Ուրանի քիմիական տարր: Պատմությունը բացահայտումը միջուկային fission եւ արձագանքը

Որ հոդվածը պատմում է այն մասին, երբ այդ քիմիական տարր հայտնաբերվել էր, քանի որ ուրանի, եւ այն, ինչ արդյունաբերությունները օրերում օգտագործվում այս նյութ:

Ուրանի - քիմիական տարր է, էներգետիկ եւ ռազմական արդյունաբերության

Բոլոր ժամանակներում մարդիկ փորձում են գտնել բարձր էներգիայի, եւ իդեալականը, - է ստեղծել, այսպես կոչված, հավերժական միջնորդությունը մեքենա: Ցավոք, այդ անկարողությունը իր գոյությունը տեսականորեն ապացուցված եւ հիմնավորված է XIX դարում, սակայն գիտնականները դեռ երբեք հույսը կորցրել է իրականացնել երազանքը ինչ - սարք, որը պետք է կարողանա հարցը մեծ թվով «մաքուր» էներգիայի համար շատ երկար ժամանակ.

Սա մասամբ հաջողվել է իրականացնել բացահայտումը մի նյութ, ինչպիսիք են ուրանի: A քիմիական տարր տվյալ անունով էր հիմք զարգացման համար միջուկային ռեակտորների, որոնք ներկայումս ապահովելու էներգիա է ամբողջ քաղաքը, submarines, բեւեռային նավերի եւ այլն: Ճիշտ է, որ «մաքուր» իրենց էներգիայի, չի կարելի անվանել, բայց վերջին տարիներին, շատ ընկերություններ են զարգանում է ընդհանուր վաճառքի կոմպակտ «միջուկային մարտկոցների» հիման վրա տրիտիումի, նրանք չունեն շարժվող մասերի, եւ դրանք անվտանգ են առողջության համար:

Սակայն, այս հոդվածում մենք կվերլուծենք մանրամասնորեն պատմությունը հայտնաբերելու քիմիական տարր կոչվում է ուրանի fission ռեակցիայի ու նրա միջուկ.

սահմանումը

Ուրանի - քիմիական տարր է, որ ունի ատոմային համարը 92 է պարբերական աղյուսակի. Ատոմային էներգիայի օգտագործման իր քաշը 238,029. Այն նշանակում է խորհրդանիշն U. տակ նորմալ պայմաններում, այսինքն, մի խիտ, ծանր մետաղ արծաթ. Եթե մենք խոսում ենք դրա ռադիոակտիվության, որ ուրանի ինքը տարր թույլ ռադիոակտիվության: Բացի այդ, այն չի ունենա իր կազմի ամբողջությամբ կայուն իզոտոպներ: Եւ առավել կայուն է գոյություն ունեցող իզոտոպների ուրանի 338 համարվում:

Որպեսզի, թե ինչ է նշանակում, այն տարրը, մենք նախշավոր դուրս, եւ այժմ նայում պատմությունը իր հայտնագործությունը:

պատմություն

Նման նյութ, ինչպես օրինակ, բնական ուրանի օքսիդի, ինչպես հայտնի է, մարդիկ դեռեւս հնագույն ժամանակներից, եւ օգտագործվում է իր հնագույն վարպետները արտադրության համար glazes, որը ընդգրկում է տարբեր խեցեղեն անոթների համար ջրի դիմադրության եւ այլ ապրանքների, ինչպես նաեւ դրանց ձեւավորում.

Կարեւոր ամսաթիվը պատմության մեջ հայտնաբերելու այս քիմիական տարրի դարձավ 1789. Այն էր, ապա մի քիմիկոս եւ Գերմանիայում ծնված Մարտին Klaproth կարողացել է ստանալ առաջին metalloobrazny ուրանը: Եւ նրա անունն էր մի նոր տարր, ի պատիվ բացման ութ տարի առաջ մոլորակը:

Գրեթե 50 տարի ձեռք բերված, իսկ ուրանի համարվում էր մաքուր մետաղի, սակայն, 1840-ին ֆրանսիացի քիմիկոս Էժեն-Peligot melkor կարողացել է ապացուցել, որ այդ նյութը ձեռք է բերել Klaproth, թեեւ հարմար արտաքին նշանների, ոչ մետաղական, եւ ուրանի օքսիդ. Մի քիչ անց, ամբողջ Նույնը Peligot ուրանի մի շատ ծանր մետաղ մոխրագույն: Հենց այդ ժամանակ էր, որ առաջին անգամ, եւ որոշվել է, որ ատոմային քաշը մի նյութ, ինչպիսիք են ուրանի: Քիմիական տարր էր տեղադրված Դմիտրի Մենդելեեւ իր հայտնի պարբերական համակարգի տարրերի 1874, ինչպես նաեւ Մենդելեեւ կրկնապատկվել է ատոմային կշիռը նյութի երկու անգամ: Այն բանից հետո, երբ 12 տարեկան էր, էմպիրիկ ապացուցել է, որ մեծ է քիմիկոս չէր սխալվում են իրենց հաշվարկներում:

ռադիոակտիվություն

Բայց իրական հետաքրքրությունը այս լայն մասում գիտական համայնքի սկսվել է 1896 թ., Երբ Բեքերել հայտնաբերել է, որ ուրանի emits ճառագայթներ, որոնք անվանվել է Explorer - BECQUEREL ճառագայթները: Ավելի ուշ, մեկը առավել հայտնի գիտնականներից այս ոլորտում `Mariya Կյուրիի, որը կոչվում է այդ երեւույթը ռադիոակտիվության:

Հաջորդ կարեւոր ամսաթիվը ուսումնասիրության ուրանի համարվում է 1899 թ.: Այն էր, որ Rutherford հայտնաբերել են, որ ուրանի ռադիացիոն չէ միասնական է եւ բաժանվում է երկու տեսակի `ալֆա եւ բետա ճառագայթների. Մեկ տարի անց Պողոսը Villard (Viyyar) բացվել, եւ երրորդ, վերջին մենք գիտենք, ամսաթվի տեսակի ճառագայթման - այսպես կոչված գամմա ճառագայթների.

Յոթ տարի անց, 1906 թ.-ին, Rutherford հիման վրա իր տեսության ռադիոակտիվության անցկացրել է առաջին փորձերը, որի նպատակն էր պարզել տարիքը տարբեր օգտակար հանածոների. Այս ուսումնասիրությունները դրել հիմքը, այդ թվում ձեւավորման տեսության եւ պրակտիկայի Ռադիոածխածնային անալիզի.

Fission ուրանի

Բայց, թերեւս, գերակշռող բացումը, որի միջոցով լայնորեն ուրանի հանքարդյունաբերության եւ ֆրեզերային երկու քաղաքացիական եւ ռազմական նպատակներով է գործընթացը միջուկային fission ուրանի. Դա տեղի է ունեցել 1938 թ., Բացահայտումը կատարվել է ուժերը գերմանական ֆիզիկոսների Օտտո gana եւ Ֆրից Ֆրինց: Հետագայում այս տեսությունը էր հաստատել է գիտական աշխատանքների մի քանի գերմանական ֆիզիկոսներ:

Այդ մեխանիզմը, հայտնաբերել է նրանց հետեւյալն էր. Եթե միջուկը irradiated ուրանի-235 իզոտոպային նեյտրոնային, ապա ագահ ազատ նեյտրոնային, այն սկսում է բաժանել. Եվ, քանի որ մենք բոլորս հիմա գիտենք, որ այս գործընթացն ուղեկցվում է հսկայական չափով էներգիայի. Այս տեղի է ունենում հիմնականում պայմանավորված է կինետիկ էներգիան ճառագայթման եւ բեկորները կորիզ: Այնպես որ, հիմա մենք գիտենք, թե ինչպես են տրոհման ուրանի.

Հայտնաբերելու այս մեխանիզմի եւ դրա արդյունքների, եւ ելակետ օգտագործման համար ուրանի քաղաքացիական եւ ռազմական նպատակներով:

Եթե մենք խոսում ենք դրա օգտագործման ռազմական նպատակներով, քանի որ առաջին անգամ է տեսությունը, որ կարող է ստեղծել պայմաններ նման գործընթացի, որպես շարունակական արձագանքից ուրանի fission (ինչպես նաեւ քայքայել ատոմային ռումբ պահանջում է հսկայական էներգիա), վկայում է խորհրդային ֆիզիկոսների Zeldovich եւ Khariton: Բայց որպեսզի ստեղծել այնպիսի ռեակցիա, ուրանի պետք է հարստացել, քանի որ իր սովորական պետության ցանկալի հատկություններով, դա չի տիրապետում:

Մի պատմություն, այս տարրի մենք կարդում ենք այժմ ապամոնտաժվել, որտեղ նա կիրառվում:

Օգտագործումը եւ տեսակը ուրանի իզոտոպների

Հայտնաբերումից հետո այնպիսի գործընթացի, որպես արձագանքից ուրանի fission շղթայի, ֆիզիկոսները սկսեցին կասկածի տակ, որտեղ է այն օգտագործել.

Ներկայումս կան երկու հիմնական ոլորտները, որտեղ օգտագործումը ուրանի իզոտոպների: Դա խաղաղ (կամ էներգիայի), արդյունաբերության եւ ռազմական: Թե առաջին եւ երկրորդ օգտագործում արձագանքը միջուկային fission ուրանի-235 իզոտոպ, տարբերվում են միայն ելքային հզորություն. Պարզապես, ի միջուկային ռեակտորի չէ, անհրաժեշտ է ստեղծել եւ աջակցել այս գործընթացին, ինչպես նաեւ նույն հզորությամբ, ինչպես նաեւ անհրաժեշտ է իրականացնելու պայթյունի միջուկային ռումբի.

Այնպես որ, եղել են այն հիմնական ոլորտներ, որոնք օգտագործում են ուրանի տրոհման արձագանքը.

Բայց ստանալով իզոտոպային ուրանի-235 - չափազանց բարդ է եւ թանկ արժե տեխնոլոգիական խնդիր է, եւ ոչ թե ամեն երկիր կարող է իրեն թույլ տալ կառուցել վերամշակող. Օրինակ, քսան տոննա ուրանի վառելիքի, որուն բովանդակությունը ուրանի 235 իզոտոպի կլինի միջեւ 3-5%, այն պահանջում է ավելի քան 153 տոննա գերհարստացված բնական, «հում» ուրանի.

ուրանի-238 իզոտոպի հիմնականում օգտագործվում է շինարարության սխեմայի միջուկային զենքի է մեծացնել իր կարողությունները: Բացի այդ, երբ այն գրավում է նեյտրոնային հաջորդում է գործընթացը beta հոտել այս իզոտոպների ի վերջո կարող է փոխակերպվել plutonium-239 - մի ընդհանուր վառելիքի մեծ մասը այսօրվա միջուկային ռեակտորներ:

Չնայած բոլոր թերություններին նման ռեակտորների (բարձր գնով, բարդության խնամքի, ռիսկի դժբախտ պատահարի), նրանց գործողությունը վճարում է իր շատ արագ, եւ էներգետիկ նրանք արտադրում անհամեմատ ավելի մեծ է, քան դասական ջերմային կամ հիդրոէլեկտրակայանի.

Բացի այդ, ուրանի fission արձագանքը թույլատրվում է զարգացնել միջուկային զենք զանգվածային ոչնչացման: Այն բնութագրվում է մեծ ուժով է համեմատաբար կոմպակտ է եւ որ ի վիճակի է անում ավելի շատ հող անհարմար մարդու բնակության. Սակայն, ժամանակակից միջուկային զենքի օգտագործվում են պլուտոնիում, այլ ոչ թե ուրան:

depleted ուրանի

Կա այս տեսակ ուրանի է depleted. Այն բնութագրվում է շատ ցածր մակարդակի ռադիոակտիվության եւ, հետեւաբար, ոչ վտանգավոր է մարդկանց. Նա դիմել կրկին ռազմական ոլորտում, օրինակ, այն ավելանում է զենք ու զրահ «Abrams» ամերիկյան տանկի տալ այն ավելի բերդը: Բացի այդ, գրեթե բոլոր բարձր տեխնոլոգիաների բանակները կարելի է հանդիպել մի շարք հրթիռների հետ depleted ուրան: Բացի բարձր քաշի, նրանք ունեն եւս մեկ շատ հետաքրքիր առանձնահատկություն բանից հետո, երբ ոչնչացումը իր shell բեկորներ եւ մետաղական Փոշիներ բոցավառվել տարերայնորեն: Եվ, ի դեպ, առաջին անգամ է նման հրթիռային օգտագործվել ընթացքում Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի. Քանի որ մենք կարող ենք տեսնել, ուրանի այն տարրերը, որոնք օգտագործվում են տարբեր ոլորտներում մարդու գործունեության.

եզրափակում

Գիտնականները կանխատեսում են, որ մոտ 2030 թ. Լիովին սպառել բոլոր խոշոր ուրանի հանքավայրերի, ապա սկսում զարգացումը իր ծանր շերտերը, իսկ գինը կբարձրանա: Ճանապարհը, որ ուրանի հանքանյութը բացարձակապես անվնաս է մարդկանց - որոշ հանքագործներ աշխատող իր արտադրության համար սերունդների: Այժմ մենք հասկացանք, պատմությունը հայտնաբերելու քիմիական տարրերի, եւ ինչպես պետք է օգտագործել իր միջուկային fission արձագանքը.

Ի դեպ, մի հետաքրքիր փաստ հայտնի է, - ուրանի միացությունների վաղուց արդեն օգտագործվում է որպես ներկեր համար ճենապակի եւ ապակի (այսպես կոչված, ուրանի ապակի) , մինչեւ 1950-ական թթ.