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.
Справочник химика 21
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. 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. Так, например, вынужденное деление ядер урана нейтронами сопровождается вылетом нескольких нейтронов, которые, взаимодействуя с соседними ядрами урана, вызывают их деление. такие жуткие последствия ждут население после применения снарядов с обедненным ураном, которые Британия собирается поставить украинской армии.
Эффект просушки: что происходит с радиоактивной лавой под реактором в Чернобыле
Упоминается термин "объединенный уран", который представляет собой смесь изотопов урана-238 и урана-235. • Альфа-излучение, которое является самым мягким видом излучения, может причинить вред организму, если попадает внутрь. •. Ю9) лет. Даже по геологической шкале времени распад урана происходит весьма медленно. Как следует отсюда, о распаде ядра урана на две части не было еще и мысли. Они вступают в реакцию с другими атомами урана, в результате чего нейтронов становится больше.
Ядерное топливо
Но об этом потом. 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.
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. Тот заявил, что при бомбардировке нейтронами ядер урана они могут превращаться в два ядра бария, чья масса примерно вдвое меньше. Как рассказывал физик Эдвард Теллер, за день до конференции ему позвонил к оллега Георги й Гамов, который знал о содержании выступления , и сказал ем у: «Бор сошел с ума. Говорит, уран делится». 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.
И да, я сам лично видел и трогал свежие ТВС для РБМК, ничего, руки пока на месте и количество их пока не превышает среднее для человека. Но вот наступает момент, когда нашу свежую, чистенькую и слаборадиоактивную ТВС загружают в реактор. Загружать, кстати, будет вот эта прелестная машина, называемая РЗМ. Именно она позволяет проводить подобные операции, не останавливая и даже не разгружая реактор. Наша ТВС постепенно погружается внутрь реактора, внутри которого очень, очень большая плотность потока нейтронов.
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.
Но у урана-238 есть два ценных с точки зрения оружейной промышленности свойства. Второе — пирофорность, то есть способность твердого материала самовоспламеняться в пылевидном состоянии. Сочетание этих свойств делает обедненный уран отличным материалом для бронебойных подкалиберных боеприпасов. Объем снаряда меньше, поперечное сечение меньше, скорость выше, так что броню он пробивает эффективно, а потом еще и создает внутри бронемашины облако из огня. Пушка американского штурмовика Fairchild Republic A-10 Thunderbolt II стреляет исключительно снарядами из обедненного урана Насколько вреден обедненный уран? Однако совсем списывать со счетов последствия использования обедненного урана нельзя. 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.
Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
В результате образуется элемент с номером 93, то есть нептуний. Нептуний также излучает электрон, в результате чего образуется элемент с номером 94, то есть плутоний. Имена этим элементам американский физик Гленн Сиборг дал по названиям планет: Уран — Нептун — Плутон. Кроме указанных ядерных реакций, при облучении урана-238 нейтронами рождается еще один изотоп, когда нейтрон не захватывается, а, наоборот, сам выбивает еще один нейтрон из ядра. В дополнение ко всему, в уране-238 также происходят естественные реакции деления, образующие около 200 изотопов с номерами от 30 до 64. В заключение — несколько строк о человеке, которому принадлежит честь открытия расщепления тяжелых ядер.
Отто Ган родился почти через сто лет после открытия Клапротом урана — 8 марта 1879 года во Франкфурте-на-Майне. Химическое образование он получил в Мюнхене и Марбурге, а первые шаги в науке делал под руководством Уильяма Рамзая в Лондоне и Эрнеста Резерфорда в Монреале. По возвращении в Германию Ган продолжил свои исследования радиоактивных элементов в Химическом институте Берлинского университета. Сотрудничество Отто Гана и Лизе Мейтнер продолжалось более 30 лет. В 1912 году Ган стал директором радиохимической группы вновь созданного Института физической химии и электрохимии Общества кайзера Вильгельма.
В годы первой мировой войны Ган принимал участие в боевых действиях на Западном фронте. После окончания войны Ган продолжил исследования радиоактивности и в 1928 году стал директором Института физической химии и электрохимии. В 1934 году его ближайшая сотрудница Лизе Мейтнер была вынуждена покинуть Германию, и их работа продолжалась лишь по переписке. В годы второй мировой войны Ган занимался фундаментальными исследованиями продуктов ядерного распада, хотя и был подключен к некоторым проектам ядерных исследований вермахта. В конце войны Ган и его коллеги были арестованы союзными войсками и переправлены в Англию.
Здесь же Отто Ган узнал о ядерных бомбардировках японских городов Хиросима и Нагасаки и пережил по этому поводу сильнейшее потрясение. В этом же году ему была вручена Нобелевская премия по химии за 1944 год.
Ган и Ф. Штрассман смогли показать, что при поглощении нейтрона ядром урана происходит вынужденная реакция деления. 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.
Может быть, африканский реактор — это шутка Бога, результат случайного стечения обстоятельств и он действительно уникален? Даже если это так, идея, что в Земле могут идти — причем и в далеком прошлом, и в настоящее время! Красноречивый гелий Признаки работы природных реакторов ищут не только в земной коре, но и в недрах планеты. Одна из причин упорства исследователей заключается в том, что Земля излучает тепла примерно в 2,5 раза больше, чем должна отдавать в результате естественного распада радиоактивных элементов в коре радиогенное тепло и первичного нагрева. Тепловая энергия, получаемая от Солнца, в этом балансе не учитывается. Если такую большую разницу пытаться объяснить только радиогенным теплом из внутренних областей планеты, то Земля в целом должна иметь нереально большие запасы радиоактивных элементов. Но вот в цепных ядерных реакциях как раз выделяется тепла в несколько раз больше, чем при естественном радиоактивном распаде. Цепной механизм выделения энергии мог бы объяснить и упомянутый тепловой дисбаланс, и многие другие необычные явления. И если гипотетические реакторы расположены глубоко в недрах, то понятно, почему следы их активности не удалось найти в урановых месторождениях за исключением Окло. Искали где ближе, но, может, стоит «копнуть вглубь»? Итак, предположим, что где-то в теле Земли действует такой реактор. По каким признакам его можно обнаружить? Один из методов поиска — анализ продуктов деления, мигрирующих из зоны реакции и достигающих земной поверхности. В частности, очень интересен изотопный состав «солнечного элемента» — гелия. Природный гелий состоит из двух стабильных изотопов: 4He и 3He. Гелий-4 попадает в атмосферу в результате естественного распада урана и тория. В воздухе на миллион атомов гелия-4 приходится всего полтора атома гелия-3. Но в базальтах срединно-океанических хребтов изотопа 3He больше уже в 8 раз, а в некоторых изверженных магматических горных породах — в 40! Как объяснить происхождение гелия с высоким содержанием изотопа 3He? Какие физические процессы могут быть ответственны за это? Обычный радиоактивный распад явно не годится, так как он продуцирует исключительно гелий-4. Попробуем привлечь на помощь ядерные реакции деления. Известно, что при работе реактора тяжелые ядра, поглощая нейтрон, становятся неустойчивыми и могут делиться на два крупных осколка с испусканием легких заряженных частиц и 2—3 нейтронов. В конечном продукте совокупности таких реакций доли обоих изотопов гелия хотя и отличаются, но представляют собой величины одного порядка. Напомним, что в «стандартном» атмосферном гелии их концентрации различаются на шесть порядков! Таким образом, относительно высокое содержание гелия-3, наблюдаемое в магматических породах, поднявшихся на поверхность из земных недр, может служить косвенным свидетельством работы глубинного геореактора. Уран выпал в осадок? Прежде чем продолжить разговор, хочется еще раз подчеркнуть принципиальное различие между естественным радиоактивным распадом и ядерной реакцией деления, ибо разница эта не всегда очевидна на неискушенный взгляд. Обычная радиоактивность — это самопроизвольный распад атомных ядер; для реакции деления обязательно требуется взаимодействие с внешней частицей нейтроном. По этой причине для осуществления ядерной реакции нужна достаточная концентрация активного вещества; для спонтанного распада концентрация не имеет никакого значения. Если в недрах Земли действительно идут цепные реакции, значит, там должны присутствовать скопления радиоактивных элементов актиноидов. Как и где именно они образовались? На этот счет существует множество разных точек зрения: от мантии до геометрического центра Земли. Анисичкин с соавторами предложили обоснованную гипотезу, согласно которой местом критической концентрации урана и тория могла быть поверхность твердого внутреннего ядра Земли. Эта концепция во многом базируется на работах по растворимости диоксида урана UO2 , проведенных в конце 1990-х гг. В экспериментах на аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» А. Туркиным было показано, что растворимость UO2 в расплавах на основе железа с ростом давления уменьшается. Исследуемый диапазон давлений составлял 5—10 ГПа для сравнения: в центре Земли давление около 360 ГПа. Поскольку в природе уран встречается преимущественно в виде оксидов, то логично сделать вывод: чем глубже, тем хуже будет растворяться уран! Этот важный экспериментальный факт наводит на мысль, что миграция актиноидов в теле Земли могла быть следующей. После образования планеты в океане магмы, состоящей, в основном, из расплавов железа и силикатов, присутствовали и соединения урана. Со временем магма остывала, и происходило гравитационное разделение вещества по плотности. Силикаты, кристаллизуясь, всплывали в магме, плотность которой за счет железа была выше. Соединения же тяжелых актиноидов, выделяясь из расплава по мере роста давления и кристаллизуясь, оседали на внутреннее твердое железоникелевое ядро планеты. Из сейсмологических исследований известно, что переходная зона между внешним жидким и внутренним твердым ядром Земли толщиной 2—3 км имеет мозаичную структуру. При этом основными структурными элементами являются относительно тонкие взвешенные слои протяженностью до нескольких десятков километров. Возможно, именно они и являются областями концентрации тяжелых радиоактивных элементов.
Затем в 1932 году были открыты позитрон, тяжелый водород и, наконец, нейтрон. С открытием нейтронов прояснился, наконец, долго мучивший химиков вопрос дробных масс элементов, то есть существования изотопов. Между двумя этими процессами вскоре обнаружилось существенное различие. Наблюдение таких реакций Ирен и Фредериком Жолио-Кюри в 1934 году предопределило открытие искусственной радиоактивности. Исключительно важное значение нейтронов для проведения ядерных реакций осознал Ферми. Его команда облучила нейтронами почти все элементы периодической системы и открыла множество искусственных радиоактивных элементов. На этом пути Ферми добрался до урана и, облучая его нейтронами, обнаружил множество трансмутантов. Некоторые из вновь полученных продуктов облучения обладали очень малыми периодами полураспада. Поскольку многие из этих продуктов излучали электроны, Ферми предположил, что он получил 93-й и 94-й трансурановые элементы. Предположение Ферми, однако, было принято научной общественностью с осторожностью, причем многие полагали, что наиболее надежно установленный так называемый 13-минутный элемент был на самом деле протактинием - элементом с номером 91. Лизе Мейтнер и Отто Ган решили перепроверить эксперимент Ферми с тем чтобы определить, является ли 13-минутный элемент протактинием. Поскольку вновь обнаруженный продукт реакции не оказался ни протактинием, ни ураном, ни актинием, ни торием, они заключили, что вновь обнаруженный элемент является трансурановым 93-м элементом. Никакие другие возможности ими тогда не рассматривались. С открытием нейтрона и использованием искусственных источников радиации действительно наблюдалось огромное количество необычных реакций, однако продуктами этих реакций всегда являлись либо изотопы облучаемых веществ, либо элементы, отстоящие на одну или, в крайнем случае, на две позиции от облучаемых элементов. Возможность развала тяжелого ядра на легкие тогда просто не существовала. Независимо от этих опытов, Кюри и Савич описали в 1937-38 годах так называемый 3,5-часовой изотоп, который возникал при облучении урана нейтронами. Его свойства напоминали пятьдесят седьмой элемент лантан. Вывод о том, что в эксперименте наблюдались именно изотопы радия, основывался на том, что, согласно законам химии, это могли быть только барий или радий, однако появление пятьдесят шестого элемента бария по существовавшим тогда представлениям считалось невозможным.
Ученые впервые с 1979 года открыли новый «богатый нейтронами» изотоп урана
При отсутствии больших количеств этого геонормального изотопа свинца можно предполагать, что весь содержащийся в образце свинец-206 некогда был ураном-238. Он является р-излучателем и распадается в уран II и234 , период полураспада которого 6,7 ч. Напрнмер, как уже упоминалось, считают, что присутствие в недрах Земли именно таких малораспространенных см. К актиноидам относят элементы с порядковым номером от 89 до 103. Все актиноиды — радиоактивные элементы. Наиболее медленный самопроизвольный распад претерпевают торий и уран. Чем тяжелее актиноид, тем меньше его период полураспада. В земной коре содержатся ТЬ 6-10 мас. В следовых количествах в урановых минералах находятся актиний, протактиний и нептуний как дочерние элементы урана. Остальные элементы получают искусственно в микроколичествах например, Мс1 получен в количестве 17 атомов. В этой степени окисления типы и свойства соединений актиноидов сходны с соответствующими соединениями лантаноидов по этой причине лантаноиды используются как носители микроколичеств актиноидов.
У остальных представителей ряда актиноидов степени окисления разнообразны особенно у элементов и, Кр, Ри и Ат. Отсутствие высоких степеней окисления у тяжелых актиноидов связано с их более высокой , чем в случае легких актиноидов, радиоактивностью. Ядерная энергетика. За рубежом в 1939 г. Одновременно наблюдается образование нескольких нейтронов. Этот новый тип ядерных превращений получил название деления. В этом же году советские ученые Петржак и Флеров доказали, что деление урана осуществляется не только при облучении нейтронами , но и самопроизвольно. Таким образом , для урана распад может идти одновременно по двум схемам, по типу а-распада и по типу деления. Последний процесс характеризуется большим периодом полураспада 10 лет и поэтому в природном уране он осуществляется очень редко. Положение здесь аналогично химическим экзотермическим реакциям , которые могут протекать самопроизвольно , но с измеримой скоростью протекают лишь тогда, когда система получает необходимую энергию активации, позволяющую реагирующим частицам преодолеть потенциальный барьер.
Для осуществления деления требуется также активация , например, за счет поглощения тяжелым ядром нейтрона. Следует иметь в виду, что в природной смеси 1 акт распада связан с несколькими распадами дочерних элементов 8а- и 7 3-распадов однако уран, выделенный из природного материала , содержит примеси лишь коротко живущих изотопов Th UXi и Ра UX2 и UZ р-активность последнего при определенных условиях не MeuiaeT определению плутония. Поэтому по химическим свойствам образующийся иХг сходен уже не с торием, а с протактинием. Подобный же распад самого иХг ведет к образованию иП, по химическим свойствам сходного с обычным ураном иногда называемым также У , но отличающегося от последнего значег. Радиоактивность — это самопроизвольный распад ядер атомов некоторых элементов , соировождающийся испусканием элементарных частиц и электромагнитных волн. Существует несколько видов радно-актвното распада.
Это в 160 триллионов раз больше, чем предположительный возраст Вселенной. Америций-241 Один из основных загрязняющих элементов на территории зоны отчуждения. Из-за того, что Амерций-241 является продуктом распада других изотопов, его концентрация спустя 33 года после катастрофы выросла в 20 раз. Амерций залегает в верхних слоях почвы, заражению подвержены животные.
Период полураспада Амерция-241 превышает 400 лет. Стронций-90 Радионуклид, по своим свойствам похожий на кальций. Накапливается в костях. Его находили в зубах детей, которые жили на территории ядерных испытаний и ядерных аварий. Еще 2 человека погибли непосредственно в момент взрыва от механических повреждений. Также есть данные, что до 2004 года от возможных последствий облучения погибло еще 4 тысячи человек, однако с полной уверенностью утверждать, что такая связь есть, нельзя. Впрочем, есть и другое мнение: согласно исследованию Greenpeace , от последствий Чернобыльской катастрофы погибло около 200 тысяч человек. Мнение российской официальной науки с этим, однако, не согласуется. 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.
Одновременно с этим стало известно, что на Западную Европу движется радиоактивное облако — оно возникло после уничтожения урановых боеприпасов под Тернополем и Хмельницким. Что такой обедненный уран, где он применялся и чем опасен — в материале «Известий». Что такое обедненный уран Обедненный уран — токсичный тяжелый металл, характеристики которого сходны с природным ураном. Это основной побочный продукт обогащения урана. 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.
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. По словам ученых, эта сверхлегкая версия радиоактивного металла может служить более эффективным топливом для ядерных генераторов, а также открывает новые возможности для захоронения отходов с минимальным влиянием на окружающую среду.
Эксперты: применение урановых боеприпасов заразит местность на столетия
Период полураспада урана-241, который образовался в результате взаимодействия урана-238 с платиной-198, составляет около 40 минут. Уран, плутоний, америций и нептуний в этой застывшей лаве продолжают распадаться, порождая в некоторых вариантах распада нейтроны. Ура́н-235 (англ. uranium-235), историческое название актиноура́н — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 235. самопроизвольному делению, составляет основу природного урана (99,27%), α-излучатель, Т=4,468⋅109 лет, непосредственно распадается на 234Th, образует ряд генетически связных радионуклидов, и через 18 продуктов превращается в 206Pb.
Химический элемент уран: интересные факты
Физики синтезировали изотоп урана с избытком нейтронов впервые с 1979 года. Период его полураспада составляет всего 40 минут. Уран-235 распадается, вследствие чего выделяется большое количество тепловой энергии. У урана есть несколько радиоактивных изотопов – уран-238 (период полураспада -4,4 млрд лет) и уран – 235 (полураспад – 0,7 млрд лет). Обеднённый уран на 60% менее токсичен и радиоактивен. Уран-235 распадается, вследствие чего выделяется большое количество тепловой энергии. 6. цепной распад Урана. Ц е п н о й р а с п а д на б ы с т р ы х н е й т р о н а х. Вылет более чем одного нейтрона при поглощении ураном одного нейтрона в принципе делает возможным осуществление ядерной цепной реак-ции с разветвляющимися цепями.
Продукты уранового распада: ученый объяснил механизм воздействия на организм
Ее представители указывают на уникальность урана-235, замены которому нет, потому что альтернативные делящиеся тепловыми нейтронами изотопы — плутоний-239 и уран-233 — из-за периода полураспада в тысячи лет в природе отсутствуют. А получают их как раз вследствие деления урана-235. Если он закончится, исчезнет прекрасный природный источник нейтронов для цепной ядерной реакции. В результате такой расточительности человечество лишится возможности в будущем вовлечь в энергетический цикл торий-232, запасы которого в несколько раз больше, чем урана. Теоретически для получения потока быстрых нейтронов с мегаэлектронвольтными энергиями можно использовать ускорители частиц. Однако если речь идет, например, о межпланетных полетах на атомном двигателе, то реализовать схему с громоздким ускорителем будет очень непросто.
Исчерпание урана-235 ставит крест на таких проектах. Что такое оружейный уран? Это высокообогащенный уран-235. Его критическая масса — она соответствует размеру куска вещества, в котором самопроизвольно идет цепная реакция, — достаточно мала для того, чтобы изготовить боеприпас. Такой уран может служить для изготовления атомной бомбы, а также как взрыватель для термоядерной бомбы.
Какие катастрофы связаны с применением урана? Энергия, запасенная в ядрах делящихся элементов, огромна. Вырвавшись из-под контроля по недосмотру или вследствие умысла, эта энергия способна натворить немало бед. Две самые чудовищные ядерные катастрофы случились 6 и 8 августа 1945 года, когда ВВС США сбросили атомные бомбы на Хиросиму и Нагасаки, в результате чего погибли и пострадали сотни тысяч мирных жителей. Катастрофы меньшего масштаба связаны с авариями на атомных станциях и предприятиях атомного цикла.
Первая крупная авария случилась в1949 году в СССР на комбинате «Маяк» под Челябинском, где нарабатывали плутоний; жидкие радиоактивные отходы попали в речку Течу. В сентябре 1957 года на нем же произошел взрыв с выбросом большого количества радиоактивного вещества. Через одиннадцать дней сгорел британский реактор по наработке плутония в Уиндскейле, облако с продуктами взрыва рассеялось над Западной Европой. К наиболее масштабным последствиям привели аварии на Чернобыльской АЭС 1986 и АЭС в Фукусиме 2011 , когда воздействию радиации подверглись миллионы людей. Первая засорила обширные земли, выбросив в результате взрыва 8 тонн уранового топлива с продуктами распада, которые распространились по Европе.
Вторая загрязнила и спустя три года после аварии продолжает загрязнять акваторию Тихого океана в районах рыбных промыслов. Ликвидация последствий этих аварий обошлась весьма дорого, и, если бы разложить эти затраты на стоимость электроэнергии, она бы существенно выросла. Отдельный вопрос — последствия для здоровья людей. Согласно официальной статистике, многим людям, пережившим бомбардировку или живущим на загрязненной территории, облучение пошло на пользу — у первых более высокая продолжительность жизни, у вторых меньше онкологических заболеваний, а некоторое увеличение смертности специалисты связывают с социальным стрессом. Количество же людей, погибших именно от последствий аварий или в результате их ликвидации, исчисляется сотнями человек.
Противники атомных электростанций указывают, что аварии привели к нескольким миллионам преждевременных смертей на европейском континенте, просто они незаметны на статистическом фоне. Вывод земель из человеческого использования в зонах аварий приводит к интересному результату: они становятся своего рода заповедниками, где растет биоразнообразие. Правда, отдельные животные страдают от болезней, связанных с облучением. Вопрос, как быстро они приспособятся к повышенному фону, остается открытым. Есть также мнение, что последствием хронического облучения оказывается «отбор на дурака» см.
В частности, применительно к людям это должно приводить к снижению умственных способностей у поколения, родившегося на загрязненных территориях вскоре после аварии. Это уран-238, оставшийся после выделения из него урана-235. Объемы отхода производства оружейного урана и тепловыделяющих элементов велики — в одних США скопилось 600 тысяч тонн гексафторида такого урана о проблемах с ним см. Эти отходы надо либо хранить до лучших времен, когда будут созданы реакторы на быстрых нейтронах и появится возможность переработки урана-238 в плутоний, либо как-то использовать. Применение ему нашли.
Уран, как и другие переходные элементы, используют в качестве катализатора. Например, авторы статьи в «ACS Nano» от 30 июня 2014 года пишут, что катализатор из урана или тория с графеном для восстановления кислорода и перекиси водорода «имеет огромный потенциал для применения в энергетике». Поскольку плотность урана высока, он служит в качестве балласта для судов и противовесов для самолетов. Годится этот металл и для радиационной защиты в медицинских приборах с источниками излучения. Какое оружие можно делать из обедненного урана?
Пули и сердечники для бронебойных снарядов. Расчет здесь такой. Чем тяжелее снаряд, тем выше его кинетическая энергия. Но чем больше размер снаряда, тем менее концентрирован его удар. Значит, нужны тяжелые металлы, обладающие высокой плотностью.
Пули делают из свинца уральские охотники одно время использовали и самородную платину, пока не поняли, что это драгоценный металл , сердечники же снарядов — из вольфрамового сплава. Защитники природы указывают, что свинец загрязняет почву в местах боевых действий или охоты и лучше бы заменить его на что-то менее вредное, например на тот же вольфрам. Но вольфрам недешев, а сходный с ним по плотности уран — вот он, вредный отход. При этом допустимое загрязнение почвы и воды ураном примерно в два раза больше, чем для свинца. В то же время его плотность в 1,7 раза больше, чем у свинца, а значит, размер урановых пуль можно уменьшить в два раза; уран гораздо более тугоплавкий и твердый, чем свинец, — при выстреле он меньше испаряется, а при ударе в цель дает меньше микрочастиц.
В общем, урановая пуля меньше загрязняет окружающую среду, чем свинцовая, правда, достоверно о таком использовании урана неизвестно. Зато известно, что пластины из обедненного урана применяют для укрепления брони американских танков этому способствуют его высокие плотность и температура плавления , а также вместо вольфрамового сплава в сердечниках для бронебойных снарядов. Урановый сердечник хорош еще и тем, что уран пирофорен: его горячие мелкие частицы, образовавшиеся при ударе о броню, вспыхивают и поджигают все вокруг. Оба применения считаются радиационно безопасными. Так, расчет показал, что, даже просидев безвылазно год в танке с урановой броней, загруженном урановым боекомплектом, экипаж получит лишь четверть допустимой дозы.
А чтобы получить годовую допустимую дозу, надо на 250 часов прикрутить к поверхности кожи такой боеприпас.
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. Преображения урана подтвердили некоторые утверждения алхимиков Уран распадается и превращается в некоторые другие элементы, такие как радий, радон, полоний. Всего таких превращений у него может быть 14. Все они радиоактивны. Последнее превращение урана делает его свинцом. До того, как Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди открыли это его свойство, превращение одного элемента в другой упоминалось только в книгах алхимиков.
Уран чрезвычайно нестабилен Атом урана настолько перегружен, что при малейшей возможности начинает отрывать куски от себя, как обезумевший человек делает это со своими одеждой и волосами.
По мнению геофизиков, общая мощность теплового потока, излучаемого Землей, составляет порядка 44 ТВт 44х1012 Вт. Вопрос заключается в том, какая его часть генерируется в процессе радиоактивного распада, а какая - получена из других источников. В частности, значительная часть теплового потока — это остаточное явление от процесса формирования Земли. Самая популярная модель - "валовая силикатная Земля" bulk silicate Earth, сокращенно BSE - предполагает, что радиоактивные материалы , такие как уран и торий , содержатся в силикатной части Земли и отсутствуют в железной части. Согласно ей, объем радиоактивного вещества может быть измерен путем изучения магматических пород, излитых на поверхность планеты, а также состава некоторых метеоритов.
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. Исследователи создали уран-241, обстреляв образец урана-238 ядрами платины-198 на японском ускорителе RIKEN.
В результате этого процесса два изотопа подверглись многонуклонному переносу, в ходе которого они обменялись нейтронами и протонами.
Эксперты: применение урановых боеприпасов заразит местность на столетия
Период полураспада урана-241, который образовался в результате взаимодействия урана-238 с платиной-198, составляет около 40 минут. 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. Схема распада ra226. Формула основного закона радиоактивного распада. Радиоактивные превращения закон радиоактивного распада. У урана есть несколько радиоактивных изотопов – уран-238 (период полураспада -4,4 млрд лет) и уран – 235 (полураспад – 0,7 млрд лет). Они вступают в реакцию с другими атомами урана, в результате чего нейтронов становится больше. 6. цепной распад Урана. Ц е п н о й р а с п а д на б ы с т р ы х н е й т р о н а х. Вылет более чем одного нейтрона при поглощении ураном одного нейтрона в принципе делает возможным осуществление ядерной цепной реак-ции с разветвляющимися цепями.
Опасная работа: как добывают уран
Аналогичные процессы проходят в разных странах Европы. Так, первое похожее дело во Франции в 2021 году завершилось победой истца, судебные процессы идут в Великобритании, Германии, Нидерландах и Турции. В настоящий момент адвокатская контора сербского адвоката Срджана Алексича готовит к подаче еще более 2,5 тыс. Британская инициатива Ранее замминистра обороны Соединенного Королевства баронессы Аннабель Голди на вопрос члена Палаты лордов британского парламента Реймонда Джоллиффа письменно заявила, что власти Великобритании поставят на Украину снаряды, содержащие обедненный уран и обладающие повышенной эффективностью при уничтожении бронетехники. В частности, Лондон направил свыше 10 тыс.
Штрассман смогли показать, что при поглощении нейтрона ядром урана происходит вынужденная реакция деления. 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].
Очень стойкие соединения, со временем не разрушаются, циркулируют не только по пищевым цепям, но и с грунтовыми водами.
Напомню - Украинские чернозёмы кормят треть мира экологически чистой продукцией. Оксиды Урана-238 являются не столько канцерогенами, сколько токсичными для внутренних органов соединениями клеточными ядами и вызывают мутации половых клеток рождения уродов и дефективных.
Почему обедненный уран до сих пор не запрещен"Ничего личного - просто бизнес", - поясняет ученый причину, по которой урановые сердечники до сих по не запрещены. Его надо купить. А переработанный уран уже есть: из него выделили то, что необходимо для нужд ядерной промышленности, а это осталось в виде отхода. И вот, пожалуйста, вставляем его в боеприпас в виде сердечника", - продолжает гость эфира. При этом по плотности уран почти равен золоту, он тяжелее свинца и тверже стали. При пробитии танковой брони твердый сплав ломается, превращаясь в большое количество мелких осколков, которые поражают экипаж. Ранее замминистра обороны Великобритании Аннабель Голди заявила, что, помимо танков Challenger 2, Объединенное Королевство намерено поставлять Украине бронебойные снаряды с обедненным ураном.
Президент России Владимир Путин, комментируя это заявление, предупредил, что Россия вынуждена будет реагировать. Он отметил, что РФ есть, чем ответить на возможное применение Украиной таких боеприпасов. Речь идет о сотнях тысяч таких снарядов, которые Москва пока не применяла.