Ура́н-235 (англ. uranium-235), историческое название актиноура́н — радиоактивный нуклид химического элемента урана с атомным номером 92 и массовым числом 235.
Чем опасны боеприпасы с обедненным ураном? Генерал Игорь Кириллов ответил на шесть главных вопросов
| Как добывается радиоактивный уран и для чего он используется? - | Конкретная деформация произошла из-за бомбежек обедненным ураном, которые были недалеко от Буяноваца и на границе с Косовым", – рассказал Миодрак Милкович, директор ветеринарной поликлиники города Буяновац. |
| Химический элемент уран: интересные факты | 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. |
Чем опасен обедненный уран
Взглянем на продукты распада урана. Новости Новости. не имеет смысла. Физики синтезировали изотоп урана с избытком нейтронов впервые с 1979 года. Период его полураспада составляет всего 40 минут. Распад тория, урана и калия-40 является основным источником тепла вблизи мантии Земли, который управляет критической мантийной конвекцией и удерживает внешнюю жидкость в противоположность твердому внутреннему ядру. Как происходит распад урана? Уран – радиоактивный элемент, который распадается медленно в соответствии с его полувременем.
Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
Что касается господина Булекбая, то он, согласно релизу "Казатомпрома", покинул компанию также по собственному желанию в июле 2022-го года. Однако немногим ранее — в январе 2022-го — сотрудники компании, как сообщали казахстанские СМИ, открыто пожаловались президенту республики, министру энергетики и другим высокопоставленным чиновникам на нарушение Асланом Булекабем "всех норм этики и политики компании". В своем заявлении коллектив "Казатомпрома" сообщал, что господин Булекбай "переходит на личности и угрожает увольнением работникам", а также якобы единовременно безосновательно уволил пятерых генеральных директоров уранодобывающих компаний и планирует уволить еще пятерых работников. Связали это сотрудники с тем, что главный операционный директор хотел назначить "своих приближённых друзей на эти должности". Связан ли его уход по собственному желанию с резонансной открытой жалобой первым лицам государства на него или с чем-то еще — остается только догадываться. Необоснованные претензии Немногим ранее Bloomberg — в конце апреля—начале мая — множество западных и прозападных СМИ разразились критикой в адрес "Казатомпрома" и властей Казахстана. Причина их гнева заключалась в том, что благодаря публикации интегрированного годового отчета "Казатомпрома" они узнали о вхождении "Росатома" в состав акционеров Степногорского горно-химического комбината через "дочку" Uranium One, как и во всех остальных совместных уранодобывающих предприятиях в Казахстане, - Ред.
Данные компании, избегавшие больших капитальных затрат на строительство скважин и обустройство родников за 2022-й год они составили менее 3 млрд тенге — наименьший уровень затрат среди всех совместных уранодобывающих предприятий в РК на одном из крупнейших месторождений, - Ред. Российская компания, к слову, давно законтрактовала будущие добытые объемы урана с данных участков, что делает эту покупку еще более логичной. Какие претензии тут могут быть к любой из сторон данной сделки — непонятно. Работает на них "Росатом", правда, согласно казахстанскому законодательству — исключительно через совместные предприятия с "Казатомпромом". При этом ни на одном СП, работающем на Буденовском месторождении, "Росатом" не имеет контрольного пакета акций. На СП "Буденовское" он остается у "Казатомпрома", а значит ни о каком иностранном контроле над добычей казахстанского урана и речи идти не может.
Практически на всех своих урановых месторождениях Казахстан работает через совместные предприятия с иностранными компаниями. Так, на казахстанских месторождениях работают СП с российской, канадской, французской, китайской, кыргызстанской и японскими компаниями.
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? Зельдович и Харитон были в числе первых, кто посчитал экономический эффект атомной энергетики «Успехи физических наук», 1940, 23, 4. В настоящий момент еще нельзя сделать окончательных заключений о возможности или невозможности осуществления в уране ядерной реакции деления с бесконечно разветвляющимися цепями.
Если такая реакция осуществима, то автоматически осуществляется регулировка скорости реакции, обеспечивающая спокойное ее протекание, несмотря на огромное количество находящейся в распоряжении экспериментатора энергии. Это обстоятельство исключительно благоприятно для энергетического использования реакции. Приведем поэтому — хотя это и является делением шкуры неубитого медведя — некоторые числа, характеризующие возможности энергетического использования урана.
В случае медленных нейтронов стоимость "урановой" калории если исходить из вышеприведенных цифр будет, принимая во внимание, что распространенность изотопа U235 равна 0,007, уже лишь в 30 раз дешевле "угольной" калории при прочих равных условиях». Первую управляемую цепную реакцию провел в 1942 году Энрико Ферми в Чикагском университете, причем управляли реактором вручную — задвигая и выдвигая графитовые стержни при изменении потока нейтронов. Первая электростанция была построена в Обнинске в 1954 году.
Помимо выработки энергии первые реакторы работали еще и на производство оружейного плутония. Сейчас большинство реакторов работают на медленных нейтронах. Обогащенный уран в виде металла, сплава, например с алюминием, или в виде оксида складывают в длинные цилиндры — тепловыделяющие элементы.
Их определенным образом устанавливают в реакторе, а между ними вводят стержни из замедлителя, которые и управляют цепной реакцией. Со временем в тепловыделяющем элементе накапливаются реакторные яды — продукты деления урана, также способные к поглощению нейтронов. Когда концентрация урана-235 падает ниже критической, элемент выводят из эксплуатации.
Однако в нем много осколков деления с сильной радиоактивностью, которая уменьшается годами, отчего элементы еще долго выделяют значительное количество тепла. Их выдерживают в охлаждающих бассейнах, а затем либо захоранивают, либо пытаются переработать — извлечь несгоревший уран-235, наработанный плутоний он шел на изготовление атомных бомб и другие изотопы, которым можно найти применение. Неиспользуемую часть отправляют в могильники.
В так называемых реакторах на быстрых нейтронах, или реакторах-размножителях, вокруг элементов устанавливают отражатели из урана-238 или тория-232. Они замедляют и отправляют обратно в зону реакции слишком быстрые нейтроны. Замедленные же до резонансных скоростей нейтроны поглощают названные изотопы, превращаясь соответственно в плутоний-239 или уран-233, которые могут служить топливом для атомной станции.
Так как быстрые нейтроны плохо реагируют с ураном-235, нужно значительно увеличивать его концентрацию, но это окупается более сильным потоком нейтронов. Несмотря на то что реакторы-размножители считаются будущим атомной энергетики, поскольку дают больше ядерного топлива, чем расходуют, — опыты показали: управлять ими трудно.
Девушка учится на втором курсе магистратуры по программе «Ядерные реакторы и энергетические установки». Недавно Алина получила разрешение Ростехнадзора на самостоятельную работу в должности инженера по управлению исследовательским ядерным реактором. Чтобы получить разрешение, ей нужно было пройти полугодовое обучение, стажировку и сдать в общей сложности девять экзаменов — внутренних и перед комиссией Ростехнадзора, непосредственно на реакторе. Мне очень нравится ядерная физика и все, что с ней связано. Ощущение того, что ты, маленький человек, управляешь такой большой энергией, понимаешь, как это работает, можешь контролировать процессы — очень вдохновляет, — рассказала Алина. Свое будущее она связывает только с атомной энергетикой. На случай нештатных ситуаций у персонала разработаны необходимые инструкции. Например, при пожаре необходимо остановить работу реактора, объявить об эвакуации, предупредить охрану.
Пожарным, когда они приедут на место, начальник смены должен доложить, что оборудование обесточено, и дать информацию о радиационном фоне в предполагаемом месте возгорания. Нештатные ситуации на исследовательском реакторе отрабатывают во время учений. Спасительная радиация У исследовательского реактора Томского политеха несколько направлений работы — ядерная медицина, изотопное конструирование, нейтрон-активационный анализ, а также радиационные и ресурсные испытания приборов. Обо всем по порядку. 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.
Такое слияние является очень сложным процессом, поэтому примерно из 1 квинтиллиона столкнувшихся с мишенью частиц, образовалось лишь два ядра урана-214. Анализ извлеченных образцов показал, что период их полураспада составляет примерно 0,52 мс.
Уран-214 подвержен ускоренному альфа-распаду, при котором он теряет сразу по два протона и нейтрона, что говорит о сильном взаимодействии между субатомными частицами в этом изотопе. По словам ученых, эта сверхлегкая версия радиоактивного металла может служить более эффективным топливом для ядерных генераторов, а также открывает новые возможности для захоронения отходов с минимальным влиянием на окружающую среду.
Химический элемент уран: интересные факты
В промышленности его используют для защиты от других радиоактивных элементов и их вредных излучений. Как обедненный уран стал оружием Благодаря высокой плотности металл добавляют в сплав для танковых снарядов и бронебойных пушек: они способны пробить броню толщиной до метра. Кроме того, изотоп добавляют и в саму танковую броню, чтобы укрепить её — например в американских Abrams. Танковые снаряды с урановым сердечником стоят на вооружении некоторых стран. В числе прочих, их применяет и Великобритания для своих Challenger, 28 танков которой в мае были доставлены на Украину. 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.
Правда, польские СМИ, в частности, главная газета Rzeczpospolita, эту информацию не подтверждает. В Роспотребнадзоре, в свою очередь, сообщили «Известиям», что ведут постоянный мониторинг радиационной обстановки в России на фоне сообщений о радиоактивном облаке на Украине.
По данным ведомства, превышений радиационного фона на территории РФ не зафиксировано. Глава МИД республики изложил новые задачи внешней политики страны Где применяли обедненный уран По неподтвержденным данным, с 1943 года уран использовали в нацистской Германии, добавляя в снаряды для «Тигров» и «Пантер». Им заменили более дорогой и редкий на тот момент вольфрам.
Общеизвестно, что вооруженные силы НАТО применяли снаряды с обедненным ураном во время войны в Персидском заливе в 1991 году, во время бомбардировок Югославии в 1999 году, а также в период Иракской войны 2003 года. В Ираке были использованы боеприпасы, в которые входило не менее 300 т обедненного урана. В результате сложившаяся радиационная обстановка в городе Фаллуджа была значительно хуже, чем в городах Хиросима и Нагасаки, пояснил начальник войск радиационной химической и биологической защиты генерал-лейтенант Игорь Кириллов.
Как пишет «РГ» , в найденных в Ираке сердечниках помимо обедненного урана U-238 был также обнаружен «грязный» U-236, который добавил региону радиоактивной пыли. Еще 34 государства, включая Россию, воздержались от голосования.
В бытовом употреблении АЭС часто приравнивают к ядерному реактору, и это нельзя назвать неправильным. Просто ядерный реактор — босс в этой движухе, поэтому он и определяет все остальное.
Будет забавно, проверено. Чернобыльская АЭС Когда речь заходит о ядерной энергетике, многие невольно вспоминают катастрофу на Чернобыльской АЭС и поэтому ошибочно считают, что ядерный реактор — зло. Но по большому счету, реактор — это очень дорогой чайник. Дым, который валит из труб АЭС и пугает прохожих, на самом деле не дым, а пар.
В результате работы ядерного реактора действительно образуются радиоактивные отходы, и они могут быть опасны, если с ними неправильно обращаться. Часть этих отходов перерабатывают для дальнейшего использования, а часть приходится держать в хранилищах, чтобы они не причинили вред человеку и окружающей среде. Атомные электростанции выбрасывают в атмосферу только пар, им необходимо небольшое количество топлива, а еще они занимают малую площадь и при правильном использовании безопасны. Тем не менее, после аварии на Чернобыльской АЭС многие страны приостановили развитие атомной энергетики.
Например, активность осадков, выпавших на японский рыбачий бот, находившийся в 100 милях от атолла Бикини в момент экспериментального взрыва американской водородной бомбы, в течение месяца уменьшилась примерно в 3 раза, а за 8 мес почти в 10 раз [Козлова А. Поэтому эффект действия продуктов деления урана на животный организм во многом зависит от времени, прошедшего с момента их образования до попадания в организм. 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.
Можно ли увидеть, как распадается атом урана?
Уран распадается и превращается в некоторые другие элементы, такие как радий, радон, полоний. 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. Новости Новости. Новости энгельса-покровска, губернии. Можно увидеть разлет продуктов распада Распад урана — это даже не атомный, а ядерный процесс. А ядро по размерам в 20 тысяч раз меньше атома и в 5 млн раз меньше длины волны видимого света. Так что наблюдать в оптике, как оно распадается, не получится. Компания стала вывозить уран из Казахстана (там она совладелец и оператор рудника Инкай) через Транскаспйский транспортный маршрут.
Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
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. Таком образом, распад 1 г Урана-238 не так уж и страшен. Даже распад 1 килоТонны Урана, с энерговыделением ~200÷250 Ватт, незначительно для Земли. 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. arXiv: ледяные гиганты Уран и Нептун на 10% состоят из метана. В рамках этих определений "обеднённый уран" мог являться только "хвостом" процесса разделения изотопов урана на обогатительном производстве.
СВЕРШИЛОСЬ! В США самостоятельно СМОГЛИ ОБОГАТИТЬ УРАН
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. Особенно опасны аэрозоли урана и его соединений. Уран, в том числе обедненный уран, как правило, представляет наибольшую опасность для здоровья человека в случае его попадания в организм при заглатывании, вдыхании или через трещины на коже длительный контакт может также привести к получению большой дозы внешнего облучения.
В организме уран представляет угрозу, будучи одновременно токсическим тяжелым металлом и радиоактивным веществом. При попадании в организм уран действует на все органы, являясь общеклеточным ядом. Уран практически необратимо, как и многие другие тяжёлые металлы, связывается с белками, прежде всего с сульфидными группами аминокислот, нарушая их функцию. Молекулярный механизм действия урана связан с его способностью, подавлять активность ферментов. В первую очередь поражаются почки появляются белок и сахар в моче. При хронической интоксикации возможны нарушения кроветворения и нервной системы.
Содержание урана в воде регламентировано из-за его химической токсичности - уран является известным нефротоксическим веществом, то есть токсичным для почек. Почки контролируют состав крови в организме и очищают его от ненужных веществ. Остаются серьезные сомнения в определении уровня чувствительности почек человека к обедненному урану. За последние годы сильно возросло осознание рисков раковых заболеваний, возникающих в результате радиоактивного облучения обедненным ураном, и вреда, наносимого почкам в силу присущих ему свойств тяжелых металлов. Кроме того, появляется много новых фактов, которые вызывают серьезные опасения последствий постоянного облучения обедненным ураном для других функций организма. Исследования животных и людей показали, что уран может содержаться в переменных количествах в скелете, печени, почках, анализах и мозге.
Являясь природным элементом, уран присутствует в организме любого человека; в среднем, его количество оценивается в 90 миллиграммов.
Таким образом, за миллиарды лет до появления человека природа уже освоила технологию, над реализацией которой в середине ХХ в. Период полураспада урана-238 — 4,5 млрд лет, урана-235 — около 700 млн лет.
Из-за разной скорости естественного распада соотношение изотопов в природе изменяется со временем: доля более легкого урана-235 неуклонно уменьшается. 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.
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?
Многие микроорганизмы способны накапливать уран из окружающей среды, причем коэффициенты накопления колеблются от 2 до 35000 для Bacillus megaterium коэффициент равен 35000. Имеются работы, показывающие значительное накопление урана планктоном с коэффициентами накопления от 3 до 1600 в зависимости от видового состава планктона и содержания урана в среде. Очень активно поглощают уран из воды озер, морей и океанов водоросли. Для одноклеточных водорослей были найдены коэффициенты накопления от 800 до 3900 [Sakaguchi et al. Сильно поглощают уран харовые водоросли с коэффициентом накопления от 100 до 1400. Это соединение используют при разделении изотопов 235U и 238U [3, 4]. Наибольшее применение имеет изотоп урана 235U, в котором возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Под действием медленных тепловых нейтронов он делится с освобождением огромной энергии. Поэтому этот изотоп используется как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии. Деление 235U можно использовать не только для получения больших количеств энергии, но и для синтеза других важных актиноидных элементов.
Уран природного изотопного состава можно использовать в ядерных реакторах для производства нейтронов, образующихся при делении 235U, в то же время избыточные нейтроны, не востребуемые цепной реакцией, могут захватываться другим природным изотопом, что приводит к получению плутония. Изотоп 238U способен делиться под влиянием бомбардировки высокоэнергетическими нейтронами, эту его особенность используют для увеличения мощности термоядерного оружия используются нейтроны, порождённые термоядерной реакцией. Выделение изотопа 235U из природного урана - сложная технологическая проблема [2, 4]. Для разделения урана в разное время использовались ются следующие технологии: электромагнитное разделение, газовая диффузия, жидкостная термодиффузия, газовое центрифугирование, аэродинамическая сепарация, испарение с использованием лазера, химическое разделение. Чтобы получить уран, обогащенный ураном-235, и уран, обедненный ураном-235 то есть обогащенный ураном-238 , гексафторид урана подвергают изотопному разделению с помощью электромагнитной, центробежной или газодиффузионной сепарации. 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, иcпoльзyющиe этот нуклид в качестве топлива, например KAMIN1 в Индии и производства атомных бомб критическая масса около 16 кг [25]. Несмотря на недостаток в виде сильной гамма - и нейтронной радиоактивности, U-233 - прекрасный делящийся материал для ядра атомной бомбы. Он обладает меньшей критической массой, чем U-235, и его ядерные характеристики сходны с плутонием. США производили испытания зарядов на основе U-233 в операции Teapot в 1957 году. Индия придает большое значение U-233 как части исследования и производства оружия и официально включила производство изотопа в свою ядерную программу.
Уран-233 также является наиболее перспективным топливом для газофазных ядерных ракетных двигателей.
Новый изотоп урана может сделать ядерную энергетику экологичной 17:50, 20. Поэтому природным принято считать уран-238 с периодом полураспада около 4,5 млрд лет. Поскольку все изотопы элемента должны иметь одинаковое количество протонов, то исследователи создают новые варианты за счет изменения числа нейтронов. Команда ученых из Китайской академии наук смогла получить самый легкий на сегодня вариант радиоактивного металла всего со 122 нейтронами, уран-214.
Новый изотоп урана может сделать ядерную энергетику экологичной
С каждым последующим этапом реакции деления количество образующихся нейтронов может нарастать лавинообразно. В реальных условиях свободные нейтроны могут не порождать новый акт деления, покидая образец до захвата 235U, или будучи захваченными как самим изотопом 235U с превращением его в 236U, так и иными материалами например, 238U, или образовавшимися осколками деления ядер, такими как 149Sm или 135Xe. Если в среднем каждый акт деления порождает ещё один новый акт деления, то реакция становится самоподдерживающейся; это состояние называется критическим см. В реальных условиях достичь критического состояния урана не так просто, поскольку на протекание реакции влияет ряд факторов. Это приводит к тому, что в природном уране в настоящее время цепная реакция деления очень быстро затухает.
Осуществить незатухающую цепную реакцию деления можно несколькими основными путями [5] : увеличить объём образца для выделенного из руды урана возможно достижение критической массы за счёт увеличения объёма ; осуществить разделение изотопов , повысив концентрацию 235U в образце; уменьшить потерю свободных нейтронов через поверхность образца с помощью применения различного рода отражателей;.
Впитываясь в почву они поглощаются растениями, которые идут в пищу животным и людям. Очень стойкие соединения, со временем не разрушаются, циркулируют не только по пищевым цепям, но и с грунтовыми водами. Напомню - Украинские чернозёмы кормят треть мира экологически чистой продукцией.
АЭС Если коротко, то атомная электростанция — это сооружение, которое производит электричество за счет ядерного реактора. А если подробнее, то АЭС — это большой комплекс, во главе которого стоит ядерный реактор. Помимо реактора на АЭС есть турбина, генератор, трансформаторы для преобразования напряжения. В общем, это большая система. В бытовом употреблении АЭС часто приравнивают к ядерному реактору, и это нельзя назвать неправильным.
Просто ядерный реактор — босс в этой движухе, поэтому он и определяет все остальное. Будет забавно, проверено. Чернобыльская АЭС Когда речь заходит о ядерной энергетике, многие невольно вспоминают катастрофу на Чернобыльской АЭС и поэтому ошибочно считают, что ядерный реактор — зло. Но по большому счету, реактор — это очень дорогой чайник. Дым, который валит из труб АЭС и пугает прохожих, на самом деле не дым, а пар.
Ученые впервые с 1979 года открыли новый «богатый нейтронами» изотоп урана Что для этого пришлось сделать Группа японских ученых обнаружила и синтезировала новый богатый нейтронами изотоп урана - уран-241. Это первое открытие нового богатого нейтронами изотопа урана за последние 40 лет.
Различные изотопы элемента могут иметь разное количество нейтронов в ядре, и чтобы изотоп считался богатым нейтронами, он должен иметь больше нейтронов, чем обычно для данного элемента.