Фото урановых скважин Горнорудный дивизион Росатома показал фотографии законсервированных скважин уранового месторождения Добровольное в Курганской области.
Химики МГУ научились извлекать больше урана из отработавшего ядерного топлива
| Обнаружен новый изотоп урана | «Произошла разгерметизация резервуара с обеднённым гексафторидом урана объёмом 1 куб. м. В результате механического воздействия погиб один человек», — сообщили РИА «Новости». |
| Секреты ледяного царства: почему ученых поразили новые снимки Урана | США и Китай стали главными покупателями российского урана в 2023 году, следует из расчетов РИА Новости по данным национальных статслужб. |
| Реакторы на быстрых нейтронах: как Россия оказалась впереди планеты всей | Из все того же школьного курса многие из нас помнят и классическое описание цепной реакции деления: нейтрон ударил в ядро урана, развалил его на части. |
Аналитики оценили перспективы отказа США от российского урана для АЭС
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. Тепловыделяющая способность урана править Полное использование заключённой в уране потенциальной энергии пока технически невозможно. Величина выделившейся в ядерном реакторе полезной энергии урана характеризуется понятием глубины выгорания. Глубина выгорания — это суммарная энергия, отданная килограммом урана за все время работы в реакторе, от свежего топлива до утилизации.
Иногда её приводят в пересчёте к реакторному урану того обогащения, которое загружается в реактор, не учитывая обеднённый уран в отвалах обогатительных производств, а иногда в пересчёте на природный уран. Глубина выгорания ограничена особенностями конкретного типа реактора, конструктивной целостностью топливной матрицы и накоплением паразитных продуктов ядерных реакций. Существуют проекты значительно более полного использования урана за счёт трансмутации урана-238 в плутоний. Наиболее проработанным является проект так называемого замкнутого топливного цикла на основе реакторов на быстрых нейтронах. Также развиваются проекты на основе гибридных термоядерных реакторов. Производство искусственных изотопов править Изотопы урана являются исходным веществом для синтеза многих искусственных нестабильных изотопов , применяемых в промышленности и медицине.
Ученые впервые с 1979 года открыли новый «богатый нейтронами» изотоп урана Что для этого пришлось сделать Группа японских ученых обнаружила и синтезировала новый богатый нейтронами изотоп урана - уран-241. Это первое открытие нового богатого нейтронами изотопа урана за последние 40 лет. Различные изотопы элемента могут иметь разное количество нейтронов в ядре, и чтобы изотоп считался богатым нейтронами, он должен иметь больше нейтронов, чем обычно для данного элемента.
Модератором конференции выступил Евгений Адамов, научный руководитель отраслевого проекта «Прорыв», который направлен на создание новой технологической платформы атомной энергетики на базе технологий замкнутого топливного цикла. Именно в Томской области на площадке АО «СХК» реализуется ключевая инициатива проекта - строительство Опытно-демонстрационного энергокопмлекса четвертого поколения с инновационным реактором на быстрых нейтронах «БРЕСТ-ОД-300» и объектов пристанционного замкнутого топливного цикла. В соответствии с поручением мы должны обеспечить это к 2045 году, но я бы ставил задачу выйти на эти параметры в 2041-2042 годах. Задача действительно очень емкая, связанная с масштабным строительством», — отметил глава Росатома. Алексей Лихачев подчеркнул, что задача отрасли — не только нарастить установленную мощность и выработку атомной генерации, но создать новую технологическую платформу на фундаменте накопленных знаний и научных исследований Росатома. В части атомной энергетики речь идет не об отдельных инновационных решениях по различным реакторам или компонентам топлива, а о том, чтобы задать новый технологический стандарт для всей мировой индустрии. Первая — принципиально новый уровень технологий ядерного топливного цикла с точки зрения эффективности использования природного урана и обращения с облученным топливом.
В результате этого ядро делится на более мелкие части и выпускает несколько нейтронов, которые дальше участвуют в реакции деления. Когда реактор прекращает работу, то в отработанном ядерном топливе ОЯТ остаются радионуклиды разной степени активности. Некоторые из них можно извлечь и использовать снова, другие необходимо правильно утилизировать, чтобы не нанести вред окружающей среде. Сейчас перед учеными и технологами стоит задача разработать не только экономически выгодный, но и безопасный способ переработки ОЯТ. И именно поэтому такие работы поддерживаются национальным проектом «Наука и университеты» как приоритетные. Коллектив сотрудников кафедр радиохимии, органической и физической химии Химического факультета МГУ создал новый вариант соединения на основе фенантролина для извлечения урана из отработанного ядерного топлива с помощью экстракции. Ученые продемонстрировали высокую емкость предложенного лиганда по урану. Ее можно сравнить с экстрагентами, которые используются в промышленности.
55. Энергия связи. Дефект массы. Деление ядер урана. Цепная реакция
Помимо 92 протонов, этот новый изотоп урана имеет только 122 нейтрона в ядре атома. Это делает его самым легким изотопом урана, известным на сегодняшний день, как сообщили Чжан и его команда. Период полураспада нового 214U очень короткий и составляет 0,5 миллисекунды. Нарушения альфа-распада Новый изотоп урана интересен еще и по другой причине: в ходе измерений ученые обнаружили, что 214U демонстрирует аномалии в альфа-распаде. Во время этой реакции распада радиоактивное атомное ядро испускает ядро гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов. С новым изотопом урана эти альфа-частицы высвобождаются быстрее и легче, чем они должны на самом деле, если основываться на известные модели ядерной физики. Изотоп урана 214U показывает аномалии при альфа-распаде.
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.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Читайте «Хайтек» в Ученые открыли и синтезировали совершенно новый изотоп высокорадиоактивного элемента урана. 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.
Технология представляет собой двухступенчатую схему: на первом этапе из топлива селективно экстрагируют уран, а затем извлекают минорные актиниды из азотнокислого раствора ОЯТ. Залог успеха — подобрать селективные экстракционные агенты с высокой ёмкостью. Ранее учёные химического факультета МГУ предложили на роль такого экстрагента соединение на основе фенантролина — азотсодержащего полициклического соединения. Одна из урановых частиц располагается в катионной положительно заряженной части комплекса, другая — в анионной отрицательно заряженной. На меньших концентрациях урана в модельных образцах этого не происходит, и ни одна из научных групп не наблюдала такого эффекта ранее», — поясняет автор статьи. Учёные продолжают исследования в области комплексов схожего строения. Одна из главных задач — расширить круг соединений с высокой ёмкостью по урану. Кроме того, авторы работы планируют решить две задачи одновременно.
Модернизация суперкомпьютера "Уран" 2022.10
Заявление об открытии новых соединений урана кооперацией российских и иностранных ученых сделала пресс-служба Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) 15 октября на. Повторные реакции деления ядер урана и плутония, зафиксированные на Чернобыльской АЭС, потенциально опасны и требуют серьезных наблюдений. Например, ядро атома урана-235, при попадании в него нейтрона, расщепляется на ядро бария и ядро криптона и еще два или три нейтрона. Discover videos related to чел пытался расщепить ядро урана на кухне on TikTok. В.Ф. Анисичкин с соавторами предложили обоснованную гипотезу, согласно которой местом критической концентрации урана и тория могла быть поверхность твердого внутреннего ядра. Помимо 92 протонов, этот новый изотоп урана имеет только 122 нейтрона в ядре атома.
Академик РАН — о работах по созданию замкнутого ядерного цикла
- Другие статьи в рубрике "Экология" (Россия)
- Смотрите также
- Найден новый изотоп урана
- Элементы: Элемент, повлиявший на ход истории – уран
Реакторы на быстрых нейтронах: как Россия оказалась впереди планеты всей
Западные источники утверждают, что снаряды с наконечником из обедненного урана не представляют собой никакой угрозы окружающей среде. Топливо большинства реакторов — диоксид урана, причем основной источник энергии — деление ядер урана-235. При перезарядке емкости произошел выброс обедненного гексафторида урана. Однако, сегодня уран высоко ценится за способность его ядер к делению и выделению тепла — этот материал является основой атомной энергетики и атомного оружия. Госкорпорация «Росатом» опровергла сообщения СМИ о якобы прекращении поставок урана в США.
«Росатом»: ЧП с обедненным гексафторидом урана на Урале не угрожает населению
Одновременно российские учёные ищут способы извлекать уран из морской воды. Учёный также объяснил, какие методы безопасной утилизации ядерных отходов разрабатываются сегодня в России и мире. Как сообщал «Росатом», «это важный шаг в выстраивании двухкомпонентной атомной энергетики с замыканием ядерного топливного цикла». Что будет, если замкнётся ядерный топливный цикл? Возможно ли это? Чем МОКС-топливо отличается от топлива на основе урана? Сегодня в атомной энергетике есть два подхода. Первый — это открытый ядерный цикл.
Это значит, что топливо, которое помещается в реактор, облучается и потом, по окончании цикла, хранится в специальных бассейнах выдержки под водой или в сухом виде, чтобы обеспечить защиту окружающей среды от радиоактивности отработанного топлива. Отмечу, что топливо в данном случае не подвергается переработке, так как это очень сложный процесс. Второй подход — работа в закрытом ядерном цикле, который используют большинство стран. Реакторный зал четвёртого энергоблока Белоярской атомной электростанции имени И. Сейчас учёные исследуют, сколько раз можно перерабатывать уран. На данный момент теоретически показано, что природный уран можно заново использовать перерабатывать до пяти раз. Однако это требует дополнительных затрат и ещё большей степени защиты от радиоактивности.
Зато решается проблема с нехваткой уранового сырья. Это очень сложный процесс, поэтому над исследованиями в этой области работают учёные со всего мира, в том числе госкорпорация «Росатом» и Российская академия наук. В России такое топливо используется как минимум три раза. В будущем, возможно, уран будет перерабатываться до десяти раз. Однако такие технологии ещё только предстоит создать: они должны отвечать требованиям радиационной безопасности и решать проблему радиоактивных отходов. Над замыканием ядерного цикла работают специалисты в разных странах: во Франции, в Англии, Японии и, конечно же, России. При этом эта задача распространяется на два вида реакторов — тепловые и быстрые.
Также по теме «Требование трансатлантической солидарности»: чем может обернуться для Финляндии её отказ от российского проекта АЭС «Росатом» будет добиваться выплаты компенсаций от финской компании Fennovoima Oy, которая в мае расторгла контракт на строительство... Интерес во всём мире к быстрым реакторам постоянно растёт с тех пор, как они появились в 1950-х годах, поскольку они способны обеспечивать эффективное, безопасное и устойчивое производство энергии.
И именно поэтому такие работы поддерживаются национальным проектом "Наука и университеты" как приоритетные. 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 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. Поэтому исследователи пытаются найти другие механизмы и схемы выделения этих элементов. Технология представляет собой двухступенчатую схему: на первом этапе из топлива селективно экстрагируют уран, а затем извлекают минорные актиниды из азотнокислого раствора ОЯТ. Залог успеха — подобрать селективные экстракционные агенты с высокой емкостью.
Ранее ученые химического факультета МГУ предложили на роль такого экстрагента соединение на основе фенантролина — азотсодержащего полициклического соединения.
Сейчас они готовятся к отправке в Научно-исследовательский институт атомных реакторов в город Димитровград для дальнейших исследований. А на первом энергоблоке опытно-промышленная эксплуатация нового топлива продлится еще в течение двух топливных циклов. Все это время — в общей сложности пять лет — специалисты Балаковской АЭС будут контролировать нейтронно-физические и ресурсные характеристики новых ТВС. Эксперимент имеет государственное и отраслевое значение». Для справки: РЕМИКС-топливо — инновационная российская разработка для легководных тепловых реакторов, составляющих основу современной атомной энергетики. Такое топливо, использующее в качестве топливной композиции смесь регенерированного урана и плутония, полученная из отработавшего ядерного топлива, в перспективе позволит перейти к замкнутому ядерному топливному циклу не только «быстрым» реакторам, но и реакторам на тепловых нейтронах в частности, ВВЭР. РЕМИКС-топливо можно внедрять без изменений в конструкции реактора и значительных дополнительных мер по обеспечению безопасности.
Замеры можно посмотреть здесь. Даже в госдокладе говорится, что они разносятся ветром, а также стекают в ручей, который расположен у подножия обвалов. Это увеличивает нагрузку на экосистему, на человека», — говорит он. Несмотря на то, что отвалы находятся в достаточно глухов месте эксперт обнаружил свежие пивные банки. В идеале, отмечает эколог, на въезде к опасному месту должен стоять предупредительный знак о том, что здесь находятся отвалы добычи урана — радиоактивные отходы такого-то класса, собственник такой-то. Примечательно, что радиактивное излучение, обнаруженное Ожаровским, было уже описано в докладе Минэкологии Якутии.
В МГУ разработали новый способ извлечения урана-238 из отработавшего ядерного топлива
В США возобновили обогащение урана, но пока нет ни одного реактора, который бы смог «переварить» его без взрыва. Добыча золота является первым, подготовительным этапом для создания инфраструктуры по добыче урана, отмечается в пресс-релизе. Однако, сегодня уран высоко ценится за способность его ядер к делению и выделению тепла — этот материал является основой атомной энергетики и атомного оружия.
Следующая остановка — Уран. Почему NASA уделяет пристальное внимание ледяной планете?
Там был пущен опытный завод, на котором обогащать уран стали методом центрифужного разделения изотопов. 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. РИА Новости, 17.03.2023. Как и плутоний, эти элементы не встречаются в природе, а возникают только в результате трансмутации урана. В.Ф. Анисичкин с соавторами предложили обоснованную гипотезу, согласно которой местом критической концентрации урана и тория могла быть поверхность твердого внутреннего ядра.