Уран: факти и факти. Нов руски атом Радиоактивен уран 235 92

Уранът е химичен елемент от семейството на актинидите с атомен номер 92. Той е най-важното ядрено гориво. Концентрацията му в земната кора е около 2 части на милион. Важни уранови минерали включват уранов оксид (U 3 O 8), уранинит (UO 2), карнотит (калиев уранил ванадат), отенит (калиев уранил фосфат) и торбернит (воден меден уранил фосфат). Тези и други уранови руди са източници на ядрено гориво и съдържат много пъти повече енергия от всички известни находища на изкопаеми горива, които могат да се възстановят. 1 kg уран 92 U осигурява същата енергия като 3 милиона kg въглища.

История на откритието

Химическият елемент уран е плътен, твърд метал със сребристо-бял цвят. Той е пластичен, ковък и може да се полира. Във въздуха металът се окислява и при смачкване се запалва. Провежда електричество сравнително слабо. Електронната формула на урана е 7s2 6d1 5f3.

Въпреки че елементът е открит през 1789 г. от немския химик Мартин Хайнрих Клапрот, който го е кръстил на наскоро откритата планета Уран, самият метал е изолиран през 1841 г. от френския химик Юджийн-Мелхиор Пелигот чрез редукция от ураниев тетрахлорид (UCl 4) с калий.

Радиоактивност

Създаването на периодичната таблица от руския химик Дмитрий Менделеев през 1869 г. фокусира вниманието върху урана като най-тежкия познат елемент, което остава до откриването на нептуния през 1940 г. През 1896 г. френският физик Анри Бекерел открива явлението радиоактивност в него. По-късно това свойство е открито в много други вещества. Вече е известно, че уранът, радиоактивен във всичките си изотопи, се състои от смес от 238 U (99,27%, период на полуразпад - 4 510 000 000 години), 235 U (0,72%, период на полуразпад - 713 000 000 години) и 234 U (0,006 %, полуживот - 247 000 години). Това позволява например да се определи възрастта на скалите и минералите, за да се изследват геоложките процеси и възрастта на Земята. За да направят това, те измерват количеството олово, което е крайният продукт от радиоактивния разпад на урана. В този случай 238 U е началният елемент, а 234 U е един от продуктите. 235 U води до серията разпад на актиний.

Откриване на верижна реакция

Химическият елемент уран става обект на широк интерес и интензивно изследване, след като немските химици Ото Хан и Фриц Щрасман откриват ядрено делене в него в края на 1938 г., когато е бомбардиран с бавни неутрони. В началото на 1939 г. италиано-американският физик Енрико Ферми предполага, че сред продуктите на атомното делене може да има елементарни частици, способни да генерират верижна реакция. През 1939 г. американските физици Лео Силард и Хърбърт Андерсън, както и френският химик Фредерик Жолио-Кюри и техните колеги потвърждават тази прогноза. Последвалите проучвания показват, че средно 2,5 неутрона се освобождават, когато един атом се разпадне. Тези открития доведоха до първата самоподдържаща се ядрена верижна реакция (12/02/1942), първата атомна бомба (07/16/1945), първото й използване във война (08/06/1945), първата ядрена подводница ( 1955 г.) и първата пълномащабна атомна електроцентрала (1957 г.).

Състояния на окисление

Химическият елемент уран, като силен електроположителен метал, реагира с вода. Разтваря се в киселини, но не и в основи. Важни степени на окисление са +4 (както в UO 2 оксид, тетрахалиди като UCl 4 и зеления воден йон U 4+ ) и +6 (както в UO 3 оксид, UF 6 хексафлуорид и уранил йон UO 2 2+ ). Във воден разтвор уранът е най-стабилен в състава на уранилния йон, който има линейна структура [O = U = O] 2+. Елементът също има състояния +3 и +5, но те са нестабилни. Червеният U 3+ се окислява бавно във вода, която не съдържа кислород. Цветът на UO 2+ йона е неизвестен, тъй като той претърпява диспропорциониране (UO 2+ едновременно се редуцира до U 4+ и се окислява до UO 2 2+) дори в много разредени разтвори.

Ядрено гориво

Когато е изложен на бавни неутрони, деленето на урановия атом се случва в сравнително редкия изотоп 235 U. Това е единственият естествено срещащ се делящ се материал и трябва да бъде отделен от изотопа 238 U. Въпреки това, след абсорбция и отрицателен бета разпад, уранът -238 се превръща в синтетичен елемент плутоний, който се разделя под въздействието на бавни неутрони. Следователно естественият уран може да се използва в конверторни и размножителни реактори, в които деленето се поддържа от рядък 235 U и плутоний се произвежда едновременно с трансмутация на 238 U. Делящият се 233 U може да бъде синтезиран от широко разпространения естествен изотоп торий-232 за използване като ядрено гориво. Уранът също е важен като основен материал, от който се получават синтетични трансуранови елементи.

Други приложения на урана

Съединенията на химичния елемент преди са били използвани като багрила за керамика. Хексафлуоридът (UF 6) е твърдо вещество с необичайно високо налягане на парите (0,15 atm = 15 300 Pa) при 25 °C. UF 6 е химически много реактивен, но въпреки корозивния си характер в парообразно състояние, UF 6 се използва широко в методите за газова дифузия и газова центрофуга за производство на обогатен уран.

Органометалните съединения са интересна и важна група от съединения, в които връзките метал-въглерод свързват метала с органичните групи. Ураноценът е органоураново съединение U(C 8 H 8) 2, в което атомът на уран е поставен между два слоя органични пръстени, свързани с циклооктатетраен C 8 H 8. Откриването му през 1968 г. отваря нова област на органометалната химия.

Обедненият естествен уран се използва като радиационна защита, баласт, в бронебойни снаряди и броня на танкове.

Рециклиране

Химическият елемент, макар и много плътен (19,1 g/cm3), е относително слабо, незапалимо вещество. Всъщност металните свойства на урана изглежда го поставят някъде между среброто и другите истински метали и неметали, така че той не се използва като структурен материал. Основната стойност на урана се крие в радиоактивните свойства на неговите изотопи и способността им да се делят. В природата почти целият (99,27%) метал се състои от 238 U. Останалото е 235 U (0,72%) и 234 U (0,006%). От тези естествени изотопи само 235 U се разпада директно чрез неутронно облъчване. Въпреки това, когато се абсорбира, 238 U образува 239 U, който в крайна сметка се разпада на 239 Pu, делящ се материал от голямо значение за ядрената енергия и ядрените оръжия. Друг делящ се изотоп, 233 U, може да се образува чрез неутронно облъчване на 232 Th.

Кристални форми

Характеристиките на урана го карат да реагира с кислород и азот дори при нормални условия. При по-високи температури той реагира с широк спектър от легиращи метали, за да образува интерметални съединения. Образуването на твърди разтвори с други метали е рядкост поради специалните кристални структури, образувани от атомите на елемента. Между стайната температура и точката на топене от 1132 °C металният уран съществува в 3 кристални форми, известни като алфа (α), бета (β) и гама (γ). Трансформацията от α- в β-състояние става при 668 °C и от β в γ ​​при 775 °C. γ-уранът има центрирана кубична кристална структура, докато β има тетрагонална кристална структура. α фазата се състои от слоеве от атоми в силно симетрична орторомбична структура. Тази анизотропна изкривена структура не позволява на легиращите метални атоми да заменят атомите на урана или да заемат пространството между тях в кристалната решетка. Установено е, че само молибденът и ниобият образуват твърди разтвори.

Руда

Земната кора съдържа около 2 части на милион уран, което показва широкото му разпространение в природата. Смята се, че океаните съдържат 4,5 × 10 9 тона от този химичен елемент. Уранът е важна съставна част на повече от 150 различни минерала и незначителен компонент на други 50. Първичните минерали, открити в магмените хидротермални вени и пегматити, включват уранинит и неговия вариант наранена бленд. В тези руди елементът се среща под формата на диоксид, който поради окисление може да варира от UO 2 до UO 2,67. Други икономически значими продукти от уранови мини са аутунит (хидратиран калциев уранил фосфат), тобернит (хидратиран меден уранил фосфат), кофинит (черен хидратиран уран силикат) и карнотит (хидратиран калиев уранил ванадат).

Изчислено е, че повече от 90% от известните евтини запаси от уран се намират в Австралия, Казахстан, Канада, Русия, Южна Африка, Нигер, Намибия, Бразилия, Китай, Монголия и Узбекистан. Големи находища се намират в конгломератните скални образувания на езерото Елиът, разположено на север от езерото Хурон в Онтарио, Канада, и в южноафриканската златна мина Witwatersrand. Пясъчните образувания в платото Колорадо и басейна на Уайоминг в западната част на Съединените щати също съдържат значителни запаси от уран.

производство

Урановите руди се намират както в повърхностни, така и в дълбоки (300-1200 m) находища. Под земята дебелината на пласта достига 30 м. Както в случая с руди от други метали, уранът се добива на повърхността с помощта на голямо земно-подвижно оборудване, а разработването на дълбоки находища се извършва с помощта на традиционните методи за вертикални и наклонени мини. Световното производство на уранов концентрат през 2013 г. възлиза на 70 хиляди тона.Най-продуктивните уранови мини се намират в Казахстан (32% от цялото производство), Канада, Австралия, Нигер, Намибия, Узбекистан и Русия.

Урановите руди обикновено съдържат само малки количества уран-съдържащи минерали и не могат да се топят чрез директни пирометалургични методи. Вместо това трябва да се използват хидрометалургични процедури за извличане и пречистване на урана. Увеличаването на концентрацията значително намалява натоварването на веригите за обработка, но нито един от конвенционалните методи за обогатяване, които обикновено се използват за обработка на минерали, като гравитация, флотация, електростатично и дори ръчно сортиране, не е приложим. С малки изключения тези методи водят до значителни загуби на уран.

Изгаряне

Хидрометалургичната обработка на уранови руди често се предшества от етап на високотемпературно калциниране. Изпичането дехидратира глината, премахва въглеродните материали, окислява серните съединения до безвредни сулфати и окислява всички други редуциращи агенти, които могат да попречат на последващата обработка.

Излугване

Уранът се извлича от печени руди чрез киселинни и алкални водни разтвори. За да функционират успешно всички системи за извличане, химичният елемент трябва или първоначално да присъства в по-стабилна шествалентна форма, или да бъде окислен до това състояние по време на обработката.

Киселинното излугване обикновено се извършва чрез разбъркване на смес от руда и излугващо средство в продължение на 4-48 часа при стайна температура. С изключение на специални случаи се използва сярна киселина. Доставя се в количества, достатъчни за получаване на крайната течност с pH 1,5. Схемите за извличане със сярна киселина обикновено използват манганов диоксид или хлорат за окисляване на четиривалентен U4+ до шествалентен уранил (UO22+). Обикновено приблизително 5 kg манганов диоксид или 1,5 kg натриев хлорат на тон са достатъчни за окисление на U 4+. И в двата случая окисленият уран реагира със сярна киселина, за да образува уранилсулфатен комплексен анион 4-.

Руда, съдържаща значителни количества основни минерали като калцит или доломит, се излугва с 0,5-1 моларен разтвор на натриев карбонат. Въпреки че са изследвани и тествани различни реактиви, основният окислител на урана е кислородът. Обикновено рудата се излугва на въздух при атмосферно налягане и температура 75-80 °C за период от време, който зависи от конкретния химичен състав. Алкалът реагира с урана, за да образува лесно разтворим комплексен йон 4-.

Разтворите, получени в резултат на киселинно или карбонатно излужване, трябва да бъдат избистрени преди по-нататъшна обработка. Мащабно разделяне на глини и други рудни суспензии се постига чрез използването на ефективни флокулиращи агенти, включително полиакриламиди, гума гуар и животинско лепило.

Екстракция

4- и 4-комплексните йони могат да бъдат сорбирани от техните съответни разтвори за извличане на йонообменна смола. Тези специални смоли, характеризиращи се с тяхната кинетика на адсорбция и елуиране, размер на частиците, стабилност и хидравлични свойства, могат да се използват в различни технологии за обработка, като неподвижен слой, подвижен слой, кошнична смола и непрекъсната смола. Обикновено за елуиране на сорбирания уран се използват разтвори на натриев хлорид и амоняк или нитрати.

Уранът може да бъде изолиран от кисели рудни течности чрез екстракция с разтворител. В промишлеността се използват алкилфосфорни киселини, както и вторични и третични алкиламини. Обикновено екстракцията с разтворител се предпочита пред йонообменните методи за киселинни филтрати, съдържащи повече от 1 g/L уран. Този метод обаче не е приложим за извличане на карбонати.

След това уранът се пречиства чрез разтваряне в азотна киселина, за да се образува уранил нитрат, екстрахира се, кристализира и се калцинира, за да се образува UO 3 триоксид. Редуцираният диоксид UO2 реагира с флуороводород, за да образува тетафлуорид UF4, от който металният уран се редуцира с магнезий или калций при температура от 1300 °C.

Тетрафлуоридът може да бъде флуориран при 350 °C, за да се образува UF 6 хексафлуорид, който се използва за отделяне на обогатен уран-235 чрез газова дифузия, газово центрофугиране или течна термична дифузия.

; атомен номер 92, атомна маса 238.029; метал. Природният уран се състои от смес от три изотопа: 238 U - 99,2739% с период на полуразпад T ½ = 4,51 10 9 години, 235 U - 0,7024% (T ½ = 7,13 10 8 години) и 234 U - 0,0057% (T ½ = 2,48·10 5 години).

От 11 изкуствени радиоактивни изотопа с масови числа от 227 до 240, дългоживеещият е 233 U (T ½ = 1,62·10 5 години); получава се чрез неутронно облъчване на торий. 238 U и 235 U са предците на две радиоактивни серии.

Историческа справка.Уранът е открит през 1789 г. от немския химик М. Г. Клапрот и е наречен от него в чест на планетата Уран, открита от В. Хершел през 1781 г. В метално състояние уранът е получен през 1841 г. от френския химик Е. Пелиго по време на редукция UCl 4 с метален калий. Първоначално на Уран е приписана атомна маса 120 и едва през 1871 г. Д. И. Менделеев стига до извода, че тази стойност трябва да се удвои.

Дълго време уранът представляваше интерес само за тесен кръг химици и намираше ограничено приложение в производството на бои и стъкло. С откриването на явлението радиоактивност в урана през 1896 г. и радия през 1898 г. започва промишлената обработка на уранови руди с цел извличане и използване на радий в научни изследвания и медицина. От 1942 г., след откриването на ядрения разпад през 1939 г., уранът се превърна в основно ядрено гориво.

Разпространение на Уран в природата.Уранът е характерен елемент за гранитния слой и седиментната обвивка на земната кора. Средното съдържание на уран в земната кора (кларк) е 2,5 10 -4% от масата, в кисели магмени скали 3,5 10 -4%, в глини и шисти 3,2 10 -4%, в основни скали 5 ·10 -5% , в ултраосновните скали на мантията 3·10 -7%. Уранът мигрира енергично в студени и горещи, неутрални и алкални води под формата на прости и сложни йони, особено под формата на карбонатни комплекси. Редокс реакциите играят важна роля в геохимията на урана, тъй като съединенията на урана по правило са силно разтворими във води с окислителна среда и слабо разтворими във води с редуцираща среда (например сероводород).

Известни са около 100 уранови минерала; 12 от тях са с промишлено значение. В хода на геоложката история съдържанието на уран в земната кора е намаляло поради радиоактивен разпад; Този процес е свързан с натрупването на атоми Pb и He в земната кора. Радиоактивният разпад на урана играе важна роля в енергията на земната кора, като е значителен източник на дълбока топлина.

Физични свойства на урана.Уранът е подобен на цвят на стоманата и е лесен за обработка. Има три алотропни модификации - α, β и γ с температури на фазово преобразуване: α → β 668,8 °C, β → γ 772,2 °C; α-формата има ромбична решетка (a = 2.8538Å, b = 5.8662Å, c = 4.9557Å), β-формата има тетрагонална решетка (при 720 °C a = 10.759Å, b = 5.656Å), γ-форма - обемно-центрирана кубична решетка (при 850 °C a = 3,538 Å). Плътността на урана в α-форма (25 °C) е 19,05 g/cm 3 ; t pl 1132 °C; точка на кипене 3818 °C; топлопроводимост (100-200 °C), 28,05 W/(m K), (200-400 °C) 29,72 W/(m K); специфичен топлинен капацитет (25 °C) 27,67 kJ/(kg K); специфичното електрическо съпротивление при стайна температура е около 3·10 -7 ohm·cm, при 600 °C 5,5·10 -7 ohm·cm; има свръхпроводимост при 0,68 K; слаб парамагнитен, специфична магнитна чувствителност при стайна температура 1,72·10 -6.

Механичните свойства на урана зависят от неговата чистота и от режимите на механична и термична обработка. Средната стойност на модула на еластичност за лят уран е 20,5·10 -2 Mn/m 2 ; якост на опън при стайна температура 372-470 Mn/m2; якостта се увеличава след втвърдяване от β- и γ-фази; средна твърдост по Бринел 19,6-21,6·10 2 MN/m 2 .

Облъчването с неутронен поток (което се извършва в ядрен реактор) променя физичните и механичните свойства на урана: развива се пълзене и се увеличава крехкостта, наблюдава се деформация на продуктите, което налага използването на уран в ядрени реактори под формата на различни уранови съединения. сплави.

Уранът е радиоактивен елемент. Ядрата 235 U и 233 U се делят спонтанно, както и при улавяне както на бавни (топлинни), така и на бързи неутрони с ефективно напречно сечение на делене от 508 10 -24 cm 2 (508 barn) и 533 10 -24 cm 2 (533 barn ) съответно. Ядрата 238 U се делят при улавяне само на бързи неутрони с енергия най-малко 1 MeV; при улавяне на бавни неутрони 238 U се превръща в 239 Pu, чиито ядрени свойства са близки до 235 U. Критичната маса на уран (93,5% 235 U) във водни разтвори е по-малка от 1 kg, за отворена топка - около 50 кг, за топка с рефлектор - 15-23 кг; критичната маса 233 U е приблизително 1/3 от критичната маса 235 U.

Химични свойства на урана.Конфигурацията на външната електронна обвивка на урановия атом е 7s 2 6d l 5f 3. Уранът е реактивен метал; в съединения той проявява степени на окисление +3, +4, +5, +6, понякога +2; най-стабилните съединения са U (IV) и U (VI). Във въздуха бавно се окислява с образуването на оксиден (IV) филм на повърхността, който не предпазва метала от по-нататъшно окисляване. В прахообразно състояние уранът е пирофорен и гори с ярък пламък. С кислорода образува оксид (IV) UO 2, оксид (VI) UO 3 и голям брой междинни оксиди, най-важният от които е U 3 O 8. Тези междинни оксиди имат свойства, подобни на UO 2 и UO 3 . При високи температури UO 2 има широк диапазон на хомогенност от UO 1,60 до UO 2,27. С флуор при 500-600 ° C образува UF 4 тетрафлуорид (зелени игловидни кристали, слабо разтворими във вода и киселини) и UF 6 хексафлуорид (бяло кристално вещество, което сублимира, без да се топи при 56,4 ° C); със сяра - редица съединения, от които US (ядрено гориво) е най-важното. Когато уранът взаимодейства с водорода при 220 °C, се получава хидридът UH 3; с азот при температури от 450 до 700 ° C и атмосферно налягане - U 4 N 7 нитрид; при по-високо азотно налягане и същата температура могат да се получат UN, U 2 N 3 и UN 2; с въглерод при 750-800 ° C - монокарбид UC, дикарбид UC 2, както и U 2 C 3; с металите образува различни видове сплави. Уранът реагира бавно с вряща вода, за да образува UO 2 nH 2, с водна пара - в температурния диапазон 150-250 ° C; разтворим в солна и азотна киселина, слабо разтворим в концентрирана флуороводородна киселина. U(VI) се характеризира с образуването на уранилния йон UO 2 2+; ураниловите соли са жълти на цвят и са силно разтворими във вода и минерални киселини; U(IV) солите са зелени и по-малко разтворими; уранилният йон е изключително способен да образува комплекс във водни разтвори както с неорганични, така и с органични вещества; Най-важни за технологията са карбонатните, сулфатните, флуоридните, фосфатните и други комплекси. Известни са голям брой уранати (соли на урановата киселина, неизолирани в чист вид), чийто състав варира в зависимост от условията на производство; Всички уранати имат ниска разтворимост във вода.

Уранът и неговите съединения са радиационно и химически токсични. Максимално допустимата доза (ПДД) за професионално облъчване е 5 rem годишно.

Получаване на Уран.Уранът се получава от уранови руди, съдържащи 0,05-0,5% U. Рудите практически не са обогатени, с изключение на ограничен радиометричен метод за сортиране, базиран на γ-лъчение на радий, което винаги придружава урана. По принцип рудите се излугват с разтвори на сярна, понякога азотна киселина или разтвори на сода с прехвърляне на уран в кисел разтвор под формата на UO 2 SO 4 или комплексни аниони 4- и в разтвор на сода - под формата на 4 -. За извличане и концентриране на уран от разтвори и пулпи, както и за пречистването му от примеси се използва сорбция върху йонообменни смоли и екстракция с органични разтворители (трибутилфосфат, алкилфосфорни киселини, амини). След това амониеви или натриеви уранати или U(OH) 4 хидроксид се утаяват от разтворите чрез добавяне на алкали. За да се получат съединения с висока чистота, техническите продукти се разтварят в азотна киселина и се подлагат на операции за пречистване на рафиниране, крайните продукти от които са UO 3 или U 3 O 8; тези оксиди се редуцират при 650-800 °C от водород или дисоцииран амоняк до UO 2, последвано от превръщането му в UF 4 чрез третиране с газ флуороводород при 500-600 °C. UF 4 може също да се получи чрез утаяване на кристален хидрат UF 4 nH 2 O с флуороводородна киселина от разтвори, последвано от дехидратиране на продукта при 450 °C в поток от водород. В промишлеността основният метод за получаване на уран от UF 4 е неговото калциево-термично или магнезиево-термично редуциране с освобождаване на уран под формата на блокове с тегло до 1,5 тона, които се рафинират във вакуумни пещи.

Много важен процес в технологията на урана е обогатяването на неговия изотоп 235 U над естественото съдържание в рудите или изолирането на този изотоп в неговата чиста форма, тъй като 235 U е основното ядрено гориво; Това се извършва чрез газова термична дифузия, центробежни и други методи, базирани на разликата в масите на 238 U и 235 U; в процесите на разделяне уранът се използва под формата на летлив хексафлуорид UF 6. При получаване на високо обогатен уран или изотопи се вземат предвид техните критични маси; най-удобният метод в този случай е редуцирането на уранови оксиди с калций; получената CaO шлака лесно се отделя от урана чрез разтваряне в киселини. За получаване на прахообразен уран, оксид (IV), карбиди, нитриди и други огнеупорни съединения се използват методи на праховата металургия.

Приложение на Уран.Металният уран или неговите съединения се използват предимно като ядрено гориво в ядрени реактори. Естествена или ниско обогатена смес от изотопи на уран се използва в стационарни реактори на атомни електроцентрали, силно обогатен продукт се използва в атомни електроцентрали или в реактори, работещи с бързи неутрони. 235 U е източникът на ядрена енергия в ядрените оръжия. 238 U служи като източник на вторично ядрено гориво - плутоний.

Уран в тялото.Намира се в микроколичества (10 -5 -10 -8%) в тъканите на растенията, животните и човека. В растителната пепел (със съдържание на уран около 10 -4% в почвата) неговата концентрация е 1,5·10 -5%. В най-голяма степен уранът се натрупва от някои гъби и водорасли (последните активно участват в биогенната миграция на урана по веригата вода - водни растения - риба - човек). Уранът попада в организма на животните и хората с храната и водата в стомашно-чревния тракт, с въздуха в дихателните пътища, както и през кожата и лигавиците. Съединенията на урана се абсорбират в стомашно-чревния тракт - около 1% от постъпващото количество разтворими съединения и не повече от 0,1% от трудноразтворимите; 50% и 20% се абсорбират съответно в белите дробове. Уранът се разпределя неравномерно в тялото. Основното депо (места на отлагане и натрупване) е далакът, бъбреците, скелетът, черният дроб и, при вдишване на слабо разтворими съединения, белите дробове и бронхопулмоналните лимфни възли. Уранът (под формата на карбонати и комплекси с протеини) дълго време не циркулира в кръвта. Съдържанието на уран в органите и тъканите на животните и хората не надвишава 10 -7 g/g. Така кръвта от едър рогат добитък съдържа 1·10 -8 g/ml, черен дроб 8·10 -8 g/g, мускули 4·10 -11 g/g, далак 9·10 8-8 g/g. Съдържанието на уран в човешките органи е: в черния дроб 6·10 -9 g/g, в белите дробове 6·10 -9 -9·10 -9 g/g, в далака 4,7·10 -7 g/g , в кръвта 4-10 -10 g/ml, в бъбреците 5,3·10 -9 (кортикален слой) и 1,3·10 -8 g/g (медуларен слой), в костите 1·10 -9 g/g , в костния мозък 1-10 -8 g/g, в косата 1,3·10 -7 g/g. Уранът, съдържащ се в костната тъкан, причинява нейното постоянно облъчване (времето на полуразпад на урана от скелета е около 300 дни). Най-ниските концентрации на уран са в мозъка и сърцето (10 -10 g/g). Дневният прием на уран с храна и течности е 1,9·10 -6 g, с въздух - 7·10 -9 g. Ежедневното отделяне на уран от човешкото тяло е: с урината 0,5·10 -7 - 5·10 - 7 g, с изпражнения - 1,4·10 -6 -1,8·10 -6 g, с коса - 2·10 -8 g.

Според Международната комисия за радиационна защита средното съдържание на уран в човешкото тяло е 9·10 -5 г. Тази стойност може да варира за различните региони. Смята се, че уранът е необходим за нормалното функциониране на животните и растенията.

Токсичният ефект на урана се определя от неговите химични свойства и зависи от разтворимостта: уранилът и другите разтворими съединения на урана са по-токсични. Отравяне с уран и неговите съединения е възможно в предприятията за добив и преработка на уранови суровини и други промишлени съоръжения, където се използва в технологичния процес. Когато попадне в тялото, уранът засяга всички органи и тъкани, като е обща клетъчна отрова. Признаците на отравяне са причинени от първично увреждане на бъбреците (появата на протеин и захар в урината, последваща олигурия); черният дроб и стомашно-чревния тракт също са засегнати. Различават се остри и хронични отравяния; последните се характеризират с постепенно развитие и по-леки симптоми. При хронична интоксикация са възможни нарушения на хемопоезата, нервната система и др.. Смята се, че молекулярният механизъм на действие на урана е свързан със способността му да потиска активността на ензимите.

Концентрирането на усилията върху производството на плутоний даде мощен успех, но фактът, че Берия нямаше време да обърне достатъчно лично внимание на производството на уран-235, имаше ефект - нещата вървяха зле в тази посока. Много лошо!

Беше септември 1949 г., не беше минал дори месец от успешното изпитание на първата съветска атомна бомба, а Берия в кабинета си в Кремъл слушаше доклада на служител, завърнал се от командировка в завода в Урал - същият такъв, който е построен за разделяне на изотопи на уран.

„Смятам, че ситуацията в завод 813 вече не може да се нарече криза“, съобщи служителят. „Близо година не могат да пуснат в експлоатация инсталацията за дифузионно разделяне на уран. Много работници там, включително мениджъри, са просто отчаяни, работят механично, не вярват в успеха. Това не е криза, а агония.

Берия мълча дълго и замислено, после вдигна слушалката и даде команда.

– Пригответе ми каретата до вечерта, заминавам за Урал.

Берия се разходи из завод D-1 на Комбинат 813 - завод, където в специални машини, чрез дифузия на уранов изотоп хексафлуорид, изотопът уран-235 трябваше да бъде отделен от смес от изотопи.

Тогава той свика среща, на която присъстваха около стотина специалисти, както от самия завод, така и от доставчици на оборудване и представители на науката.

Когато подчинените изпаднат в паника, лидерът трябва да запази спокойствие. И колкото повече се паникьосват подчинените, толкова по-спокоен трябва да бъде лидерът, в противен случай всеки негов плам ще бъде възприет от подчинените като негова паника и тогава собствената им паника и отчаяние ще бъдат неконтролируеми. С целия си спокоен и дори донякъде безразличен вид лидерът трябва да покаже, че „измъкнахме се от най-лошите проблеми“ и че трябва само малко да увеличим натиска, да използваме мозъка си малко повече и работата ще бъде Свършен.

— Като цяло съм запознат с проблемите на вашия завод — спокойно започна Берия, — но бих искал да ги чуя от вашите устни сега. Да започнем с най-младшия по длъжност и да завършим с директора на завода.

Отначало, както обикновено, хората се срамуват от шефовете си, особено от големите, но такова задължение да говорят - като се започне от най-младите - премахва срамежливостта и хората излагат всичко, което знаят.

Това, което Берия чу на срещата, заедно с това, което видя в работилниците, заедно дадоха доста мрачна картина.

В инсталацията за разделяне на газ D-1, веднага след пускането в експлоатация на първите пуснати в експлоатация каскади, състоящи се основно от дифузионни машини LB-7, започнаха масови повреди на машини, работещи с работен газ (ураниев хексафлуорид). По-късно това се повтаря при превозните средства LB-8 и LB-9. Причините за авариите са заклинване на сачмените лагери на електрическото задвижване на компресора, което води или до незабавното му спиране, или до бързо износване на лагерите, съпроводено с недопустими вибрации на компресора. Но това бяха специални, високоскоростни лагери, които трябваше да издържат десетки хиляди часове, но в действителност се повредиха след няколкостотин часа работа, а някои се въртяха нормално само няколко десетки часа.

А в завода D-1 до 50 компресора се повреждаха на ден и това беше повече, отколкото беше възможно да се инсталират нови машини. Беше мъчителна работа, не прекъсвана нито денем, нито нощем - смяна на повредени многотонни компресори с нови или ремонтирани машини! В крайна сметка, преди аварийното им спиране, всички машини бяха пълни с работен газ - химически агресивен радиоактивен уранов хексафлуорид, който вече беше претърпял известна промяна в своя изотопен състав.

Не стана ясно защо сачмените лагери, произведени в първи клас на точност, които са преминали специална селекция, се провалят? По време на заводските и комисионните тестове всичко беше наред.

Започнаха да търсят причината в недостатъците на монтажа, в отклоненията в изискванията за обработка, а повредата на лагерите с пускането в експлоатация на нови и нови каскади растеше и растеше.

Ремонтът на автомобили беше много труден. Заради един повреден компресор се наложи спиране и откачане на цял блок от 12 машини от каскадата, изпомпване на работния газ от него, отстраняване на аварийната машина от мястото й и транспортирането й до инспекционния цех, излагане на опаковките на порести плочи, които са много чувствителни към влага и корозия, монтирани в разделителния резервоар. Вместо конфискувани машини бяха инсталирани нови или вече ремонтирани машини, като целият цикъл на монтаж се повтаряше отново и отново (изпомпване, проверка на вакуумна плътност, зареждане с газ и др.). И отново без увереност, че сменената машина ще работи дълго време. Тази трудоемка, изтощителна работа напълно дезорганизира пускането на завода D-1 и беше истинска катастрофа, която накара някои мениджъри да не повярват в успеха на индустриалното развитие на дифузионния метод.

Имаше и втори проблем, още по-сериозен - беше открита недопустимо висока степен на корозия (разлагане) на работния газ (ураниев хексафлуорид) в машините. Това доведе до факта, че потокът от силно обогатен газ практически не достигна крайните каскади, тъй като урановият хексафлуорид се разложи, значителна част от неговия поток се превърна в прах (уранов тетрафлуорид) и се отложи върху вътрешните стени на машините.

Корозионните процеси бяха особено ускорени от влажния въздух, засмукан от атмосферата във вакуумния обем на машините и комуникациите. Той прониква в машини, когато фланцовите съединители не са достатъчно стегнати, от които има няколко десетки хиляди в завода. И тъй като за ремонт на аварийни автомобили беше необходимо спиране и отваряне на блокове или каскади, беше практически невъзможно да се отървете от нахлуването на влажен въздух.

Към проблемите се добавят съмнения относно достатъчната херметичност на множество тънкостенни тръби от разглобяеми газови комуникации, които имат заварени фланци. Общата им дължина в завода D-1 достигна няколко километра.

Берия записва ключови въпроси в тетрадка, опитвайки се да избере най-важните и да отсее малките неща, които биха били решени без него.

Особено не му харесаха финалните изказвания на главния инженер и директора. Факт е, че първоначално на тези длъжности бяха назначени млади инженери, но преди старта Берия, страхувайки се, че младите ще го затрупат с въпроси, ги замени с опитни. И аз сгреших! Тези опитни специалисти загубиха необходимия ентусиазъм и сега имитираха обичайната си работа, вместо да атакуват проблемите.

И двамата завършиха изказванията си по приблизително еднакъв начин:

„Вярваме, че заводът няма да работи с такова оборудване“, но знаехме, че друго оборудване просто не съществува!

„Добре“, каза Берия, без да реагира по никакъв начин на заключенията на ръководителите на завода. – Сега ви моля да се изкажете как да премахнете недостатъците. Представители на машиностроителния завод в Горки. Вашите LB машини не работят. Започнете с лагерите. Намерихте ли причините за заглушаването им?

„Намериха го“, каза жителят на Горки. „Ние сме артилеристи, затова се стремим към точност.“ Те монтираха много прецизни лагери и направиха много точни напасвания.

В резултат на това роторите нямаха луфт. И по време на работа се получава неравномерно нагряване и неравномерно топлинно разширение. Лагерът се изкривява и задръства.

- Хм-да. Цял живот ние, руснаците, сме били критикувани за липсата на точност, сега постигнахме точност и отново не е добре!

Продължи.

– Ясно е как да се премахне това. Нека разхлабим лагерите и седалките и да постигнем малко луфт. Корозията на урановия хексафлуорид е по-сложна...

И така, слушайки специалист след специалист, Берия разбра кои начини за решаване на проблеми вече са намерени и кои проблеми остават нерешени.

„Да“, спомни си той накрая, „все още имаме гостуващ екип от физици от Москва.“ Какво казваш?

- Другарю Берия! – бодро започна физикът. – Първо ще кажа по принцип, а след това ще прочета списъка с нашите предложения.

Факт е, че поради ниската, така да се каже, научна и културна подготовка на персонала на завода, поради тяхната ниска дисциплина, научните препоръки, които предлагаме, не се изпълняват. Ето ги и тях…

„Няма нужда да четете списъка, ситуацията е ясна и няма нужда да слушате тези препоръки“, прекъсна Берия оратора, осъзнавайки, че науката, както обикновено, се опитва да стои отделно от фабричните работници и следователно , от техните проблеми.

„Нека да преминем към решения“, Берия направи пауза за момент, замислено. - Да започнем с режисьора. Престъпно е да се повери битка на командир, който не вярва в победата. Другарю Кизима, ще намерим по-лесни позиции за вас и главния инженер. Отново назначавам другаря Чурин за директор на завода, а другаря Родионов за главен инженер.

Другарят Алявдин работи в най-тежкия цех и в доклада му не усетих паника. Другарят Алявдин е назначен за ръководител производство.

Науката ни каза, че персоналът на централата не е в състояние да изпълни научните препоръки...

„Не това исках да кажа“, протестира физикът, свикнал, че в „интелектуалната среда“ не наричат ​​нещата с истинските им имена.

- Но го направиха. Затова включвам всички командировани учени от Москва в персонала на завода и им инструктирам да изпълняват собствените си препоръки към завода.

„Не заслужаваме такова наказание!“ – отново запротестира физикът.

– Налагането на собствените си научни идеи за наказание ли смятате?!

„Не това исках да кажа...“ – объркан ученият.

- Но аз казах това, което исках да кажа! - каза Берия с неочаквано леден тон и всички се сетиха кой е той.

- Сега. Голям проблем е корозията на елементите на машината LB. Имаме ли интелигентен металофизик в СССР?

„Професор Якутович от Свердловск“, чу се глас от мястото.

– Запишете фамилията му, ще го назначим за заместник научен ръководител на завода. Необходими са аналитични химици. Кой познава умните? – Берия продължи да търси решения на проблемите от списъка си.

Вечерта, когато срещата беше вече доста уморена и въздухът в стаята беше задимен до степен на лондонски смог, Берия договори срокове с представители на машиностроителния завод в Горки.

„Необходими са ни шест месеца, за да реконструираме машините LB“, каза жителят на Горки.

– Ще спиш ли в движение? – саркастично попита Берия.

- Но те са шест хиляди!

- Нищо, вашият директор Елян не е решавал такива проблеми през войната - четири месеца и нито ден повече! Между другото, вие сте машиностроителният завод в Горки и марката на вашите автомобили започва с буквата „L“, сякаш колите са от Ленинград.

И изобщо какво означава това "LB"?

Всички млъкнаха и изненадано се втренчиха в Берия.

„Другарю Берия“, най-накрая отговори изненаданият жител на Горки.

- “ЛБ” е “Лаврентий Берия”.

- Какво?! – Берия се облегна на стола си. Това е някаква епидемия... Партията ми нареди да създам пояс за противовъздушна отбрана около Москва, оборудван с... да кажем, нов тип оръжие. Дизайнерите го нарекоха "Беркут". Е, царският орел и царският орел са бърза птица и това оръжие също е бързо. И сега ми казват, че „Беркут“ е в чест на Берия. - Отново се приближава до масата.

- Така е. Кажете на другаря Елян, че главата му е на грешната страна! И така, че всички коли да са готови до три месеца!!

Справка:След убийството на Л. П. Берия дифузионните машини на машиностроителния завод в Горки бяха преименувани от LB на OK (отделна конструкция), а системата за противовъздушна отбрана Berkut на S-25.

През 1950 г., след оборудване на завода с машини LB-6 и подмяна на всички двигатели TD (мотор-трансформатор) на машини LB-7 и LB-8, както и след пасивиране на вътрешните повърхности на машините и порестите филтри на всички машини, след пълно въвеждане в експлоатация на хладилна станция за подаване на охлаждаща вода при ниски (8-10°C) температури, след изграждането на цех за сух въздух, най-накрая се установи нормална работа на инсталацията D-1 и производството на проектното количество уран235, първо 75% и след това 90% обогатяване.

Специфичните производствено-технически трудности и характеристики на целия комплекс от дифузионна технология се оказват толкова големи и недостъпни, че само три индустриално развити страни в света могат да овладеят тази технология след САЩ (1945 г.): СССР през 1949 г. (D- 1 завод), Великобритания през 1956 г. (завод Capenhurst) и Франция през 1967 г. (завод Pierlatte).

И в СССР, след завода D-1, през следващите години заводите D-3, D-4, D-5 и други уверено влязоха в експлоатация.

(β −)
235 Np()
239Pu()

За разлика от другия, най-често срещан изотоп на урана 238 U, при 235 U е възможна самоподдържаща се ядрена верижна реакция. Следователно този изотоп се използва като гориво в ядрени реактори, както и в ядрени оръжия.

Образуване и разпадане

Уран-235 се образува в резултат на следните разпадания:

Разпадането на уран-235 протича в следните посоки:

Принудителна делба

В продуктите на делене на уран-235 са открити около 300 изотопа на различни елементи: от =30 (цинк) до Z=64 (гадолиний). Кривата на относителния добив на изотопи, образувани по време на облъчване на уран-235 с бавни неутрони върху масовото число, е симетрична и наподобява буквата "М" по форма. Двата изразени максимума на тази крива съответстват на масови числа 95 и 134, а минимумът се среща в диапазона от масови числа от 110 до 125. По този начин деленето на уран на фрагменти с еднаква маса (с масови числа 115-119) се случва с по-малка вероятност от асиметричното делене.Тази тенденция се наблюдава при всички делящи се изотопи и не е свързана с някакви индивидуални свойства на ядрата или частиците, а е присъща на механизма на самото ядрено делене. Асиметрията обаче намалява с увеличаване на енергията на възбуждане на делящото се ядро ​​и когато енергията на неутрона е повече от 100 MeV, масовото разпределение на фрагментите на делене има един максимум, съответстващ на симетричното делене на ядрото. Фрагментите, образувани по време на деленето на ураново ядро, от своя страна са радиоактивни и претърпяват верига от β-разпади, по време на които постепенно се освобождава допълнителна енергия за дълго време. Средната енергия, освободена при разпадането на едно ядро ​​на уран-235, като се вземе предвид разпадането на фрагменти, е приблизително 202,5 ​​MeV = 3,244·10 −11 J, или 19,54 TJ/mol = 83,14 TJ/kg.

Ядреното делене е само един от многото процеси, възможни при взаимодействието на неутрони с ядра; той е в основата на работата на всеки ядрен реактор.

Верижна ядрена реакция

При разпадането на едно ядро ​​235 U обикновено се излъчват от 1 до 8 (средно 2,416) свободни неутрона. Всеки неутрон, произведен по време на разпадането на ядрото 235 U, подложен на взаимодействие с друго ядро ​​235 U, може да причини ново събитие на разпадане, това явление се нарича верижна реакция на ядрено делене.

Хипотетично броят на неутроните от второ поколение (след втория етап на ядрен разпад) може да надхвърли 3² = 9. С всеки следващ етап от реакцията на делене броят на произведените неутрони може да нараства като лавина. При реални условия свободните неутрони може да не генерират ново събитие на делене, напускайки пробата преди да уловят 235 U или да бъдат уловени или от самия изотоп 235 U с трансформацията му в 236 U, или от други материали (например 238 U, или получените фрагменти от ядрено делене, като 149 Sm или 135 Xe).

В реални условия постигането на критично състояние на урана не е толкова лесно, тъй като редица фактори влияят върху хода на реакцията. Например естественият уран се състои само от 0,72% 235 U, 99,2745% е 238 U, който абсорбира неутрони, произведени по време на деленето на ядра 235 U. Това води до факта, че в естествения уран верижната реакция на делене в момента избледнява много бързо. Непрекъсната верижна реакция на делене може да се извърши по няколко основни начина:

• Увеличете обема на пробата (за уран, изолиран от руда, е възможно да се постигне критична маса чрез увеличаване на обема);
• Извършете изотопно разделяне чрез увеличаване на концентрацията на 235 U в пробата;
• Намалете загубата на свободни неутрони през повърхността на пробата чрез използване на различни видове рефлектори;
• Използвайте вещество за забавяне на неутрони, за да увеличите концентрацията на топлинни неутрони.

Изомери

• Излишна маса: 40 920,6 (1,8) keV
• Енергия на възбуждане: 76,5(4) eV
• Време на полуразпад: 26 мин
• Ядрено въртене и паритет: 1/2 +

Разлагането на изомерното състояние става чрез изомерен преход към основното състояние.

Приложение

• Уран-235 се използва като гориво за ядрени реактори, в които контролираниверижна реакция на ядрено делене;
• Високообогатеният уран се използва за създаване на ядрени оръжия. В този случай, за да се освободи голямо количество енергия (експлозия), неконтролируемаядрена верижна реакция.

Вижте също

Напишете отзив за статията "Уран-235"

Бележки

1. Г. Ауди, А.Х. Wapstra и C. Thibault (2003). "". Ядрена физика А 729 : 337-676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. Bibcode:.
2. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot и A. H. Wapstra (2003). "". Ядрена физика А 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Bibcode:.
3. Хофман К.- 2-ро изд. изтрити - Л.: Химия, 1987. - С. 130. - 232 с. - 50 000 копия.
5. Фиалков Ю. Я.Приложение на изотопите в химията и химическата промишленост. - Киев: Техника, 1975. - С. 87. - 240 с. - 2000 екземпляра.
6. . Kaye & Laby онлайн. .
7. Бартоломей Г. Г., Байбаков В. Д., Алхутов М. С., Бат Г. А.Основи на теорията и методите за изчисляване на ядрени енергийни реактори. - М.: Енергоатомиздат, 1982. - С. 512.

Откъс, характеризиращ уран-235

В 12 и 13 Кутузов беше директно обвинен за грешки. Императорът беше недоволен от него. А в историята, написана наскоро по най-висша заповед, се казва, че Кутузов бил хитър придворен лъжец, който се страхувал от името на Наполеон и с грешките си при Красное и при Березина лишил руските войски от слава - пълна победа над французите. [Историята на Богданович през 1812 г.: характеристики на Кутузов и разсъждения за незадоволителните резултати от битките при Красненски. (Бележка на Л.Н. Толстой.)]
Това не е съдбата на велики хора, не grand homme, които руският ум не признава, а съдбата на онези редки, винаги самотни хора, които, разбирайки волята на Провидението, подчиняват личната си воля на него. Омразата и презрението на тълпата наказва тези хора за тяхното прозрение във висшите закони.
За руските историци - странно и страшно е да се каже - Наполеон е най-незначителният инструмент на историята - никога и никъде, дори в изгнание, който не е показал човешко достойнство - Наполеон е обект на възхищение и наслада; той е велик. Кутузов, човекът, който от началото до края на своята дейност през 1812 г., от Бородин до Вилна, без да промени нито едно действие или дума, показва изключителен пример в историята на саможертва и съзнание в настоящето за бъдещото значение на събитието, – Кутузов им изглежда като нещо неясно и жалко, а когато говорят за Кутузов и 12-та година, винаги сякаш малко се срамуват.
Междувременно е трудно да си представим историческа личност, чиято дейност би била толкова неизменно и постоянно насочена към една и съща цел. Трудно е да си представим по-достойна и по-съобразена с волята на целия народ цел. Още по-трудно е да се намери друг пример в историята, когато целта, която една историческа личност си е поставила, би била така напълно постигната, както целта, към която са насочени всички дейности на Кутузов през 1812 г.
Кутузов никога не говори за четиридесетте века, които гледат от пирамидите, за жертвите, които прави за отечеството, за това, което възнамерява да направи или е направил: той изобщо не каза нищо за себе си, не играеше никаква роля , винаги изглеждаше най-простият и обикновен човек и казваше най-простите и обикновени неща. Той пишеше писма до дъщерите си и до мен Стаел, четеше романи, обичаше компанията на красиви жени, шегуваше се с генерали, офицери и войници и никога не противоречи на онези хора, които искаха да му докажат нещо. Когато граф Растопчин на Яузкия мост се приближи до Кутузов с лични упреци за това кой е виновен за смъртта на Москва и каза: „Как обещахте да не напускате Москва без бой?“ - Кутузов отговори: „Няма да напусна Москва без битка“, въпреки факта, че Москва вече беше изоставена. Когато Аракчеев, който дойде при него от суверена, каза, че Ермолов трябва да бъде назначен за началник на артилерията, Кутузов отговори: „Да, аз току-що казах това“, въпреки че минута по-късно каза нещо съвсем различно. Какво го интересуваше него, единствения, който тогава разбираше целия огромен смисъл на събитието, сред заобикалящата го глупава тълпа, какво го интересуваше дали граф Ростопчин приписва бедствието на столицата на себе си или на него? Още по-малко можеше да се интересува кой ще бъде назначен за началник на артилерията.
Не само в тези случаи, но постоянно, този старец, който чрез житейски опит е достигнал до убеждението, че мислите и думите, които служат за техен израз, не са двигателните сили на хората, изрича напълно безсмислени думи - първите, които идват на неговия ум.
Но същият този човек, който толкова пренебрегваше думите си, нито веднъж през цялата си дейност не произнесе нито една дума, която да не е в съответствие с единствената цел, към която се стреми през цялата война. Очевидно неволно, с тежка увереност, че няма да го разберат, той многократно изказва мислите си в най-различни обстоятелства. Започвайки от битката при Бородино, от която започна раздорът му с околните, той единствен каза, че битката при Бородино е победа и повтаряше това устно, в доклади и доклади до смъртта си. Само той каза, че загубата на Москва не е загуба на Русия. В отговор на предложението на Лористън за мир, той отговори, че не може да има мир, защото такава е волята на народа; само той, по време на отстъплението на французите, каза, че всички наши маневри не са необходими, че всичко ще стане по-добре от само себе си, отколкото желаем, че на врага трябва да се даде златен мост, че нито Тарутино, нито Вяземски, нито Красненските битки бяха необходими, какво с какво Някой ден трябва да дойдеш на границата, за да не даде един руснак за десет французи.
И само той, този придворен човек, както ни го представят, човекът, който лъже Аракчеев, за да угоди на суверена - само той, този придворен човек, във Вилна, спечелвайки по този начин немилостта на суверена, казва, че по-нататъшната война в чужбина е вредно и безполезно.
Но само думите не биха доказали, че тогава той е разбрал значението на събитието. Неговите действия - всички без никакво отстъпление, всички бяха насочени към една и съща цел, изразена в три действия: 1) да напрегне всичките си сили за сблъсък с французите, 2) да ги победи и 3) да ги изгони от Русия, като направи това възможно най-лесно като възможни бедствия на хората и войските.
Той, този бавен Кутузов, чийто девиз е търпение и време, е враг на решителните действия, той дава битката при Бородино, обличайки подготовката за нея в безпрецедентна тържественост. Той, онзи Кутузов, който в битката при Аустерлиц, преди да започне, каза, че тя ще бъде загубена, при Бородино, въпреки уверенията на генералите, че битката е загубена, въпреки безпрецедентния пример в историята, че след спечелена битка армията трябва да отстъпи, той сам, противно на всички, твърди до смъртта си, че битката при Бородино е победа. Само той през цялото време на отстъпление настоява да не се водят безполезни битки, да не се започва нова война и да не се преминават границите на Русия.
Сега е лесно да разберем значението на едно събитие, освен ако не приложим към дейностите на маса от цели, които са били в съзнанието на дузина хора, тъй като цялото събитие с неговите последствия е пред нас.
Но как тогава този старец, сам, противно на мненията на всички, би могъл да познае, а след това толкова правилно да познае значението на народния смисъл на събитието, че никога да не го изневери във всичките си дейности?
Източникът на тази необикновена сила на вникване в смисъла на случващите се явления беше в националното чувство, което той носеше в себе си в цялата му чистота и сила.
Само признаването на това чувство у него накара хората по толкова странни начини, от позора на стар човек, да го изберат против волята на царя за представители на народната война. И само това чувство го доведе до онази най-висока човешка висота, от която той, главнокомандващият, насочи всичките си сили не да убива и изтребва хората, а да ги спасява и смили.

()
239Pu()

За разлика от другия, най-често срещан изотоп на урана 238 U, при 235 U е възможна самоподдържаща се ядрена верижна реакция. Следователно този изотоп се използва като гориво в ядрени реактори, както и в ядрени оръжия.

Образуване и разпадане

Уран-235 се образува в резултат на следните разпадания:

Разпадането на уран-235 протича в следните посоки:

Принудителна делба

Грешка при създаването на миниизображение: Файлът не е намерен

Крива на добив на продукти от делене на уран-235 за различни енергии на неутрони при делене.

В продуктите на делене на уран-235 са открити около 300 изотопа на различни елементи: от =30 (цинк) до Z=64 (гадолиний). Кривата на относителния добив на изотопи, образувани по време на облъчване на уран-235 с бавни неутрони върху масовото число, е симетрична и наподобява буквата "М" по форма. Двата изразени максимума на тази крива съответстват на масови числа 95 и 134, а минимумът се среща в диапазона от масови числа от 110 до 125. По този начин деленето на уран на фрагменти с еднаква маса (с масови числа 115-119) се случва с по-малка вероятност от асиметричното делене.Тази тенденция се наблюдава при всички делящи се изотопи и не е свързана с някакви индивидуални свойства на ядрата или частиците, а е присъща на механизма на самото ядрено делене. Асиметрията обаче намалява с увеличаване на енергията на възбуждане на делящото се ядро ​​и когато енергията на неутрона е повече от 100 MeV, масовото разпределение на фрагментите на делене има един максимум, съответстващ на симетричното делене на ядрото.

Фрагментите, образувани по време на деленето на ураново ядро, от своя страна са радиоактивни и претърпяват верига от β-разпади, по време на които постепенно се освобождава допълнителна енергия за дълго време. Средната енергия, освободена при разпадането на едно ядро ​​на уран-235, като се вземе предвид разпадането на фрагменти, е приблизително 202,5 ​​MeV = 3,244·10 −11 J, или 19,54 TJ/mol = 83,14 TJ/kg.

Ядреното делене е само един от многото процеси, възможни при взаимодействието на неутрони с ядра; той е в основата на работата на всеки ядрен реактор.

Верижна ядрена реакция

При разпадането на едно ядро ​​235 U обикновено се излъчват от 1 до 8 (средно 2,416) свободни неутрона. Всеки неутрон, произведен по време на разпадането на ядрото 235 U, подложен на взаимодействие с друго ядро ​​235 U, може да причини ново събитие на разпадане, това явление се нарича верижна реакция на ядрено делене.

Хипотетично броят на неутроните от второ поколение (след втория етап на ядрен разпад) може да надхвърли 3² = 9. С всеки следващ етап от реакцията на делене броят на произведените неутрони може да нараства като лавина. При реални условия свободните неутрони може да не генерират ново събитие на делене, напускайки пробата преди да уловят 235 U или да бъдат уловени или от самия изотоп 235 U с трансформацията му в 236 U, или от други материали (например 238 U, или получените фрагменти от ядрено делене, като 149 Sm или 135 Xe).

В реални условия постигането на критично състояние на урана не е толкова лесно, тъй като редица фактори влияят върху хода на реакцията. Например естественият уран се състои само от 0,72% 235 U, 99,2745% е 238 U, който абсорбира неутрони, произведени по време на деленето на ядра 235 U. Това води до факта, че в естествения уран верижната реакция на делене в момента избледнява много бързо. Непрекъсната верижна реакция на делене може да се извърши по няколко основни начина:

• Увеличете обема на пробата (за уран, изолиран от руда, е възможно да се постигне критична маса чрез увеличаване на обема);
• Извършете изотопно разделяне чрез увеличаване на концентрацията на 235 U в пробата;
• Намалете загубата на свободни неутрони през повърхността на пробата чрез използване на различни видове рефлектори;
• Използвайте вещество за забавяне на неутрони, за да увеличите концентрацията на топлинни неутрони.

Изомери

• Излишна маса: 40 920,6 (1,8) keV
• Енергия на възбуждане: 76,5(4) eV
• Време на полуразпад: 26 мин
• Ядрено въртене и паритет: 1/2 +

Разлагането на изомерното състояние става чрез изомерен преход към основното състояние.

Приложение

• Уран-235 се използва като гориво за ядрени реактори, в които контролираниверижна реакция на ядрено делене;
• Високообогатеният уран се използва за създаване на ядрени оръжия. В този случай, за да се освободи голямо количество енергия (експлозия), неконтролируемаядрена верижна реакция.

Вижте също

Напишете отзив за статията "Уран-235"

Бележки

1. Г. Ауди, А.Х. Wapstra и C. Thibault (2003). "". Ядрена физика А 729 : 337-676. DOI:. Bibcode:.
2. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot и A. H. Wapstra (2003). "". Ядрена физика А 729 : 3–128. DOI:. Bibcode:.
3. Хофман К.- 2-ро изд. изтрити - Л.: Химия, 1987. - С. 130. - 232 с. - 50 000 копия.
5. Фиалков Ю. Я.Приложение на изотопите в химията и химическата промишленост. - Киев: Техника, 1975. - С. 87. - 240 с. - 2000 екземпляра.
6. . Kaye & Laby онлайн. .
7. Бартоломей Г. Г., Байбаков В. Д., Алхутов М. С., Бат Г. А.Основи на теорията и методите за изчисляване на ядрени енергийни реактори. - М.: Енергоатомиздат, 1982. - С. 512.

Откъс, характеризиращ уран-235

– Това наистина ли е Граалът, Север? – не издържах, попитах.
- Не, Изидора. Граалът никога не е бил това, което е този удивителен интелигентен кристал. Хората просто „приписаха” каквото си искат на Радомир... като всичко останало „извънземно”. През целия си зрял живот Радомир е бил Пазител на ключа на боговете. Но хората, естествено, не можеха да знаят това и затова не се успокоиха. Първо търсели Чашата, която уж „принадлежала” на Радомир. И понякога неговите деца или самата Магдалина са били наричани Граал. И всичко това се случи само защото „истинските вярващи” наистина искаха да имат някакво доказателство за истинността на това, в което вярват... Нещо материално, нещо „свято”, което може да бъде докоснато... (което, За съжаление, това се случва дори сега, след много стотици години). И така „тъмните” им измислиха красива история за онова време, за да запалят с нея чувствителните „вярващи” сърца... За съжаление, хората винаги са имали нужда от реликви, Изидора, и ако те не съществуват, някой просто измисли ги. Радомир никога не е имал такава чаша, защото не е имал самата „Тайна вечеря”... на която уж е пил от нея. Чашата на „Тайната вечеря” е била при пророк Исус Навин, но не и при Радомир.
И Йосиф от Ариматея всъщност веднъж събра няколко капки от кръвта на пророка там. Но тази прочута „чаша на Граала“ всъщност беше просто обикновена глинена чаша, от която всички евреи обикновено пиеха по онова време и която по-късно не беше толкова лесно да се намери. Златна или сребърна купа, изцяло обсипана със скъпоценни камъни (както обичат да я представят свещениците), никога не е съществувала в действителност, нито по времето на еврейския пророк Исус Навин, нито още повече по времето на Радомир.
Но това е друга, макар и най-интересна история.

Нямаш много време, Айсидора. И мисля, че ще искате да научите нещо съвсем различно, нещо, което е близо до сърцето ви и което може би ще ви помогне да намерите повече сила в себе си, за да издържите. Е, така или иначе, тази заплетена плетеница от два чужди един на друг живота (Радомир и Джошуа), твърде тясно свързани от „тъмни” сили, няма как да бъде разплетена толкова скоро. Както казах, просто нямаш достатъчно време за това, приятелю. Прости ми...
Само кимнах в отговор, опитвайки се да не покажа колко много ме интересува цялата тази истинска история! И как исках да знам, дори и да умирах, цялото невероятно количество лъжи, стоварени от църквата върху лековерните ни земни глави... Но оставих на Севера да реши какво точно иска да ми каже. Неговата свободна воля беше да ми каже или да не ми каже това или онова. Вече му бях невероятно благодарен за ценното му време и за искреното му желание да разведри оставащите ни тъжни дни.
Отново се озовахме в тъмната нощна градина, „подслушвайки” последните часове на Радомир и Магдалена...
– Къде е този Велик храм, Радомире? – изненадано попита Магдалена.
“В една чудна, далечна страна... На самия “върх” на света... (има предвид Северния полюс, бившата страна на Хиперборея – Даария), тихо прошепна Радомир, сякаш отивайки в безкрайно далечното минало. „Там стои свещена планина, създадена от човека, която нито природата, нито времето, нито хората могат да унищожат. Защото тази планина е вечна... Това е Храмът на вечното знание. Храм на нашите стари богове, Мери...
Имало едно време, много отдавна, техният ключ искрял на върха на свещената планина - този зелен кристал, който давал защита на Земята, отварял душите и учил достойните. Едва сега нашите богове са си тръгнали. И оттогава Земята е потънала в мрак, който самият човек все още не е успял да унищожи. В него все още има твърде много завист и гняв. И мързела също...

– Хората трябва да видят светлината, Мария. – След кратко мълчание каза Радомир. – И ТИ си този, който ще им помогне! – И сякаш не забеляза протестиращия й жест, той спокойно продължи. – ТИ ще ги научиш НА ЗНАНИЕ и РАЗБИРАНЕ. И им дайте истинска ВЯРА. Ти ще станеш тяхна Пътеводна звезда, каквото и да се случи с мен. Обещай ми!.. Няма на кого да поверя това, което трябваше да направя сам. Обещай ми, скъпа моя.
Радомир внимателно хвана лицето й в ръцете си, внимателно се взря в лъчезарните й сини очи и... неочаквано се усмихна... Колко безкрайна любов грееше в тези чудни, познати очи!.. И колко най-дълбока болка имаше в тях... Той знаеше колко е уплашена и самотна. Знаеше колко много иска да го спаси! И въпреки всичко това Радомир нямаше как да не се усмихне – дори в толкова ужасно за нея време, Магдалена някак си остана все така удивително светла и още по-красива!.. Като чист извор с живителна бистра вода...
Разтърсвайки се, той продължи възможно най-спокойно.
– Виж, ще ти покажа как се отваря този древен ключ...
Изумруден пламък лумна върху отворената длан на Радомир... Всяка най-малка руна започна да се отваря в цял пласт от непознати пространства, разширявайки се и отваряйки се в милиони образи, които плавно преливат един през друг. Чудната прозрачна „структура“ растеше и се въртеше, разкривайки все повече и повече нови етажи на Знанието, никога невиждани от днешния човек. Беше зашеметяващо и безкрайно!.. И Магдалена, неспособна да откъсне поглед от цялата тази магия, се потопи стремглаво в дълбините на неизвестното, изпитвайки пареща, цвъртяща жажда с всяка фибра на душата си!.. Тя попиваше мъдростта на вековете, усещайки, че като мощна вълна изпълва всяка негова клетка, непозната Древна магия тече през него! Знанията на предците заляха, бяха наистина необятни - от живота на най-малкото насекомо се прехвърлиха в живота на вселените, вляха през милиони години в живота на извънземни планети и отново, в мощна лавина, се върнаха към Земята...
С широко отворени очи Магдалена слушаше удивителното знание на древния свят... Лекото й тяло, освободено от земните „окови“, се къпеше като песъчинка в океана от далечни звезди, наслаждавайки се на величието и тишината на всемирния свят. мир...
Изведнъж точно пред нея се разкри приказният Звезден мост. Простирайки се, изглежда, в безкрайността, тя блестеше и блестеше с безкрайни купове от големи и малки звезди, разстилащи се в краката й като сребърен път. В далечината, по средата на същия път, изцяло обвит в златно сияние, Магдалена чакаше Мъж... Беше много висок и изглеждаше много силен. Приближавайки се, Магдалена видя, че не всичко в това безпрецедентно създание е толкова „човешко“... Най-поразително бяха очите му - огромни и искрящи, сякаш издълбани от скъпоценен камък, те искряха със студени ръбове, като истински диамант . Но точно като диамант, те бяха безчувствени и отчуждени... Смелите черти на лицето на непознатия ги изненадаха със своята острота и неподвижност, сякаш статуя стоеше пред Магдалена... Много дълги, буйни коси блестяха и блестяха със сребро, сякаш някой случайно е разпръснал звезди върху него ... "Човекът" наистина беше много необичаен ... Но дори и с цялата му "ледена" студенина, Магдалена ясно почувства прекрасен, обгръщащ душата мир и топла, искрена доброта идващи от странния непознат. Само по някаква причина тя знаеше със сигурност, че тази доброта не винаги е еднаква към всички.
„Мъжът“ вдигна дланта си към нея за поздрав и каза нежно:
– Спри, Звездице... Пътят ти още не е свършил. Не можеш да се прибереш у дома. Върни се в Мидгард, Мария... И се погрижи за Ключа на боговете. Нека Вечността те пази.
И тогава мощната фигура на непознатия изведнъж започна бавно да се люлее, ставайки напълно прозрачна, сякаш на път да изчезне.