такие жуткие последствия ждут население после применения снарядов с обедненным ураном, которые Британия собирается поставить украинской армии. 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. •. Когда атом урана-238 распадается, из него вылетает альфа-частица. При этом наблюдается то же самое, что при выстреле пушки — отдача. Родившийся атом урана-234 создает, по терминологии ученых, область разупорядочения, кристаллическая решетка здесь разрушается. Снаряды с обедненным ураном имеют продолженное воздействие, если такие бомбы бросить на территорию Украины, они будут иметь продолженное воздействие 4-5 млрд лет, таков период его распада, это значит, что обедненный уран, который будет применен на Украине. Уран-235 распадается, вследствие чего выделяется большое количество тепловой энергии.
Смотрите также
- Telegram: Contact @ruspanorama
- Ученые впервые с 1979 года открыли новый «богатый нейтронами» изотоп урана
- Чем опасны боеприпасы с обедненным ураном? Генерал Игорь Кириллов ответил на шесть главных вопросов
- Уровень активности и длительность периода полураспада
- США испугались из-за поставок российского урана в Китай — 02.03.2023 — В мире на РЕН ТВ
Россия прибрала к рукам казахстанский уран… Или нет?
Команда ученых из Китайской академии наук смогла получить самый легкий на сегодня вариант радиоактивного металла всего со 122 нейтронами, уран-214. Для этого они бомбардировали образец вольфрама пучком частиц аргона и кальция до тех пор, пока они не слились в нужный элемент. 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.
Основным способом добычи урана с 2010 г. С целью гарантированного долгосрочного сырьевого обеспечения отраслевых потребностей в уране «Росатом» приобрёл канадскую компанию Uranium One и консолидировал на её основе высокоэффективные урановые активы в Казахстане и других странах. За последние 8 лет производство Uranium One выросло почти в 5 раз, что позволило выйти на четвёртое место в мире среди урановых компаний. Также в 2012 году появилялась информация о возможном слиянии урановых подразделений BHP Billiton и Rio Tinto и доведения совместной добычи до 8000 тонн в год. Уран из вторичных источников Вторичными источниками традиционно считаются — запасы из ядерного оружия, от переработки отработанного топлива и повторного обогащения хвостов остатков от первоначального обогащения. Повторное обогащение отвалов, критично взаимно и неотъемлемо для использования оружейного урана в мирных целях.
Все имеющиеся на их территории боеголовки они обязались ликвидировать или передать России.
Поражающее действие продуктов деления урана при взрыве атомных бомб обусловливается как за счет внешнего облучения от осевшей на поверхности одежды и тела радиоактивной пыли, так и за счет попадания радиоактивных веществ внутрь организма через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. Доза внешнего облучения, полученная командой японского бота за первые 24 ч, составила половину всей дозы, полученной за 13 сут пребывания в зоне выпадения радиоактивных осадков. Что касается инкорпорированных радиоактивных веществ, то следует отметить, что из 23 изотопов, обнаруженных при анализе пепла, взятого с борта бота через 13 сут после взрыва бомбы, в организме рыбака, погибшего на 207-й. В настоящее время накоплено уже достаточно фактических данных, свидетельствующих о глобальном загрязнении атмосферы , земли и воды продуктами деления урана, образующихся при экспериментальных взрывах атомной и водородной бомб, а также от промышленных выбросов.
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. 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.
ВОЗДЕЙСТВИЕ УРАНА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Образующееся в результате альфа-распада урана-238 ядро тория также нестабильно и испытывает бета-распад. Полу распад урана-238 происходит на протяжении 4,4 млрд лет. Компания стала вывозить уран из Казахстана (там она совладелец и оператор рудника Инкай) через Транскаспйский транспортный маршрут. Определите максимальную массу нептуния, которая может быть получена из данного образца урана.
Опасная работа: как добывают уран
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. Также оказалось, что химически идентичные атомы радиоактивных материалов могут распадаться с разной скоростью и иметь разную массу ядра — такие модификации химических элементов назвали изотопами. Периодическая система химических элементов С такими данными на руках нетрудно было понять, что все химические вещества в действительности имеют одну природу, а ядра их атомов состоят из одинаковых компонентов. Физики 1930-х годов пришли к выводу, что ядро любого атома напоминает жидкую каплю, состоящую из определенного количества протонов и нейтронов.
Подобно жидкости, эта капля может дробиться и сливаться, отчего химические элементы и переходят один в другой. Так, если отщепить от радия два протона, получится радон, а два протона — это ядро атома гелия. Химические свойства атома зависят от числа протонов в ядре, а существование изотопов объясняется разным количеством нейтронов. В 1920—1930-х годах физики открыли множество трансмутаций, причем не только с металлами.
Например, азот в ходе эксперимента удалось превратить в кислород. Но если ядро похоже на жидкую каплю и может дробиться и сливаться, то с чем был связан шок от новости о делении урана? Новый источник энергии Все опыты указывали на один и тот же факт — ядро атома чрезвычайно прочное, и силы, которые удерживают его компоненты вместе, невероятно велики их так и назвали — сильным взаимодействием. Считалось, что отколоть от ядра что-то большее, чем альфа-частицу, невозможно, и потому химические элементы могут преобразовываться лишь в соседние по таблице Менделеева.
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. И как на применение оружия с ядерным компонентом ответит Россия Последствия применения обедненного урана Металл повышает число онкологических и редких заболеваний как среди жителей пострадавших поселений, так и среди военнослужащих.
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.
Приведены основные характеристики дозообразующих радионуклидов. Основной упор сделан на изложение потенциальной опасности радионуклидов. В целях безопасности применения рассмотрены радиотоксические и радиобиологические эффекты воздействия радиоизотопов на организм и окружающую среду. Изложенное даёт возможность более осознанно относиться к радиационной опасности дозообразующих радионуклидов. Изотопы тория Торий — Th - thorium , химический элемент III группы периодической системы элементов, металл, относится к актиноидам, атомный номер 90, атомная масса 232,0381. Торий радиоактивен, стабильных изотопов не имеет, наиболее долгоживущие изотопы 230Th период полураспада 7,5 104 лет и 232Th период полураспада 1,4 1010 лет. Впервые торий выделен И.
Берцелиусом в 1828 г. Чистый препарат тория был получен лишь в 1882 г. Со временем были обнаружены достаточно многочисленные продукты алхимических превращений тория. Резерфорд изучил их и установил генетические связи. На основе этих исследований им был сформулирован закон радиоактивных превращений, а в мае 1903 г. Торий оказался родоначальником довольно большого семейства рис. Радиоактивное семейство 232Th Большинство изотопов ториевого ряда «живет» всего дни, часы, минуты, секунды, а иногда миллисекунды. Конечный продукт распада тория-232 — свинец, как и у урана. Но «урановый» свинец и «ториевый» свинец не совсем одно и то же.
Торий в конце концов превращается в свинец-208, а уран-238 — в свинец-206. Постоянство скорости распада и совместное присутствие в минералах материнских и дочерних изотопов в определенном радиоактивном равновесии позволили еще в 1904 г. Первым эту идею высказал один из светлейших умов своего времени — Пьер Кюри. Вторым широко распространенным ЕРН после урана является торий-232 232Th , находящийся в природе в состоянии равновесия со своими многочисленными, как правило, короткоживущими дочерними продуктами радиоактивного распада ДПР. Склодовская-Кюри еще в 1898 г.
Действительно, частицы аэрозоля - крупные и через маску проходить не будут. Это на первый период после разрыва. Хуже, когда речь о попадании в продукты питания и питьевую воду. Вот здесь проконтролировать без дозиметра не получится", - поясняет Работягов. Если уран попал в природные источники и накапливается в пищевой цепочке - никаким образом извлечь его нельзя, только установить его наличие, говорит эксперт. Порог обнаружения у него гораздо выше порога токсичности, то есть если вы выпили такую воду, то уже превысили свою дозу неоднократно. Никаких явных проявлений не будет, но могут быть очень серьезные последствия. Например, в странах, где США применяли урановые сердечники, очень повысилось число случаев рака молочной железы". 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.
Распад урана и свет во тьме: за кулисами ядерного реактора
"Исследования, затрагивающие воздействие обеднённого урана на ветеранов войны в Ираке, не обнаружили каких-либо проблем со здоровьем у оных. Взглянем на продукты распада урана. 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. Период полураспада урана различен: так для U-234 он составляет «всего» 270 тысяч лет, а период полураспада урана-238 превышает 4,5 миллиарда. ERID: 2VtzqugvU83 Скопировано О рекламодателе Пожаловаться. Распад килограмма урана-235, самого распространенного топлива в энергетических реакторах, в среднем приносит 83 тераджоуля энергии. Это во впечатляющие полтора миллиона раз больше, чем можно.
Распадается за 40 минут: открыт новый изотоп урана
Они вступают в реакцию с другими атомами урана, в результате чего нейтронов становится больше. 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. Они вступают в реакцию с другими атомами урана, в результате чего нейтронов становится больше. Уран будет распадаться не миллиард, а более 15 миллиардов лет, у него период полураспада 4,5 миллиардов лет. Как происходит распад урана? Уран – радиоактивный элемент, который распадается медленно в соответствии с его полувременем. Схема распада ra226. Формула основного закона радиоактивного распада. Радиоактивные превращения закон радиоактивного распада.
Как устроены и чем опасны снаряды с обедненным ураном
Например, в США основное препятствие для утилизации — опасения в неэффективности затрат и вероятности распространения ядерного оружия. Истоки последнего восходят к решению президента Джимми Картера 1977 года, который запретил перерабатывать ядерное топливо — вместо этого его захоранивают глубоко под землей. Франция, Великобритания и Япония в числе других стран пошли противоположным путем — правительства этих стран воспринимают отработанное ядерное топливо как ценный актив, а не просто отходы, требующие утилизации. Какое отработанное топливо подлежит переработке? Существующие на данный момент 440 ядерных энергетических реакторов, работающих по всему миру, производят примерно 10 500 т отработанного топлива в год. Как и оставшийся уран, плутоний подлежит переработке. В тепловом реакторе нейтроны, которые формируются довольно быстро, замедляются за счет взаимодействия с соседними атомами с низким атомным весом, такими как водород в воде, которая протекает через активную зону реактора. Все, кроме двух из 440 действующих коммерческих ядерных реакторов, являются тепловыми, и большинство из них используют воду как для замедления нейтронов, так и для передачи тепла, которое возникает в процессе распада, в электрические генераторы. Большинство этих тепловых систем — то, что инженеры называют легководными реакторами. В атомных реакторах используются два изотопа урана — менее распространенный уран-235 и более распространенный уран-238.
Обычные реакторы в основном расщепляют уран-235 для выработки энергии, а уран-238 в чистом виде часто считается бесполезным. Так, когда в стандартном реакторе заканчивается уран-235 — это происходит примерно через три года после начала использования, — его дозаправляют, даже если в нем еще много урана 238. Только около одной десятой добытой урановой руды превращается в топливо в процессе обогащения во время которого концентрация урана-235 значительно увеличивается , поэтому для выработки электроэнергии используется менее одной сотой от общего энергосодержания материала. Этот компонент является лишь слегка радиоактивным по сравнению с другими продуктами распада — цезием-137 и стронцием-90 и, будучи отделен от продуктов деления и остальной части материала в отработанном топливе, может быть легко сохранен для будущего использования на слабо защищенных объектах. 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 уран-235, является делящимся и может поддерживать цепную реакцию. Он и подлежит переработке. Как перерабатывается ядерное топливо? Ядерное топливо представляет собой герметичный контейнер из сплавов циркония или стали, в который помещены таблетки с ураном.
Когда топливо переходит в разряд отработанного, его извлекают из реактора и путем химического разделения сортируют на бесполезные элементы и вещества, которые можно использовать повторно.
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. А для животных там практически заповедник».
Арутюнян также отметил, что влияние радиации на флору и фауну в целом оказалось в 100 раз меньшим, чем на людей. Пострадали только те животные и растения, которые получили сверхбольшую дозу радиации в короткие сроки. Например, в 1988 году в Белоруссии был создан Полесский государственный радиационно-экологический заповедник, который включил в себя территории трех районов Гомельской области, вошедших в зону отчуждения. Непосредственной целью создания заповедника было изучение влияния радиации на живые организмы. Однако на территории заповедника удалось воссоздать редкие виды животных, в частности, зубра. В настоящий момент на территории заповедника свыше 40 видов редких и исчезающих животных.
Площадь заповедника превышает 2 тысячи квадратных километров. В «рыжем лесу» встречаются медведи, рыси, дикие кабаны, лошади Пржевальского. Как отмечает BBC , в 2014 году ученые разместили на зараженных территориях 42 видеокамеры, которые реагируют на движение. Согласно наблюдениям ученых, некоторые отклонения в здоровье животных наблюдаются: среди птиц чаще встречаются альбиносы, срок жизни животных несколько уменьшился, грызуны дают меньшее потомство. Однако глобально высокий радиационный фон не оказывает губительного влияния на флору и фауну. Однако, в ряде районов Украины пробы коровьего молока выдавали превышение нормы цезия-137 в 3,5 раза.
При хронической интоксикации возможны нарушения кроветворения и нервной системы [9, 20, 23, 24, 26]. Приведены основные характеристики дозообразующих радионуклидов. Основной упор сделан на изложение потенциальной опасности радионуклидов. В целях безопасности применения рассмотрены радиотоксические и радиобиологические эффекты воздействия радиоизотопов на организм и окружающую среду. Изложенное даёт возможность более осознанно относиться к радиационной опасности дозообразующих радионуклидов. Изотопы тория Торий — Th - thorium , химический элемент III группы периодической системы элементов, металл, относится к актиноидам, атомный номер 90, атомная масса 232,0381. Торий радиоактивен, стабильных изотопов не имеет, наиболее долгоживущие изотопы 230Th период полураспада 7,5 104 лет и 232Th период полураспада 1,4 1010 лет. Впервые торий выделен И. Берцелиусом в 1828 г. Чистый препарат тория был получен лишь в 1882 г.
Со временем были обнаружены достаточно многочисленные продукты алхимических превращений тория. Резерфорд изучил их и установил генетические связи. На основе этих исследований им был сформулирован закон радиоактивных превращений, а в мае 1903 г. Торий оказался родоначальником довольно большого семейства рис. Радиоактивное семейство 232Th Большинство изотопов ториевого ряда «живет» всего дни, часы, минуты, секунды, а иногда миллисекунды. Конечный продукт распада тория-232 — свинец, как и у урана. Но «урановый» свинец и «ториевый» свинец не совсем одно и то же. Торий в конце концов превращается в свинец-208, а уран-238 — в свинец-206. Постоянство скорости распада и совместное присутствие в минералах материнских и дочерних изотопов в определенном радиоактивном равновесии позволили еще в 1904 г. Первым эту идею высказал один из светлейших умов своего времени — Пьер Кюри.
Вторым широко распространенным ЕРН после урана является торий-232 232Th , находящийся в природе в состоянии равновесия со своими многочисленными, как правило, короткоживущими дочерними продуктами радиоактивного распада ДПР.
Поэтому вызвало дикий диссонанс сравнение "обеднённого урана" кем-то из МИДовцев с "грязной бомбой". Ларчик открывается просто.
В ТГ-канал Атоминфо коллеги скинули часть изотопного состава проб, взятых из урановых сердечников боеголовок, которыми обстреливали СФРЮ. Грубо говоря, уран-236 отсутствует в природном уране, не может появиться при разделении изотопов обогащении и является характерным признаком нейтронного облучения образца поглощение нейтрона. Думаю, если посмотреть эту таблицу полностью, то по соотношению изотопов не только урана, но и иных следовых количеств можно достаточно просто сказать, из какого реактора, когда достали этот образец и т.
А надо это или нет, пусть определяют люди в погонах. ИМХО, таким образом американские генералы избавились от головной боли в виде урана, полученного на выходе из оружейной плутониевой программы.
Новый изотоп урана может сделать ядерную энергетику экологичной
Такие взаимодействия приводят к многонуклонному переносу, при котором изотопы меняют местами нейтроны и протоны. В результате столкновения образовалось большое количество фрагментов, в том числе 19 тяжелых изотопов, содержащих от 143 до 150 нейтронов. Каждый из них был измерен с помощью времяпролетной масс-спектрометрии, которая включает определение массы движущегося иона путем отслеживания времени, затраченного на прохождение заданного расстояния.
VK OK Особое место среди ядерных реакций занимают цепные реакции деления некоторых тяжелых элементов. Так, например, вынужденное деление ядер урана нейтронами сопровождается вылетом нескольких нейтронов, которые, взаимодействуя с соседними ядрами урана, вызывают их деление. Так как суммарная энергия связи ядер-осколков меньше, чем энергия связи урана, то цепная реакция сопровождается выделением огромной энергии в виде кинетической энергии осколков, энергии гамма-квантов и энергии вторичных электронов. Для осуществления управляемой цепной реакции используют ядерный реактор, который является источником энергии на АЭС и морском флоте. Тишина, наступившая вслед за грохотом, ни с чем не сравнимой, дотоле неслыханной силы, нарушается треском разгорающегося огня. Под обломками рухнувшего дома лежат оглушенные люди, в пламени гибнут женщины, гибнут в огненном кольце очнувшиеся и пытающиеся спастись люди… Миг — и с людей свалилась вспыхнувшая одежда, вздулись руки, лицо, грудь: лопаются багровые волдыри, и лохмотьями сползают на землю… Оглушенные и обожженные люди, обезумев, сбились ревущей толпой… …Ни с чем не сравнимая, трагическая картина: люди утратили последние признаки человеческого разума… …На искалеченных людей хлынули черные потоки дождя, потом ветер принес удушающий смрад…» Что это?
Очередной фильм ужасов! 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.
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. Команда измерила массу созданных изотопов, наблюдая за временем, которое потребовалось полученным ядрам, чтобы пройти определенное расстояние через среду.
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.
И те страшилки, которые нам показывали после чернобыльской аварии, они на самом деле реальны — с восьминогими телятами. Чем выше столб дыма, тем дальше его ветром может унести, но все равно рано или поздно он осядет. Однако на этом дело не закончится: он попадает на почву, и начинается медленное растворение в атмосферных осадках — грунтовые, поверхностные воды будут рассеивать его во все стороны.
Урок 8: Деление ядер урана. Цепная реакция
- Выбор редактора
- Что там происходит
- ВОЗДЕЙСТВИЕ УРАНА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
- Ученые впервые с 1979 года открыли новый «богатый нейтронами» изотоп урана
- Чем опасны боеприпасы с обедненным ураном? Генерал Игорь Кириллов ответил на шесть главных вопросов
Содержание
- Ядерное топливо. Что же происходит с ним внутри реактора? | Пикабу
- Почему и как распадаются ядра атомов.
- Как устроены и чем опасны снаряды с обедненным ураном
- Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
- Ядерная топка Земли
- Эффект просушки: что происходит с радиоактивной лавой под реактором в Чернобыле
Распад урана и свет во тьме: за кулисами ядерного реактора
Темы кодификатора ЕГЭ: радиоактивность, альфа-распад, бета-распад, гамма-излучение, закон радиоактивного распада. уран. Стоимость урана во всём мире поднялась на 8% на фоне протестов в Казахстане. 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. Они вступают в реакцию с другими атомами урана, в результате чего нейтронов становится больше.
Чем опасны боеприпасы с обедненным ураном? Генерал Игорь Кириллов ответил на шесть главных вопросов
Подобно жидкости, эта капля может дробиться и сливаться, отчего химические элементы и переходят один в другой. Так, если отщепить от радия два протона, получится радон, а два протона — это ядро атома гелия. Химические свойства атома зависят от числа протонов в ядре, а существование изотопов объясняется разным количеством нейтронов. В 1920—1930-х годах физики открыли множество трансмутаций, причем не только с металлами. Например, азот в ходе эксперимента удалось превратить в кислород. Но если ядро похоже на жидкую каплю и может дробиться и сливаться, то с чем был связан шок от новости о делении урана?
Новый источник энергии Все опыты указывали на один и тот же факт — ядро атома чрезвычайно прочное, и силы, которые удерживают его компоненты вместе, невероятно велики их так и назвали — сильным взаимодействием. Считалось, что отколоть от ядра что-то большее, чем альфа-частицу, невозможно, и потому химические элементы могут преобразовываться лишь в соседние по таблице Менделеева. Именно поэтому, когда немецкие ученые Отто Хан, Фриц Штрассман, Лиза Мейтнер и Отто Фриш в 1938 году облучали уран потоком нейтронов, они были уверены, что получают в результате радий. Он смещен относительно урана на четыре позиции в таблице Менделеева и может быть получен путем двух альфа-распадов. Однако ученые в действительности столкнулись с той же трудностью, что и открыватели радия, супруги Кюри.
Радий и барий химически очень похожи и отличаются лишь скоростью осаждения из раствора. Хан и Штрассман раз за разом проверяли по этому методу полученный при облучении урана «радий», и он регулярно вел себя как барий. В конце концов, они даже проверили метод на настоящем радии из магазина, — и он вел себя нормально. Тогда физики поняли, что произошел «взрыв» атомного ядра, но не поверили в это. Будучи «химиками-ядерщиками», довольно близкими к физике, мы пока не можем заставить себя принять этот шаг, который противоречит всему предыдущему опыту в физике», — писали они в научной статье, опубликованной в журнале Naturwissenschaften перед Рождеством 1938 года.
Вдобавок, возникала еще одна проблема.
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.
Суммарное количество энергии, выделяющейся во всей цепочке реакций, около 50 МэВ. Суть цепной ядерной реакции деления заключается в том, что ядро радиоактивного элемента, например урана-235, захватывая нейтрон, становится неустойчивым и распадается преимущественно с образованием двух крупных осколков и — самое важное! Эти нейтроны могут инициировать деление уже нескольких ядер — возникает цепная реакция. Если потери нейтронов в такой разветвленной цепи реакций будут меньше, чем число вновь образовавшихся, то выделение энергии будет нарастать лавинообразно. В одном акте деления урана высвобождается энергии в 4 раза больше, чем при естественном распаде, причем скорость энерговыделения очень велика. Самые известные примеры процессов такого типа — реакции в атомной бомбе и реакторах АЭС Сама идея атомного реактора в земных недрах возникла примерно в это же время — и почти за двадцать лет до открытия феномена Окло! В 1953 г. Везерилл и М.
Ингрэм выдвинули смелую гипотезу, что в древнейшие времена в скоплениях радиоактивных элементов, главным образом урана и тория, могли протекать цепные ядерные реакции. Поиски геореакторов, подобных оклоскому, предпринимались впоследствии и в других древних месторождениях, но они успехом не увенчались. 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.
В воздухе на миллион атомов гелия-4 приходится всего полтора атома гелия-3. Но в базальтах срединно-океанических хребтов изотопа 3He больше уже в 8 раз, а в некоторых изверженных магматических горных породах — в 40! Как объяснить происхождение гелия с высоким содержанием изотопа 3He? Какие физические процессы могут быть ответственны за это? Обычный радиоактивный распад явно не годится, так как он продуцирует исключительно гелий-4. Попробуем привлечь на помощь ядерные реакции деления. Известно, что при работе реактора тяжелые ядра, поглощая нейтрон, становятся неустойчивыми и могут делиться на два крупных осколка с испусканием легких заряженных частиц и 2—3 нейтронов. В конечном продукте совокупности таких реакций доли обоих изотопов гелия хотя и отличаются, но представляют собой величины одного порядка. Напомним, что в «стандартном» атмосферном гелии их концентрации различаются на шесть порядков! Таким образом, относительно высокое содержание гелия-3, наблюдаемое в магматических породах, поднявшихся на поверхность из земных недр, может служить косвенным свидетельством работы глубинного геореактора. Уран выпал в осадок? Прежде чем продолжить разговор, хочется еще раз подчеркнуть принципиальное различие между естественным радиоактивным распадом и ядерной реакцией деления, ибо разница эта не всегда очевидна на неискушенный взгляд. Обычная радиоактивность — это самопроизвольный распад атомных ядер; для реакции деления обязательно требуется взаимодействие с внешней частицей нейтроном. По этой причине для осуществления ядерной реакции нужна достаточная концентрация активного вещества; для спонтанного распада концентрация не имеет никакого значения. Если в недрах Земли действительно идут цепные реакции, значит, там должны присутствовать скопления радиоактивных элементов актиноидов. Как и где именно они образовались? На этот счет существует множество разных точек зрения: от мантии до геометрического центра Земли. Анисичкин с соавторами предложили обоснованную гипотезу, согласно которой местом критической концентрации урана и тория могла быть поверхность твердого внутреннего ядра Земли. Эта концепция во многом базируется на работах по растворимости диоксида урана UO2 , проведенных в конце 1990-х гг. В экспериментах на аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» А. Туркиным было показано, что растворимость UO2 в расплавах на основе железа с ростом давления уменьшается. Исследуемый диапазон давлений составлял 5—10 ГПа для сравнения: в центре Земли давление около 360 ГПа. Поскольку в природе уран встречается преимущественно в виде оксидов, то логично сделать вывод: чем глубже, тем хуже будет растворяться уран! Этот важный экспериментальный факт наводит на мысль, что миграция актиноидов в теле Земли могла быть следующей. После образования планеты в океане магмы, состоящей, в основном, из расплавов железа и силикатов, присутствовали и соединения урана. Со временем магма остывала, и происходило гравитационное разделение вещества по плотности. Силикаты, кристаллизуясь, всплывали в магме, плотность которой за счет железа была выше. Соединения же тяжелых актиноидов, выделяясь из расплава по мере роста давления и кристаллизуясь, оседали на внутреннее твердое железоникелевое ядро планеты. Из сейсмологических исследований известно, что переходная зона между внешним жидким и внутренним твердым ядром Земли толщиной 2—3 км имеет мозаичную структуру. При этом основными структурными элементами являются относительно тонкие взвешенные слои протяженностью до нескольких десятков километров. Возможно, именно они и являются областями концентрации тяжелых радиоактивных элементов. Не можешь найти — моделируй! Когда речь идет о процессах на глубинах в тысячи километров, следует иметь в виду, что, с одной стороны, они недоступны непосредственному экспериментальному исследованию, с другой — их не всегда возможно изучать и в лабораторных установках, где трудно создать аналогичные физические условия. Но в современной науке существует еще один универсальный инструмент познания — компьютерное моделирование. В 2005 г. Задача была не из легких, поскольку методы теории реакторов традиционно применяются для расчета процессов длительностью максимум в годы, а здесь потребовалось просчитывать интервалы в миллиарды лет! Согласно их идее при кристаллизации магматического океана происходило «гравитационное разделение вещества по плотности», в результате которого силикаты, кристаллизуясь, всплывали, а соединения тяжелых актиноидов оседали на внутреннее ядро планеты. В дальнейшем сконцентрировавшаяся таким образом масса актиноидов, и в первую очередь соединения урана, играла роль ядерного реактора, генерирующего энергию, обусловленную цепными реакциями деления. К сожалению, в самой основе этой занимательной гипотезы лежит недоразумение. Кристаллизация каких-либо соединений актиноидов в виде самостоятельных минеральных фаз, которые могли бы погружаться в недра планеты, в магматическом океане невозможна. Прежде всего, это обусловлено исключительно низкими концентрациями урана и других актиноидов в протопланетном веществе. При кристаллизации расплава, который возникает на основе такого вещества, весь уран распределяется в кристаллической решетке породообразующих минералов или на их границах в виде примеси, как и многие другие редкие и рассеянные элементы. Конечно, образование скоплений редких элементов в природе возможно вспомним, например, самородное золото , только это происходит в коре и не в результате кристаллизации магматических расплавов, а за счет разгрузки гидротермальных растворов, транспортирующих эти элементы и сбрасывающих их при изменении физических условий. 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.