В цехе Уральского электрохимического комбината (УЭХК, предприятие топливной компании Росатома "ТВЭЛ") произошла разгерметизация баллона с обедненным гексафторидом урана. Эксперт пояснил, почему Гринпис заблуждается и какую опасность на самом деле может представлять обедненный уран. В «Росатоме» заявили, что инцидент на Уральском электрохимическом комбинате, где произошла разгерметизация баллона с обедненным гексафторидом урана. Поэтому ядро урана можно расколоть на 92 ядра водорода.
Секреты ледяного царства: почему ученых поразили новые снимки Урана
Западные источники утверждают, что снаряды с наконечником из обедненного урана не представляют собой никакой угрозы окружающей среде. Они разгоняли пучок ядер урана-238 интенсивностью около 1,9×1010 частиц в секунду по синхротронному кольцу до энергий 10. Всего известно о 14 изотопах урана, и всего три из них встречается в природе, остальные синтезируются искусственно. В цехе Уральского электрохимического комбината (УЭХК, предприятие топливной компании Росатома "ТВЭЛ") произошла разгерметизация баллона с обедненным гексафторидом урана. Поскольку масса покоя тяжёлого ядра урана больше суммы масс покоя осколков, образующихся в результате распада, то реакция деления протекает с выделением энергии.
"Росатом" опроверг сообщение о возможном прекращении поставок урана в США
За последний год "Росатом" произвел 5 корпусов реакторов и 18 парогенераторов. Кроме того, компания начала заниматься производством оборудования для СПГ и специальных сталей. Большая часть этих заказов будет приходиться на предприятия "Росатома", включая предприятия ядерно-оружейного комплекса. Важно отметить, что речь идет об выпуске высокотехнологичной гражданской продукции. Кроме того, "Росатом" стал одним из крупнейших в мире производителей урана после приобретения Буденовского месторождения в Казахстане. В настоящее время Россия занимает второе место по запасам урана, уступая только Австралии. Это позволяет "Росатому" уверенно вытеснять конкурентов с рынка.
В частности, очень интересен изотопный состав «солнечного элемента» — гелия. Природный гелий состоит из двух стабильных изотопов: 4He и 3He. Гелий-4 попадает в атмосферу в результате естественного распада урана и тория. В воздухе на миллион атомов гелия-4 приходится всего полтора атома гелия-3. Но в базальтах срединно-океанических хребтов изотопа 3He больше уже в 8 раз, а в некоторых изверженных магматических горных породах — в 40! Как объяснить происхождение гелия с высоким содержанием изотопа 3He? Какие физические процессы могут быть ответственны за это? Обычный радиоактивный распад явно не годится, так как он продуцирует исключительно гелий-4. Попробуем привлечь на помощь ядерные реакции деления. Известно, что при работе реактора тяжелые ядра, поглощая нейтрон, становятся неустойчивыми и могут делиться на два крупных осколка с испусканием легких заряженных частиц и 2—3 нейтронов. В конечном продукте совокупности таких реакций доли обоих изотопов гелия хотя и отличаются, но представляют собой величины одного порядка. Напомним, что в «стандартном» атмосферном гелии их концентрации различаются на шесть порядков! Таким образом, относительно высокое содержание гелия-3, наблюдаемое в магматических породах, поднявшихся на поверхность из земных недр, может служить косвенным свидетельством работы глубинного геореактора. Уран выпал в осадок? Прежде чем продолжить разговор, хочется еще раз подчеркнуть принципиальное различие между естественным радиоактивным распадом и ядерной реакцией деления, ибо разница эта не всегда очевидна на неискушенный взгляд. Обычная радиоактивность — это самопроизвольный распад атомных ядер; для реакции деления обязательно требуется взаимодействие с внешней частицей нейтроном. По этой причине для осуществления ядерной реакции нужна достаточная концентрация активного вещества; для спонтанного распада концентрация не имеет никакого значения. Если в недрах Земли действительно идут цепные реакции, значит, там должны присутствовать скопления радиоактивных элементов актиноидов. Как и где именно они образовались? На этот счет существует множество разных точек зрения: от мантии до геометрического центра Земли. Анисичкин с соавторами предложили обоснованную гипотезу, согласно которой местом критической концентрации урана и тория могла быть поверхность твердого внутреннего ядра Земли. Эта концепция во многом базируется на работах по растворимости диоксида урана UO2 , проведенных в конце 1990-х гг. В экспериментах на аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» А. Туркиным было показано, что растворимость UO2 в расплавах на основе железа с ростом давления уменьшается. Исследуемый диапазон давлений составлял 5—10 ГПа для сравнения: в центре Земли давление около 360 ГПа. Поскольку в природе уран встречается преимущественно в виде оксидов, то логично сделать вывод: чем глубже, тем хуже будет растворяться уран! Этот важный экспериментальный факт наводит на мысль, что миграция актиноидов в теле Земли могла быть следующей. После образования планеты в океане магмы, состоящей, в основном, из расплавов железа и силикатов, присутствовали и соединения урана. Со временем магма остывала, и происходило гравитационное разделение вещества по плотности. Силикаты, кристаллизуясь, всплывали в магме, плотность которой за счет железа была выше. Соединения же тяжелых актиноидов, выделяясь из расплава по мере роста давления и кристаллизуясь, оседали на внутреннее твердое железоникелевое ядро планеты. Из сейсмологических исследований известно, что переходная зона между внешним жидким и внутренним твердым ядром Земли толщиной 2—3 км имеет мозаичную структуру. При этом основными структурными элементами являются относительно тонкие взвешенные слои протяженностью до нескольких десятков километров. Возможно, именно они и являются областями концентрации тяжелых радиоактивных элементов. Не можешь найти — моделируй! Когда речь идет о процессах на глубинах в тысячи километров, следует иметь в виду, что, с одной стороны, они недоступны непосредственному экспериментальному исследованию, с другой — их не всегда возможно изучать и в лабораторных установках, где трудно создать аналогичные физические условия. Но в современной науке существует еще один универсальный инструмент познания — компьютерное моделирование. В 2005 г. Задача была не из легких, поскольку методы теории реакторов традиционно применяются для расчета процессов длительностью максимум в годы, а здесь потребовалось просчитывать интервалы в миллиарды лет! Согласно их идее при кристаллизации магматического океана происходило «гравитационное разделение вещества по плотности», в результате которого силикаты, кристаллизуясь, всплывали, а соединения тяжелых актиноидов оседали на внутреннее ядро планеты. В дальнейшем сконцентрировавшаяся таким образом масса актиноидов, и в первую очередь соединения урана, играла роль ядерного реактора, генерирующего энергию, обусловленную цепными реакциями деления. К сожалению, в самой основе этой занимательной гипотезы лежит недоразумение. Кристаллизация каких-либо соединений актиноидов в виде самостоятельных минеральных фаз, которые могли бы погружаться в недра планеты, в магматическом океане невозможна. Прежде всего, это обусловлено исключительно низкими концентрациями урана и других актиноидов в протопланетном веществе. При кристаллизации расплава, который возникает на основе такого вещества, весь уран распределяется в кристаллической решетке породообразующих минералов или на их границах в виде примеси, как и многие другие редкие и рассеянные элементы. Конечно, образование скоплений редких элементов в природе возможно вспомним, например, самородное золото , только это происходит в коре и не в результате кристаллизации магматических расплавов, а за счет разгрузки гидротермальных растворов, транспортирующих эти элементы и сбрасывающих их при изменении физических условий. В ходе геологических процессов зарождающиеся в недрах планеты магматические расплавы вследствие более низкой плотности по сравнению с твердым веществом перемещаются к поверхности.
В результате физикам удалось измерить массы 19 богатых нейтронами изотопов в диапазоне зарядов Z от 91 до 94 и диапазоне масс A от 235 до 242, также открыть новый изотоп — уран-241. Продукты реакции физики направляли в мультирефлекторный времяпролетный спектрометр, который с высокой точностью определял их массу. Для большей части полученных изотопов эксперимент стал первым прямым измерением массы. Это же касается и изотопов урана-242 и урана-241, чьи массы в общем перечне известны только благодаря экстраполяции данных о соседних нуклидах. Последний ранее не наблюдался в эксперименте, поэтому работа группы Нивасэ стала, фактически, его открытием. В будущем физики планируют использовать другие ядра в комбинации снаряд-мишень, чтобы добиться синтеза ядер с числом нейтронов, равным 152 и более. Ожидается , что в этой области ядра будут деформироваться, чтобы обеспечить замыкание нуклонных оболочек.
В том числе результаты исследования других ледяных лун и малых планет Солнечной системы, таких как Энцелад, Плутон и его спутник Харон, Церера. Исследователи пришли к выводу, что четыре наиболее крупных спутника Урана могли сохранить под своей поверхностью жидкость до настоящего времени: за счет тепла от распада радиоизотопов в сочетании со сниженной теплопроводностью внешней оболочки. Мантии Титании и Оберона способны выделять горячие флюиды, что, возможно, делает океаны достаточно теплыми для потенциальной обитаемости. Также океаны могут существовать на спутнике Ариэль и Умбриэль. Ключевой вывод исследования предполагает, что хлориды, а также аммиак, который действует как антифриз, вероятно, в изобилии содержатся в океанах крупнейших лун Урана.
Что еще почитать
- Какой корабль встретится с Ураном?
- 55. Энергия связи. Дефект массы. Деление ядер урана. Цепная реакция
- Аналитики оценили перспективы отказа США от российского урана для АЭС
- Аналитики оценили перспективы отказа США от российского урана для АЭС
- Навигация по записям
- Что происходит в ядре Земли
Содержание
- Красноречивый гелий
- Химики МГУ нашли способ извлечь больше урана из отработавшего ядерного топлива
- Элементы: Элемент, повлиявший на ход истории – уран
- Реакторы на быстрых нейтронах: как Россия оказалась впереди планеты всей
Лента новостей
- Учёные: Ядро Земли может состоять из урана
- Что происходит в ядре Земли
- Перегрев планеты: После землетрясения в Турции в мире заговорили об опасности взрыва ядра Земли
- Физики открыли изотоп уран-241
Аналитики оценили перспективы отказа США от российского урана для АЭС
Фото: Pixabay В рамках данного эксперимента исследователи получили значительное количество изотопов, которые ранее не становились предметами изучения специалистов. Кроме того, один из них, уран-241, был получен и выявлен впервые. Также ученым удалось впервые за 44 года получить изотоп с чрезмерным количеством нейтронов. Специалисты обратили внимание, что у недавно открытого урана-241 период полураспада длится всего 40 минут.
Именно поэтому его и используют для обогащения урана. После обогащения из гексафторида извлекают уран-235, который идет на переработку в ядерное топливо для атомных станций. А обедненный гексафторид урана, в котором остается только малорадиоактивный уран-238, остается в огромных количествах. Куда девать этот обедненный гексафторид — не знает никто. Проблема в том, что он является сильнейшим ядом.
ГФУ — это чрезвычайно едкое вещество, разъедающее любую живую органику с образованием химических ожогов. Воздействие газообразного гексафторида вызывает отек легких и смерть. При попадании внутрь организма гексафторид практически гарантированно поражает печень и почки человека, вызывая неизбежную смерть. Смертельная доза может быть получена при нахождении в течение десяти минут в зоне с концентрацией всего 216 миллиграмм ГФУ на кубометр. Можно превращать ГФУ в тетрафторид урана путем его «сжигания» на самом деле восстановления в водородном пламени.
Однако эта технология пока существует в форме эксперимента, она потенциально опасна серьезными утечками и взрывами, а главное — она очень дорогая. Поэтому во всем мире, и Россия не исключение, гексафторид урана превращают в твердую форму и просто хранят в огромных металлических контейнерах под открытым небом. На заводах, занимающихся обогащением урана, таких контейнеров накоплены десятки тысяч. Объем одного контейнера — 12,5 тонн ГФУ. Толщина стенки контейнера — 1 сантиметр.
Повторим: контейнеры просто лежат под открытым небом и ржавеют.
Вот только интересно, как эта версия согласуется с недавним исследованием о том, что ядро регулярно замедляется и даже начинает вращаться в обратную сторону. Тепло выходит через поверхность планеты, благодаря этому она не перегревается, то есть поверхность — это терморегулятор, который поддерживает баланс. Но в условиях глобального потепления возникает явление под названием парниковый эффект. Суть этого эффекта всем известна: тепло с поверхности планеты никуда не уходит. И, с точки зрения исследователя, это в первую очередь означает недостаточное охлаждение для термоядерного реактора планеты. По его словам, в результате твёрдое внутреннее ядро Земли может расплавиться. А если это произойдёт, оно станет единым целым со своей жидкой внешней частью и начнёт вращаться уже не самостоятельно, а вместе с ней.
И под действием центробежной силы от этого вращения заблокированные сейчас в твёрдой структуре радиоактивные изотопы внутреннего ядра устремятся из центра в разные стороны во внешнее ядро. В какой-то момент, как утверждается, их там может накопиться так много, что этого хватит на запуск лавинообразной цепной реакции, то есть на ядерный взрыв. В этом смысле одни только подозрения на вытянутость твёрдого, казалось бы, внутреннего ядра уже вызывают некий дискомфорт.
Например, в корпорации «Росатом» предложили избавляться от отработавшего ядерного топлива безводно и дистанционно. Что вы об этом думаете? Каким образом можно будет это реализовать? Какие ещё есть пути избавления от отходов? Полная переработка топлива позволяет решить проблему хранения отходов. Переработка, или так называемый пурекс-процесс, состоит из многих этапов. Однако при облучении топлива в реакторе не только образуется плутоний, но и происходит деление, когда образуются новые элементы.
Они радиоактивные, и соприкосновение с ними опасно для окружающей среды, в частности для человека. Проблема с радиоактивными отходами сегодня решается путём их включения в специальные консервирующие матрицы. Многие такие отходы могут оставаться радиоактивными на протяжении нескольких сотен, а то и тысяч лет. Например, к таким относится америций. И хранить их нужно в таких условиях, где они не оказывают влияния на окружающую среду. Например, в России предложена новая магний-калий-фосфатная матрица для надёжного хранения радиоактивных отходов, обладающая всеми необходимыми свойствами. При включении отходов в такую матрицу радионуклиды и другие компоненты формируют минералоподобные соединения, напоминающие по свойствам те, которые образовались в земле. Металлы, заключённые в минералы, хранятся очень долго. Также по теме После аварии на Чернобыльской АЭС отечественная атомная отрасль претерпела радикальные изменения, которые выразились в создании новых... Отечественная матрица уже прошла испытания на реальных радиоактивных растворах, которые образуются на наших радиохимических комбинатах.
Есть ещё варианты избавления от ядерных отходов. В частности, разрабатываются технологии, которые позволяют выделять и фракционировать содержащиеся в отходах элементы. Существенная их часть относится к платиновым элементам, в США и России из таких отходов получают палладий. Также, чтобы не хранить тот же америций под землёй на протяжении тысяч лет, его трансмутируют превращают в более короткоживущие и неопасные изотопы. Наша страна имеет очень хороший авторитет на международной арене в плане строительства новых атомных станций. Ранее мы говорили об отечественной технологии разделения америция и отделения его от других веществ. Так вот, мы первые придумали такую технологию.
Ученые впервые за 40 лет открыли «богатый нейтронами» изотоп урана
Поглотив лишний нейтрон, ядро урана возбуждается и приобретает вытянутую форму. В этой новой попытке исследовательская группа попробовала новый подход — они выстрелили образцом ядер урана-238 в образец ядер плутония-198, используя систему разделения. Там был пущен опытный завод, на котором обогащать уран стали методом центрифужного разделения изотопов. Уран, так же как и Юпитер, Сатурн, Нептун является газовым гигантом, никакого каменного ядра у нет и быть не может.
В МГУ разработали новый способ извлечения урана-238 из отработавшего ядерного топлива
Альфа-излучение (ядра гелия-4), хоть и наиболее характерно для урана, – задерживается кожей и, в случае внешнего воздействия, не опасно. В данном разделе вы найдете много статей и новостей по теме «уран». Все статьи перед публикацией проверяются, а новости публикуются только на основе статей из рецензируемых. В США возобновили обогащение урана, но пока нет ни одного реактора, который бы смог «переварить» его без взрыва. Японские исследователи синтезировали уран-241, запустив образец урана-238 на ядрах платины-198 с помощью ускорительной системы RIKEN. Джо Байден заявил, что США впервые самостоятельно смогли произвести 90 килограммов обогащённого урана. Поскольку масса покоя тяжёлого ядра урана больше суммы масс покоя осколков, образующихся в результате распада, то реакция деления протекает с выделением энергии.
Найден новый изотоп урана
В будущем физики планируют использовать другие ядра в комбинации снаряд-мишень, чтобы добиться синтеза ядер с числом нейтронов, равным 152 и более. Ожидается , что в этой области ядра будут деформироваться, чтобы обеспечить замыкание нуклонных оболочек. Поправка В изначальном варианте заметки было сказано, что в лабораторных условиях получено около 3000 тысяч новых нуклидов. Это опечатка, речь идет о трех тысячах. Приносим извинения читателям.
Недавно мы рассказывали, как физики предложили возбуждать ядра тория-229 с помощью лазера, а также измерять время жизни рекордно стабильного изомера тантала-180m с помощью нейтринного детектора. Нашли опечатку?
Она имеет уникальные свойства: появляется, когда полюс попадает под прямые солнечные лучи, и исчезает в осенний сезон. На краю полярной шапки находится яркое облако, и сразу за краем шапки расположены несколько более тусклых протяженных деталей. Второе очень яркое облако видно на левом краю планеты. Такие облака типичны для Урана в инфракрасном диапазоне и, вероятно, связаны со штормовой активностью. Уран относится к ледяным гигантам из-за химического состава недр планеты.
Однако о критической опасности можно будет говорить лишь в случае обнаружения новых радионуклидов в воздухе, подчеркнул Ожаровский. Среди возможных причин возобновления ядерных реакций может быть попадание в устройство влаги, отметил ученый. Это частично может быть связано с периодом дождей: вода может проникать в реактор и создавать необходимые условия. Также возможны подтопления снизу. Могут быть и другие факторы, о которых мы не знаем, — объяснил Ожаровский.
Команда измерила массу созданных изотопов, наблюдая за временем, которое потребовалось полученным ядрам, чтобы пройти определенное расстояние через среду. В результате эксперимента было получено 18 новых изотопов, каждый из которых содержал от 143 до 150 нейтронов.
Реакторы на быстрых нейтронах: как Россия оказалась впереди планеты всей
Команда миссии рассказала: Благодаря своей исключительной чувствительности Уэбб запечатлел тусклые внутренние и внешние кольца Урана, в том числе неуловимое кольцо дзета — чрезвычайно слабое и рассеянное кольцо, ближайшее к планете. Многие из 27 спутников также хорошо видны, включая некоторые тусклые внутренние и пять больших спутников — Ариэль, Миранду, Оберона, Титанию и Умбриэль. На новом изображении можно хорошо рассмотреть сезонную облачную шапку северного полюса планеты, а также яркие штормы, проносящиеся вокруг шапки.
Поэтому для селективного выделения урана приходится использовать многие окислительно-восстановительные реакции, чтобы на каждой стадии избавляться от того или иного нежелательного попутчика. На современных ионообменных смолах уран выделяется весьма селективно. Методы ионного обмена и экстракции хороши ещё и тем, что позволяют достаточно полно извлекать уран из бедных растворов содержание урана — десятые доли грамма на литр. После этих операций уран переводят в твёрдое состояние — в один из оксидов или в тетрафторид UF4. Но этот уран ещё надо очистить от примесей с большим сечением захвата тепловых нейтронов — бора , кадмия , гафния. Их содержание в конечном продукте не должно превышать стотысячных и миллионных долей процента. Для удаления этих примесей технически чистое соединение урана растворяют в азотной кислоте.
При этом образуется уранилнитрат UO2 NO3 2, который при экстракции трибутил-фосфатом и некоторыми другими веществами дополнительно очищается до нужных кондиций. В результате этой операции образуется трёхокись урана UO3, которую восстанавливают водородом до UO2. Из этого соединения восстанавливают металлический уран с помощью кальция или магния. Ядерное топливо править Наибольшее применение имеет изотоп урана 235U , в котором возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция деления ядра тепловыми нейтронами. Поэтому этот изотоп используется как топливо в ядерных реакторах , а также в ядерном оружии. Выделение изотопа 235U из природного урана — сложная технологическая проблема см.
В качестве топлива эти установки могут использовать не только обогащенный природный уран, но и вторичные продукты ядерного топливного цикла — обедненный уран и плутоний. Кроме того, расчеты показали, что минорные актиниды из ОЯТ под действием быстрых нейтронов в реакторе будут делиться на осколки, представляющие собой достаточно широкий спектр радиоактивных и стабильных изотопов, но в целом их потенциальная опасность будет гораздо ниже, чем у исходных минорных актинидов.
Процесс трансмутации минорных актинидов также называют дожиганием в реакторе. Внедрение МОКС-топлива позволяет многократно расширить сырьевую базу атомной энергетики за счет обедненного урана и плутония и перерабатывать облученное топливо вместо хранения. Дожигание минорных актинидов — это следующий шаг в замыкании ядерного топливного цикла, который должен не только уменьшить количество ядерных отходов, подлежащих финальной изоляции, но и значительно снизить их радиоактивность. В перспективе это дает возможность отказаться от сложного и дорогостоящего глубинного захоронения отходов», — прокомментировал старший вице-президент по научно-технической деятельности АО «ТВЭЛ» Александр Угрюмов. Она появилась в 2021 году как часть продуктового направления «Сбалансированный ядерный топливный цикл» и рассчитана до 2035 года.
Там оксиды урана и плутония обрабатывают и надежно спаивают в тепловыделяющие сборки. Затем контейнеры с готовыми изделиями доставляют на Урал и уже на атомной станции, словно батарейки, загружают в реактор. Реактор БН-800 — изделие экспериментальное и для мировой энергетики было своего рода вызовом. Теперь, когда стабильная работа на МОКС-топливе доказана, на основе уральской установки создадут серийное изделие БН-1200. Будущий флагман отечественной и мировой атомной энергетики. Второй момент — мы в десятки раз уменьшаем количество поступающего на хранение отработанного ядерного топлива и решаем проблему с утилизацией высокоактивных радиоактивных отходов", — заявил Валерий Шаманский, замглавного инженера БАЭС по безопасности и надежности. Главный критерий, за которым предельно внимательно следили на всех этапах работы передового реактора — безопасность. После аварии на Фукусиме в конструкцию даже внесли дополнительные изменения.
Спутниковые снимки показали расширение завода по обогащению урана в КНДР
В цехе Уральского электрохимического комбината (УЭХК, предприятие топливной компании Росатома "ТВЭЛ") произошла разгерметизация баллона с обедненным гексафторидом урана. Ученые обнаружили экстремально высокую емкость соединений для извлечения урана из топлива. После того, как уран добыли и облучили данным способом, ядро такого изотопа увеличивает успешность деления, из-за которого испускается больше нейтронов. Уран, так же как и Юпитер, Сатурн, Нептун является газовым гигантом, никакого каменного ядра у нет и быть не может. Сделан беспрецедентный снимок Урана: 10 апреля 2023 05:42 Читать подробнее актуальные новости и события на сайте.