Они вступают в реакцию с другими атомами урана, в результате чего нейтронов становится больше. Инвесторы начали вкладываться в уран на фоне конфликта в Нигере Цены на уран достигли 16-месячного максимума.
Уран добывают в шахтах, как уголь?
- Как устроены и чем опасны снаряды с обедненным ураном
- Как добывается радиоактивный уран и для чего он используется? -
- User account menu
- Опасная работа: как добывают уран
- Распадается за 40 минут: открыт новый изотоп урана
- Когда и где НАТО применяло такие боеприпасы?
Уран: факты и фактики
Природный уран однако состоит в основном из урана-238 и только 0.7% приходится на уран-235, который делится под действием тепловых нейтронов. На «обычных» (238U) АЭС основной источник энергии 235U. Сперва уран распадается на уран-икс-один и гелий [c.21]. Новости энгельса-покровска, губернии. 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), является ядерным топливом для атомных электростанций и производства атомных бомб.
СВЕРШИЛОСЬ! В США самостоятельно СМОГЛИ ОБОГАТИТЬ УРАН
Если бы нечто подобное было сделано в наши дни, то заход в порт такого корабля привел бы в состояние боевой готовности войска. Обычно он появлялся там, где заканчивалась серебряная жила, за что получил прозвище "камень неприятности". В 1789 году Мартин Клапрот, германский химик, проанализировал образцы минералов из шахт и выделил то, что назвал "странным веществом с некоторыми свойствами металла". Это был диоксид урана. Он назвал новое вещество ураном в честь недавно открытой планеты, носившей такое же имя. Французский физик Анри Беккерель открыл радиоактивные свойства урана и радиоактивность как таковую в 1896 году. Он оставил уранилсульфат калия, разновидность соли, на фотографической пластинке в ящике и заметил, что уран оставил на ней такие же следы, какие могло оставить солнце. Это означало, что от урана исходит излучение. Преображения урана подтвердили некоторые утверждения алхимиков Уран распадается и превращается в некоторые другие элементы, такие как радий, радон, полоний.
Какие физические процессы могут быть ответственны за это? Обычный радиоактивный распад явно не годится, так как он продуцирует исключительно гелий-4. Попробуем привлечь на помощь ядерные реакции деления. Известно, что при работе реактора тяжелые ядра, поглощая нейтрон, становятся неустойчивыми и могут делиться на два крупных осколка с испусканием легких заряженных частиц и 2—3 нейтронов. В конечном продукте совокупности таких реакций доли обоих изотопов гелия хотя и отличаются, но представляют собой величины одного порядка. Напомним, что в «стандартном» атмосферном гелии их концентрации различаются на шесть порядков! Таким образом, относительно высокое содержание гелия-3, наблюдаемое в магматических породах, поднявшихся на поверхность из земных недр, может служить косвенным свидетельством работы глубинного геореактора. Уран выпал в осадок? Прежде чем продолжить разговор, хочется еще раз подчеркнуть принципиальное различие между естественным радиоактивным распадом и ядерной реакцией деления, ибо разница эта не всегда очевидна на неискушенный взгляд. Обычная радиоактивность — это самопроизвольный распад атомных ядер; для реакции деления обязательно требуется взаимодействие с внешней частицей нейтроном. По этой причине для осуществления ядерной реакции нужна достаточная концентрация активного вещества; для спонтанного распада концентрация не имеет никакого значения. Если в недрах Земли действительно идут цепные реакции, значит, там должны присутствовать скопления радиоактивных элементов актиноидов. Как и где именно они образовались? На этот счет существует множество разных точек зрения: от мантии до геометрического центра Земли. Анисичкин с соавторами предложили обоснованную гипотезу, согласно которой местом критической концентрации урана и тория могла быть поверхность твердого внутреннего ядра Земли. Эта концепция во многом базируется на работах по растворимости диоксида урана UO2 , проведенных в конце 1990-х гг. В экспериментах на аппарате высокого давления типа «разрезная сфера» А. Туркиным было показано, что растворимость UO2 в расплавах на основе железа с ростом давления уменьшается. Исследуемый диапазон давлений составлял 5—10 ГПа для сравнения: в центре Земли давление около 360 ГПа. Поскольку в природе уран встречается преимущественно в виде оксидов, то логично сделать вывод: чем глубже, тем хуже будет растворяться уран! Этот важный экспериментальный факт наводит на мысль, что миграция актиноидов в теле Земли могла быть следующей. После образования планеты в океане магмы, состоящей, в основном, из расплавов железа и силикатов, присутствовали и соединения урана. Со временем магма остывала, и происходило гравитационное разделение вещества по плотности. Силикаты, кристаллизуясь, всплывали в магме, плотность которой за счет железа была выше. Соединения же тяжелых актиноидов, выделяясь из расплава по мере роста давления и кристаллизуясь, оседали на внутреннее твердое железоникелевое ядро планеты. Из сейсмологических исследований известно, что переходная зона между внешним жидким и внутренним твердым ядром Земли толщиной 2—3 км имеет мозаичную структуру. При этом основными структурными элементами являются относительно тонкие взвешенные слои протяженностью до нескольких десятков километров. Возможно, именно они и являются областями концентрации тяжелых радиоактивных элементов. Не можешь найти — моделируй! Когда речь идет о процессах на глубинах в тысячи километров, следует иметь в виду, что, с одной стороны, они недоступны непосредственному экспериментальному исследованию, с другой — их не всегда возможно изучать и в лабораторных установках, где трудно создать аналогичные физические условия. Но в современной науке существует еще один универсальный инструмент познания — компьютерное моделирование. В 2005 г. Задача была не из легких, поскольку методы теории реакторов традиционно применяются для расчета процессов длительностью максимум в годы, а здесь потребовалось просчитывать интервалы в миллиарды лет! Согласно их идее при кристаллизации магматического океана происходило «гравитационное разделение вещества по плотности», в результате которого силикаты, кристаллизуясь, всплывали, а соединения тяжелых актиноидов оседали на внутреннее ядро планеты. В дальнейшем сконцентрировавшаяся таким образом масса актиноидов, и в первую очередь соединения урана, играла роль ядерного реактора, генерирующего энергию, обусловленную цепными реакциями деления. К сожалению, в самой основе этой занимательной гипотезы лежит недоразумение. Кристаллизация каких-либо соединений актиноидов в виде самостоятельных минеральных фаз, которые могли бы погружаться в недра планеты, в магматическом океане невозможна. Прежде всего, это обусловлено исключительно низкими концентрациями урана и других актиноидов в протопланетном веществе. При кристаллизации расплава, который возникает на основе такого вещества, весь уран распределяется в кристаллической решетке породообразующих минералов или на их границах в виде примеси, как и многие другие редкие и рассеянные элементы. Конечно, образование скоплений редких элементов в природе возможно вспомним, например, самородное золото , только это происходит в коре и не в результате кристаллизации магматических расплавов, а за счет разгрузки гидротермальных растворов, транспортирующих эти элементы и сбрасывающих их при изменении физических условий. В ходе геологических процессов зарождающиеся в недрах планеты магматические расплавы вследствие более низкой плотности по сравнению с твердым веществом перемещаются к поверхности. В тех случаях, когда они прорываются на поверхность, возникает вулкан. Когда такой расплав застревает на глубине и кристаллизуется в магматической камере, образуется твердое магматическое тело, называемое интрузивом. Дифференциация вещества по плотности при формировании магматических тел принципиально ничем не отличается от такой дифференциации при затвердевании расплава в магматическом океане. Однако кристаллизующиеся силикаты магния и железа в этих расплавах вопреки предположению авторов обсуждаемой гипотезы не всплывают, а тонут, потому что их плотность всегда выше плотности жидкой фазы. Утверждая, что плотность магмы увеличится за счет железа, авторы упускают из виду, что в магматическом океане металл сразу образует самостоятельную жидкую фазу, не смешивающуюся с силикатной, которая опустится на дно задолго до начала кристаллизации силикатов. Возвращаясь к интрузивам, заметим, что никаких скоплений минералов, сложенных актиноидами, на дне соответствующих магматических камер нет, несмотря на то, что концентрация урана как в самих интрузивных телах, так и в исходных расплавах зачастую на два порядка превосходит его концентрацию в протопланетном веществе и магматическом океане.
Быстрые заряженные частицы, вылетающие при распаде ядер, ионизируют молекулы пара вдоль своего пути. А ионы становятся центрами конденсации капель, которые хорошо видны при правильном освещении на фото. Задать свой вопрос.
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. Однако по органам и тканям уран распределен неравномерно. При попадании внутрь в больших количествах уран может представлять серьезную опасность, при этом его химическая токсичность превышает радиологическую, то есть обусловленную радиоактивностью. Являясь общеклеточным ядом, уран поражает все органы и ткани, но в наибольшей степени страдают почки, кроме них - печень и желудочно-кишечный тракт. Поступая в кровеносную систему, уран, склонный к образованию малорастворимых фосфатов, откладывается в костях. Впрочем, почти весь уран, попавший в организм, довольно быстро в течение суток выводится. Если уран попал внутрь, то в краткосрочной перспективе его вредное воздействие обусловлено химической токсичностью, тогда как в более поздние сроки преобладает радиационный фактор. При этом основной вклад в облучение организма вносит не сам уран, а образующиеся при распаде его изотопов радиоактивные продукты. Среди них наиболее значимым является радиоактивный благородный газ радон. Радон-222 является членом радиоактивного семейства урана-238. Данный нуклид образуется в результате распада радия-226. Радон-222, существующий исключительно в газообразной форме, всегда присутствует в большей или меньшей концентрации в окружающей среде и воздухе жилых помещений, и обусловливает около половины суммарной дозы, получаемой человеком от всех природных источников радиации. Уран в металлической форме не проникает внутрь при контакте с кожей, но может всасываться в виде растворимых соединений - нитратов, фторидов, хлоридов.
Вторая жизнь урана: что делают в современном мире с отработанным ядерным топливом
В 1896 году, исследуя уран, французский учёный Антуан Анри Беккерель случайно открыл радиоактивный распад. Сколько урана будет распадаться в секунду при периоде полураспада в 700 миллионов лет? 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.
Период полураспада урана-235 составляет 700 000 000 лет. Так почему Хиросима заселена?
не имеет смысла. "Одно из крупнейших месторождений урана в мире перешло под контроль "Росатома", "Путин стал хозяином казахстанского урана", "сделка с Россией привела к конфликту между руководством "Казатомпрома" и властями, в результате которого несогласный. Разведка США опасается, что поставляемый Россией в Китай уран для реактора CFR-600 может быть использован для производства оружейного плутония. Такую информацию опубликовал Bloomberg. В статье рассматриваются такие аспекты, как период полураспада урана, радиоактивный распад, изотопы урана и их свойства, применение урана в атомной промышленности и энергетике.
Ядерное топливо
Обеднённый уран на 60% менее токсичен и радиоактивен. Как происходит распад урана? Уран – радиоактивный элемент, который распадается медленно в соответствии с его полувременем. Обедненный уран — токсичный тяжелый металл, характеристики которого сходны с природным ураном. 6. цепной распад Урана. Ц е п н о й р а с п а д на б ы с т р ы х н е й т р о н а х. Вылет более чем одного нейтрона при поглощении ураном одного нейтрона в принципе делает возможным осуществление ядерной цепной реак-ции с разветвляющимися цепями.
уран – последние новости
Кириллов рассказал, что из себя представляет такой боеприпас. Он напомнил, что обедненный уран - это тривиальное название металла, основу которого составляет более 90 процентов изотопов урана-238 и менее 1 процента урана-235. Использование обедненного урана в боеприпасах связано с его высокой плотностью, которая обеспечивает их высокое бронепробивное действие. Этот эффект достигается за счет кинетической энергии самого сердечника, а также его оболочки. При ударе о броню изготовленная из мягкой стали оболочка разрушается и передает свою энергию сердечнику, который проникает в броню. Однако боеприпасы на их основе значительно дороже в производстве. В данной связи, изготовление боеприпасов с обедненным ураном используется гораздо чаще в тех странах, в которых имеются запасы урана, технология его переработки. А их применение планируется на чужой территории, когда нет необходимости задумываться об экологических последствиях", - отметил генерал. Он также обратил внимание на тот факт, что применение боеприпасов с обедненным ураном значительного преимущества по сравнению с вольфрамовыми в условиях современных военных действий не дает.
Когда и где НАТО применяло такие боеприпасы? Тем не менее, боеприпасы из обедненного урана в вооруженных конфликтах уже применялись - причем исключительно странами НАТО. Особая циничность слов Аннабель Голди заключается в том, что они прозвучали накануне очередной годовщины натовских бомбардировок Югославии. Операция альянса под названием "Ангел милосердия", которую тогдашний генсек организации Хавьер Солано назвал "гуманитарной", началась 24 марта 1999 года.
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. Теоретически для получения потока быстрых нейтронов с мегаэлектронвольтными энергиями можно использовать ускорители частиц. Однако если речь идет, например, о межпланетных полетах на атомном двигателе, то реализовать схему с громоздким ускорителем будет очень непросто. Исчерпание урана-235 ставит крест на таких проектах. Что такое оружейный уран?
Это высокообогащенный уран-235. Его критическая масса — она соответствует размеру куска вещества, в котором самопроизвольно идет цепная реакция, — достаточно мала для того, чтобы изготовить боеприпас. Такой уран может служить для изготовления атомной бомбы, а также как взрыватель для термоядерной бомбы. Какие катастрофы связаны с применением урана? Энергия, запасенная в ядрах делящихся элементов, огромна. Вырвавшись из-под контроля по недосмотру или вследствие умысла, эта энергия способна натворить немало бед. Две самые чудовищные ядерные катастрофы случились 6 и 8 августа 1945 года, когда ВВС США сбросили атомные бомбы на Хиросиму и Нагасаки, в результате чего погибли и пострадали сотни тысяч мирных жителей.
Катастрофы меньшего масштаба связаны с авариями на атомных станциях и предприятиях атомного цикла. Первая крупная авария случилась в1949 году в СССР на комбинате «Маяк» под Челябинском, где нарабатывали плутоний; жидкие радиоактивные отходы попали в речку Течу. В сентябре 1957 года на нем же произошел взрыв с выбросом большого количества радиоактивного вещества. Через одиннадцать дней сгорел британский реактор по наработке плутония в Уиндскейле, облако с продуктами взрыва рассеялось над Западной Европой. К наиболее масштабным последствиям привели аварии на Чернобыльской АЭС 1986 и АЭС в Фукусиме 2011 , когда воздействию радиации подверглись миллионы людей. Первая засорила обширные земли, выбросив в результате взрыва 8 тонн уранового топлива с продуктами распада, которые распространились по Европе. Вторая загрязнила и спустя три года после аварии продолжает загрязнять акваторию Тихого океана в районах рыбных промыслов.
Ликвидация последствий этих аварий обошлась весьма дорого, и, если бы разложить эти затраты на стоимость электроэнергии, она бы существенно выросла. Отдельный вопрос — последствия для здоровья людей. Согласно официальной статистике, многим людям, пережившим бомбардировку или живущим на загрязненной территории, облучение пошло на пользу — у первых более высокая продолжительность жизни, у вторых меньше онкологических заболеваний, а некоторое увеличение смертности специалисты связывают с социальным стрессом. Количество же людей, погибших именно от последствий аварий или в результате их ликвидации, исчисляется сотнями человек. Противники атомных электростанций указывают, что аварии привели к нескольким миллионам преждевременных смертей на европейском континенте, просто они незаметны на статистическом фоне. Вывод земель из человеческого использования в зонах аварий приводит к интересному результату: они становятся своего рода заповедниками, где растет биоразнообразие. Правда, отдельные животные страдают от болезней, связанных с облучением.
Вопрос, как быстро они приспособятся к повышенному фону, остается открытым. Есть также мнение, что последствием хронического облучения оказывается «отбор на дурака» см. В частности, применительно к людям это должно приводить к снижению умственных способностей у поколения, родившегося на загрязненных территориях вскоре после аварии. Это уран-238, оставшийся после выделения из него урана-235. Объемы отхода производства оружейного урана и тепловыделяющих элементов велики — в одних США скопилось 600 тысяч тонн гексафторида такого урана о проблемах с ним см. Эти отходы надо либо хранить до лучших времен, когда будут созданы реакторы на быстрых нейтронах и появится возможность переработки урана-238 в плутоний, либо как-то использовать. Применение ему нашли.
Уран, как и другие переходные элементы, используют в качестве катализатора. Например, авторы статьи в «ACS Nano» от 30 июня 2014 года пишут, что катализатор из урана или тория с графеном для восстановления кислорода и перекиси водорода «имеет огромный потенциал для применения в энергетике». Поскольку плотность урана высока, он служит в качестве балласта для судов и противовесов для самолетов. Годится этот металл и для радиационной защиты в медицинских приборах с источниками излучения. Какое оружие можно делать из обедненного урана? Пули и сердечники для бронебойных снарядов. Расчет здесь такой.
Чем тяжелее снаряд, тем выше его кинетическая энергия. Но чем больше размер снаряда, тем менее концентрирован его удар. Значит, нужны тяжелые металлы, обладающие высокой плотностью. Пули делают из свинца уральские охотники одно время использовали и самородную платину, пока не поняли, что это драгоценный металл , сердечники же снарядов — из вольфрамового сплава. Защитники природы указывают, что свинец загрязняет почву в местах боевых действий или охоты и лучше бы заменить его на что-то менее вредное, например на тот же вольфрам.
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. Однако по органам и тканям уран распределен неравномерно.
При попадании внутрь в больших количествах уран может представлять серьезную опасность, при этом его химическая токсичность превышает радиологическую, то есть обусловленную радиоактивностью.
Очевидно, что без причины не может быть следствия, в данном случае распад ядра. Ученые даже не могут сказать — внутренняя это или внешняя причина. Некоторые пытаются ответить на данный вопрос, но как-то нечетко и не до конца. Например, пост наука пишет: Почему происходит распад ядра? Ядро атома состоит из нуклонов — нейтронов и положительно заряженных протонов. Существуют силы, которые связывают между собой нуклоны в ядре. Но его устойчивость зависит от того, сколько нуклонов оно содержит. Если ядро слишком тяжелое, то есть перегружено протонами или нейтронами, то оно будет менее устойчивым. Вам стало понятно — почему ядро распалось?
Мне — нет. Если оно перегружено, то почему в одном случае оно распадается через доли секунды, в другом через часы, а в третьем через годы. Почему ядерные, которые удерживали нуклоны вместе, вдруг так ослабли, что ядро распалось? Точнее силы не ослабли, а превратились в противоположные и растолкнули фрагменты ядра. В уране, с которым экспериментировал Резерфорд, все ядра с одинаковым числом нуклонов, но одно ядро распадается сейчас, это фиксирует счетчик, другое распадется завтра, а какое-то может распадется через тысячу или миллион лет. А потом распадаются не только слишком тяжелые ядра, но и легкие ядра. Как видите половина ядер водорода распалось за 12,3 года, а когда остальные распадутся известно одному Богу. Получается, что устойчивость ядра не зависит прямо от его перегруженности. От чего же тогда зависит устойчивость атомного ядра? Естественно, что ответить на этот вопрос можно только в том случае, если нам известно устройство ядра.
Для этого надо знать не только состав ядра, элементы, из которых оно состоит, но и физическую сущность сил, которые удерживают эти элементы в совокупности, как целый объект ядро. Наука же знает только название силы — ядерная, но какая физическая сущность этой силы — это науке неизвестно. Не зная физической сущности этой силы невозможно даже сказать: ослабевают эти силы, превращаются в противоположные или исчезают вовсе. Не понимая этого нельзя ответить на вопрос: почему ядро распадается? Существует несколько теорий ядерных сил, но в них ядерные силы сводятся к другим каким-нибудь силам например, силы поверхностного натяжения и считается, что удовлетворительной теории ядерных сил пока нет. Но мне видится это не справедливым.
Ядерное топливо
С помощью реактора политехнический университет разрабатывает и производит радиофармпрепараты — лекарственные средства, содержащие радиоизотопы. Их применяют при диагностике и лечении онкологических заболеваний. При диагностике радиоактивная метка «прикрепляется» к реагенту и накапливается в определенном органе. Далее по количественному накоплению, скорости накопления и выведения выявляют работоспособность органа. Так, на базе реактора ученые получают диагностический изотоп технеций-99м. Это один из самых популярных радиоактивных изотопов в медицинской диагностике. Для получения технеция специалисты облучают оксид молибдена. После этого радиоактивный порошок растворяется в колоннах, где формируется водная фаза радиоактивного препарата молибден.
В течение 66 часов он распадается на технеций. В дальнейшем технеций растворяют в физрастворе. Готовый препарат фасуют по флаконам и отвозят в медучреждения. А несколько лет назад ТПУ начал выпуск «чистых» изотопов лютеция лютеций-177 для лечения рака. Преимущество лютеция-177 в том, что лечит он локально — убивает только патологические участки в организме, то есть раковые клетки. Также разработаны оригинальные технологии получения иридия-192, вольфрама-188, рения-188, итрия-90. Лаборатория включает в себя комплекс ядерного легирования кремния.
Сам по себе кремний является диэлектриком. Но под воздействием потока нейтронов внутри слитков чистого кремния появляются равномерные вкрапления атомов фосфора. Это делает кремний хорошим полупроводником одновременно с высоким сопротивлением. По информации Томского политеха, вуз сейчас легирует кремний для всех российских производителей полупроводниковой продукции, а также для ряда зарубежных заказчиков. Еще одно приложение изотопного конструирования на реакторе — окраска драгоценных и полудрагоценных камней, например, топазов. В природе они встречаются разных цветов, но ценится больше всего небесно-голубой. В природе найти такие топазы сейчас сложно, поэтому нужного цвета добиваются при помощи облучения быстрыми нейтронами.
После облучения камни становятся радиоактивными, и чтобы они стали безопасными, их отправляют в хранилище радиоактивных образцов для выдержки. Она может продлиться до года.
Уран, как ему и положено, откладывался прежде всего в почках и костях и в стократно меньшем количестве — в печени, причем его накопление ожидаемо зависело от содержания в воде. Однако ни к почечной недостаточности, ни даже к заметному появлению каких-либо молекулярных маркеров воспаления это не приводило. Авторы предложили начать пересмотр строгих нормативов ВОЗ. Однако есть один нюанс: воздействие на мозг. В мозгах крыс урана было меньше, чем в печени, но его содержание не зависело от количества в воде.
Это означает, что уран явно вызывал окислительный стресс в мозгу и организм на него реагировал. Такой эффект — сильное действие урана на мозг при отсутствии его накопления в нем, кстати, равно как и в половых органах, — замечали и раньше. Есть данные, что уран приводит и к нарушениям памяти у животных. Изменение поведения коррелировало с уровнем окисления липидов в мозгу. Получается, что крысы от урановой водички делались здоровыми, но глуповатыми. Эти данные нам еще пригодятся при анализе так называемого синдрома Персидского залива Gulf War Syndrome. Загрязняет ли уран места разработки сланцевого газа?
Это зависит от того, сколько урана в содержащих газ породах и как он с ними связан. Оказалось, что уран химически связан именно с источником углеводородов вспомним, что в родственных углистых сланцах самое высокое содержание урана. Опыты же показали, что используемый при разрыве пласта раствор прекрасно растворяет в себе уран. Радиационного риска это не несет, но уран — ядовитый элемент», — отмечает Трейси Бэнк в пресс-релизе университета от 25 октября 2010 года. Подробных статей о риске загрязнения окружающей среды ураном или торием при добыче сланцевого газа пока не подготовлено. Зачем нужен уран? Раньше его применяли в качестве пигмента для изготовления керамики и цветного стекла.
Теперь же уран — основа атомной энергетики и атомного оружия. При этом используется его уникальное свойство — способность ядра делиться. Что такое деление ядра? Распад ядра на два неравных больших куска. Именно из-за этого свойства при нуклеосинтезе за счет нейтронного облучения ядра тяжелее урана образуются с большим трудом. Суть явления состоит в следующем. Если соотношение числа нейтронов и протонов в ядре не оптимально, оно становится нестабильным.
Обычно такое ядро выбрасывает из себя либо альфа-частицу — два протона и два нейтрона, либо бета-частицу — позитрон, что сопровождается превращением одного из нейтронов в протон. В первом случае получается элемент таблицы Менделеева, отстоящий на две клетки назад, во втором — на одну клетку вперед. 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.
Их и назвали поначалу «лучами Беккереля». Впоследствии было обнаружено, что это главным образом альфа-лучи с небольшой добавкой бета-лучей: дело в том, что основные изотопы урана при распаде выбрасывают альфа-частицу, а дочерние продукты испытывают и бета-распад. Насколько велика радиоактивность урана? У урана нет стабильных изотопов, все они радиоактивные. Самый долгоживущий — уран-238 с периодом полураспада 4,4 млрд. Следующим идет уран-235 — 0,7 млрд.
Оба они претерпевают альфа-распад и становятся соответствующими изотопами тория. Из- за его огромного периода полураспада радиоактивность этого элемента мала, а кроме того, альфа-частицы не способны преодолеть ороговевший слой кожи на поверхности человеческого тела. Рассказывают, что И. Курчатов после работы с ураном просто вытирал руки носовым платком и никакими болезнями, связанными с радиоактивностью, не страдал. Исследователи не раз обращались к статистике заболеваний рабочих урановых приисков и обрабатывающих комбинатов. Вот, например, недавняя статья канадских и американских специалистов, которые проанализировали данные о здоровье более 17 тысяч рабочих прииска Эльдорадо в канадской провинции Саскачеван за 1950—1999 годы «Environmental Research», 2014, 130, 43—50, doi:10. Они исходили из того, что сильнее всего радиация действует на быстро размножающиеся клетки крови, приводя к соответствующим видам рака. Статистика же показала, что у рабочих прииска заболеваемость различными видами рака крови меньше, чем в среднем у канадцев. При этом основным источником радиации считается не сам по себе уран, а порождаемый им газообразный радон и продукты его распада, которые могут попасть в организм через легкие.
Чем же вреден уран? Он, подобно другим тяжелым металлам, весьма ядовит, может вызывать почечную и печеночную недостаточность. С другой стороны, уран, будучи рассеянным элементом, неизбежно присутствует в воде, почве и, концентрируясь в пищевой цепочке, попадает в организм человека. Разумно предположить, что в процессе эволюции живые существа научились обезвреживать уран в природных концентрациях. Но бывают и сильные отклонения. Исследователи же пытаются понять, не слишком ли строг норматив ВОЗ, изучая действие урана на животных. К удивлению авторов — статья так и называется: «Неожиданное отсутствие заметного влияния урана на физиологические системы... Животные прекрасно питались, прибавляли в весе как следует, на болезни не жаловались и от рака не умирали. Уран, как ему и положено, откладывался прежде всего в почках и костях и в стократно меньшем количестве — в печени, причем его накопление ожидаемо зависело от содержания в воде.
Однако ни к почечной недостаточности, ни даже к заметному появлению каких-либо молекулярных маркеров воспаления это не приводило. Авторы предложили начать пересмотр строгих нормативов ВОЗ. Однако есть один нюанс: воздействие на мозг. В мозгах крыс урана было меньше, чем в печени, но его содержание не зависело от количества в воде. Это означает, что уран явно вызывал окислительный стресс в мозгу и организм на него реагировал. Такой эффект — сильное действие урана на мозг при отсутствии его накопления в нем, кстати, равно как и в половых органах, — замечали и раньше. Есть данные, что уран приводит и к нарушениям памяти у животных. Изменение поведения коррелировало с уровнем окисления липидов в мозгу. Получается, что крысы от урановой водички делались здоровыми, но глуповатыми.
Эти данные нам еще пригодятся при анализе так называемого синдрома Персидского залива Gulf War Syndrome. Загрязняет ли уран места разработки сланцевого газа? Это зависит от того, сколько урана в содержащих газ породах и как он с ними связан. Оказалось, что уран химически связан именно с источником углеводородов вспомним, что в родственных углистых сланцах самое высокое содержание урана. Опыты же показали, что используемый при разрыве пласта раствор прекрасно растворяет в себе уран. Радиационного риска это не несет, но уран — ядовитый элемент», — отмечает Трейси Бэнк в пресс-релизе университета от 25 октября 2010 года. Подробных статей о риске загрязнения окружающей среды ураном или торием при добыче сланцевого газа пока не подготовлено. Зачем нужен уран? Раньше его применяли в качестве пигмента для изготовления керамики и цветного стекла.
Теперь же уран — основа атомной энергетики и атомного оружия. При этом используется его уникальное свойство — способность ядра делиться. Что такое деление ядра? Распад ядра на два неравных больших куска. Именно из-за этого свойства при нуклеосинтезе за счет нейтронного облучения ядра тяжелее урана образуются с большим трудом. Суть явления состоит в следующем. Если соотношение числа нейтронов и протонов в ядре не оптимально, оно становится нестабильным. Обычно такое ядро выбрасывает из себя либо альфа-частицу — два протона и два нейтрона, либо бета-частицу — позитрон, что сопровождается превращением одного из нейтронов в протон. В первом случае получается элемент таблицы Менделеева, отстоящий на две клетки назад, во втором — на одну клетку вперед.
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.
В 1986 году произошло ЧП в известном всему миру четвертом энергоблоке. В этом самом энергоблоке проводились испытания турбогенератора.
Система аварийного охлаждения была планово отключена, поэтому, когда реактор не смогли остановить, эта система не спасла АЭС от взрыва и пожара. Взрыв и его последствия не говорят о том, что ядерная энергетика вредна. На самом деле даже бананы радиоактивны, потому что в них содержатся радиоактивные изотопы. Но даже съев около сотни бананов массой 150 г, вы получите всего лишь нормальную суточную дозу радиации. Чтобы банановая радиация навредила человеку, ему придется съесть не меньше тонны. То же и с ядерными реакциями — они приносят вред только в том случае, если их не контролировать. Виды современных реакторов Сегодня существует несколько видов ядерных реакторов, но используют в основном два — гомогенные и гетерогенные: в гомогенных реакторах ядерное горючее и замедлитель перемешаны; в гетерогенных реакторах ядерное горючее и замедлитель находятся отдельно друг от друга. Еще бывают реакторы, в которых для получения энергии используют уран-238, а не уран-235.