Полу распад урана-238 происходит на протяжении 4,4 млрд лет. Сперва уран распадается на уран-икс-один и гелий [c.21]. Гораздо страшнее продукты распада урана."Дело в том, что сам уран-238 имеет период полураспада около 4,5 млрд лет.
Ученые впервые с 1979 года открыли новый «богатый нейтронами» изотоп урана
Конечно все равно какие то отходы будут оставаться, но и им когда то найдут применение. Кстати эти хвосты из европы, про которые так много говорили, мы их не просто так берем, они как раз и являются топливом для какого то типа реактора.
При поглощении одного нейтрона он испускает два. Они вступают в реакцию с другими атомами урана, в результате чего нейтронов становится больше. Данный процесс называется цепной ядерной реакцией. Часть нейтронов поглощается водой и бетоном вокруг бассейна, другие нейтроны используются в экспериментальных каналах для проведения исследований. Еще часть поглощают специальные стержни из карбида бора, которые нужны для регулирования количества нейтронов в активной зоне реактора, поясняют в ТПУ. В зале реактора есть оборудование дозиметрического контроля, оно работает по принципу светофора.
Когда у прибора горит красная лампа, это означает, что возле бассейна можно находиться не больше часа, поясняют специалисты. Желтый цвет говорит о том, что можно работать несколько часов, зеленый — ограничений нет. Управление реактором происходит из пультовой. В каждую смену за пультом находятся два человека: начальник смены и инженер по управлению реактором. Начальник смены отвечает за все, что происходит во время его работы. Из пультовой регулируют все процессы по реактору: вывод его на мощность, изменение мощности, остановка работы и другие вещи, касающиеся эксплуатации. С декабря прошлого года на реакторе работает магистрантка Томского политехнического университета физик-ядерщик Алина Горбунова.
Девушка учится на втором курсе магистратуры по программе «Ядерные реакторы и энергетические установки». Недавно Алина получила разрешение Ростехнадзора на самостоятельную работу в должности инженера по управлению исследовательским ядерным реактором. Чтобы получить разрешение, ей нужно было пройти полугодовое обучение, стажировку и сдать в общей сложности девять экзаменов — внутренних и перед комиссией Ростехнадзора, непосредственно на реакторе. Мне очень нравится ядерная физика и все, что с ней связано. Ощущение того, что ты, маленький человек, управляешь такой большой энергией, понимаешь, как это работает, можешь контролировать процессы — очень вдохновляет, — рассказала Алина. Свое будущее она связывает только с атомной энергетикой. На случай нештатных ситуаций у персонала разработаны необходимые инструкции.
Например, при пожаре необходимо остановить работу реактора, объявить об эвакуации, предупредить охрану. Пожарным, когда они приедут на место, начальник смены должен доложить, что оборудование обесточено, и дать информацию о радиационном фоне в предполагаемом месте возгорания. Нештатные ситуации на исследовательском реакторе отрабатывают во время учений. Спасительная радиация У исследовательского реактора Томского политеха несколько направлений работы — ядерная медицина, изотопное конструирование, нейтрон-активационный анализ, а также радиационные и ресурсные испытания приборов.
Такие взаимодействия приводят к многонуклонному переносу, при котором изотопы меняют местами нейтроны и протоны. В результате столкновения образовалось большое количество фрагментов, в том числе 19 тяжелых изотопов, содержащих от 143 до 150 нейтронов. Каждый из них был измерен с помощью времяпролетной масс-спектрометрии, которая включает определение массы движущегося иона путем отслеживания времени, затраченного на прохождение заданного расстояния.
Источник фото Для разных целей требуется разная концентрация урана-235 в топливе. Обогащённый газообразный гексафторид урана UF6 переводят в твёрдое состояние и в транспортных ёмкостях направляют на предприятия по производству ядерного топлива. Там его преобразовывают в диоксид урана UO2 , из которого прессуют таблетки. Их затем помещают в циркониевую оболочку, а образующиеся таким образом тепловыделяющие элементы твэлы крепят на специальном кронштейне, создавая таким образом так называемую тепловыделяющую сборку, и размещают их внутри активной зоны реактора. Упаковка для ядерного топлива: как работают тепловыделяющие сборки Когда уран-235 распадается в реакторе, выделяется большое количество тепла. Оно кипятит воду внутри первого герметичного контура, которая начинает испаряться. Образующийся пар под давлением подаётся в парогенератор во втором контуре и крутит турбину, которая, в свою очередь, вращает электрогенератор. Таким образом АЭС вырабатывает энергию, с помощью которой можно отапливать и снабжать электричеством целые города. Что происходит с ураном после использования? Урановое топливо, которое используют для работы реакторов на АЭС, в среднем служит три-пять лет. Что с ним происходит после отработки, зависит от того, какой ядерно-топливный цикл используют. При открытом цикле уран извлекают из реактора и захоранивают на специальных полигонах в герметичных контейнерах и на большой глубине. При замкнутом — отработавшее ядерное топливо направляют на предприятия, которые занимаются его регенерацией. Там диоксид урана UO2 снова переводят в гексафторид урана UF6 и смешивают его либо с гексафторидом урана природного состава, либо с отвалами прошлых лет — обеднённым ураном. Это нужно, чтобы понизить в отработавшем топливе концентрацию изотопов урана 232, 234 и 236, которые образуются во время работы реактора. Они не позволяют топливу эффективно работать, а продукты их распада создают вредные условия труда для персонала предприятия из-за излучения.
Распад урана и тория генерирует половину тепла Земли
Период полураспада урана различен: так для U-234 он составляет «всего» 270 тысяч лет, а период полураспада урана-238 превышает 4,5 миллиарда. В атомном реакторе распадается элемент уран-235, что сопровождается колоссальным выделением тепла. 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. Примерно половина тепла, излучаемого Землей, генерируется в процессе радиоактивного распада таких элементов, как уран и торий. Упоминается термин "объединенный уран", который представляет собой смесь изотопов урана-238 и урана-235. • Альфа-излучение, которое является самым мягким видом излучения, может причинить вред организму, если попадает внутрь. •. arXiv: ледяные гиганты Уран и Нептун на 10% состоят из метана.
Rn распад - фото сборник
| Откройте свой Мир! | Гораздо страшнее продукты распада урана. “Дело в том, что сам уран-238 имеет период полураспада около 4,5 млрд лет. |
| Эффект просушки: что происходит с радиоактивной лавой под реактором в Чернобыле | Мы увидели, как два элемента отделяются, как майонез распадается обратно на масло и уксус», – отметил физик Майк Данн. |
| Новый изотоп урана может сделать ядерную энергетику экологичной | Период полураспада урана-241, который образовался в результате взаимодействия урана-238 с платиной-198, составляет около 40 минут. |
Ядерное топливо
Некоторые ученые решили сразу покинуть конференцию, чтобы самостоятельно проверить, правда ли уран способен делиться. В течение пары недель множество научных групп независимо друг от друга воспроизвели то, о чем говорил Бор. Часто говорят, что ученые тогда открыли превращение одних металлов в другие, чего пытались добиться тысячи лет. Правда, древние алхимики посмеялись бы над такой трансмутацией, поскольку она превращала редкий и дорогой уран в более дешевый и распространенный барий. Разве это была первая трансмутация? На самом деле, физики начали фиксировать нарушение постулата Лавуазье задолго до открытия деления ядра урана.
В конце XIX века ученые обнаружили, что некоторые химические элементы в том числе уран и торий по своей внутренней природе испускают лучи, и это свойство назвали радиоактивностью. К 1900-м годам стало ясно, что радиоактивные элементы в действительности испускают три типа лучей: альфа, бета и гамма. Как доказал Эрнест Резерфорд, бета-лучи — это электроны, а альфа-лучи — это ядра атомов гелия. Опыты показывали, что радиоактивные элементы почему-то со временем распадаются, будто бы протухают. Резерфорд и его ученик Фредерик Содди осознали, что при распаде одни химические элементы превращаются в другие, причем всегда по одному и тому же закону: при альфа-распаде вещество смещается на две позиции назад в таблице Менделеева, и атомная масса уменьшается на 4; при бета-распаде вещество смещается вперед на одну позицию, но атомная масса остается неизменной.
Так, «выстреливая» альфа-частицей, уран превращается в торий, торий — в радий, радон — в полоний, полоний — в свинец. Испуская бета-частицу, торий превращался проактиний, актиний в торий, а висмут — в полоний. Также оказалось, что химически идентичные атомы радиоактивных материалов могут распадаться с разной скоростью и иметь разную массу ядра — такие модификации химических элементов назвали изотопами. С такими данными на руках нетрудно было понять, что все химические вещества в действительности имеют одну природу, а ядра их атомов состоят из одинаковых компонентов. Физики 1930-х годов пришли к выводу, что ядро любого атома напоминает жидкую каплю, состоящую из определенного количества протонов и нейтронов.
Подобно жидкости, эта капля может дробиться и сливаться, отчего химические элементы и переходят один в другой.
Как вы это сделаете? Здесь два правильных варианта, можно выбрать любой. Добавлю к оксиду урана серную кислоту — оксид с ураном-235 растворится Переведу весь уран в газ и раскручу побыстрее Возьму мощный магнит: изотопы в магнитном поле движутся по-разному Измельчу металлический уран и подогрею на воздухе, а дальше разделю по цвету Увы, вы ошиблись...
Подобно жидкости, эта капля может дробиться и сливаться, отчего химические элементы и переходят один в другой. Так, если отщепить от радия два протона, получится радон, а два протона — это ядро атома гелия. Химические свойства атома зависят от числа протонов в ядре, а существование изотопов объясняется разным количеством нейтронов. В 1920—1930-х годах физики открыли множество трансмутаций, причем не только с металлами. Например, азот в ходе эксперимента удалось превратить в кислород.
Но если ядро похоже на жидкую каплю и может дробиться и сливаться, то с чем был связан шок от новости о делении урана? Новый источник энергии Все опыты указывали на один и тот же факт — ядро атома чрезвычайно прочное, и силы, которые удерживают его компоненты вместе, невероятно велики их так и назвали — сильным взаимодействием. Считалось, что отколоть от ядра что-то большее, чем альфа-частицу, невозможно, и потому химические элементы могут преобразовываться лишь в соседние по таблице Менделеева. Именно поэтому, когда немецкие ученые Отто Хан, Фриц Штрассман, Лиза Мейтнер и Отто Фриш в 1938 году облучали уран потоком нейтронов, они были уверены, что получают в результате радий. Он смещен относительно урана на четыре позиции в таблице Менделеева и может быть получен путем двух альфа-распадов.
Однако ученые в действительности столкнулись с той же трудностью, что и открыватели радия, супруги Кюри. Радий и барий химически очень похожи и отличаются лишь скоростью осаждения из раствора. Хан и Штрассман раз за разом проверяли по этому методу полученный при облучении урана «радий», и он регулярно вел себя как барий. В конце концов, они даже проверили метод на настоящем радии из магазина, — и он вел себя нормально. Тогда физики поняли, что произошел «взрыв» атомного ядра, но не поверили в это.
Будучи «химиками-ядерщиками», довольно близкими к физике, мы пока не можем заставить себя принять этот шаг, который противоречит всему предыдущему опыту в физике», — писали они в научной статье, опубликованной в журнале Naturwissenschaften перед Рождеством 1938 года. Вдобавок, возникала еще одна проблема.
В конце 90-х общее количество нейтронов в «Укрытии» оценивалось величиной примерно 109 штук в секунду, что примерно в триллион раз меньше, чем поток нейтронов в работающем гигаваттном реакторе.
За счет распада радиоактивных веществ мы должны были бы наблюдать постепенное снижение нейтронного потока, однако измерения кое-где показывают, что происходит не совсем это. После аварии это помещение оказалось недоступным. И радиационные те, что связаны с опасностью облучения , и ядерные те, что связаны с риском возникновения самоподдерживающийся цепной реакции измерения по нему косвенные.
В итоге получается, что нейтронный «шум» от других ЛТСМ забивает самый важный источник, поэтому точность данных по росту не очень велика в плане привязки замеченного роста потока к конкретному скоплению материалов. Что там происходит Атомный реактор, прежде всего, представляет из себя устройство для размножения нейтронов, с помощью которых идет извлечение ядерной энергии деления. Размножение достигается организацией такой геометрии из делящегося материала и замедлителя, при котором количество нейтронов возрастает после каждого акта деления, образуя самоподдерживающуюся цепную реакцию.
Если же часть из нейтронов из нового поколения поглощать или давать им утекать из активной зоны таким образом, что количество их будет постоянным, то и мощность будет поддерживаться на одном и том же уровне. Организовать такое непросто, и для ЛТСМ в «Укрытии» расчеты показывают , что для запуска ускоряющейся цепной реакции необходимо было бы уменьшить поглощение нейтронов «нейтральными» материалами и их утечку за пределы застывшего расплава как минимум в 2,5 раза. Самостоятельно такие изменения в самой керамике происходить не могут, но в ней есть поры и трещины, так что кое-что меняться может.
Основную роль в изменениях тут играет вода, которой в руинах четвертого энергоблока еще со времен аварии скопилось немало. После сооружения «Укрытия» оказалось, что дождевая и талая вода продолжает поступать внутрь, но к началу 1990 года установился некоторый баланс водного режима. Изменения нейтронной активности в помещениях под саркофагом, как пишут ученые в той же самой статье, были сезонными: сухие периоды сопровождались ростом плотности потока нейтронов, влажные наоборот.
Открытие деления ядер урана
- Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция
- ВОЗДЕЙСТВИЕ УРАНА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
- Rn распад - фото сборник
- Россия прибрала к рукам казахстанский уран… Или нет? - 19.05.2023, Sputnik Казахстан
- Разве это была первая трансмутация?
- Ответы : на что распадается уран?
Эксперты: применение урановых боеприпасов заразит местность на столетия
Обеднённый уран на 60% менее токсичен и радиоактивен. Воздействие урана на организм человека выявляется в его токсичности соединений. Они вступают в реакцию с другими атомами урана, в результате чего нейтронов становится больше. "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.
Публикации
- Красноречивый гелий
- Комментарии
- Распад урана и свет во тьме: за кулисами ядерного реактора
- СВЕРШИЛОСЬ! В США самостоятельно СМОГЛИ ОБОГАТИТЬ УРАН
- Россия прибрала к рукам казахстанский уран… Или нет? - 19.05.2023, Sputnik Казахстан
Новый изотоп урана может сделать ядерную энергетику экологичной
В рамках этих определений "обеднённый уран" мог являться только "хвостом" процесса разделения изотопов урана на обогатительном производстве. Полу распад урана-238 происходит на протяжении 4,4 млрд лет. Природный уран содержит от 142 до 146 нейтронов; недавно обнаруженный изотоп имеет только 122, что на один меньше, чем ранее полученный рекорд с созданием изотопа 215. В атомном реакторе распадается элемент уран-235, что сопровождается колоссальным выделением тепла. Но он «живет» всего 40 минут, прежде чем распадается на другие элементы. Новый изотоп, уран-241, имеет 92 протона (как и все изотопы урана) и 149 нейтронов, что делает его первым новым богатым нейтронами изотопом урана, открытым с 1979 года.
Бассейн и свет во тьме
- Эффект просушки: что происходит с радиоактивной лавой под реактором в Чернобыле
- Россия прибрала к рукам казахстанский уран… Или нет?
- Деление ядер урана. Цепная ядерная реакция | Физический класс
- Эффект просушки: что происходит с радиоактивной лавой под реактором в Чернобыле
- Что значит «обогатить уран»?
- Как и где добывают уран: видео и описание. Почему это рискованный бизнес?