Благодаря своей исключительной чувствительности Уэбб запечатлел тусклые внутренние и внешние кольца Урана, в том числе неуловимое кольцо дзета — чрезвычайно слабое и. При расщеплении ядра урана-235 выделяется огромное количество энергии (цепная реакция).
Сияющие кольца Урана попали на снимок «Джеймса Уэбба»
В основе ядерной энергетики лежит одно интересное свойство ядер урана и некоторых других элементов: если мы выстрелим в такое ядро нейтроном (и попадём), то оно сначала поглотит. Стандартная модель предполагает, что Уран состоит из трех частей: в центре — небольшое каменное ядро, затем — ледяная оболочка, снаружи — водородно-гелиевая атмосфера. Так как дочерние ядра могут возникать в возбужденном состоянии, то распад урана 238 сопровождается гамма-излучением. Обедненный гексафторид урана используется в атомной энергетике и других отраслях, он образуется при обогащении урана.
Как добывается радиоактивный уран и для чего он используется?
| Обнаружен новый изотоп урана | Поскольку масса покоя тяжёлого ядра урана больше суммы масс покоя осколков, образующихся в результате распада, то реакция деления протекает с выделением энергии. |
| Сияющие кольца Урана попали на снимок «Джеймса Уэбба» | Топливо большинства реакторов — диоксид урана, причем основной источник энергии — деление ядер урана-235. |
| Ученые впервые за 40 лет открыли «богатый нейтронами» изотоп урана | Нейтроны, излучаемые ядрами урана, вызывают деление других ядер урана с появлением новых нейтронов — так происходит самоподдерживающаяся цепная реакция, благодаря. |
Следующая остановка — Уран. Почему NASA уделяет пристальное внимание ледяной планете?
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. Вторая цель — обеспечить атомную энергетику новым качеством безопасности. Третья цель - создание заделов для устойчивого развития «зеленой» энергетики на многие десятилетия вперед.
Это ядро нестабильно и с некоторой вероятностью может самопроизвольно распадаться, превращаясь в ядро атома тория. При этом испускается альфа-частица. Образующееся в результате альфа-распада урана-238 ядро тория также нестабильно и испытывает бета-распад. В конце цепочки превращений получаются стабильные изотопы свинца. Так как дочерние ядра могут возникать в возбужденном состоянии, то распад урана 238 сопровождается гамма-излучением. А теперь самое важное, почему загрязнение обеднённым ураном, ведёт к драматическому росту количества раковых заболеваний, и сильнейшему росту смертности. Альфа-излучение само по себе в самом деле почти безопасно, оно через листок бумаги не проходит.
Команда миссии рассказала: Благодаря своей исключительной чувствительности Уэбб запечатлел тусклые внутренние и внешние кольца Урана, в том числе неуловимое кольцо дзета — чрезвычайно слабое и рассеянное кольцо, ближайшее к планете. Многие из 27 спутников также хорошо видны, включая некоторые тусклые внутренние и пять больших спутников — Ариэль, Миранду, Оберона, Титанию и Умбриэль. На новом изображении можно хорошо рассмотреть сезонную облачную шапку северного полюса планеты, а также яркие штормы, проносящиеся вокруг шапки.
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. При кристаллизации расплава, который возникает на основе такого вещества, весь уран распределяется в кристаллической решетке породообразующих минералов или на их границах в виде примеси, как и многие другие редкие и рассеянные элементы. Конечно, образование скоплений редких элементов в природе возможно вспомним, например, самородное золото , только это происходит в коре и не в результате кристаллизации магматических расплавов, а за счет разгрузки гидротермальных растворов, транспортирующих эти элементы и сбрасывающих их при изменении физических условий.
Обнаружен новый изотоп урана
Дело в том, что огромный объем тепла, которое выделяет уран, заставляет жидкую часть земного ядра двигаться. Топливный дивизион Росатома является крупнейшим в мире производителем обогащенного урана, а также лидером глобального рынка стабильных изотопов. Учёные химического факультета МГУ нашли новый способ для эффективного извлечения соединений урана из отработавшего ядерного топлива. После того, как уран добыли и облучили данным способом, ядро такого изотопа увеличивает успешность деления, из-за которого испускается больше нейтронов. 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. Росатом завершил первый цикл эксплуатации уран-плутониевого РЕМИКС-топлива на Балаковской АЭС.
Следующая остановка — Уран. Почему NASA уделяет пристальное внимание ледяной планете?
Топливный дивизион Росатома является крупнейшим в мире производителем обогащенного урана, а также лидером глобального рынка стабильных изотопов. Поскольку масса покоя тяжёлого ядра урана больше суммы масс покоя осколков, образующихся в результате распада, то реакция деления протекает с выделением энергии. Некоторые взрывы звёзд могут происходить благодаря делению ядер урана, как в атомных бомбах. Господство ГАЗПРОМА закончено: Молдова переходит американский СПГ? В США впервые обогатили уран. Борис Марцинкевич.
Главное меню
- Уран: последние новости
- Найден новый изотоп урана
- Элементы: Элемент, повлиявший на ход истории – уран
- Секреты ледяного царства: почему ученых поразили новые снимки Урана – Москва 24, 20.12.2023
- Росатом предоставил ТАСС свежие фото законсервированных урановых скважин
- Элементы: Элемент, повлиявший на ход истории – уран
Физики открыли изотоп уран-241
Остальные страны имеют по 5 и менее процентов. Разведанные запасы урана в России по данным на 2017 год оцениваются в 500 тысяч тонн. Показатель прогнозируемых ресурсов составляет более 800 тысяч тонн. В России 16 действующих урановых месторождений - 15 из них сосредоточены в Забайкалье Стрельцовское рудное поле.
Проблема происхождения урана на Земле неразрывно связана с проблемой происхождения химических элементов во Вселенной. Большинство учёных считают, что лёгкие элементы до железа кроме водорода, гелия, лития образуются в звёздах в результате ядерных реакций, которые называются звёздным нуклеосинтезом. Синтез ядер тяжёлых элементов, включая уран, идёт, возможно, путём последовательных реакций захвата нейтронов в предсверхновых и при взрывах сверхновых звёзд.
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. 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. Научный коллектив уже продолжает исследования в области комплексов схожего строения. Одна из главных задач — расширить круг соединений с высокой емкостью по урану.
По словам Олега Чернова, Циппе перед отъездом в Германию имел возможность ознакомиться с опытным образцом центрифуги Сергеева и гениально простым принципом ее работы. Оказавшись на Западе, «хитрый Циппе», как его нередко называли, запатентовал конструкцию центрифуги в 13 странах. Первые лица в советском атомном ведомстве, узнав о таком интеллектуальном коварстве, шум поднимать не стали — если следовать официальной версии, «чтобы не вызывать подозрений и повышенного интереса к этой теме у военно-технической разведки США». Пусть, мол, думают, что Советы довольствуются неэкономичным, как и у них, газодиффузионным методом… В 1957 году, переехав в США, Циппе построил там работающую установку, воспроизведя по памяти опытный образец Сергеева. И назвал ее, следует отдать должное, «Русской центрифугой». Однако увлечь американцев он не сумел. В отношении новой машины, как в свое время и по конструкции Штеенбека, был вынесен вердикт: для промышленного использования непригодна. Степень обогащения одной газовой центрифуги невелика, поэтому их объединяют в последовательные каскады, в которых обогащенное сырье с выхода каждой центрифуги подается на вход следующей, а обедненное - на вход одной из предыдущих.
При достаточном количестве центрифуг в каскаде можно получить очень высокую степень обогащения. Правда, четверть века спустя в США все-таки решили перейти с газовой диффузии на центрифуги. Первая попытка не удалась — в 1985 году, когда были установлены первые 1300 машин, разработанные в Оук-Риджской национальной лаборатории, правительство США закрыло программу. По плану смонтировать 96 каскадов по 120 «волчков» предполагалось еще в 2005 году, но и к концу 2012 года проект все еще не запущен в коммерческую эксплуатацию. Лазерное разделение изотопов урана основано на том, что молекулы, содержащие различные изотопы, имеют немного различные энергии возбуждения. Облучив смесь изотопов лазерным лучом строго определенной длины волны, можно ионизовать только молекулы с нужным изотопом, после чего разделить изотопы с помощью магнитного поля. Лазерная сепарация имеет низкое энергопотребление, низкую стоимость и высокую степень обогащения поэтому она используется сейчас для получения малых количеств сверхчистых изотопов , однако пока существуют проблемы с производительностью, со сроком службы лазеров и отбором обогащенного материала без остановки процесса. Секретные иголки А тем временем в СССР, в малоприметном местечке Верх-Нейвинск на Среднем Урале, в обстановке строжайшей секретности монтировалась первая опытная линия разделительных газовых центрифуг.
Исаак Кикоин еще в 1942 году сталкивался с газовой центрифугой конструкции Ланге и даже испытывал ее в своей лаборатории в Свердловске. Тогда эксперименты желаемых результатов не дали, и академик скептически относился к самой возможности создания промышленных газовых центрифуг. Главной бедой самых первых установок была их недолговечность. И хотя вращались они поначалу со скоростью «всего» 10000 оборотов в минуту, совладать с огромной кинетической энергией ротора было далеко не просто. Чтобы они еще и размножались?! При центрифужном методе разделения за счет высокой скорости вращения создается центробежная сила, превышающая силу тяготения Земли в сотни тысяч раз. За счет этого более тяжелые молекулы гексафторида урана-238 «сбиваются» на периферии вращающегося цилиндра, а более легкие молекулы гексафторида урана-235 концентрируются возле оси ротора.
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.
Ученые России обнаружили что ядра водорода в тысячи раз тверже ядер урана и плутония.
Сбалансированный ядерный топливный цикл ЯТЦ — это продукт Госкорпорации «Росатом», основанный на инновационных практических решениях в области замыкания ядерного топливного цикла, позволяющих эффективно переработать облученное ядерное топливо и обеспечить рациональное обращение с продуктами переработки, как полезными уран, плутоний , так и направляемыми на захоронение продукты деления. Сбалансированный ЯТЦ ставит своей основной задачей принципиальное снижение объема и активности радиоактивных отходов, направляемых на захоронение. Сбалансированный ЯТЦ позволяет: повысить безопасность обращения с отходами ядерной энергетики и снизить экологические риски; решить проблему будущих поколений и обеспечить устойчивую модель потребления и производства; минимизировать объемы и степени опасности подлежащих захоронению отходов; повторно вовлечь ценное сырье в ЯТЦ — рециклировать ядерные материалы. Инновационные технологии Росатома основаны на передовых достижениях российской атомной науки и в полной мере отвечают актуальной ESG-повестке. Достигнутые результаты — это труд тысяч высококвалифицированных профессионалов, которые работают в интересах экономической стабильности России.
Четкое взаимодействие промышленных предприятий с научно-исследовательскими институтами помогает укреплять технологический суверенитет страны, повышать конкурентоспособность отечественной атомной отрасли.
Суть этого эффекта всем известна: тепло с поверхности планеты никуда не уходит. И, с точки зрения исследователя, это в первую очередь означает недостаточное охлаждение для термоядерного реактора планеты. По его словам, в результате твёрдое внутреннее ядро Земли может расплавиться. А если это произойдёт, оно станет единым целым со своей жидкой внешней частью и начнёт вращаться уже не самостоятельно, а вместе с ней. И под действием центробежной силы от этого вращения заблокированные сейчас в твёрдой структуре радиоактивные изотопы внутреннего ядра устремятся из центра в разные стороны во внешнее ядро. В какой-то момент, как утверждается, их там может накопиться так много, что этого хватит на запуск лавинообразной цепной реакции, то есть на ядерный взрыв. В этом смысле одни только подозрения на вытянутость твёрдого, казалось бы, внутреннего ядра уже вызывают некий дискомфорт. Но и это ещё не всё: австралийский учёный писал, что тревогу за состояние земных недр вызывает таяние полярных ледников.
Он рассуждал так: поскольку полярные регионы практически не реагируют даже на радикальные сезонные изменения погоды на всей остальной планете, их вполне можно считать довольно равнодушными к увеличению средней температуры на планете на какие-нибудь доли градуса. Меж тем они тают с пугающей скоростью.
Площадь поверхности Урана составляет примерно 8,1 миллиарда квадратных километров, а ее масса в 14,5 раза превосходит массу Земли. Он является очень крупным газовым гигантом и на его фоне Земля кажется очень маленькой. Как и Нептун, эта планета окрашена в синий цвет — о причине такой окраски можно почитать в статье «Ученые объяснили, почему Уран и Нептун окрашены в разные оттенки синего». Сравнение размеров Урана и Земли Читайте также: Уран пахнет тухлыми яйцами — доказано астрономами Как добывается уран?
Уран является редким радиоактивным металлом, по распространенности он находится на 38 месте. Его довольно много в земной коре, однако он очень рассеян и не образует мощных месторождений. В чистом виде он практически не встречается, поэтому его выделяют из минералов. Наиболее распространенным минералом урана считается урановая смолка, которая также известна как настуран. Помимо самого урана, в состав этого минерала входят радий, актиний, полоний и другие элементы — продукты радиоактивного распада его изотопов. Настуран — минерал, содержащий в себе уран Так как уран является радиоактивным металлом, его месторождения можно найти при помощи оборудования для измерения уровня радиации.
Но добыча этого металла — очень опасная затея, потому что радиация вредит человеческому здоровью. Так как уран играет очень большую роль в современной промышленности, без его добычи никуда. Существует три основных вида добычи урана: открытый, применяемый в случаях, когда урановая руда находится на поверхностных слоях земной коры. 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 «Росатоме» добавили, что обедненный гексафторид урана побочный продукт переработки гексафторида урана в обогащенный уран в 1,7 раза менее радиоактивен, чем природный уран, и не несет никакой угрозы для здоровья людей. О том, что на Уральском электрохимическом комбинате предприятие находится в Новоуральске Свердловской области произошла разгерметизация баллона с обедненным гексафторидом урана , стало известно сегодня утром. Как сообщили в экстренных службах, в результате ЧП погиб один человек.
Красноречивый гелий
- Ученые впервые за 40 лет открыли «богатый нейтронами» изотоп урана
- Что происходит в ядре Земли
- Обнаружен новый изотоп урана |
- Главные новости
- Химики МГУ научились извлекать больше урана из отработавшего ядерного топлива
Аналитики оценили перспективы отказа США от российского урана для АЭС
| Росатом предоставил ТАСС свежие фото законсервированных урановых скважин | Однако, сегодня уран высоко ценится за способность его ядер к делению и выделению тепла — этот материал является основой атомной энергетики и атомного оружия. |
| Росатом предоставил ТАСС свежие фото законсервированных урановых скважин | Фото урановых скважин Горнорудный дивизион Росатома показал фотографии законсервированных скважин уранового месторождения Добровольное в Курганской области. |
Реакторы на быстрых нейтронах: как Россия оказалась впереди планеты всей
| У крупнейших спутников Урана нашли признаки подледных океанов - Российская газета | Поглотив лишний нейтрон, ядро урана возбуждается и приобретает вытянутую форму. |
| 55. Энергия связи. Дефект массы. Деление ядер урана. Цепная реакция | Топливный дивизион Росатома является крупнейшим в мире производителем обогащенного урана, а также лидером глобального рынка стабильных изотопов. |
| Ученые обнаружили новые соединения урана с возможной сверхпроводимостью | Врач предупредила о последствиях для здоровья после утечки урана на свердловском заводе «Росатома». |
| «Более продуктивный и безопасный»: академик РАН — о работах по созданию замкнутого ядерного цикла | Космический телескоп NASA Джеймс Уэбб прислал новые снимки Урана, сделанные с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона. |
| СВЕРШИЛОСЬ! В США самостоятельно СМОГЛИ ОБОГАТИТЬ УРАН | В рамках своего эксперимента ученые выстреливали ядрами урана-238 по ядрам платины-198, что провоцирует многонуклонный перенос, изменяющий позиции протонов и нейтронов. |