эксплуатации и при работе с топливом. В обоих случаях возникают задачи надежного захоронения радиоактивных отходов, а это расходы, которые несет государство. Есть мнение, что если переложить их на себестоимость энергии, то ее экономическая привлекательность пропадет. Существует оппозиция и среди сторонников атомной энергетики.
Ее представители указывают на уникальность урана-235, замены которому нет, потому что альтернативные делящиеся тепловыми нейтронами изотопы — плутоний-239 и уран-233 — из-за периода полураспада в тысячи лет в природе отсутствуют. А получают их как раз вследствие деления урана-235. Если он закончится, исчезнет прекрасный природный источник нейтронов для цепной ядерной реакции. В результате такой расточительности человечество лишится возможности в будущем вовлечь в энергетический цикл торий-232, запасы которого в несколько раз больше, чем урана. Теоретически для получения потока быстрых нейтронов с мегаэлектронвольтными энергиями можно использовать ускорители частиц. Однако если речь идет, например, о межпланетных полетах на атомном двигателе, то реализовать схему с громоздким ускорителем будет очень непросто.
Это приводит к тому, что в природном уране цепная реакция очень быстро затухает. Осуществить незатухающую цепную реакцию можно несколькими основными путями [5] : Осуществить разделение изотопов, повысив таким образом содержание урана-235 в образце. В этом случае потеря нейтронов будет происходить лишь через поверхность образца. Эту потерю можно предотвратить с помощью различного рода отражателей. Тем не менее, возможно достижение критического состояния и без использования отражателей — за счёт увеличения количества вещества до значения, превышающего значение критической массы; Более существенное влияние может оказать замедление нейтронов , выделяющихся при делении. Отношения сечений поглощения тепловых нейтронов ураном-238 и ураном-235 в зависимости от энергии делящего нейтрона выше в 25-125 раз, чем быстрых, следовательно доля нейтронов, поглощённых ураном-238 резко уменьшится [7]. Известен единственный изомер 235Um со следующими характеристиками [2] : Избыток массы: 40 920,6 1,8 кэВ.
Можно ли увидеть, как распадается атом урана? Красота Можно увидеть разлет продуктов распада Распад урана — это даже не атомный, а ядерный процесс. А ядро по размерам в 20 тысяч раз меньше атома и в 5 млн раз меньше длины волны видимого света.
Эксперты: применение урановых боеприпасов заразит местность на столетия
В статье рассматриваются такие аспекты, как период полураспада урана, радиоактивный распад, изотопы урана и их свойства, применение урана в атомной промышленности и энергетике. самопроизвольному делению, составляет основу природного урана (99,27%), α-излучатель, Т=4,468⋅109 лет, непосредственно распадается на 234Th, образует ряд генетически связных радионуклидов, и через 18 продуктов превращается в 206Pb. Инвесторы начали вкладываться в уран на фоне конфликта в Нигере Цены на уран достигли 16-месячного максимума. Примерно половина тепла, излучаемого Землей, генерируется в процессе радиоактивного распада таких элементов, как уран и торий.
Это самый тяжелый элемент, естественным образом возникший во Вселенной
- Цены на уран все выше
- Смотрите также
- :: Распад Урана :: Уран,как и др. трансурановые элементы,куски взорвавшейся черной дыры ::
- Период - полураспад - уран - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
- Rn распад - фото сборник
- Период полураспада урана-235 составляет 700 000 000 лет. Так почему Хиросима заселена?