У урана есть несколько радиоактивных изотопов – уран-238 (период полураспада -4,4 млрд лет) и уран – 235 (полураспад – 0,7 млрд лет). Темы кодификатора ЕГЭ: радиоактивность, альфа-распад, бета-распад, гамма-излучение, закон радиоактивного распада. 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. Уран будет распадаться не миллиард, а более 15 миллиардов лет, у него период полураспада 4,5 миллиардов лет.
Уран: факты и фактики
arXiv: ледяные гиганты Уран и Нептун на 10% состоят из метана. Сколько урана будет распадаться в секунду при периоде полураспада в 700 миллионов лет? самопроизвольному делению, составляет основу природного урана (99,27%), α-излучатель, Т=4,468⋅109 лет, непосредственно распадается на 234Th, образует ряд генетически связных радионуклидов, и через 18 продуктов превращается в 206Pb. Ю9) лет. Даже по геологической шкале времени распад урана происходит весьма медленно. Темы кодификатора ЕГЭ: радиоактивность, альфа-распад, бета-распад, гамма-излучение, закон радиоактивного распада.
Эксперты: применение урановых боеприпасов заразит местность на столетия
Работая с этой моделью, ученые пришли к мнению, что радиоактивность дает порядка 20 ТВт тепловой энергии : 8 ТВт от распада урана-238, еще 8 от тория-232 и последние 4 тераватта от калия-40. 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.
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.
Конкретные схемы переработки отличаются набором применяемых реагентов, последовательностью отдельных технологических стадий и аппаратурным оформлением. Например, в ходе самого распространенного метода переработки PUREX происходит восстановительная реэкстракция плутония из совместного экстракта с ураном и продуктами деления. После удаления оболочки топливо растворяется в азотной кислоте, затем органические растворители извлекают плутоний, который потом используется для производства ядерного оружия. В отличие от PUREX, процесс пиропереработки позволяет получить не компоненты для ядерного оружия чистый плутоний , а смесь трансурановых элементов. Их можно использовать для производства энергии. Пиропереработка основана на гальванизации — использовании электричества для сбора на проводящем металлическом электроде металла, извлеченного в виде ионов из химической ванны.
Этот процесс проводится при очень высоких температурах. Существуют два подхода по пироперераработке отработанного ядерного топлива — российский и американский. В России перерабатывается керамическое оксидное топливо из дикосида урана, а в США — металлическое ядерное топливо. Как с ядерным топливом поступают разные страны? Переработка ядерного топлива часто воспринимается однозначно — как метод PUREX, который позволяет получать из отработанного топлива чистый плутоний для ядерного оружия. Однако еще в конце прошлого века усовершенствованная технология реакторов на быстрых нейтронах позволила использовать альтернативную стратегию рециркуляции, которая не позволяет получать чистый плутоний ни на одной из стадий переработки.
Таким образом, реакторы на быстрых нейтронах минимизируют риск того, что отработанное топливо от производства энергии будет использоваться для производства оружия. И при этом позволяет повторно использовать отработанное топливо для производства энергии.
Их происходит очень мало. Соответственно, вполне можно держать в руках и сам свежий уран но лучше в перчатках, уран токсичен , так и тепловыделяющие элементы и сборки. И да, я сам лично видел и трогал свежие ТВС для РБМК, ничего, руки пока на месте и количество их пока не превышает среднее для человека. Но вот наступает момент, когда нашу свежую, чистенькую и слаборадиоактивную ТВС загружают в реактор.
Загружать, кстати, будет вот эта прелестная машина, называемая РЗМ. Именно она позволяет проводить подобные операции, не останавливая и даже не разгружая реактор. Наша ТВС постепенно погружается внутрь реактора, внутри которого очень, очень большая плотность потока нейтронов. Нейтроны сразу начнут взаимодействовать с топливом, содержащимся в ТВС. Нейтронных реакций, кстати, в мире существует огромное количество. Основная реакция, делающая топливо радиоактивным, одна - это деление.
С открытием нейтрона и использованием искусственных источников радиации действительно наблюдалось огромное количество необычных реакций, однако продуктами этих реакций всегда являлись либо изотопы облучаемых веществ, либо элементы, отстоящие на одну или, в крайнем случае, на две позиции от облучаемых элементов. Возможность развала тяжелого ядра на легкие тогда просто не существовала. Независимо от этих опытов, Кюри и Савич описали в 1937-38 годах так называемый 3,5-часовой изотоп, который возникал при облучении урана нейтронами. Его свойства напоминали пятьдесят седьмой элемент лантан. Вывод о том, что в эксперименте наблюдались именно изотопы радия, основывался на том, что, согласно законам химии, это могли быть только барий или радий, однако появление пятьдесят шестого элемента бария по существовавшим тогда представлениям считалось невозможным. Чтобы получить максимально обогащенный искусственным радием образец, экспериментаторы попытались выделить его, используя в качестве носителя хлорид бария, но все попытки завершились неудачей. В то же время контрольные опыты с действительно изотопами радия всегда оказывались успешными - первый осадок всегда был богаче радиоактивным элементом. В этой драматической ситуации Ган и Штрассман предприняли контрольный «показательный» опыт. Они смешали чистый натуральный радий с искусственным радием и провели разделение изотопов. Оказалось, что естественный радий, как всегда, выделяется хорошо, а искусственный отделить от бария невозможно.
Смесь естественного и искусственного радия давала и тот, и другой элемент. Ган вынужден был признать, что наблюдавшийся им искусственный радий был на самом деле барием. В первом сообщении от 6 января 1939 года об опытах, которые «противоречили всем явлениям, наблюдавшимся до сих пор в ядерной физике», Ган высказал предположение, что второй продукт распада должен иметь атомную массу порядка 100, так чтобы суммарная масса вновь образуемых элементов совпала с массой урана. Во втором сообщении от 10 февраля 1939 года Ган и Штрассман описали расщепление тория, продуктами распада которого были инертный газ и щелочной металл. Сразу вслед за этими сообщениями появилась статья Лизе Мейтнер и ее племянника Отто Фриша, в которой расщеплению ядра урана на два более легких ядра было дано теоретическое обоснование. Они же показали, что деление ядер урана должно сопровождаться громадным выходом энергии. Уран, порядковый номер которого 92, превращается в барий с номером 56 и криптон с номером 36. Хотя условие сохранения заряда в этой реакции выполняется, оба получающихся в ней искусственных изотопа имеют слишком большую массу.
Опасная работа: как добывают уран
| Чем опасны боеприпасы с обедненным ураном? Генерал Игорь Кириллов ответил на шесть главных вопросов | 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. |
| Россия прибрала к рукам казахстанский уран… Или нет? | Уран: последние новости. Телескоп JWST запечатлел кольца и спутники Урана. |
| Открыт новый изотоп урана: Наука: Наука и техника: | Как следует отсюда, о распаде ядра урана на две части не было еще и мысли. |
| Химический элемент уран: интересные факты | При распаде урана-235 образуются нейтроны, которые попадают в другие ядра топлива и расщепляют их, вызывая цепную реакцию. |
| Уровень активности и длительность периода полураспада | Воздействие урана на организм человека выявляется в его токсичности соединений. |
Урок 8: Деление ядер урана. Цепная реакция
- Уран: факты и фактики
- Эксперты: применение урановых боеприпасов заразит местность на столетия
- США испугались из-за поставок российского урана в Китай — 02.03.2023 — В мире на РЕН ТВ
- Уран-235 — Википедия
- Опасный или важный энергетический ресурс? Четыре важных вопроса про обогащение урана
- Уран выпал в осадок?
Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
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.
По словам секретаря Совета безопасности РФ Николая Патрушева, рост радиоактивности уже зафиксировали в Польше: по данным люблинского университета имени Марии Складовской-Кюри, 15 мая датчики зафиксировали резкий скачок уровня загрязнения. Правда, польские СМИ, в частности, главная газета Rzeczpospolita, эту информацию не подтверждает.
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.
Однако облучение автоматически переводит любой образец в Категорию 2, а необходимость физзащиты определяется уже не массой образца, а излучением с его поверхности. И я не сильно удивлюсь хуцпе англосаксов, если они в дальнейшем поднимут вопрос присутствия своих "специалистов по физзащите" на территории б. Украины, ссылаясь на эту Конвенцию которую Украина также ратифицировала. Один момент остаётся: американцы - не англичане, а именно англичане сейчас передают снаряды с сердечниками из "обеднённого урана" своим украинским визави. Однако, долгое время ядерные оружейные программы США и Великобритании были общими, да и сейчас они взаимодействуют не только на бумаге те же ракеты Трайдент, которые используют ВС Великобритании в качестве средства доставки ЯО, - американские. Так что я не сильно удивлюсь, если британцы "перекрёстно опылились" от США удачно пристроить то, что должно находиться под надёжной охраной... На вопросы постараюсь ответить, но по возможности.
На 2008 г по годовому производству урана около 3,3 тысячи тонн Россия занимала 4-е место после Казахстана. Годовое же потребление урана в России составляло 16 тысяч тонн и складывалось из расходов на собственные АЭС в объёме 5,2 тысячи тонн, а также на экспорт тепловыделяющих средств 5,5 тысячи тонн и низкообогащённого урана 6 тысяч тонн. Общие ресурсы урана порядка 1,5 млн тонн, из них около 1,1 млн тонн можно добывать методом подземного выщелачивания. В 2009 году Казахстан вышел на первое место в мире по добыче урана добыто 13 500 тонн. Добыча на Украине Добыча и переработка — основное предприятие — Восточный горно-обогатительный комбинат в городе Жёлтые Воды. Стоимость и аффинаж Горнодобывающие компании поставляют уран в виде закиси-окиси урана U3O8. В 1990-е годы стоимость урана природного изотопного состава колебалась вокруг отметки 20 USD за килограмм.
Эксперт считает что применение обедненного урана на Украине закончится вспышками рака
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. Сейчас в мире остался лишь один такой реактор — на четвертом энергоблоке Белоярской АЭС. Как критикуют атомную энергетику? Если не говорить об авариях, то основным пунктом в рассуждениях противников атомной энергетики сегодня стало предложение добавить к расчету ее эффективности затраты по защите окружающей среды после выведения станции из эксплуатации и при работе с топливом. В обоих случаях возникают задачи надежного захоронения радиоактивных отходов, а это расходы, которые несет государство.
Есть мнение, что если переложить их на себестоимость энергии, то ее экономическая привлекательность пропадет. Существует оппозиция и среди сторонников атомной энергетики. Ее представители указывают на уникальность урана-235, замены которому нет, потому что альтернативные делящиеся тепловыми нейтронами изотопы — плутоний-239 и уран-233 — из-за периода полураспада в тысячи лет в природе отсутствуют. А получают их как раз вследствие деления урана-235. Если он закончится, исчезнет прекрасный природный источник нейтронов для цепной ядерной реакции. В результате такой расточительности человечество лишится возможности в будущем вовлечь в энергетический цикл торий-232, запасы которого в несколько раз больше, чем урана.
Зачем нужен уран? Раньше его применяли в качестве пигмента для изготовления керамики и цветного стекла. Теперь же уран — основа атомной энергетики и атомного оружия.
При этом используется его уникальное свойство — способность ядра делиться. Что такое деление ядра? Распад ядра на два неравных больших куска. Именно из-за этого свойства при нуклеосинтезе за счет нейтронного облучения ядра тяжелее урана образуются с большим трудом. Суть явления состоит в следующем. Если соотношение числа нейтронов и протонов в ядре не оптимально, оно становится нестабильным. Обычно такое ядро выбрасывает из себя либо альфа-частицу — два протона и два нейтрона, либо бета-частицу — позитрон, что сопровождается превращением одного из нейтронов в протон. В первом случае получается элемент таблицы Менделеева, отстоящий на две клетки назад, во втором — на одну клетку вперед. Однако ядро урана помимо излучения альфа- и бета-частиц способно делиться — распадаться на ядра двух элементов середины таблицы Менделеева, например бария и криптона, что и делает, получив новый нейтрон.
Это явление обнаружили вскоре после открытия радиоактивности, когда физики подвергали новооткрытому излучению все, что придется. Вот как пишет об этом участник событий Отто Фриш «Успехи физических наук», 1968, 96, 4. После открытия бериллиевых лучей — нейтронов — Энрико Ферми облучал ими, в частности, уран, чтобы вызвать бета-распад, — он надеялся за его счет получить следующий, 93-й элемент, ныне названный нептунием. Он-то и обнаружил у облученного урана новый тип радиоактивности, который связал с появлением трансурановых элементов. При этом замедление нейтронов, для чего бериллиевый источник покрывали слоем парафина, увеличивало такую наведенную радиоактивность. Американский радиохимик Аристид фон Гроссе предположил, что одним из этих элементов был протактиний, но ошибся. Зато Отто Ган, работавший тогда в Венском университете и считавший открытый в 1917 году протактиний своим детищем, решил, что обязан узнать, какие элементы при этом получаются. Вместе с Лизой Мейтнер в начале 1938 года Ган предположил на основании результатов опытов, что образуются целые цепочки из радиоактивных элементов, возникающих из-за многократных бета-распадов поглотивших нейтрон ядер урана-238 и его дочерних элементов. Вскоре Лиза Мейтнер была вынуждена бежать в Швецию, опасаясь возможных репрессий со стороны фашистов после аншлюса Австрии.
Ган же, продолжив опыты с Фрицем Штрассманом, обнаружил, что среди продуктов был еще и барий, элемент с номером 56, который никоим образом из урана получиться не мог: все цепочки альфа-распадов урана заканчиваются гораздо более тяжелым свинцом. Исследователи были настолько удивлены полученным результатом, что публиковать его не стали, только писали письма друзьям, в частности Лизе Мейтнер в Гётеборг. Там на Рождество 1938 года ее посетил племянник, Отто Фриш, и, гуляя в окрестностях зимнего города — он на лыжах, тетя пешком, — они обсудили возможности появления бария при облучении урана вследствие деления ядра подробнее о Лизе Мейтнер см. Бор, хлопнув себя по лбу, сказал: «О, какие мы были дураки! Мы должны были заметить это раньше». В январе 1939 года вышла статья Фриша и Мейтнер о делении ядер урана под действием нейтронов. К тому времени Отто Фриш уже поставил контрольный опыт, равно как и многие американские группы, получившие сообщение от Бора. Рассказывают, что физики стали расходиться по своим лабораториям прямо во время его доклада 26 января 1939 года в Вашингтоне на ежегодной конференции по теоретической физике, когда ухватили суть идеи. После открытия деления Ган и Штрассман пересмотрели свои опыты и нашли, так же, как и их коллеги, что радиоактивность облученного урана связана не с трансуранами, а с распадом образовавшихся при делении радиоактивных элементов из середины таблицы Менделеева.
Фото: ОАО Росатом, www. Вскоре после того, как была экспериментально доказана возможность деления ядер урана и тория а других делящихся элементов на Земле в сколько-нибудь значимом количестве нет , работавшие в Принстоне Нильс Бор и Джон Уиллер, а также независимо от них советский физик-теоретик Я. Френкель и немцы Зигфрид Флюгге и Готфрид фон Дросте создали теорию деления ядра. Из нее следовали два механизма. Один — связанный с пороговым поглощением быстрых нейтронов. Согласно ему, для инициации деления нейтрон должен обладать довольно большой энергией, более 1 МэВ для ядер основных изотопов — урана-238 и тория-232. При меньшей энергии поглощение нейтрона ураном-238 имеет резонансный характер. Так, нейтрон с энергией 25 эВ имеет в тысячи раз большую площадь сечения захвата, чем с другими энергиями. При этом никакого деления не будет: уран-238 станет ураном-239, который с периодом полураспада 23,54 минуты превратится в нептуний-239, тот, с периодом полураспада 2,33 дня, — в долгоживущий плутоний-239.
Торий-232 станет ураном-233. Второй механизм — беспороговое поглощение нейтрона, ему следует третий более-менее распространенный делящийся изотоп — уран-235 а равно и отсутствующие в природе плутоний-239 и уран-233 : поглотив любой нейтрон, даже медленный, так называемый тепловой, с энергией как у молекул, участвующих в тепловом движении, — 0,025 эВ, такое ядро разделится. И это очень хорошо: у тепловых нейтронов площадь сечения захвата в четыре раза выше, чем у быстрых, мегаэлектронвольтных. В этом значимость урана-235 для всей последующей истории атомной энергетики: именно он обеспечивает размножение нейтронов в природном уране. После попадания нейтрона ядро урана-235 становится нестабильным и быстро делится на две неравные части. Попутно вылетает несколько в среднем 2,75 новых нейтронов. Если они попадут в ядра того же урана, то вызовут размножение нейтронов в геометрической прогрессии — пойдет цепная реакция, что приведет к взрыву из-за быстрого выделения огромного количества тепла. Ни уран-238, ни торий-232 так работать не могут: ведь при делении вылетают нейтроны со средней энергией 1—3 МэВ, то есть при наличии энергетического порога в 1 МэВ значительная часть нейтронов заведомо не сможет вызвать реакцию, и размножения не будет. А значит, про эти изотопы следует забыть и придется замедлять нейтроны до тепловой энергии, чтобы они максимально эффективно взаимодействовали с ядрами урана-235.
А действуя замедлителем, можно поддерживать размножение нейтронов на постоянном уровне и взрыва не допустить — управлять цепной реакцией. Расчет, проведенный Я. Зельдовичем и Ю. Харитоном в том же судьбоносном 1939 году, показал, что для этого нужно применить замедлитель нейтронов в виде тяжелой воды или графита и обогатить ураном-235 природный уран по меньшей мере в 1,83 раза. Смоленская АЭС. В 1940 году Г. Флеров и К. Петржак обнаружили, что деление урана может происходить спонтанно, без всякого внешнего воздействия, правда, период полураспада гораздо больше, чем при обычном альфа-распаде. Поскольку при таком делении тоже получаются нейтроны, если не дать им улететь из зоны реакции, они-то и послужат инициаторами цепной реакции.
Все актиниды радиоактивны, но уран называют одним из четырех наиболее радиоактивных элементов, наряду с радием, полонием и торием. Кривая периода полураспада. Фото: Nandalal Sarkar По словам эксперта, команда еще не измерила период полураспада урана-241, но по теоретическим оценкам он составляет около 40 минут. Это немного.
После выделения из руды урана у нас остается куча ненужного мусора в твердой и жидкой форме. Он включает в себя как не добываемые нами радиоактивные элементы торий, радий , так и недособранный уран. Если все это просто свалить в кучу, то, как мы уже знаем, гамма-излучение и постоянно выделяющийся радон который, вообще говоря, образуется из радия могут нанести серьезный вред окружающей среде. Грусть третья, касается метода подземного выщелачивания. Пользуясь этим методом мы почти не получаем мусора, и не загрязняем воздух.
Но процесс неизбежно вызывает загрязнение подземных вод. Возможные утечки рабочего раствора i. Серьезной задачей здесь становится защита источников водоснабжения. Опять в бутылку Одно из хвостохранилищ в Канаде Как мы понимаем, отходы нужно сложить в одно место. Оно именуется хвостохранилище от англ. Оно может представлять собой просто гору мусора, запруду или озеро. Наша первичная задача — изоляция от окружающей природной гидросистемы. Для первого нам требуются надежные ограждения по краям. После прекращения сбора отходов необходима установка купола — защита от радона.
Как дополнительные меры, — осушение хранилища, защита от эрозии почвы. Далее — постоянное наблюдение. Cрок службы — от минимума в 200 лет до желательного в 1000 лет.
Откройте свой Мир!
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. Распад урана-238: ядро урана поглощает нейтрон. 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.
Период полураспада урана-235 составляет 700 000 000 лет. Так почему Хиросима заселена?
Темы кодификатора ЕГЭ: радиоактивность, альфа-распад, бета-распад, гамма-излучение, закон радиоактивного распада. В статье рассматриваются такие аспекты, как период полураспада урана, радиоактивный распад, изотопы урана и их свойства, применение урана в атомной промышленности и энергетике. В 1896 году, исследуя уран, французский учёный Антуан Анри Беккерель случайно открыл радиоактивный распад. Так, например, вынужденное деление ядер урана нейтронами сопровождается вылетом нескольких нейтронов, которые, взаимодействуя с соседними ядрами урана, вызывают их деление.
Опасная работа: как добывают уран
Пара фраз об "обеднённом уране" 22. Вижу, что и мы, и МИД попадаем в словесную терминологическую ловушку, аналогичную англосаксонскому определению радиоактивных отходов, под которые у них попадает и отработавшее топливо и много чего ещё. Дело в том, что наше законодательство гораздо более чётко проводит линии разделения между радиоактивными веществами и веществами, содержащими делящиеся материалы. В рамках этих определений "обеднённый уран" мог являться только "хвостом" процесса разделения изотопов урана на обогатительном производстве. Тогда его использование в сердечниках снарядов ради его плотности вполне оправданно - необлучённые хвосты практически не излучают они очищены от того же радона при извлечении из породы, а зfтем ещё и понижено содержание урана-235 , а ядерных реакций при таком использовании не идёт. Поэтому вызвало дикий диссонанс сравнение "обеднённого урана" кем-то из МИДовцев с "грязной бомбой". Ларчик открывается просто.
Четыре важных вопроса про обогащение урана Чаще всего упоминание урана вызывает у людей негативные ассоциации: радиация, катастрофа, мутанты и кислотный дождь. Кажется, что с таким веществом опасно находиться рядом, а уж работать с ним могут только супергерои. На самом деле технологии добычи и обогащения урана — технологическое ноу-хау, разработанное во многом российскими учёными. Так что сверхспособностями обладать необязательно. Наука 15. Уран добывают в шахтах, как уголь? На сегодняшний день самый распространённый и экологически безопасный способ добычи урана — подземное выщелачивание. По периметру рудного тела — скопления урановой руды — бурят систему скважин. Сквозь одни скважины закачивают выщелачивающий раствор на основе серной кислоты. Спустя некоторое время уран вымывается из породы, а затем получившийся «продуктивный» раствор — закись-окись урана U3O8 — выкачивают через другие скважины. Сотрудники добывающего предприятия не контактируют напрямую с радиоактивными веществами и не получают лишнего облучения. Несмотря на это, все они носят защитные костюмы и регулярно проходят профилактическое медицинское обследование. После откачки из скважины закись-окись урана U3O8 превращают в гексафторид урана UF6 , который в твёрдом виде в герметичных металлических контейнерах транспортируют на обогатительные предприятия. Что значит «обогатить уран»? Сам по себе природный уран радиоактивен, но к самопроизвольному распаду способен только уран-235. Основная задача обогатительных предприятий — получить уран с более высокой концентрацией по 235-му изотопу, чем в природном сырье.
Облучение получили как мирные жители, так и солдаты из контингента НАТО. В январе 2020 года в Сербии был подан первый иск против НАТО за использование обедненного урана в 1999 году. Сербские иски идентичны 500 искам итальянских солдат, находившихся в 1999 году в Косове и Метохии, из которых более 200 были удовлетворены: Минобороны Италии возместило военнослужащим материальный ущерб. Аналогичные процессы проходят в разных странах Европы. Так, первое похожее дело во Франции в 2021 году завершилось победой истца, судебные процессы идут в Великобритании, Германии, Нидерландах и Турции.
Из вышеупомянутой публикации по нейтронной физике ЛТСМ также следует, что существует точка «оптимального увлажнения», при которой нарастание количества нейтронов в каждом поколении достигает максимума. Соответственно, при высыхании залитых водой ЛТСМ нейтронный поток будет сначала увеличиваться и только после прохождения «оптимального увлажнения» начнет сокращаться — это, возможно, мы и видим сейчас. Это происходит потому, что вода является одновременно сильным замедлителем и сильным поглотителем нейтронов. Замедление нейтронов — это снижение их энергии от миллионов электронвольт при рождении в ядерной реакции до сотых долей электронвольта — средней тепловой энергии атомов при комнатной температуре. Оно важно, потому что ядро урана-235 или плутония-239 примерно в 1000 раз охотнее поглотит замедленный нейтрон, чем быстрый, только появившийся в реакции. Поэтому добавляя воду к урану, мы увеличиваем вероятность деления и как бы виртуально многократно увеличиваем концентрацию урана. Однако когда воды становится достаточно много, все нейтроны успевают в ней замедлиться, и дальнейшее ее добавление приводит только к росту поглощения ценных нейтронов. Но что может быть, если расчеты и модели неверны, и в реальности где-то сложатся условия для возникновения самопроизвольной цепной реакции? За историю работы человечества с делящимися материалами такие аварии возникали неоднократно например, «заряд-демон» и авария на ядерном объекте Токаймура , поэтому можно довольно уверенно предсказать, что произойдет. Как выглядит самый страшный сценарий Что будет, если все же ускоряющаяся цепная реакция запустится где-то в объеме топливосодержащей лавы? В какой-то момент нейтронный поток начнет экспоненциально расти, и за несколько миллисекунд мощность цепной реакции достигнет киловатта или мегаватта — в общем, достаточного уровня, чтобы быстро прогреть топливный материал и окружающую среду. Сработают отрицательные физические связи: ядерный допплер-эффект в уране и выкипание воды, соотношение генерации новых нейтронов в делении урана и их поглощения станет меньше единицы — и реакция остановится. Весь этот цикл займет не больше секунды, но будет заметен только приборам наблюдения по резкому всплеску нейтронного и гамма-излучения.
уран – последние новости
Затем в нее начинает подаваться раствор серной кислоты, который связывает частицы урана выщелачивание. Полученный раствор выкачивается на поверхность и уже из него извлекается, после чего обрабатывается, уран. Достоинства данного метода заключаются в значительном упрощении организации процесса. Соответственно, снижается и цена. Хомячки с лопатами уже не нужны. А значит метод можно применять и в тяжелых климатических условиях. Радон и пыль нас перестают беспокоить.
Выкачиваемый раствор также содержит по минимуму лишних компонентов, что значительно упрощает вопрос радиоактивного загрязнения. Влияние на окружающую среду Печальный пример. Суть в том, что в отходах добычи встречается много сульфидов, которые при наличии воды и кислорода дают нам серную кислоту. В случае заброшенных подземных шахт, изменение водных потоков делает этот процесс неизбежным. Более того, среди сульфидов встречаются и токсичные металлы медь, алюминий, мышьяк, ртуть. При попадании всей этой радости в речку, пить и жить в ней уже не рекомендуется.
Грусть вторая. После выделения из руды урана у нас остается куча ненужного мусора в твердой и жидкой форме. Он включает в себя как не добываемые нами радиоактивные элементы торий, радий , так и недособранный уран. Если все это просто свалить в кучу, то, как мы уже знаем, гамма-излучение и постоянно выделяющийся радон который, вообще говоря, образуется из радия могут нанести серьезный вред окружающей среде.
Но мне видится это не справедливым. В 1935 году Х. Юкава опубликовал статью о « мезонной теории ядерных сил ». Юкава выдвинул гипотезу, что притяжение, удерживающее нуклоны внутри ядра, возникает благодаря наличию «квантов» некоего поля, аналогичных фотонам световым квантам электромагнитного поля и обеспечивающих взаимодействие электрических зарядов.
Эта гипотеза не была принята за приоритетную, потому что никто не понимал, как это фотон может притягивать один нуклон к другому. Это такое же состояние, как и в гравитации. В гравитации трудно представить, что фотон может тянуть электрон на себя, хотя есть примеры и в макромире, как один объект тянет на себя другой объект. Всегда считалось, что если один объект ударяет во второй объект, то второй объект всегда будет двигаться в ту же сторону, что и ударяющий объект. Сейчас диалектический материализм не в моде, а он утверждает, что такие взаимодействия равноправные и они существует. Вот этот «квант» — мезон, по мнению Юкавы, и тянет на себя протон и заодно превращает этот протон в нейтрон. А поскольку мезон пион примерно в 200-300 раз больше электрона, то и сила притяжения больше во столько же раз нежели силы, действующие при аннигиляции электрона и позитрона. Это и составляет ядерную силу.
Но данный мезон или пион является не резонансным для протона, он не может замкнуться на протоне, и этот протон, превратившийся в нейтрон, излучит этот пион. Излученный пион попадает на следующий протон и тоже тянет его на себя. И тут полная тьма. Если у водорода один протон и один нейтрон, то еще можно представить, как этот обменный пион прыгает между этими нуклонами. Можно представить и большие ядра в виде кольца, в которых пионы движутся по кругу один за другим, тянут нуклоны, создавая их круговое движение. Этим можно объяснить магнитный момент ядра. Но одной из проблем данной модели является то, что от атома к атому должен изменяться коэффициент преломления нуклонов или изменяться величина пиона. Можно представить ядро в виде многогранного кристалла в виде оболочки или монолита, в котором как-то движутся пионы и держат всю конструкцию, как целый объект.
Можно много придумать разных форм организации нуклонов в ядро, но будет ли среди них истинная неизвестно. Трудностью в построении модели ядра является, то, что мы не понимаем физического устройства нуклонов. А как строить дом, не зная устройства кирпича или гвоздя? Для меня несомненным является только, то, что именно пионы держат совместно нуклоны в ядре. И это не один пион или небольшое их количество.
На пути к лучшему пониманию альфа-распада Физиков так интересуют эти "легкие" изотопы урана, потому что их количество нейтронов близко к тому, что ученые считают "магическим числом". Обратите внимание, что ядра, которые имеют количество нейтронов и количество протонов, равное одному из магических чисел, называются "дважды магическими" и оказываются особенно устойчивыми 42He, 168O и т. Имея 122 нейтрона, уран-214 довольно близко к магическому числу 126, поэтому он может представлять интерес для изучения ядерной стабильности. Магические изотопы необычайно стабильны, и наблюдение за их ближайшими соседями дает возможность исследовать влияние ядерной структуры на процессы радиоактивного распада. Учитывая периоды полураспада изотопов 214, 216 и 218 0,5 мс, 2,25 мс и 0,65 мс соответственно , их альфа-распад, по-видимому, происходит относительно легко по сравнению с другими изотопами урана.
Это означает, что взаимодействия между протонами и нейтронами в ядрах этих атомов, вероятно, более мощные, чем в других радиоактивных ядрах. Это связано с тем, что эти более сильные взаимодействия, вероятно, влияют на образование альфа-частиц в ядре, сложной квантовой проблеме с несколькими телами, детали которой до сих пор неизвестны. Исследования команды Чжана, возможно, позволят поднять завесу над процессом образования этих частиц.
К концу 1996 года на всём постсоветском пространстве Россия осталась единственной страной входящей в ядерный клуб, а все запасы СССР были сосредоточены на eё территории для последующей переработки в соответствии с договором СНВ-1. Вместе с тем началось повторное обогащение урановых отвалов и переработка ОЯТ. Однако в середине и конце 1990-х годов обогащающие предприятия начали повторно обогащать отвалы для производства разбавителя по соглашению ВОУ-НОУ, в связи с нестабильностью получаемого топлива из отвалов. Договор сменил истёкший в декабре 2009 года СНВ-I и действует до 2021 года. Имеется масса мелких рудопроявлений и проявлений. Добыча в России В России основным урановорудным регионом осталось Забайкалье. Полученные руды и урановый концентрат перерабатываются на Чепецком механическом заводе.
Ядерный реактор
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. 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. Новость про то, что Великобритания намерена передать Украине боеприпасы с обедненным ураном, всколыхнула умы общественности и политиков. Опыты показывали, что радиоактивные элементы почему-то со временем распадаются, будто бы протухают. Физики синтезировали изотоп урана с избытком нейтронов впервые с 1979 года. Период его полураспада составляет всего 40 минут.