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. Ю9) лет. Даже по геологической шкале времени распад урана происходит весьма медленно. Лента новостей. 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. Так, например, вынужденное деление ядер урана нейтронами сопровождается вылетом нескольких нейтронов, которые, взаимодействуя с соседними ядрами урана, вызывают их деление.
Уран: факты и фактики
Темы кодификатора ЕГЭ: радиоактивность, альфа-распад, бета-распад, гамма-излучение, закон радиоактивного распада. Поскольку масса покоя тяжёлого ядра урана больше суммы масс покоя осколков, образующихся в результате распада, то реакция деления протекает с выделением энергии. Вычислить эту энергию можно по аналогии с энергией связи. Распад тория, урана и калия-40 является основным источником тепла вблизи мантии Земли, который управляет критической мантийной конвекцией и удерживает внешнюю жидкость в противоположность твердому внутреннему ядру. Мы увидели, как два элемента отделяются, как майонез распадается обратно на масло и уксус», – отметил физик Майк Данн. Период полураспада урана-241, который образовался в результате взаимодействия урана-238 с платиной-198, составляет около 40 минут.
Ядерный реактор
На сегодняшний день самый распространённый и экологически безопасный способ добычи урана — подземное выщелачивание. По периметру рудного тела — скопления урановой руды — бурят систему скважин. Сквозь одни скважины закачивают выщелачивающий раствор на основе серной кислоты. 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.
У события было еще одно последствие — невозможность продолжать производство урана из-за отсутствия реагентов.
Что же случилось? А на руднике McArthur River и связанном с ним перерабатывающем предприятии Key Lake — с 15 до 14 млн фунтов. В сумме производство снизится с примерно 12,7 тыс. На руднике назначена плановая остановка на ежегодное техническое обслуживание, которая продлится до конца сентября», — прокомментировала компания.
Еще более тревожно прозвучал комментарий по руднику McArthur River: «В отношении запланированного на 2023 год объема производства на заводе Key Lake сохраняется неопределенность, связанная с длительным нахождением предприятия на техническом обслуживании, реализованными изменениями в операционной деятельности, наличием персонала, имеющего необходимые навыки и опыт, а также влиянием проблем с поставками на доступность материалов и реагентов. Эти факторы в совокупности влияют на объемы производства на Key Lake и заставляют пересмотреть прогноз в сторону уменьшения». Еще раз: с ненадежностью оборудования, нехваткой квалифицированного персонала, реагентов и материалов столкнулась не компания из России, обложенной товарно-денежно-логистическими санкциями, а один из лидеров в мировом урановом бизнесе, сырьевой партнер европейских АЭС недавно были подписаны долгосрочные контракты с Украиной и Болгарией из Канады — одного из лидеров мировой горной отрасли. И вот такая компания не справляется с тем, чтобы нормально вывести из законсервированного состояния свои флагманские проекты.
Что же тогда говорить про другие компании и проекты, которые тоже находятся в законсервированном состоянии? Возникает вопрос, почему осознание проблем при выходе урановых рудников из законсервированного состояния так важно. Представитель Euratom в комментарии Reuters по ситуации в Нигере дал два ключевых тезиса. Первый — по ситуации в краткосрочной перспективе: «Если импорт из Нигера сократится, то в краткосрочной перспективе рисков для обеспечения производства атомной энергии нет».
Второй — по долгосрочной: «В мире достаточно месторождений на средне- и долгосрочную перспективу». Релиз Cameco опроверг второй тезис. Оказалось, что как минимум в среднесрочной перспективе быстро наладить выпуск закиси-окиси на уже существующих рудниках не получится, и доступных запасов нет. По крайней мере, на информационно-эмоциональном уровне ситуация выглядит так — а именно информационный фон и эмоции определяют поведение инвесторов из финансового сектора.
Отметим, что Cameco за последние минимум 15 лет не производила урана больше, чем продавала. Минимальным разрыв был в 2015 году продажи 32,4 млн фунтов, производство — 28,4 млн фунтов. Максимальным — в 2020 году 5 и 30,7 млн фунтов соответственно.
Именно они являются чрезвычайно токсичными.
Впитываясь в почву они поглощаются растениями, которые идут в пищу животным и людям. Очень стойкие соединения, со временем не разрушаются, циркулируют не только по пищевым цепям, но и с грунтовыми водами.
Как рассказывал физик Эдвард Теллер, за день до конференции ему позвонил коллега Георгий Гамов, который знал о содержании выступления, и сказал ему: «Бор сошел с ума. Датский физик-теоретик Нильс Бор Однако в ходе выступления Бор изложил простой способ, с помощью которого каждый может получить экспериментальное доказательство его тезиса. Пока он говорил, один из слушателей шепнул другому: «Мне нужно срочно поместить новый образец в ускоритель». Когда Бор закончил, физики побежали к телефонам, чтобы дать коллегам в лабораториях инструкции. Некоторые ученые решили сразу покинуть конференцию, чтобы самостоятельно проверить, правда ли уран способен делиться. В течение пары недель множество научных групп независимо друг от друга воспроизвели то, о чем говорил Бор.
Часто говорят, что ученые тогда открыли превращение одних металлов в другие, чего пытались добиться тысячи лет. Правда, древние алхимики посмеялись бы над такой трансмутацией, поскольку она превращала редкий и дорогой уран в более дешевый и распространенный барий. Разве это была первая трансмутация? На самом деле, физики начали фиксировать нарушение постулата Лавуазье задолго до открытия деления ядра урана. В конце XIX века ученые обнаружили, что некоторые химические элементы в том числе уран и торий по своей внутренней природе испускают лучи, и это свойство назвали радиоактивностью. К 1900-м годам стало ясно, что радиоактивные элементы в действительности испускают три типа лучей: альфа, бета и гамма. Как доказал Эрнест Резерфорд, бета-лучи — это электроны, а альфа-лучи — это ядра атомов гелия. Примерно так выглядел стол для исследования деления ядер Опыты показывали, что радиоактивные элементы почему-то со временем распадаются, будто бы протухают.
Резерфорд и его ученик Фредерик Содди осознали, что при распаде одни химические элементы превращаются в другие, причем всегда по одному и тому же закону: при альфа-распаде вещество смещается на две позиции назад в таблице Менделеева, и атомная масса уменьшается на 4; при бета-распаде вещество смещается вперед на одну позицию, но атомная масса остается неизменной. Так, «выстреливая» альфа-частицей, уран превращается в торий, торий — в радий, радий — в радон, радон — в полоний, полоний — в свинец. Испуская бета-частицу, торий превращался проактиний, актиний в торий, а висмут — в полоний.
Эксперт считает что применение обедненного урана на Украине закончится вспышками рака
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. В ходе геологических процессов зарождающиеся в недрах планеты магматические расплавы вследствие более низкой плотности по сравнению с твердым веществом перемещаются к поверхности. В тех случаях, когда они прорываются на поверхность, возникает вулкан. Когда такой расплав застревает на глубине и кристаллизуется в магматической камере, образуется твердое магматическое тело, называемое интрузивом.
Дифференциация вещества по плотности при формировании магматических тел принципиально ничем не отличается от такой дифференциации при затвердевании расплава в магматическом океане. Однако кристаллизующиеся силикаты магния и железа в этих расплавах вопреки предположению авторов обсуждаемой гипотезы не всплывают, а тонут, потому что их плотность всегда выше плотности жидкой фазы. Утверждая, что плотность магмы увеличится за счет железа, авторы упускают из виду, что в магматическом океане металл сразу образует самостоятельную жидкую фазу, не смешивающуюся с силикатной, которая опустится на дно задолго до начала кристаллизации силикатов. Возвращаясь к интрузивам, заметим, что никаких скоплений минералов, сложенных актиноидами, на дне соответствующих магматических камер нет, несмотря на то, что концентрация урана как в самих интрузивных телах, так и в исходных расплавах зачастую на два порядка превосходит его концентрацию в протопланетном веществе и магматическом океане. Все происходит ровно наоборот: основная часть урана концентрируется в остаточной жидкости, которая, как правило, собирается в верхней части магматической камеры, после того как основной объем расплава уже затвердел. Поэтому, даже если бы в этих последних порциях расплава и возникли какие-то тяжелые урансодержащие минералы, опускаться им было бы некуда. Конечно, для объективной оценки обсуждаемой гипотезы необходимы исследования специалистов в различных областях науки. Что касается геологической составляющей, то я считаю, что предложенная концепция пока не подтверждается фактическим материалом. Пушкарев, д.
Расчеты показали, что теоретически существуют разные сценарии работы реактора. По некоторым из них его активность могла давно прекратиться, по другим — продолжаться до настоящего времени. Максимальная продолжительность возможна в режиме воспроизводства делящихся нуклидов. В результате содержание легко делящегося урана-235 поддерживается на достаточно высоком уровне, и получается реактор-размножитель на быстрых нейтронах. Ряд глобальных явлений на Земле носит циклический характер с периодом в сотни тысяч и миллионы лет. О причинах этих колебаний нет единого мнения. По обломочным окаменевшим моренам и ледниково-морским осадкам, обнаруженным на всех континентах, ученые восстановили ледниковую историю Земли за последние 2,5 млрд лет. В течение этого времени Земля пережила четыре ледниковые эры, каждая эра состояла из ледниковых периодов, а период — из ледниковых эпох. Периодичность потеплений-похолоданий, соответствующая смене ледниковых эпох, составляет около 100 тыс.
Подробнейшая информация о палеоклимате получена при бурении ледниковых щитов в Антарктиде.
Источник: livescience. Его назвали уран-241, сообщает Live Science. Последнее — редкость.
Число их протонов находится в промежутке от 89 до 103.
АЭС Если коротко, то атомная электростанция — это сооружение, которое производит электричество за счет ядерного реактора. А если подробнее, то АЭС — это большой комплекс, во главе которого стоит ядерный реактор. Помимо реактора на АЭС есть турбина, генератор, трансформаторы для преобразования напряжения. В общем, это большая система.
В бытовом употреблении АЭС часто приравнивают к ядерному реактору, и это нельзя назвать неправильным. Просто ядерный реактор — босс в этой движухе, поэтому он и определяет все остальное. Будет забавно, проверено. Чернобыльская АЭС Когда речь заходит о ядерной энергетике, многие невольно вспоминают катастрофу на Чернобыльской АЭС и поэтому ошибочно считают, что ядерный реактор — зло. Но по большому счету, реактор — это очень дорогой чайник.
Дым, который валит из труб АЭС и пугает прохожих, на самом деле не дым, а пар.
Вещество остается после того, как изотопы с более высокой радиоактивностью забирают на производство ядерного топлива или оружия. Вся проблема в его высокой химической токсичности. При разрушении обедненный уран искрит и в виде пыли и аэрозолей растворяется в воде, накапливается в почве и в организме, провоцируя отравления и патологии у людей, животных и растений. Период полураспада изотопа равен возрасту Земли — 4,5 млрд лет. Некоторые специалисты за это называют их «миниатюрными нейтронными бомбами». В промышленности его используют для защиты от других радиоактивных элементов и их вредных излучений. Как обедненный уран стал оружием Благодаря высокой плотности металл добавляют в сплав для танковых снарядов и бронебойных пушек: они способны пробить броню толщиной до метра. Кроме того, изотоп добавляют и в саму танковую броню, чтобы укрепить её — например в американских Abrams.
Танковые снаряды с урановым сердечником стоят на вооружении некоторых стран. В числе прочих, их применяет и Великобритания для своих Challenger, 28 танков которой в мае были доставлены на Украину.
Ученые впервые с 1979 года открыли новый «богатый нейтронами» изотоп урана
Как следует отсюда, о распаде ядра урана на две части не было еще и мысли. Уран будет распадаться не миллиард, а более 15 миллиардов лет, у него период полураспада 4,5 миллиардов лет. Уран: последние новости. Телескоп JWST запечатлел кольца и спутники Урана. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам.
ВОЗДЕЙСТВИЕ УРАНА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
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. Ура́н-235 (англ. uranium-235), историческое название актиноура́н — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 235. 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. Снаряды с обедненным ураном летят на расстояние до двух километров и пробивают толстую броню.
Можно ли увидеть, как распадается атом урана?
| Как добывается радиоактивный уран и для чего он используется? | Темы кодификатора ЕГЭ: радиоактивность, альфа-распад, бета-распад, гамма-излучение, закон радиоактивного распада. |
| Обедненный уран: что это, чем опасен, где применялся - последние новости | Распад тория, урана и калия-40 является основным источником тепла вблизи мантии Земли, который управляет критической мантийной конвекцией и удерживает внешнюю жидкость в противоположность твердому внутреннему ядру. |
| Как устроены и чем опасны снаряды с обедненным ураном | Снаряды с обедненным ураном летят на расстояние до двух километров и пробивают толстую броню. |
Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
Нейтроны сразу начнут взаимодействовать с топливом, содержащимся в ТВС. Нейтронных реакций, кстати, в мире существует огромное количество. Основная реакция, делающая топливо радиоактивным, одна - это деление. В работающем реакторе происходит огромное количество делений в секунду, при этом появляется два новых ядра с различной массой и свойствами.
Причем заранее определить, что именно получится - невозможно. Единственное что мы знаем - это вероятность появления осколка с той или иной массой. Есть даже красивый график, показывающий эту вероятность.
Называется он "двугорбая кривая зависимости выхода продуктов деления от массового числа". Приведу его тут: По оси Х у нас возможная масса получившегося осколка, по оси Y - вероятность его появления, в процентах. Кроме реакции деления есть еще много других реакций, которые в меньшей мере, но тоже способствуют образованию новых ядер в топливе.
Представьте, что вам нужно отделить уран-235 от урана-238. Как вы это сделаете? Здесь два правильных варианта, можно выбрать любой.
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. В ходе геологических процессов зарождающиеся в недрах планеты магматические расплавы вследствие более низкой плотности по сравнению с твердым веществом перемещаются к поверхности.
В тех случаях, когда они прорываются на поверхность, возникает вулкан. Когда такой расплав застревает на глубине и кристаллизуется в магматической камере, образуется твердое магматическое тело, называемое интрузивом. Дифференциация вещества по плотности при формировании магматических тел принципиально ничем не отличается от такой дифференциации при затвердевании расплава в магматическом океане. Однако кристаллизующиеся силикаты магния и железа в этих расплавах вопреки предположению авторов обсуждаемой гипотезы не всплывают, а тонут, потому что их плотность всегда выше плотности жидкой фазы. Утверждая, что плотность магмы увеличится за счет железа, авторы упускают из виду, что в магматическом океане металл сразу образует самостоятельную жидкую фазу, не смешивающуюся с силикатной, которая опустится на дно задолго до начала кристаллизации силикатов. Возвращаясь к интрузивам, заметим, что никаких скоплений минералов, сложенных актиноидами, на дне соответствующих магматических камер нет, несмотря на то, что концентрация урана как в самих интрузивных телах, так и в исходных расплавах зачастую на два порядка превосходит его концентрацию в протопланетном веществе и магматическом океане. Все происходит ровно наоборот: основная часть урана концентрируется в остаточной жидкости, которая, как правило, собирается в верхней части магматической камеры, после того как основной объем расплава уже затвердел. Поэтому, даже если бы в этих последних порциях расплава и возникли какие-то тяжелые урансодержащие минералы, опускаться им было бы некуда.
Конечно, для объективной оценки обсуждаемой гипотезы необходимы исследования специалистов в различных областях науки. Что касается геологической составляющей, то я считаю, что предложенная концепция пока не подтверждается фактическим материалом.
Продукты распада урана могут привести к изменению цепочек ДНК и росту числа онкологий у населения на зараженных территориях. Вернадского Константин Работягов. Чем опасен обедненный уран По словам ученого, радиационный фон обедненного урана не сильно отличается от радиационного фона печного шлака, который используют в котельных на твердом топливе — это первичная радиоактивность, и она не способна слишком сильно навредить человеку. Гораздо страшнее продукты распада урана.
Но беда в том, что в нем содержатся продукты распада.
Чем опасен обедненный уран
Распад на ксенон и стронций с выделением двух нейтронов: Делением ядра называется ядерная реакция деления тяжёлого ядра, возбуждённого захватом нейтрона, на две приблизительно равные части, называемые осколками деления. Ядра урана-238 могут делиться лишь под влиянием нейтронов большой энергии быстрых нейтронов. Примерно только 1 из 5 образовавшихся нейтронов вызывает деление ядра. Механизм превращения энергии во время деления ядра. Единица измерения энергии Поскольку масса покоя тяжёлого ядра урана больше суммы масс покоя осколков, образующихся в результате распада, то реакция деления протекает с выделением энергии.
Вычислить эту энергию можно по аналогии с энергией связи.
Работая с этой моделью, ученые пришли к мнению, что радиоактивность дает порядка 20 ТВт тепловой энергии : 8 ТВт от распада урана-238, еще 8 от тория-232 и последние 4 тераватта от калия-40. В процессе распада происходит также выброс антинейтрино, которые проходят сквозь Землю и могут быть обнаружены детекторами. Это позволяет измерить примерную скорость радиоактивного распада и, как следствие, выделяемую тепловую энергию. Расчеты показали, что тепловой поток от распада урана и тория составляет около 20 ТВт с погрешностью около 8 ТВт. Хотя эксперимент не может определить тепловой поток по имеющим меньшую энергию антинейтрино от распада калия-40, исследователи считают, что модель BSE верно оценивает его в 4 ТВт.
Если снаружи радиация поражает кожу, которая к внешнему воздействию привычна — это и солнечная радиация и другие факторы, то радон при вдыхании значительно повышает риск развития рака легких.
Внутри организма он действует по двум направлением. Первое — канцерогенно. Радиоактивный распад приводит к разрушению цепочек ДНК в организмах живых существ, и тут все, что угодно, может случиться. Второе — соли урана обладают тератогенным действием: они способны приводить к аномалиям в развитии, особенно это касается эмбрионального периода.
Как правило, ядро делится на два осколка, при этом высвобождается 2-3 нейтрона см. Кривая зависимости относительного выхода изотопов, образующихся при облучении урана-235 медленными нейтронами, от массового числа — симметрична и по форме напоминает букву «M».
Два выраженных максимума этой кривой соответствуют массовым числам 95 и 134, а минимум приходится на диапазон массовых чисел от 110 до 125. Таким образом, деление урана на осколки равной массы с массовыми числами 115—119 происходит с меньшей вероятностью, чем асимметричное деление [5] , такая тенденция наблюдается у всех делящихся изотопов и не связана с какими-то индивидуальными свойствами ядер или частиц, а присуща самому механизму деления ядра. Однако асимметрия уменьшается при увеличении энергии возбуждения делящегося ядра и при энергии нейтрона более 100 МэВ распределение осколков деления по массам имеет один максимум, соответствующий симметричному делению ядра. Деление ядер — лишь один из множества процессов, возможных при взаимодействии нейтронов с ядрами, именно он лежит в основе работы любого ядерного реактора [7]. С каждым последующим этапом количество образующихся нейтронов будет нарастать лавинообразно.
Как устроены и чем опасны снаряды с обедненным ураном
| Kvant. Деление урана — PhysBook | Темы кодификатора ЕГЭ: радиоактивность, альфа-распад, бета-распад, гамма-излучение, закон радиоактивного распада. |
| Никто не дал ответ - почему так распадается Уран ? - YouTube | Уравнения двух первых этапов в ряде радиоактивного распада урана-238. Есть такая задача: сколько атомов из 1 кг урана-238 (кратко U-238, не путать с подводной лодкой кригсмарине) распадётся за 1 год. |
| Эксперты: применение урановых боеприпасов заразит местность на столетия | Уран-238 также называют расщепляющимся, потому что он иногда распадается при попадании быстрого нейтрона. Он еще называется фертильным, потому что, когда атом урана-238 поглощает нейтрон без расщепления, то превращается в плутоний-239, который, как и. |
| Ядерное топливо — все самое интересное на ПостНауке | Образующееся в результате альфа-распада урана-238 ядро тория также нестабильно и испытывает бета-распад. |
| Новый изотоп урана может сделать ядерную энергетику экологичной | | 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. |
Новый изотоп урана может сделать ядерную энергетику экологичной
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. В ходе геологических процессов зарождающиеся в недрах планеты магматические расплавы вследствие более низкой плотности по сравнению с твердым веществом перемещаются к поверхности. В тех случаях, когда они прорываются на поверхность, возникает вулкан. Когда такой расплав застревает на глубине и кристаллизуется в магматической камере, образуется твердое магматическое тело, называемое интрузивом.
Дифференциация вещества по плотности при формировании магматических тел принципиально ничем не отличается от такой дифференциации при затвердевании расплава в магматическом океане. Однако кристаллизующиеся силикаты магния и железа в этих расплавах вопреки предположению авторов обсуждаемой гипотезы не всплывают, а тонут, потому что их плотность всегда выше плотности жидкой фазы. Утверждая, что плотность магмы увеличится за счет железа, авторы упускают из виду, что в магматическом океане металл сразу образует самостоятельную жидкую фазу, не смешивающуюся с силикатной, которая опустится на дно задолго до начала кристаллизации силикатов. Возвращаясь к интрузивам, заметим, что никаких скоплений минералов, сложенных актиноидами, на дне соответствующих магматических камер нет, несмотря на то, что концентрация урана как в самих интрузивных телах, так и в исходных расплавах зачастую на два порядка превосходит его концентрацию в протопланетном веществе и магматическом океане.
Говорит, уран делится». Почему ученых шокировала возможность «взорвать» атомное ядро Нильс Бор сообщил об открытии деления урана 85 лет назад. Доклад о способности ядра урана делиться и превращаться в барий вызвал у ученых две доминирующие реакции: объявить докладчика сумасшедшим или срочно проверить столь фантастическое заявление. Для химиков эпохи Ломоносова и Лавуазье это и правда было чудом, ведь превращение одного металла в другой исполнило давнюю мечту алхимиков.
Но было ли деление урана первой в истории трансмутацией? О том, что на самом деле удивило ученых и откуда берется энергия ядерного оружия — в материале «Газеты. Отто Хан и Лиза Мейтнер, открыватели деления урана Смех старых алхимиков С древнейших времен исследователи мечтали найти способ превращать одни металлы в другие — в особенности, неблагородные олово и свинец в золото. Вокруг этой мечты возникла паранаука алхимия, в которой практические знания о реакциях между веществами перемешаны с мистическим учением. Например, алхимики пытались создать философский камень, который не только облагораживает металл, но и при приеме внутрь лечит любые болезни и возвращает молодость. С трансмутацией металлов у алхимиков не вышло — в лучшем случае они создавали сплав, окрашенный под золото с помощью серы. Зато из их опытов возникла научная химия, которая вывела незыблемую аксиому о сохранении вещества. В формулировке химика XVIII века Лавуазье она звучит так: «Ничто не творится не создается из ничего ни в искусственных процессах, ни в природных, и можно выставить положение, что во всякой операции химической реакции имеется одинаковое количество материи до и после, что качество и количество начал элементов остались теми же самыми, произошли лишь перемещения, перегруппировки.
На этом положении основано все искусство делать опыты в химии». В более простой формулировке это означает, что в конце реакции остаются те же атомы и в том же количестве, что и в начале. Если при сгорании водорода в кислороде внутри сосуда появилось что-то, кроме воды, значит, это примесь извне. Этому учат до сих пор на первых уроках школьной химии. Лавуазье бы сильно удивился, услышав доклад нобелевского лауреата Нильса Бора на открытии Пятой Вашингтонской конференции по теоретической физике 26 января 1939 года.
В процессе распада происходит также выброс антинейтрино, которые проходят сквозь Землю и могут быть обнаружены детекторами. Это позволяет измерить примерную скорость радиоактивного распада и, как следствие, выделяемую тепловую энергию. Расчеты показали, что тепловой поток от распада урана и тория составляет около 20 ТВт с погрешностью около 8 ТВт. Хотя эксперимент не может определить тепловой поток по имеющим меньшую энергию антинейтрино от распада калия-40, исследователи считают, что модель BSE верно оценивает его в 4 ТВт.
Пока достоверно неизвестно, что производит оставшуюся половину земного тепла.
Но результаты процесса можно видеть невооруженным глазом в конденсационной камере. Это прозрачная герметичная емкость, заполненная насыщенными парами спирта. Быстрые заряженные частицы, вылетающие при распаде ядер, ионизируют молекулы пара вдоль своего пути.
Опасная работа: как добывают уран
| Ядерный реактор — принцип работы, устройство, схема | Инвесторы начали вкладываться в уран на фоне конфликта в Нигере Цены на уран достигли 16-месячного максимума. |
| Откройте свой Мир! | Уран-235 распадается, вследствие чего выделяется большое количество тепловой энергии. |