Изотоп урана U235 устроен таким образом, что однажды запущенная реакция ядерного распада будет протекать самопроизвольно, без дополнительного влияния извне. Поэтому уран добывают в основном как основу для извлечения из руды подобных изотопов. 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. Смотрите видео онлайн «СВЕРШИЛОСЬ! В США самостоятельно СМОГЛИ ОБОГАТИТЬ УРАН» на канале «ГЕОЭНЕРГЕТИКА ИНФО» в хорошем качестве и бесплатно, опубликованное 26 апреля 2024 года в 15:37, длительностью 00:35:11, на видеохостинге RUTUBE. Например, уран-238, распадаясь, сначала превращается в торий-234, который, в свою очередь, также распадается. Конечными (стабильными) нуклидами для естественных цепочек распада урана являются изотопы свинца.
Как работают снаряды
- Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
- Химия и химическая технология
- Выбор редактора
- Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
- Откройте свой Мир!
- СВЕРШИЛОСЬ! В США самостоятельно СМОГЛИ ОБОГАТИТЬ УРАН
Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
В то же время самый тяжелый стабильный изотоп бария имеет массу лишь 138. Учитывая это обстоятельство, в своем сообщении Ган и Штрассман предположили, что в результате реакции деления тяжелых ядер наряду с легкими ядрами появляются также нейтроны. Экспериментально это впервые показал Фредерик Жолио-Кюри. Высвобождающиеся в ходе этой реакции нейтроны способны инициировать дальнейшие реакции распада тяжелых ядер, что при достаточном запасе «горючего» приводит к цепной реакции. Итак, что же происходит в уране? За счет медленных нейтронов идет цепная реакция деления лишь U-235, а с U-238 происходит следующее. При захвате им нейтрона образуется короткоживущий изотоп U-239, самопроизвольно излучающий электрон. 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.
Обратите внимание, что ядра, которые имеют количество нейтронов и количество протонов, равное одному из магических чисел, называются "дважды магическими" и оказываются особенно устойчивыми 42He, 168O и т. Имея 122 нейтрона, уран-214 довольно близко к магическому числу 126, поэтому он может представлять интерес для изучения ядерной стабильности. Магические изотопы необычайно стабильны, и наблюдение за их ближайшими соседями дает возможность исследовать влияние ядерной структуры на процессы радиоактивного распада. Учитывая периоды полураспада изотопов 214, 216 и 218 0,5 мс, 2,25 мс и 0,65 мс соответственно , их альфа-распад, по-видимому, происходит относительно легко по сравнению с другими изотопами урана.
Это означает, что взаимодействия между протонами и нейтронами в ядрах этих атомов, вероятно, более мощные, чем в других радиоактивных ядрах. Это связано с тем, что эти более сильные взаимодействия, вероятно, влияют на образование альфа-частиц в ядре, сложной квантовой проблеме с несколькими телами, детали которой до сих пор неизвестны. Исследования команды Чжана, возможно, позволят поднять завесу над процессом образования этих частиц.
Короче лучше посмотри видос про это, не помню как канал называется, че то там про химию.
Одни из них распадаются за микросекунды, а другие за миллионы лет. К сожалению, наука не знает почему распад вообще происходит.
Лежит какая-то кучка атомов соответствующего вещества и вдруг одно из массы ядер распадается. Чем это ядро отличается от соседних ядер? Очевидно, что без причины не может быть следствия, в данном случае распад ядра.
Ученые даже не могут сказать — внутренняя это или внешняя причина. Некоторые пытаются ответить на данный вопрос, но как-то нечетко и не до конца. Например, пост наука пишет: Почему происходит распад ядра?
Ядро атома состоит из нуклонов — нейтронов и положительно заряженных протонов. Существуют силы, которые связывают между собой нуклоны в ядре. Но его устойчивость зависит от того, сколько нуклонов оно содержит.
Если ядро слишком тяжелое, то есть перегружено протонами или нейтронами, то оно будет менее устойчивым. Вам стало понятно — почему ядро распалось? Мне — нет.
Если оно перегружено, то почему в одном случае оно распадается через доли секунды, в другом через часы, а в третьем через годы. Почему ядерные, которые удерживали нуклоны вместе, вдруг так ослабли, что ядро распалось? Точнее силы не ослабли, а превратились в противоположные и растолкнули фрагменты ядра.
В уране, с которым экспериментировал Резерфорд, все ядра с одинаковым числом нуклонов, но одно ядро распадается сейчас, это фиксирует счетчик, другое распадется завтра, а какое-то может распадется через тысячу или миллион лет. А потом распадаются не только слишком тяжелые ядра, но и легкие ядра. Как видите половина ядер водорода распалось за 12,3 года, а когда остальные распадутся известно одному Богу.
Получается, что устойчивость ядра не зависит прямо от его перегруженности. От чего же тогда зависит устойчивость атомного ядра? Естественно, что ответить на этот вопрос можно только в том случае, если нам известно устройство ядра.
Для этого надо знать не только состав ядра, элементы, из которых оно состоит, но и физическую сущность сил, которые удерживают эти элементы в совокупности, как целый объект ядро. Наука же знает только название силы — ядерная, но какая физическая сущность этой силы — это науке неизвестно.
Россия прибрала к рукам казахстанский уран… Или нет?
Известен так называемый «балканский синдром», когда люди, находившиеся в зоне поражения изотопом, чаще других заболевали лейкемией. Офицер югославской армии показывает место, где военные обнаружили стреляные пули с обедненным ураном в деревне Релина, примерно в 7 км от южного сербского города Прешево, 7 января 2001 года Фото: REUTERS Еще в 1999 году российские и югославские ученые подготовили доклады о возможных тяжелых последствиях применения снарядов, содержащих уран, а в директивах НАТО прямым текстом рекомендовалось «держаться подальше от танков, транспортных средств и зданий, поврежденных обычными или крылатыми ракетами с обедненным ураном». Считалось, что специалисты, занимающиеся исследованием разрушенных и поврежденных бронемашин, должны обязательно надевать «защитные маски и перчатки, чтобы урановая пыль не попала в организм». Применение на Украине снарядов с обедненным ураном угрожает загрязнением, которое может распространиться на большие территории из-за ветров и течений, способных вынести радиацию даже в Черное море, пояснил РИА Новости завкафедрой экспериментальной физики Крымского федерального университета им. Вернадского Сергей Полулях. А вокруг страны появятся залежи урановых сердечников с высокой степенью токсичности, будут заражены посевные площади. Главный маршрут поставок проходил через Польшу Судьба урановых боеприпасов, поставленных на Украину 11 мая Министерство обороны Великобритании подтвердило, что Украина получила 28 обещанных танков Challenger 2, а также до трех тысяч боеприпасов к ним, в том числе радиоактивных. При этом то, каким образом Киев применял такие снаряды, Лондон никак не отслеживал. По словам секретаря Совета безопасности РФ Николая Патрушева, рост радиоактивности уже зафиксировали в Польше: по данным люблинского университета имени Марии Складовской-Кюри, 15 мая датчики зафиксировали резкий скачок уровня загрязнения. Правда, польские СМИ, в частности, главная газета Rzeczpospolita, эту информацию не подтверждает.
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. 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.
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. Пользуясь этим методом мы почти не получаем мусора, и не загрязняем воздух. Но процесс неизбежно вызывает загрязнение подземных вод.
Возможные утечки рабочего раствора i. Серьезной задачей здесь становится защита источников водоснабжения. Опять в бутылку Одно из хвостохранилищ в Канаде Как мы понимаем, отходы нужно сложить в одно место.
Как вы это сделаете? Здесь два правильных варианта, можно выбрать любой. Добавлю к оксиду урана серную кислоту — оксид с ураном-235 растворится Переведу весь уран в газ и раскручу побыстрее Возьму мощный магнит: изотопы в магнитном поле движутся по-разному Измельчу металлический уран и подогрею на воздухе, а дальше разделю по цвету Увы, вы ошиблись...
Как применяют уран
- Продукты распада урана. Поражающее действие продуктов деления урана
- Ядерный реактор — принцип работы, устройство, схема
- Это самый тяжелый элемент, естественным образом возникший во Вселенной
- Ядерное топливо
Химический элемент уран: интересные факты
Период полураспада урана различен: так для U-234 он составляет «всего» 270 тысяч лет, а период полураспада урана-238 превышает 4,5 миллиарда. Новости Новости. Важные новости образования в России и в Москве — новшества в детских садах, школах и вузах. 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. Определите максимальную массу нептуния, которая может быть получена из данного образца урана.
Уровень активности и длительность периода полураспада
Опыт применения таких боеприпасов показывает, что наличие продуктов распада обедненного урана в воде, почве и атмосфере вызывает онкологические заболевания. Сербия, где войска НАТО применили 15 тонн снарядов с обедненным ураном, занимает первое место по количеству раковых заболеваний в Европе. Онкологические диагнозы за десять лет получили 30 тысяч граждан Сербии, передает Пятый канал. Сохрани номер URA. RU - сообщи новость первым! Подписка на URA. RU в Telegram - удобный способ быть в курсе важных новостей! Подписывайтесь и будьте в центре событий. Все главные новости России и мира - в одном письме: подписывайтесь на нашу рассылку!
После открытия Вольфгангом Рентгеном Х-лучей французский физик Антуан-Анри Беккерель заинтересовался свечением солей урана, которое возникает под действием солнечного света. Он хотел понять, нет ли и тут Х-лучей. Действительно, они присутствовали — соль засвечивала фотопластинку сквозь черную бумагу. В одном из опытов, однако, соль не стали освещать, а фотопластинка все равно потемнела. Когда же между солью и фотопластинкой положили металлический предмет, то под ним потемнение было меньше. Стало быть, новые лучи возникали отнюдь не из-за возбуждения урана светом и через металл частично не проходили.
Их и назвали поначалу «лучами Беккереля». Впоследствии было обнаружено, что это главным образом альфа-лучи с небольшой добавкой бета-лучей: дело в том, что основные изотопы урана при распаде выбрасывают альфа-частицу, а дочерние продукты испытывают и бета-распад. Насколько велика радиоактивность урана? У урана нет стабильных изотопов, все они радиоактивные. Самый долгоживущий — уран-238 с периодом полураспада 4,4 млрд. Следующим идет уран-235 — 0,7 млрд.
Оба они претерпевают альфа-распад и становятся соответствующими изотопами тория. Из- за его огромного периода полураспада радиоактивность этого элемента мала, а кроме того, альфа-частицы не способны преодолеть ороговевший слой кожи на поверхности человеческого тела. Рассказывают, что И. Курчатов после работы с ураном просто вытирал руки носовым платком и никакими болезнями, связанными с радиоактивностью, не страдал. Исследователи не раз обращались к статистике заболеваний рабочих урановых приисков и обрабатывающих комбинатов. Вот, например, недавняя статья канадских и американских специалистов, которые проанализировали данные о здоровье более 17 тысяч рабочих прииска Эльдорадо в канадской провинции Саскачеван за 1950—1999 годы «Environmental Research», 2014, 130, 43—50, doi:10.
Они исходили из того, что сильнее всего радиация действует на быстро размножающиеся клетки крови, приводя к соответствующим видам рака. Статистика же показала, что у рабочих прииска заболеваемость различными видами рака крови меньше, чем в среднем у канадцев. При этом основным источником радиации считается не сам по себе уран, а порождаемый им газообразный радон и продукты его распада, которые могут попасть в организм через легкие. Чем же вреден уран? Он, подобно другим тяжелым металлам, весьма ядовит, может вызывать почечную и печеночную недостаточность. С другой стороны, уран, будучи рассеянным элементом, неизбежно присутствует в воде, почве и, концентрируясь в пищевой цепочке, попадает в организм человека.
Разумно предположить, что в процессе эволюции живые существа научились обезвреживать уран в природных концентрациях. Но бывают и сильные отклонения. Исследователи же пытаются понять, не слишком ли строг норматив ВОЗ, изучая действие урана на животных. К удивлению авторов — статья так и называется: «Неожиданное отсутствие заметного влияния урана на физиологические системы... Животные прекрасно питались, прибавляли в весе как следует, на болезни не жаловались и от рака не умирали. Уран, как ему и положено, откладывался прежде всего в почках и костях и в стократно меньшем количестве — в печени, причем его накопление ожидаемо зависело от содержания в воде.
Однако ни к почечной недостаточности, ни даже к заметному появлению каких-либо молекулярных маркеров воспаления это не приводило. Авторы предложили начать пересмотр строгих нормативов ВОЗ. Однако есть один нюанс: воздействие на мозг. В мозгах крыс урана было меньше, чем в печени, но его содержание не зависело от количества в воде. Это означает, что уран явно вызывал окислительный стресс в мозгу и организм на него реагировал. Такой эффект — сильное действие урана на мозг при отсутствии его накопления в нем, кстати, равно как и в половых органах, — замечали и раньше.
Есть данные, что уран приводит и к нарушениям памяти у животных. Изменение поведения коррелировало с уровнем окисления липидов в мозгу. Получается, что крысы от урановой водички делались здоровыми, но глуповатыми. Эти данные нам еще пригодятся при анализе так называемого синдрома Персидского залива Gulf War Syndrome. Загрязняет ли уран места разработки сланцевого газа? Это зависит от того, сколько урана в содержащих газ породах и как он с ними связан.
Оказалось, что уран химически связан именно с источником углеводородов вспомним, что в родственных углистых сланцах самое высокое содержание урана. Опыты же показали, что используемый при разрыве пласта раствор прекрасно растворяет в себе уран. Радиационного риска это не несет, но уран — ядовитый элемент», — отмечает Трейси Бэнк в пресс-релизе университета от 25 октября 2010 года. Подробных статей о риске загрязнения окружающей среды ураном или торием при добыче сланцевого газа пока не подготовлено. Зачем нужен уран? Раньше его применяли в качестве пигмента для изготовления керамики и цветного стекла.
Теперь же уран — основа атомной энергетики и атомного оружия. При этом используется его уникальное свойство — способность ядра делиться. Что такое деление ядра? Распад ядра на два неравных больших куска. Именно из-за этого свойства при нуклеосинтезе за счет нейтронного облучения ядра тяжелее урана образуются с большим трудом. Суть явления состоит в следующем.
Если соотношение числа нейтронов и протонов в ядре не оптимально, оно становится нестабильным. Обычно такое ядро выбрасывает из себя либо альфа-частицу — два протона и два нейтрона, либо бета-частицу — позитрон, что сопровождается превращением одного из нейтронов в протон. В первом случае получается элемент таблицы Менделеева, отстоящий на две клетки назад, во втором — на одну клетку вперед.
Число их протонов находится в промежутке от 89 до 103. Все актиниды радиоактивны, но уран называют одним из четырех наиболее радиоактивных элементов, наряду с радием, полонием и торием. Кривая периода полураспада. Фото: Nandalal Sarkar По словам эксперта, команда еще не измерила период полураспада урана-241, но по теоретическим оценкам он составляет около 40 минут.
Нет, это свидетельства очевидцев страшного преступления американской военщины, совершенного в августе 1945 года над японским городом Нагасаки. В результате бомбардировки японских городов Хиросима и Нагасаки погибли около 100 тыс. Вот так впервые человек распорядился ядерной энергией. Открытие деления ядер урана А история эта началась еще в 30-х годы XX века. Немецкие ученые О. Ган и Ф. Штрассман в 1938 г. На фотографии треки осколков, образовавшихся при делении ядра урана в камере Вильсона. Механизм деления ядра урана Эмигранты из нацисткой Германии Л. Мейтнер и О. Фриш в 1939 г. Сумели объяснить механизм деления ядра урана на основе капельной модели ядра, предложенной Н. Ядро, поглотившее нейтрон, находится в возбужденном состоянии и подобно капле ртути при толчке начинает колебаться, изменяя свою форму. Когда энергия возбуждения станет больше энергии связи, то за счет кулоновских сил ядро разорвется на две части, которые разлетятся в противоположные стороны.
Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция
"Одно из крупнейших месторождений урана в мире перешло под контроль "Росатома", "Путин стал хозяином казахстанского урана", "сделка с Россией привела к конфликту между руководством "Казатомпрома" и властями, в результате которого несогласный. Например, уран-238, распадаясь, сначала превращается в торий-234, который, в свою очередь, также распадается. Конечными (стабильными) нуклидами для естественных цепочек распада урана являются изотопы свинца. 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. Уран-235 распадается, вследствие чего выделяется большое количество тепловой энергии.
Распадается за 40 минут: открыт новый изотоп урана
Лента новостей. В рамках этих определений "обеднённый уран" мог являться только "хвостом" процесса разделения изотопов урана на обогатительном производстве. Они вступают в реакцию с другими атомами урана, в результате чего нейтронов становится больше. В атомном реакторе распадается элемент уран-235, что сопровождается колоссальным выделением тепла. Ура́н-235 (англ. uranium-235), историческое название актиноура́н — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 235.
Откройте свой Мир!
Именно осознание такого положения дел на урановом рынке вызвало в сентябре резкое повышение цен на природный уран. Разбираемся, к чему это может привести. Давний дефицит Добываемого урана недостаточно для покрытия потребностей мирового парка АЭС уже более 30 лет — с конца 1980-х. Главной причиной сокращения производства стал распад СССР, который со второй половины 1960-х годов был крупнейшим производителем урана в мире. В 2010-х годах объемы производства и потребления сблизились. Так, по данным WNA см. Наивысшее значение было достигнуто в 2015 году.
По-видимому, в условиях падения спроса из-за аварии на Фукусиме производители в Казахстане и Канаде стремились сохранить объем доходов за счет увеличения предложения. Затем тактика изменилась, и некоторые производители сократили производство. Радикальнее всего производство упало в Канаде — с 13,1 тыс. В Казахстане производство снизилось с примерно 24,7 тыс. Справедливости ради следует отметить, что на объемы производства влияли не только рыночные факторы, но и обязательства перед государством сокращение объемов производства в Казахстане рассчитывалось от обязательств в контрактах на недропользования , истощения рудников месторождения компании Cominak в Нигере и австралийский Ranger , необходимость или желание наращивать производство Хусаб в Намибии и Four Mile в Австралии и проч. В 2021 году на фоне общемирового послековидного восстановления экономики, а особенно — роста цен на основные сырьевые товары, объемы производства урана и цены на него снова начали расти.
Объемы производства во всем мире с небольшим отставанием тоже выросли 47,73 тыс. Всплеск цен на уран произошел в марте 2022 года на фоне опасений, связанных с санкциями против России, однако быстро стало понятно, что ситуация непростая, но рабочая. О проблемах с логистикой в 2022 году заявила канадская Cameco, которой правила страны не позволяли вывозить уран из российских портов. Компания стала вывозить уран из Казахстана там она совладелец и оператор рудника Инкай через Транскаспйский транспортный маршрут. Правда, с большими задержками — уран, который должен был прибыть в Канаду в первом полугодии, добрался до нее только в декабре. Отметим, что именно во втором квартале 2023 года были приняты решения и прозвучали заявления об отказе от поставок продукции ЯТЦ из России и усиливающие размежевание рынков.
Так, в апреле пять стран договорились о сотрудничестве, нацеленном на снижение зависимости от российского ядерного топлива, Конгресс США разрабатывал двухпартийные законопроекты о запрете импорта российского урана и создании внутренней программы ядерного топливного цикла.
Ключевые слова: радиоактивность, химический элемент, явления радиоактивности, атомная энергетика, радиоактивный распад, изотопы урана, обогащённый уран, обеднённый уран Keywords: radioactivity, chemical element, radioactivity phenomena, nuclear power engineering, radioactive decay, uranium isotopes, enriched uranium, depleted uranium Эффект воздействия радиации на организмы в настоящее время общеизвестен. Однако почти все исследования характеризуют воздействие на организмы искусственных радиоактивных изотопов 14С, 32Р, 35S, 54Mn, 59Fe, 60Co, 89Sr, 90Sr, 65Zn, 90Y, 91Y, 95Zr, 95Nb, 106Ru, 137Сs, 144Сe, 185W, 110Ag , поступающих в биосферу в связи с быстро расширяющимся использованием атомной энергии во многих странах [1,2,3,4]. Значительно меньше наблюдений имеется о действии на организм человека естественных радиоактивных веществ и прежде всего урана и продуктов его деления, как в экспериментальных условиях, так и особенно в природной среде обитания.
Уран - химический элемент с атомным номером 92, серебристо-белый глянцеватый металл, периодической системе Менделеева обозначается символом U Рис. В чистом виде он немного мягче стали, ковкий, гибкий, содержится в земной коре литосфере и в морской воде и в чистом виде практически не встречается. Все эти изотопы урана радиоактивны. Рисунок 1.
Уран - тяжёлый, серебристо-белый глянцеватый металл Обогащённый уран - это уран, который получают при помощи технологического процесса увеличения доли изотопа 235U в уране. В результате природный уран разделяют на обогащённый уран и обеднённый. После извлечения 235U и 234U из природного урана оставшийся материал уран-238 носит название «обеднённый уран», так как он обеднён 235-м изотопом. Обеднённый уран в два раза менее радиоактивен, чем природный, в основном за счёт удаления из него 234U.
Из-за того, что основное использование урана - производство энергии, обеднённый уран - малополезный продукт с низкой экономической ценностью. Важнейшее свойство урана состоит в том, что ядра некоторых его изотопов способны к делению при захвате нейтронов. В ядерной энергетике используют только обогащённый уран. Наибольшее применение имеет изотоп урана 235U, в котором возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция.
Поэтому этот изотоп используют, как топливо в ядерных реакторах и в ядерном оружии. Выделение изотопа 235U из природного урана - сложная технология, осуществлять которую под силу не многим странам. Обогащение урана позволяет производить атомное ядерное оружие - однофазные или одноступенчатые взрывные устройства, в которых основной выход энергии происходит от ядерной реакции деления тяжёлых ядер с образованием более лёгких элементов. Уран-233, искусственно получаемый в реакторах из тория торий-232 захватывает нейтрон и превращается в торий-233, который распадается в протактиний-233 и затем в уран-233 , может в будущем стать распространённым ядерным топливом для атомных электростанций уже сейчас существуют реакторы, использующие этот нуклид в качестве топлива, например KAMINI в Индии.
Воздействие урана на организм человека выявляется в его токсичности соединений.
Сумели объяснить механизм деления ядра урана на основе капельной модели ядра, предложенной Н. Ядро, поглотившее нейтрон, находится в возбужденном состоянии и подобно капле ртути при толчке начинает колебаться, изменяя свою форму. Когда энергия возбуждения станет больше энергии связи, то за счет кулоновских сил ядро разорвется на две части, которые разлетятся в противоположные стороны. Кинетическая энергия новых ядер обусловлена кулоновскими силами. Если суммарная энергия связи ядер-осколков меньше, чем энергия связи ядра урана, то реакция сопровождается выделением огромной энергии в виде кинетической энергии осколков, энергии гамма-квантов и энергии вторичных нейтронов. Обнаружено, что при бомбардировке нейтронами урана-235 образуется 80 различных ядер. Цепная реакция деления урана В январе 1939 года Ферми высказал мысль, что при делении урана-235 следует ожидать испускания быстрых нейтронов и что, если число вылетевших нейтронов будет больше, чем число поглощенных, путь к цепной реакции будет открыт. Поставленный эксперимент подтвердил наличие быстрых нейтронов. Вынужденное деление ядер урана нейтронами сопровождается вылетом нескольких нейтронов, которые, взаимодействуя с соседними ядрами урана, вызывают их деление.
Цепная ядерная реакция — самоподдерживающая реакция деления тяжелых ядер, в которой непрерывно воспроизводятся нейтроны, делящие все новые и новые ядра. С целью уменьшения вылета нейтронов с куска урана увеличивают массу урана. Минимальное значение массы урана, при котором возможна цепная реакция, называется критической массой. В зависимости от устройства установок и типа горючего критическая масса изменяется от 200 г прт наличии отражателя нейтронов до 50 кг. Образование плутония Плутоний Pu — серебристо-белый радиоактивный металл группы актиноидов, теплый на ощупь из-за своей радиоактивности.
Все главные новости России и мира - в одном письме: подписывайтесь на нашу рассылку!
Подписаться На почту выслано письмо с ссылкой. Перейдите по ней, чтобы завершить процедуру подписки. Закрыть Боеприпасы с сердечниками из обедненного урана летят на расстояние до двух километров и пробивают броню в 522 миллиметра. Обедненный уран — это побочный продукт обогащения природного урана для производства ядерного топлива, говорится в материале на сайте Евросоюза. Высокая плотность металла позволяет боеприпасам с сердечниками из обедненного урана пробивать броню до 522 миллиметров с расстояния до двух километров. Несмотря на то, что обедненный уран — это ядерный компонент, ядерной реакции при применении таких боеприпасов не происходит, передает «Газета.
Классические последствия применения ядерного оружия после обстрелов такими снарядами не наступят.
СВЕРШИЛОСЬ! В США самостоятельно СМОГЛИ ОБОГАТИТЬ УРАН
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.
Тот заявил, что при бомбардировке нейтронами атом состоит из ядра и оболочки из отрицательно заряженных электронов; ядро, в свою очередь, состоит из положительно заряженных протонов, количество которых и определяет тип вещества, и нейтронов, необходимых для придания ядру стабильности ядер урана они могут превращаться в два ядра бария, чья масса примерно вдвое меньше.
Теперь же уран — основа атомной энергетики и атомного оружия. При этом используется его уникальное свойство — способность ядра делиться. Что такое деление ядра? Распад ядра на два неравных больших куска. Именно из-за этого свойства при нуклеосинтезе за счет нейтронного облучения ядра тяжелее урана образуются с большим трудом. Суть явления состоит в следующем. Если соотношение числа нейтронов и протонов в ядре не оптимально, оно становится нестабильным.
Обычно такое ядро выбрасывает из себя либо альфа-частицу — два протона и два нейтрона, либо бета-частицу — позитрон, что сопровождается превращением одного из нейтронов в протон. В первом случае получается элемент таблицы Менделеева, отстоящий на две клетки назад, во втором — на одну клетку вперед. Однако ядро урана помимо излучения альфа- и бета-частиц способно делиться — распадаться на ядра двух элементов середины таблицы Менделеева, например бария и криптона, что и делает, получив новый нейтрон. Это явление обнаружили вскоре после открытия радиоактивности, когда физики подвергали новооткрытому излучению все, что придется. Вот как пишет об этом участник событий Отто Фриш «Успехи физических наук», 1968, 96, 4. После открытия бериллиевых лучей — нейтронов — Энрико Ферми облучал ими, в частности, уран, чтобы вызвать бета-распад, — он надеялся за его счет получить следующий, 93-й элемент, ныне названный нептунием. Он-то и обнаружил у облученного урана новый тип радиоактивности, который связал с появлением трансурановых элементов. При этом замедление нейтронов, для чего бериллиевый источник покрывали слоем парафина, увеличивало такую наведенную радиоактивность.
Американский радиохимик Аристид фон Гроссе предположил, что одним из этих элементов был протактиний, но ошибся. Зато Отто Ган, работавший тогда в Венском университете и считавший открытый в 1917 году протактиний своим детищем, решил, что обязан узнать, какие элементы при этом получаются. Вместе с Лизой Мейтнер в начале 1938 года Ган предположил на основании результатов опытов, что образуются целые цепочки из радиоактивных элементов, возникающих из-за многократных бета-распадов поглотивших нейтрон ядер урана-238 и его дочерних элементов. Вскоре Лиза Мейтнер была вынуждена бежать в Швецию, опасаясь возможных репрессий со стороны фашистов после аншлюса Австрии. Ган же, продолжив опыты с Фрицем Штрассманом, обнаружил, что среди продуктов был еще и барий, элемент с номером 56, который никоим образом из урана получиться не мог: все цепочки альфа-распадов урана заканчиваются гораздо более тяжелым свинцом. Исследователи были настолько удивлены полученным результатом, что публиковать его не стали, только писали письма друзьям, в частности Лизе Мейтнер в Гётеборг. Там на Рождество 1938 года ее посетил племянник, Отто Фриш, и, гуляя в окрестностях зимнего города — он на лыжах, тетя пешком, — они обсудили возможности появления бария при облучении урана вследствие деления ядра подробнее о Лизе Мейтнер см. Бор, хлопнув себя по лбу, сказал: «О, какие мы были дураки!
Мы должны были заметить это раньше». В январе 1939 года вышла статья Фриша и Мейтнер о делении ядер урана под действием нейтронов. К тому времени Отто Фриш уже поставил контрольный опыт, равно как и многие американские группы, получившие сообщение от Бора. Рассказывают, что физики стали расходиться по своим лабораториям прямо во время его доклада 26 января 1939 года в Вашингтоне на ежегодной конференции по теоретической физике, когда ухватили суть идеи. После открытия деления Ган и Штрассман пересмотрели свои опыты и нашли, так же, как и их коллеги, что радиоактивность облученного урана связана не с трансуранами, а с распадом образовавшихся при делении радиоактивных элементов из середины таблицы Менделеева. Фото: ОАО Росатом, www. Вскоре после того, как была экспериментально доказана возможность деления ядер урана и тория а других делящихся элементов на Земле в сколько-нибудь значимом количестве нет , работавшие в Принстоне Нильс Бор и Джон Уиллер, а также независимо от них советский физик-теоретик Я. Френкель и немцы Зигфрид Флюгге и Готфрид фон Дросте создали теорию деления ядра.
Из нее следовали два механизма. Один — связанный с пороговым поглощением быстрых нейтронов. Согласно ему, для инициации деления нейтрон должен обладать довольно большой энергией, более 1 МэВ для ядер основных изотопов — урана-238 и тория-232. При меньшей энергии поглощение нейтрона ураном-238 имеет резонансный характер. Так, нейтрон с энергией 25 эВ имеет в тысячи раз большую площадь сечения захвата, чем с другими энергиями. При этом никакого деления не будет: уран-238 станет ураном-239, который с периодом полураспада 23,54 минуты превратится в нептуний-239, тот, с периодом полураспада 2,33 дня, — в долгоживущий плутоний-239. Торий-232 станет ураном-233. Второй механизм — беспороговое поглощение нейтрона, ему следует третий более-менее распространенный делящийся изотоп — уран-235 а равно и отсутствующие в природе плутоний-239 и уран-233 : поглотив любой нейтрон, даже медленный, так называемый тепловой, с энергией как у молекул, участвующих в тепловом движении, — 0,025 эВ, такое ядро разделится.
И это очень хорошо: у тепловых нейтронов площадь сечения захвата в четыре раза выше, чем у быстрых, мегаэлектронвольтных. В этом значимость урана-235 для всей последующей истории атомной энергетики: именно он обеспечивает размножение нейтронов в природном уране. После попадания нейтрона ядро урана-235 становится нестабильным и быстро делится на две неравные части. Попутно вылетает несколько в среднем 2,75 новых нейтронов. Если они попадут в ядра того же урана, то вызовут размножение нейтронов в геометрической прогрессии — пойдет цепная реакция, что приведет к взрыву из-за быстрого выделения огромного количества тепла. Ни уран-238, ни торий-232 так работать не могут: ведь при делении вылетают нейтроны со средней энергией 1—3 МэВ, то есть при наличии энергетического порога в 1 МэВ значительная часть нейтронов заведомо не сможет вызвать реакцию, и размножения не будет. А значит, про эти изотопы следует забыть и придется замедлять нейтроны до тепловой энергии, чтобы они максимально эффективно взаимодействовали с ядрами урана-235. А действуя замедлителем, можно поддерживать размножение нейтронов на постоянном уровне и взрыва не допустить — управлять цепной реакцией.
Расчет, проведенный Я. Зельдовичем и Ю. Харитоном в том же судьбоносном 1939 году, показал, что для этого нужно применить замедлитель нейтронов в виде тяжелой воды или графита и обогатить ураном-235 природный уран по меньшей мере в 1,83 раза. Смоленская АЭС. В 1940 году Г. Флеров и К. Петржак обнаружили, что деление урана может происходить спонтанно, без всякого внешнего воздействия, правда, период полураспада гораздо больше, чем при обычном альфа-распаде. Поскольку при таком делении тоже получаются нейтроны, если не дать им улететь из зоны реакции, они-то и послужат инициаторами цепной реакции.
Именно это явление используют при создании атомных реакторов. Зачем нужна атомная энергетика?
Такие сборки используются в реакторах типа ВВЭР. Для чего? В качестве теплоносителя Для внутренней оболочки реакторного зала Для замедления нейтронов Для изоляции ядерного топлива при расплавлении реактора Увы, вы ошиблись...
С помощью реактора политехнический университет разрабатывает и производит радиофармпрепараты — лекарственные средства, содержащие радиоизотопы. Их применяют при диагностике и лечении онкологических заболеваний. При диагностике радиоактивная метка «прикрепляется» к реагенту и накапливается в определенном органе. Далее по количественному накоплению, скорости накопления и выведения выявляют работоспособность органа. Так, на базе реактора ученые получают диагностический изотоп технеций-99м.
Это один из самых популярных радиоактивных изотопов в медицинской диагностике. Для получения технеция специалисты облучают оксид молибдена. После этого радиоактивный порошок растворяется в колоннах, где формируется водная фаза радиоактивного препарата молибден. В течение 66 часов он распадается на технеций. В дальнейшем технеций растворяют в физрастворе.
Готовый препарат фасуют по флаконам и отвозят в медучреждения. А несколько лет назад ТПУ начал выпуск «чистых» изотопов лютеция лютеций-177 для лечения рака. Преимущество лютеция-177 в том, что лечит он локально — убивает только патологические участки в организме, то есть раковые клетки. Также разработаны оригинальные технологии получения иридия-192, вольфрама-188, рения-188, итрия-90. Лаборатория включает в себя комплекс ядерного легирования кремния.
Сам по себе кремний является диэлектриком. Но под воздействием потока нейтронов внутри слитков чистого кремния появляются равномерные вкрапления атомов фосфора. Это делает кремний хорошим полупроводником одновременно с высоким сопротивлением. По информации Томского политеха, вуз сейчас легирует кремний для всех российских производителей полупроводниковой продукции, а также для ряда зарубежных заказчиков. Еще одно приложение изотопного конструирования на реакторе — окраска драгоценных и полудрагоценных камней, например, топазов.
В природе они встречаются разных цветов, но ценится больше всего небесно-голубой. В природе найти такие топазы сейчас сложно, поэтому нужного цвета добиваются при помощи облучения быстрыми нейтронами. После облучения камни становятся радиоактивными, и чтобы они стали безопасными, их отправляют в хранилище радиоактивных образцов для выдержки. Она может продлиться до года.