Распад Урана альбом Куньга слушать онлайн бесплатно на Яндекс Музыке в хорошем качестве. 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. Так что наблюдать в оптике, как оно распадается, не получится.
Распадается за 40 минут: открыт новый изотоп урана
Короче лучше посмотри видос про это, не помню как канал называется, че то там про химию.
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. Он оставил уранилсульфат калия, разновидность соли, на фотографической пластинке в ящике и заметил, что уран оставил на ней такие же следы, какие могло оставить солнце. Это означало, что от урана исходит излучение.
Думаю, если посмотреть эту таблицу полностью, то по соотношению изотопов не только урана, но и иных следовых количеств можно достаточно просто сказать, из какого реактора, когда достали этот образец и т. А надо это или нет, пусть определяют люди в погонах. ИМХО, таким образом американские генералы избавились от головной боли в виде урана, полученного на выходе из оружейной плутониевой программы. Так что, сравнивая именно штатовский "обеднённый уран" с "грязной бомбой" наши МИДовцы и журналисты формально правы хотя там активности и не сопоставимы с тем, что можно напихать в "грязную бомбу". Однако облучение автоматически переводит любой образец в Категорию 2, а необходимость физзащиты определяется уже не массой образца, а излучением с его поверхности. И я не сильно удивлюсь хуцпе англосаксов, если они в дальнейшем поднимут вопрос присутствия своих "специалистов по физзащите" на территории б.
Украины, ссылаясь на эту Конвенцию которую Украина также ратифицировала.
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. Радиоактивный элемент.
Чем опасны боеприпасы с обедненным ураном? Генерал Игорь Кириллов ответил на шесть главных вопросов
Научные сотрудники одной из арктических баз рассказывали, что узнали об аварии спустя день, потому что начал зашкаливать штатный дозиметр. Информации о взрыве в СМИ тогда еще не было. Информация о влиянии катастрофы на экологию противоречива. Сейчас вокруг ЧАЭС действует тридцатикилометровая зона отчуждения. Непосредственно после катастрофы погибли многие животные, которые взаимодействовали с сильно облученными предметами, например, обломками четвертого энергоблока, которые разлетелись на несколько километров от места взрыва, с радиоактивной пылью и т. Также от радиации пострадал лесной массив вблизи ЧАЭС. Он получил название «Рыжий лес», поскольку под воздействием радиации хвоя изменила свой цвет на ржавый в течение 30 минут после аварии. Площадь леса составляет 202 квадратных километра.
После аварии во время дезактивации пораженные деревья вырывали бульдозерами и хоронили, однако и сейчас на некоторых участках отмечается сильно повышенный радиационный фон. Однако ряд ученых отмечает, что спустя 30 лет после аварии, в отсутствие человека зона отчуждения стала в некотором роде заповедником, в котором живут редкие виды животных. Впрочем, есть источники, которые утверждают о мутациях, замеченных в животных. При этом официальные эксперты это отрицают и считают, что такие публикации созданы людьми, нагнетающими атмосферу страха и ужаса вокруг Чернобыля. Например, Первый замдиректора Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН Рафаэль Арутюнян рассказывал агентству РИА Новости , что природа в Чернобыле восстанавливается: «Говоря о Чернобыле, воздействие на природу наблюдалось только рядом с разрушенным энергоблоком, где облучение деревьев достигало 2 тысяч рентген. Затем эти деревья превратились в так называемый "рыжий лес". Но на данный момент вся природная среда даже в этом месте полностью восстановилась, чего не было бы, к примеру, при химической аварии.
Сейчас природа в Чернобыльской зоне, на так называемой загрязненной территории, чувствует себя прекрасно. В прямом смысле цветет и благоухает. А для животных там практически заповедник». Арутюнян также отметил, что влияние радиации на флору и фауну в целом оказалось в 100 раз меньшим, чем на людей. Пострадали только те животные и растения, которые получили сверхбольшую дозу радиации в короткие сроки. Например, в 1988 году в Белоруссии был создан Полесский государственный радиационно-экологический заповедник, который включил в себя территории трех районов Гомельской области, вошедших в зону отчуждения. Непосредственной целью создания заповедника было изучение влияния радиации на живые организмы.
Однако на территории заповедника удалось воссоздать редкие виды животных, в частности, зубра. В настоящий момент на территории заповедника свыше 40 видов редких и исчезающих животных. Площадь заповедника превышает 2 тысячи квадратных километров. В «рыжем лесу» встречаются медведи, рыси, дикие кабаны, лошади Пржевальского. Как отмечает BBC , в 2014 году ученые разместили на зараженных территориях 42 видеокамеры, которые реагируют на движение. Согласно наблюдениям ученых, некоторые отклонения в здоровье животных наблюдаются: среди птиц чаще встречаются альбиносы, срок жизни животных несколько уменьшился, грызуны дают меньшее потомство. Однако глобально высокий радиационный фон не оказывает губительного влияния на флору и фауну.
Это примерно 0,52 миллисекунды мс. Для сравнения, уран-238, который является наиболее стабильным изотопом, имеет период полураспада, близкий к возрасту Земли примерно 4,5 миллиарда лет! Группа впоследствии провела аналогичные эксперименты с двумя «соседними» изотопами, ураном-216 и ураном-218, и обнаружила, что их период полураспада составляет примерно 2,25 мс и 0,65 мс соответственно. Они также проанализировали, как эти изотопы распадаются, и обнаружили, что уран-214 и уран-216 подвергаются альфа-распаду. На пути к лучшему пониманию альфа-распада Физиков так интересуют эти "легкие" изотопы урана, потому что их количество нейтронов близко к тому, что ученые считают "магическим числом". Обратите внимание, что ядра, которые имеют количество нейтронов и количество протонов, равное одному из магических чисел, называются "дважды магическими" и оказываются особенно устойчивыми 42He, 168O и т. Имея 122 нейтрона, уран-214 довольно близко к магическому числу 126, поэтому он может представлять интерес для изучения ядерной стабильности. Магические изотопы необычайно стабильны, и наблюдение за их ближайшими соседями дает возможность исследовать влияние ядерной структуры на процессы радиоактивного распада.
Второй вариант. Он рассчитан на случаи, когда руда залегает чуть глубже и приходится копать шахту. Как правило, больше двух километров не копают, иначе уже неэффективно по цене. При добыче на глубине в активную игру вступает радон. Его нужно постоянно отслеживать, ловить, выкачивать и подавать хомячкам в шахты свежий воздух. Про пыль тоже не забываем.
Ужесточение техники безопасности и усложненный механизм добычи увеличивают затратность данного метода по сравнению с первым. Проблема отходов сохраняется. Третий метод. Метод подземного выщелачивания МПВ. Значительно отличается от первых двух. Сперва к урановой залеже бурится скважина не глубже 600 м.
Затем в нее начинает подаваться раствор серной кислоты, который связывает частицы урана выщелачивание. Полученный раствор выкачивается на поверхность и уже из него извлекается, после чего обрабатывается, уран. Достоинства данного метода заключаются в значительном упрощении организации процесса. Соответственно, снижается и цена. Хомячки с лопатами уже не нужны.
Образующийся в результате этой реакции неустойчивый изотоп урана-239, испуская р-частицы, превращается в нептуний-239. Последний также р-радиоактивен и вследствие распада приводит к образованию плутония -239. Соответствующие ядерные реакции могут быть записаны следующим образом [c. Рассчитать количество гелия , выделившееся за время существования Земли за счет распада урана-238, если содержание этого изотопа в природном уране составляет 99. Основные законы и закономерности радиоактивного распада были установлены как раз на примере элементов с порядковыми номерами от 84 полоний до 92 уран. Были обнаружены следующие специфические свойства радиоактивных элементов а способность вызывать почернение фотопластинки фотохимический эффект б выделение газов при радиоактивном распаде образование гелия и различных изотопов радона в выделение тепла при радиоактивном распаде г возбуждение флуоресценции. Эти минералы часто встречаются в гранитных породах , но бывают также в других породах , осадках и почвах. Уран распадается до радия Ра , который в свою очередь распадается до радона Нп см. Изотоп 222рп существует всего несколько дней перед тем, как распадается, но если поверхностные породы и почвы проницаемы, то у этого газа есть время мигрировать в пещеры, рудники и здания. Здесь радон или продукты его радиоактивного распада может вдыхать человек. Первичные продукты его распада, изотопы полония Ро и вро, не газообразны и прилипают к частичкам в воздухе. Когда их вдыхают, они оседают в бронхах легких, где распадаются в конце концов до стабильных изотопов свинца РЬ , испуская частицы а-излучения во всех направлениях см. Излучение вызывает мутацию клеток и в конце концов рак легких. Отметим, что в Британии радон, по оценкам, вызывает рак легких в одном случае из 20, гораздо более серьезной причиной является курение. Каковы массовые числа изотопов [c. Уран и торий являются родоначальниками трех естественных рядов радиоактивного распада, которые начинаются с и-238, и-235 и ТН-232. Каждый ряд завершается образованием стабильного изотопа свинца. Ряд распада урана-238 вкльэчает стадии, показанные на рис. Полностью он представляегся так [c. Содержание в земной коре составляет Ве 6. Гелий, являющийся продуктом радиоактивного распада сс-излучающих элементов, иногда в за метном колрчастве содержится в природном газе и газе, выделяющемся нз нефтяных скважин. В огромных количествах этот элемент находится на Солнце и збездах. Это второй по распространенности после водорода из элементов космоса. У 55 элементов имеется по нескольку устойчивых изотопов — они называются полиизотопными большое число изотопов характерно для элементов преимущественно с четными атомными номерами. У остальных элементов известны только неустойчивые, радиоактивные изотопы. Однако радиоактивные изотопы некоторых элементов относительно устойчивы характеризуются большим периодом полураспада , и потому эти элементы, например торий, уран, встречаются в природе. В большинстве же радиоактивные изотопы получают искусственно, в том числе и многочисленные радиоактивные изотопы устойчивых элементов.
Опасный или важный энергетический ресурс? Четыре важных вопроса про обогащение урана
Как и все другие актиниды, уран радиоактивен — он постепенно распадается, выделяя при этом энергию. Все перечисленные выше запасы урана укладываются в экономически обоснованную стоимость добычи около $130 за килограмм. 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. Так что наблюдать в оптике, как оно распадается, не получится. Сколько урана будет распадаться в секунду при периоде полураспада в 700 миллионов лет? Уран: последние новости. Телескоп JWST запечатлел кольца и спутники Урана. Компания стала вывозить уран из Казахстана (там она совладелец и оператор рудника Инкай) через Транскаспйский транспортный маршрут.
Ядерный реактор
Для этого они бомбардировали образец вольфрама пучком частиц аргона и кальция до тех пор, пока они не слились в нужный элемент. Такое слияние является очень сложным процессом, поэтому примерно из 1 квинтиллиона столкнувшихся с мишенью частиц, образовалось лишь два ядра урана-214. Анализ извлеченных образцов показал, что период их полураспада составляет примерно 0,52 мс. 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.
Полученный раствор выкачивается на поверхность и уже из него извлекается, после чего обрабатывается, уран.
Достоинства данного метода заключаются в значительном упрощении организации процесса. Соответственно, снижается и цена. Хомячки с лопатами уже не нужны. А значит метод можно применять и в тяжелых климатических условиях.
Радон и пыль нас перестают беспокоить. Выкачиваемый раствор также содержит по минимуму лишних компонентов, что значительно упрощает вопрос радиоактивного загрязнения. Влияние на окружающую среду Печальный пример. Суть в том, что в отходах добычи встречается много сульфидов, которые при наличии воды и кислорода дают нам серную кислоту.
В случае заброшенных подземных шахт, изменение водных потоков делает этот процесс неизбежным. Более того, среди сульфидов встречаются и токсичные металлы медь, алюминий, мышьяк, ртуть. При попадании всей этой радости в речку, пить и жить в ней уже не рекомендуется. Грусть вторая.
После выделения из руды урана у нас остается куча ненужного мусора в твердой и жидкой форме. Он включает в себя как не добываемые нами радиоактивные элементы торий, радий , так и недособранный уран. Если все это просто свалить в кучу, то, как мы уже знаем, гамма-излучение и постоянно выделяющийся радон который, вообще говоря, образуется из радия могут нанести серьезный вред окружающей среде. Грусть третья, касается метода подземного выщелачивания.
В нем 26 известных изотопов , все из которых радиоактивны. В естественном состоянии существуют только уран-238, 235 и 234 последний присутствует в незначительных количествах. Все изотопы урана имеют одинаковое количество протонов 92 , но отличаются числом нейтронов: самый распространенный изотоп 238U имеет 146 нейтронов. Новый изотоп, созданный группой китайских исследователей, имеет только 122 нейтрона, таким образом, они создали изотоп 214 214U. Чтобы получить этот никогда ранее не производимый изотоп, физики использовали процесс, который включал в себя обработку образцов вольфрама мощными пучками аргона и кальция до тех пор, пока атомы не сольются вместе. Атомы урана-214, полученные в результате реакции, затем удаляли с помощью магнитного устройства сепаратора. Чрезвычайно короткий период полураспада Осуществляемая реакция представляла собой реакцию "термоядерного испарения", которая включала подачу луча аргона 36Ar в вольфрамовую мишень 182W и отслеживание продуктов термоядерного синтеза. Конечно, это не так просто, как кажется; "недостаточно" бомбардировать вольфрам для успешной реакции, и выход на самом деле особенно низок: "Производство этих атомов очень сложно, потому что не все столкновения могут дать то, что мы хотим.
США активно применяли сделанные из него боеприпасы в Ираке и Югославии. Как следствие, американские военнослужащие жаловались на полученные из-за этого онкологические заболевания. Расследования показали, что уран ни в чем не виноват, но правду выяснить сложно.
Кроме того, гексафторид урана при контакте с водой создает страшно токсичные соединения: плавиковую кислоту и фторид уранила. В теории при массовом использовании боеприпасов с обедненным ураном это должно вызывать заражение почвы. Они показали, что содержание урана в почве не превышает предельно допустимых концентраций.
Правда, насчет плавиковой кислоты и фторида уранила информация как-то потерялась. Официального запрета на использование боеприпасов с обедненным ураном не существует. Европарламент неоднократно пытался принять такую резолюцию, но Великобритания и Франция активно этому препятствовали, указывая, что экологические последствия военного применения от обедненного урана не доказаны.
Эффект просушки: что происходит с радиоактивной лавой под реактором в Чернобыле
Период полураспада урана-241, который образовался в результате взаимодействия урана-238 с платиной-198, составляет около 40 минут. такие жуткие последствия ждут население после применения снарядов с обедненным ураном, которые Британия собирается поставить украинской армии. Гораздо страшнее продукты распада урана."Дело в том, что сам уран-238 имеет период полураспада около 4,5 млрд лет. Уран-235 образуется в результате следующих распадов.
Опасная работа: как добывают уран
Почему атомная энергетика экологична? По сравнению с электрогенерирующими установками, работающими на ископаемых или возобновляемых видах топлива, атомные электростанции имеют очень легкий углеродный след. Однако политики предпочитают атомным электростанциям солнечные, ветровые и другие возобновляемые источники энергии — главным образом, потому что использованное ядерное топливо остается радиоактивным, а в обществе и во власти пока отсутствует консенсус, что с ним делать. Отработанное ядерное топливо можно использовать повторно — для получения огромного количества энергии с нулевым содержанием углерода, которая позволит сократить выбросы парниковых газов. Существуют разные причины, по которым правительства отказываются от переработки отработанного ядерного топлива. Например, в США основное препятствие для утилизации — опасения в неэффективности затрат и вероятности распространения ядерного оружия. Истоки последнего восходят к решению президента Джимми Картера 1977 года, который запретил перерабатывать ядерное топливо — вместо этого его захоранивают глубоко под землей.
Франция, Великобритания и Япония в числе других стран пошли противоположным путем — правительства этих стран воспринимают отработанное ядерное топливо как ценный актив, а не просто отходы, требующие утилизации. Какое отработанное топливо подлежит переработке? Существующие на данный момент 440 ядерных энергетических реакторов, работающих по всему миру, производят примерно 10 500 т отработанного топлива в год. Как и оставшийся уран, плутоний подлежит переработке. В тепловом реакторе нейтроны, которые формируются довольно быстро, замедляются за счет взаимодействия с соседними атомами с низким атомным весом, такими как водород в воде, которая протекает через активную зону реактора. Все, кроме двух из 440 действующих коммерческих ядерных реакторов, являются тепловыми, и большинство из них используют воду как для замедления нейтронов, так и для передачи тепла, которое возникает в процессе распада, в электрические генераторы.
Большинство этих тепловых систем — то, что инженеры называют легководными реакторами. В атомных реакторах используются два изотопа урана — менее распространенный уран-235 и более распространенный уран-238. Обычные реакторы в основном расщепляют уран-235 для выработки энергии, а уран-238 в чистом виде часто считается бесполезным. Так, когда в стандартном реакторе заканчивается уран-235 — это происходит примерно через три года после начала использования, — его дозаправляют, даже если в нем еще много урана 238. Только около одной десятой добытой урановой руды превращается в топливо в процессе обогащения во время которого концентрация урана-235 значительно увеличивается , поэтому для выработки электроэнергии используется менее одной сотой от общего энергосодержания материала. Этот компонент является лишь слегка радиоактивным по сравнению с другими продуктами распада — цезием-137 и стронцием-90 и, будучи отделен от продуктов деления и остальной части материала в отработанном топливе, может быть легко сохранен для будущего использования на слабо защищенных объектах.
Уран-238 также называют расщепляющимся, потому что он иногда распадается при попадании быстрого нейтрона.
Деление ядер — лишь один из множества процессов, возможных при взаимодействии нейтронов с ядрами, именно он лежит в основе работы любого ядерного реактора [7]. Основная статья: Цепная ядерная реакция При распаде одного ядра 235U обычно испускается от 1 до 8 в среднем — 2,416 свободных нейтронов. Каждый нейтрон, образовавшийся при распаде ядра 235U, при условии взаимодействия с другим ядром 235U, может вызвать новый акт распада, это явление называется цепной реакцией деления ядра. С каждым последующим этапом реакции деления количество образующихся нейтронов может нарастать лавинообразно. В реальных условиях свободные нейтроны могут не порождать новый акт деления, покидая образец до захвата 235U, или будучи захваченными как самим изотопом 235U с превращением его в 236U, так и иными материалами например, 238U, или образовавшимися осколками деления ядер, такими как 149Sm или 135Xe. Если в среднем каждый акт деления порождает ещё один новый акт деления, то реакция становится самоподдерживающейся; это состояние называется критическим см.
Рабочие копают бульдозерами большую яму, загружают руду в грузовики и отправляют в перерабатывающий комплекс; подземный, применяемый при глубоком расположении радиоактивного материала. Рабочие бурят вертикальную шахту глубиной до двух километров и поднимают руду при помощи специальных грузовых лифтов.
Порода измельчается и очищается от примесей, в результате чего остается только осадок солей урана — он называется желтый кек yellow cake и после процесса прокаливания превращается в закись-окись урана, которым торгуют на бирже; скважинное подземное выщелачивание, которое в корне отличается от первых двух способов. В этом случае рабочие бурят 6 скважин по углам шестиугольника, через которые в руду закачивают серную кислоту. После этого, в центре фигуры бурят еще одну дыру, которая используется для извлечения насыщенного солями урана раствора. Он пропускается через специальные колонны, чтобы соли урана остались только на специальной смоле. Далее из смолы изготавливается желтый кек, а из него — закись-окись урана. Процесс добычи урана из карьера Опасность урана для здоровья человека Уран опасен не только потому, что обладает ионизирующим излучением — он является тяжелым металлом, имеющим свойство накапливаться в организме. Ионизирующее излучение провоцирует развитие раковых заболеваний, что многим из нас уже хорошо известно. А накапливание в организме тяжелых металлов ведет к их разрушению: в опасности находятся головной мозг, сердце, легкие, почки и другие важные органы человеческого организма. А если уран попадает в организм беременной женщины или ребенка, могут возникнуть серьезные проблемы в развитии.
Опасные частицы урана могут проникнуть в тело самыми разными способами: при заглатывании, вдыхании и даже через трещины на коже. Уран может нанести серьезный вред здоровью Что такое обогащение урана? В природном уране содержится три изотопа: уран-238, уран-235 и уран-234. Выше я уже отметил, что большая часть земного урана представляет собой изотоп 238, который достаточно стабилен и не способен к самостоятельному поддержанию цепной ядерной реакции. Чтобы создать ядерное топливо, среди всех изотопов нужно выделить именно изотоп уран-235 — этот процесс и называется обогащением урана.
Команда ученых из Китайской академии наук смогла получить самый легкий на сегодня вариант радиоактивного металла всего со 122 нейтронами, уран-214. Для этого они бомбардировали образец вольфрама пучком частиц аргона и кальция до тех пор, пока они не слились в нужный элемент.
Такое слияние является очень сложным процессом, поэтому примерно из 1 квинтиллиона столкнувшихся с мишенью частиц, образовалось лишь два ядра урана-214. Анализ извлеченных образцов показал, что период их полураспада составляет примерно 0,52 мс.
Химический элемент уран: интересные факты
Например, уран-238, распадаясь, сначала превращается в торий-234, который, в свою очередь, также распадается. Конечными (стабильными) нуклидами для естественных цепочек распада урана являются изотопы свинца. Но он «живет» всего 40 минут, прежде чем распадается на другие элементы. 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. Схема распада ra226. Формула основного закона радиоактивного распада. Радиоактивные превращения закон радиоактивного распада.
ВОЗДЕЙСТВИЕ УРАНА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Это обусловлено длительным периодом полураспада. Сколько урана будет распадаться в секунду при периоде полураспада в 700 миллионов лет? Это очень, очень незначительная цифра. Совсем немного. Во время взрыва ядерной бомбы образуются сотни и тысячи изотопов. Большинство существуют не более нескольких секунд, а некоторые намного меньше. Но, по крайней мере 4 образующихся изотопа являются долгоживущими. И они выделяют достаточно радиации, чтобы считаться опасными.
В настоящее время накоплено уже достаточно фактических данных, свидетельствующих о глобальном загрязнении атмосферы , земли и воды продуктами деления урана, образующихся при экспериментальных взрывах атомной и водородной бомб, а также от промышленных выбросов. Установлены биологические цепочки, по которым радиоактивные вещества могут попадать в организм человека.
На основании физических характеристик и биологических экспериментов составлено представление о возможных последствиях накопления в организме человека радиоактивных веществ. Некоторое представление о поражении человека радиоактивными осадками дает описание последствий поражения 175 жителей Маршалловых островов [Козлова А.
Принципиальная установка очень проста. Сейчас открыто, что распадаются почти все элементы. Некоторые элементы распадаются множественными вариантами. Вот, например, уран 235 распадается на различные элементы, и это не все: Ученые точно определяют на какие элементы и в каких пропорциях распадается тот или иной атом.
Определяют время полураспада того или иного атомного ядра. Все это определяется в экспериментальных исследованиях. Оказывается, что время полураспада для различных элементов разное. Одни из них распадаются за микросекунды, а другие за миллионы лет. К сожалению, наука не знает почему распад вообще происходит. Лежит какая-то кучка атомов соответствующего вещества и вдруг одно из массы ядер распадается.
Чем это ядро отличается от соседних ядер? Очевидно, что без причины не может быть следствия, в данном случае распад ядра. Ученые даже не могут сказать — внутренняя это или внешняя причина. Некоторые пытаются ответить на данный вопрос, но как-то нечетко и не до конца. Например, пост наука пишет: Почему происходит распад ядра? Ядро атома состоит из нуклонов — нейтронов и положительно заряженных протонов.
Существуют силы, которые связывают между собой нуклоны в ядре. Но его устойчивость зависит от того, сколько нуклонов оно содержит. Если ядро слишком тяжелое, то есть перегружено протонами или нейтронами, то оно будет менее устойчивым. Вам стало понятно — почему ядро распалось? Мне — нет. Если оно перегружено, то почему в одном случае оно распадается через доли секунды, в другом через часы, а в третьем через годы.
Почему ядерные, которые удерживали нуклоны вместе, вдруг так ослабли, что ядро распалось? Точнее силы не ослабли, а превратились в противоположные и растолкнули фрагменты ядра. В уране, с которым экспериментировал Резерфорд, все ядра с одинаковым числом нуклонов, но одно ядро распадается сейчас, это фиксирует счетчик, другое распадется завтра, а какое-то может распадется через тысячу или миллион лет.
Такой эффект — сильное действие урана на мозг при отсутствии его накопления в нем, кстати, равно как и в половых органах, — замечали и раньше. Есть данные, что уран приводит и к нарушениям памяти у животных.
Изменение поведения коррелировало с уровнем окисления липидов в мозгу. Получается, что крысы от урановой водички делались здоровыми, но глуповатыми. Эти данные нам еще пригодятся при анализе так называемого синдрома Персидского залива Gulf War Syndrome. Загрязняет ли уран места разработки сланцевого газа? Это зависит от того, сколько урана в содержащих газ породах и как он с ними связан.
Оказалось, что уран химически связан именно с источником углеводородов вспомним, что в родственных углистых сланцах самое высокое содержание урана. Опыты же показали, что используемый при разрыве пласта раствор прекрасно растворяет в себе уран. Радиационного риска это не несет, но уран — ядовитый элемент», — отмечает Трейси Бэнк в пресс-релизе университета от 25 октября 2010 года. Подробных статей о риске загрязнения окружающей среды ураном или торием при добыче сланцевого газа пока не подготовлено. Зачем нужен уран?
Раньше его применяли в качестве пигмента для изготовления керамики и цветного стекла. Теперь же уран — основа атомной энергетики и атомного оружия. При этом используется его уникальное свойство — способность ядра делиться. Что такое деление ядра? Распад ядра на два неравных больших куска.
Именно из-за этого свойства при нуклеосинтезе за счет нейтронного облучения ядра тяжелее урана образуются с большим трудом. Суть явления состоит в следующем. Если соотношение числа нейтронов и протонов в ядре не оптимально, оно становится нестабильным. Обычно такое ядро выбрасывает из себя либо альфа-частицу — два протона и два нейтрона, либо бета-частицу — позитрон, что сопровождается превращением одного из нейтронов в протон. В первом случае получается элемент таблицы Менделеева, отстоящий на две клетки назад, во втором — на одну клетку вперед.
Однако ядро урана помимо излучения альфа- и бета-частиц способно делиться — распадаться на ядра двух элементов середины таблицы Менделеева, например бария и криптона, что и делает, получив новый нейтрон. Это явление обнаружили вскоре после открытия радиоактивности, когда физики подвергали новооткрытому излучению все, что придется. Вот как пишет об этом участник событий Отто Фриш «Успехи физических наук», 1968, 96, 4. После открытия бериллиевых лучей — нейтронов — Энрико Ферми облучал ими, в частности, уран, чтобы вызвать бета-распад, — он надеялся за его счет получить следующий, 93-й элемент, ныне названный нептунием. Он-то и обнаружил у облученного урана новый тип радиоактивности, который связал с появлением трансурановых элементов.
При этом замедление нейтронов, для чего бериллиевый источник покрывали слоем парафина, увеличивало такую наведенную радиоактивность. Американский радиохимик Аристид фон Гроссе предположил, что одним из этих элементов был протактиний, но ошибся. Зато Отто Ган, работавший тогда в Венском университете и считавший открытый в 1917 году протактиний своим детищем, решил, что обязан узнать, какие элементы при этом получаются. Вместе с Лизой Мейтнер в начале 1938 года Ган предположил на основании результатов опытов, что образуются целые цепочки из радиоактивных элементов, возникающих из-за многократных бета-распадов поглотивших нейтрон ядер урана-238 и его дочерних элементов. Вскоре Лиза Мейтнер была вынуждена бежать в Швецию, опасаясь возможных репрессий со стороны фашистов после аншлюса Австрии.
Ган же, продолжив опыты с Фрицем Штрассманом, обнаружил, что среди продуктов был еще и барий, элемент с номером 56, который никоим образом из урана получиться не мог: все цепочки альфа-распадов урана заканчиваются гораздо более тяжелым свинцом. Исследователи были настолько удивлены полученным результатом, что публиковать его не стали, только писали письма друзьям, в частности Лизе Мейтнер в Гётеборг. Там на Рождество 1938 года ее посетил племянник, Отто Фриш, и, гуляя в окрестностях зимнего города — он на лыжах, тетя пешком, — они обсудили возможности появления бария при облучении урана вследствие деления ядра подробнее о Лизе Мейтнер см. Бор, хлопнув себя по лбу, сказал: «О, какие мы были дураки! Мы должны были заметить это раньше».
В январе 1939 года вышла статья Фриша и Мейтнер о делении ядер урана под действием нейтронов. К тому времени Отто Фриш уже поставил контрольный опыт, равно как и многие американские группы, получившие сообщение от Бора. Рассказывают, что физики стали расходиться по своим лабораториям прямо во время его доклада 26 января 1939 года в Вашингтоне на ежегодной конференции по теоретической физике, когда ухватили суть идеи. После открытия деления Ган и Штрассман пересмотрели свои опыты и нашли, так же, как и их коллеги, что радиоактивность облученного урана связана не с трансуранами, а с распадом образовавшихся при делении радиоактивных элементов из середины таблицы Менделеева. Фото: ОАО Росатом, www.
Вскоре после того, как была экспериментально доказана возможность деления ядер урана и тория а других делящихся элементов на Земле в сколько-нибудь значимом количестве нет , работавшие в Принстоне Нильс Бор и Джон Уиллер, а также независимо от них советский физик-теоретик Я. Френкель и немцы Зигфрид Флюгге и Готфрид фон Дросте создали теорию деления ядра. Из нее следовали два механизма. Один — связанный с пороговым поглощением быстрых нейтронов. Согласно ему, для инициации деления нейтрон должен обладать довольно большой энергией, более 1 МэВ для ядер основных изотопов — урана-238 и тория-232.
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.