Uranus: mga katotohanan at katotohanan. Bagong atom ng Russia Radioactive uranium 235 92

Ang uranium ay isang kemikal na elemento ng pamilyang actinide na may atomic number na 92. Ito ang pinakamahalagang nuclear fuel. Ang konsentrasyon nito sa crust ng lupa ay humigit-kumulang 2 bahagi bawat milyon. Kabilang sa mahahalagang mineral ng uranium ang uranium oxide (U 3 O 8), uraninite (UO 2), carnotite (potassium uranyl vanadate), otenite (potassium uranyl phosphate), at torbernite (hydrous copper uranyl phosphate). Ang mga ito at ang iba pang uranium ores ay pinagmumulan ng nuclear fuel at naglalaman ng maraming beses na mas maraming enerhiya kaysa sa lahat ng kilalang nare-recover na fossil fuel na deposito. Ang 1 kg ng uranium 92 U ay nagbibigay ng parehong enerhiya sa 3 milyong kg ng karbon.

Kasaysayan ng pagtuklas

Ang kemikal na elementong uranium ay isang siksik, matigas na metal na may kulay-pilak-puting kulay. Ito ay ductile, malleable at polishable. Sa hangin, ang metal ay nag-oxidize at, kapag durog, nag-aapoy. Nagsasagawa ng kuryente na medyo mahina. Ang electronic formula ng uranium ay 7s2 6d1 5f3.

Kahit na ang elemento ay natuklasan noong 1789 ng German chemist na si Martin Heinrich Klaproth, na pinangalanan ito pagkatapos ng kamakailang natuklasang planeta na Uranus, ang metal mismo ay nahiwalay noong 1841 ng French chemist na si Eugene-Melchior Peligot sa pamamagitan ng pagbawas mula sa uranium tetrachloride (UCl 4) na may potasa.

Radioactivity

Ang paglikha ng periodic table ng Russian chemist na si Dmitri Mendeleev noong 1869 ay nakatuon ng pansin sa uranium bilang ang pinakamabigat na kilalang elemento, na nanatili ito hanggang sa pagtuklas ng neptunium noong 1940. Noong 1896, natuklasan ng French physicist na si Henri Becquerel ang phenomenon ng radioactivity dito. Ang ari-arian na ito ay natagpuan sa ibang pagkakataon sa maraming iba pang mga sangkap. Alam na ngayon na ang uranium, radioactive sa lahat ng isotopes nito, ay binubuo ng pinaghalong 238 U (99.27%, kalahating buhay - 4,510,000,000 taon), 235 U (0.72%, kalahating buhay - 713,000,000 taon) at 236 U (0.000 taon). %, kalahating buhay - 247,000 taon). Ito ay nagpapahintulot, halimbawa, upang matukoy ang edad ng mga bato at mineral upang pag-aralan ang mga prosesong geological at ang edad ng Earth. Upang gawin ito, sinusukat nila ang dami ng lead, na siyang huling produkto ng radioactive decay ng uranium. Sa kasong ito, 238 U ang paunang elemento, at 234 U ang isa sa mga produkto. Ang 235 U ay nagbubunga ng pagkabulok na serye ng actinium.

Pagtuklas ng isang chain reaction

Ang kemikal na elementong uranium ay naging paksa ng malawakang interes at masinsinang pag-aaral matapos matuklasan ng mga Aleman na chemist na sina Otto Hahn at Fritz Strassmann ang nuclear fission dito sa pagtatapos ng 1938 nang bombarduhan ito ng mabagal na neutron. Noong unang bahagi ng 1939, iminungkahi ng physicist ng Italyano-Amerikano na si Enrico Fermi na kabilang sa mga produkto ng atomic fission ay maaaring mayroong mga elementarya na particle na may kakayahang bumuo ng chain reaction. Noong 1939, kinumpirma ng mga Amerikanong physicist na sina Leo Szilard at Herbert Anderson, pati na rin ang French chemist na si Frederic Joliot-Curie at kanilang mga kasamahan ang hulang ito. Ipinakita ng mga kasunod na pag-aaral na, sa karaniwan, 2.5 neutron ang inilabas kapag nag-fission ang isang atom. Ang mga pagtuklas na ito ay humantong sa unang self-sustaining nuclear chain reaction (12/02/1942), ang unang atomic bomb (07/16/1945), ang unang paggamit nito sa digmaan (08/06/1945), ang unang nuclear submarine ( 1955) at ang unang full-scale nuclear power plant (1957).

Mga estado ng oksihenasyon

Ang kemikal na elementong uranium, bilang isang malakas na electropositive metal, ay tumutugon sa tubig. Natutunaw ito sa mga acid, ngunit hindi sa alkalis. Ang mga mahahalagang estado ng oksihenasyon ay +4 (tulad ng sa UO 2 oxide, tetrahalides gaya ng UCl 4, at ang berdeng water ion U4+) at +6 (tulad ng sa UO 3 oxide, UF 6 hexafluoride, at ang uranyl ion UO 2 2+). Sa isang may tubig na solusyon, ang uranium ay pinaka-matatag sa komposisyon ng uranyl ion, na may linear na istraktura [O = U = O] 2+. Ang elemento ay mayroon ding mga estado na +3 at +5, ngunit hindi matatag ang mga ito. Ang pulang U 3+ ay mabagal na nag-oxidize sa tubig, na hindi naglalaman ng oxygen. Ang kulay ng UO 2+ ion ay hindi alam dahil ito ay sumasailalim sa disproportionation (UO 2+ ay parehong nabawasan sa U 4+ at na-oxidize sa UO 2 2+) kahit na sa mga napakalabnaw na solusyon.

Nuclear fuel

Kapag nalantad sa mabagal na mga neutron, ang fission ng uranium atom ay nangyayari sa medyo bihirang isotope 235 U. Ito ang tanging natural na nagaganap na fissile na materyal, at dapat itong ihiwalay sa isotope 238 U. Gayunpaman, pagkatapos ng absorption at negatibong beta decay, ang uranium Ang -238 ay nagiging sintetikong elementong plutonium, na nahahati sa ilalim ng impluwensya ng mga mabagal na neutron. Samakatuwid, ang natural na uranium ay maaaring gamitin sa mga converter at breeder reactor, kung saan ang fission ay sinusuportahan ng bihirang 235 U at ang plutonium ay ginawa nang sabay-sabay sa transmutation ng 238 U. Ang fissile 233 U ay maaaring synthesize mula sa malawakang nagaganap na natural na nagaganap na isotope thorium-232 para gamitin bilang nuclear fuel. Mahalaga rin ang uranium bilang pangunahing materyal kung saan nakuha ang mga sintetikong elemento ng transuranium.

Iba pang gamit ng uranium

Ang mga compound ng elemento ng kemikal ay dating ginamit bilang mga tina para sa mga keramika. Ang Hexafluoride (UF 6) ay isang solid na may hindi karaniwang mataas na presyon ng singaw (0.15 atm = 15,300 Pa) sa 25 °C. Ang UF 6 ay napaka-reaktibo sa kemikal, ngunit sa kabila ng pagiging kinakaing unti-unti nito sa estado ng singaw, ang UF 6 ay malawakang ginagamit sa gaseous diffusion at gas centrifuge na mga pamamaraan para sa paggawa ng enriched uranium.

Ang mga organometallic compound ay isang kawili-wili at mahalagang grupo ng mga compound kung saan ang metal-carbon bond ay nagkokonekta sa metal sa mga organikong grupo. Ang Uranocene ay isang organouranic compound U(C 8 H 8) 2 kung saan ang uranium atom ay nasa pagitan ng dalawang layer ng mga organikong singsing na nauugnay sa cyclooctatetraene C 8 H 8. Ang pagtuklas nito noong 1968 ay nagbukas ng bagong larangan ng organometallic chemistry.

Ang naubos na natural na uranium ay ginagamit bilang proteksyon sa radyasyon, ballast, sa mga shell na nakabutas ng armor at armor ng tangke.

Nire-recycle

Ang elementong kemikal, bagama't napakasiksik (19.1 g/cm3), ay medyo mahina, hindi nasusunog na substansiya. Sa katunayan, ang mga katangian ng metal ng uranium ay tila inilalagay ito sa isang lugar sa pagitan ng pilak at ng iba pang tunay na mga metal at di-metal, kaya hindi ito ginagamit bilang isang istrukturang materyal. Ang pangunahing halaga ng uranium ay nakasalalay sa mga radioactive na katangian ng mga isotopes nito at ang kanilang kakayahang mag-fission. Sa kalikasan, halos lahat (99.27%) ng metal ay binubuo ng 238 U. Ang natitira ay 235 U (0.72%) at 234 U (0.006%). Sa mga natural na isotopes na ito, 235 U lamang ang direktang na-fission ng neutron irradiation. Gayunpaman, kapag ito ay hinihigop, 238 U ang bumubuo ng 239 U, na sa huli ay nabubulok sa 239 Pu, isang fissile na materyal na napakahalaga para sa nuclear power at nuclear weapons. Ang isa pang fissile isotope, 233 U, ay maaaring mabuo sa pamamagitan ng neutron irradiation ng 232 Th.

Mga anyo ng kristal

Ang mga katangian ng uranium ay nagiging sanhi ng reaksyon nito sa oxygen at nitrogen kahit sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Sa mas mataas na temperatura ito ay tumutugon sa isang malawak na hanay ng mga alloying metal upang bumuo ng mga intermetallic compound. Ang pagbuo ng mga solidong solusyon sa iba pang mga metal ay bihira dahil sa mga espesyal na istrukturang kristal na nabuo ng mga atomo ng elemento. Sa pagitan ng temperatura ng silid at ng melting point na 1132 °C, ang uranium metal ay umiiral sa 3 crystalline form na kilala bilang alpha (α), beta (β) at gamma (γ). Ang pagbabagong-anyo mula sa α- patungong β-estado ay nangyayari sa 668 °C at mula β hanggang γ ​​sa 775 °C. Ang γ-uranium ay may body-centered cubic crystal structure, habang ang β ay may tetragonal crystal structure. Ang α phase ay binubuo ng mga layer ng mga atomo sa isang mataas na simetriko orthorhombic na istraktura. Pinipigilan ng anisotropic distorted structure na ito ang alloying metal atoms mula sa pagpapalit ng uranium atoms o sakupin ang espasyo sa pagitan ng mga ito sa crystal lattice. Napag-alaman na ang molibdenum at niobium lamang ang bumubuo ng mga solidong solusyon.

Ore

Ang crust ng Earth ay naglalaman ng humigit-kumulang 2 bahagi bawat milyon ng uranium, na nagpapahiwatig ng malawakang paglitaw nito sa kalikasan. Ang mga karagatan ay tinatayang naglalaman ng 4.5 × 10 9 tonelada ng elementong kemikal na ito. Ang uranium ay isang mahalagang constituent ng higit sa 150 iba't ibang mineral at isang maliit na bahagi ng isa pang 50. Ang mga pangunahing mineral na matatagpuan sa magmatic hydrothermal veins at pegmatites ay kinabibilangan ng uraninite at ang variant nitong pitchblende. Sa mga ores na ito ang elemento ay nangyayari sa anyo ng dioxide, na dahil sa oksihenasyon ay maaaring mula sa UO 2 hanggang UO 2.67. Ang iba pang matipid na produkto mula sa uranium mine ay autunite (hydrated calcium uranyl phosphate), tobernite (hydrated copper uranyl phosphate), coffinit (black hydrated uranium silicate) at carnotite (hydrated potassium uranyl vanadate).

Tinatayang higit sa 90% ng mga kilalang reserbang uranium na may mababang halaga ay matatagpuan sa Australia, Kazakhstan, Canada, Russia, South Africa, Niger, Namibia, Brazil, China, Mongolia at Uzbekistan. Ang malalaking deposito ay matatagpuan sa mga conglomerate rock formations ng Elliot Lake, na matatagpuan sa hilaga ng Lake Huron sa Ontario, Canada, at sa South African Witwatersrand na minahan ng ginto. Ang mga pagbuo ng buhangin sa Colorado Plateau at Wyoming Basin ng kanlurang Estados Unidos ay naglalaman din ng makabuluhang reserbang uranium.

Produksyon

Ang mga uranium ores ay matatagpuan sa parehong malapit sa ibabaw at malalim (300-1200 m) na mga deposito. Sa ilalim ng lupa, ang kapal ng tahi ay umabot sa 30 m. Tulad ng sa kaso ng mga ores ng iba pang mga metal, ang uranium ay mina sa ibabaw gamit ang malalaking kagamitan sa paglipat ng lupa, at ang pagbuo ng malalim na mga deposito ay isinasagawa gamit ang mga tradisyonal na pamamaraan ng vertical at hilig. mga minahan. Ang produksyon ng mundo ng uranium concentrate noong 2013 ay umabot sa 70 libong tonelada. Ang pinaka-produktibong mga mina ng uranium ay matatagpuan sa Kazakhstan (32% ng lahat ng produksyon), Canada, Australia, Niger, Namibia, Uzbekistan at Russia.

Ang mga uranium ores ay karaniwang naglalaman lamang ng maliit na halaga ng mga mineral na naglalaman ng uranium at hindi natutunaw sa pamamagitan ng direktang pyrometallurgical na pamamaraan. Sa halip, ang mga pamamaraang hydrometallurgical ay dapat gamitin upang kunin at linisin ang uranium. Ang pagtaas ng konsentrasyon ay makabuluhang binabawasan ang pagkarga sa mga circuit ng pagpoproseso, ngunit wala sa mga kumbensyonal na pamamaraan ng benepisyasyon na karaniwang ginagamit para sa pagproseso ng mineral, tulad ng gravity, flotation, electrostatic at kahit manu-manong pag-uuri, ang naaangkop. Sa ilang mga pagbubukod, ang mga pamamaraan na ito ay nagreresulta sa makabuluhang pagkawala ng uranium.

Nasusunog

Ang hydrometallurgical processing ng uranium ores ay madalas na nauuna sa isang high-temperature calcination stage. Ang pagpapaputok ay nagde-dehydrate ng luad, nag-aalis ng mga carbonaceous na materyales, nag-oxidize ng mga sulfur compound sa hindi nakakapinsalang mga sulfate, at nag-o-oxidize sa anumang iba pang mga reducing agent na maaaring makagambala sa kasunod na pagproseso.

Pag-leaching

Ang uranium ay nakuha mula sa mga roasted ores sa pamamagitan ng parehong acidic at alkaline aqueous solution. Para matagumpay na gumana ang lahat ng mga sistema ng leaching, ang elemento ng kemikal ay dapat na nasa simula ng mas matatag na hexavalent form o ma-oxidized sa ganitong estado sa panahon ng pagproseso.

Ang acid leaching ay karaniwang isinasagawa sa pamamagitan ng paghalo ng pinaghalong ore at lixiviant sa loob ng 4-48 oras sa temperatura ng kapaligiran. Maliban sa mga espesyal na pangyayari, ginagamit ang sulfuric acid. Ito ay ibinibigay sa mga dami na sapat upang makuha ang panghuling alak sa pH na 1.5. Karaniwang ginagamit ng mga sulfuric acid leaching scheme ang alinman sa manganese dioxide o chlorate upang i-oxidize ang tetravalent U4+ sa hexavalent uranyl (UO22+). Karaniwan, humigit-kumulang 5 kg ng manganese dioxide o 1.5 kg ng sodium chlorate bawat tonelada ay sapat para sa U 4+ oksihenasyon. Sa alinmang kaso, ang oxidized uranium ay tumutugon sa sulfuric acid upang mabuo ang uranyl sulfate complex anion 4-.

Ang ore na naglalaman ng malaking halaga ng mahahalagang mineral tulad ng calcite o dolomite ay na-leach na may 0.5-1 molar solution ng sodium carbonate. Kahit na ang iba't ibang mga reagents ay pinag-aralan at nasubok, ang pangunahing ahente ng oxidizing para sa uranium ay oxygen. Karaniwan, ang mineral ay na-leach sa hangin sa atmospheric pressure at sa temperatura na 75-80 °C para sa isang tagal ng panahon na depende sa tiyak na komposisyon ng kemikal. Ang alkali ay tumutugon sa uranium upang mabuo ang madaling natutunaw na complex ion 4-.

Ang mga solusyon na nagreresulta mula sa acid o carbonate leaching ay dapat na linawin bago ang karagdagang pagproseso. Ang malakihang paghihiwalay ng mga luad at iba pang mga slurries ng ore ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga epektibong flocculating agent, kabilang ang polyacrylamides, guar gum at animal glue.

Extraction

Ang 4- at 4- complex ions ay maaaring i-sorbed mula sa kani-kanilang ion exchange resin leach solution. Ang mga espesyal na resin na ito, na nailalarawan sa pamamagitan ng kanilang adsorption at elution kinetics, laki ng particle, katatagan at haydroliko na katangian, ay maaaring gamitin sa iba't ibang mga teknolohiya sa pagpoproseso, tulad ng fixed bed, paglipat ng kama, basket resin at tuloy-tuloy na resin. Karaniwan, ang mga solusyon ng sodium chloride at ammonia o nitrates ay ginagamit upang matunaw ang sorbed uranium.

Ang uranium ay maaaring ihiwalay mula sa acidic ore na alak sa pamamagitan ng solvent extraction. Ang mga alkylphosphoric acid, pati na rin ang pangalawang at tertiary alkylamines, ay ginagamit sa industriya. Sa pangkalahatan, ang solvent extraction ay mas gusto kaysa sa mga paraan ng pagpapalitan ng ion para sa acid filtrates na naglalaman ng higit sa 1 g/L uranium. Gayunpaman, ang pamamaraang ito ay hindi naaangkop sa carbonate leaching.

Ang uranium ay dinadalisay sa pamamagitan ng pagtunaw sa nitric acid upang mabuo ang uranyl nitrate, kinuha, crystallized at calcined upang bumuo ng UO 3 trioxide. Ang pinababang dioxide na UO2 ay tumutugon sa hydrogen fluoride upang bumuo ng thetafluoride UF4, kung saan ang uranium metal ay nababawasan ng magnesium o calcium sa temperatura na 1300 °C.

Ang Tetrafluoride ay maaaring i-fluorina sa 350 °C upang bumuo ng UF 6 hexafluoride, na ginagamit upang paghiwalayin ang enriched uranium-235 sa pamamagitan ng gaseous diffusion, gas centrifugation o liquid thermal diffusion.

; atomic number 92, atomic mass 238.029; metal. Ang Natural Uranium ay binubuo ng pinaghalong tatlong isotopes: 238 U - 99.2739% na may kalahating buhay T ½ = 4.51 10 9 taon, 235 U - 0.7024% (T ½ = 7.13 10 8 taon) at 234 U - 0.0057% (T. ½ = 2.48·10 5 taon).

Sa 11 artificial radioactive isotopes na may mass number mula 227 hanggang 240, ang pangmatagalan ay 233 U (T ½ = 1.62·10 5 taon); ito ay nakuha sa pamamagitan ng neutron irradiation ng thorium. 238 U at 235 U ang mga ninuno ng dalawang radioactive series.

Makasaysayang sanggunian. Ang uranium ay natuklasan noong 1789 ng German chemist na si M. G. Klaproth at pinangalanan niya bilang parangal sa planetang Uranus, na natuklasan ni W. Herschel noong 1781. Sa metal na estado, ang Uranium ay nakuha noong 1841 ng French chemist na si E. Peligo sa panahon ng pagbabawas. ng UCl 4 na may potassium metal. Sa una, ang Uranus ay itinalaga ng isang atomic mass na 120, at noong 1871 D.I. Mendeleev ay dumating sa konklusyon na ang halagang ito ay dapat na doble.

Sa mahabang panahon, ang uranium ay interesado lamang sa isang makitid na bilog ng mga chemist at natagpuan ang limitadong paggamit sa paggawa ng mga pintura at salamin. Sa pagkatuklas ng phenomenon ng radioactivity sa uranium noong 1896 at radium noong 1898, nagsimula ang industriyal na pagproseso ng mga uranium ores upang kunin at gamitin ang radium sa siyentipikong pananaliksik at medisina. Mula noong 1942, pagkatapos ng pagtuklas ng nuclear fission noong 1939, ang uranium ay naging pangunahing nuclear fuel.

Pamamahagi ng Uranus sa kalikasan. Ang uranium ay isang katangiang elemento para sa granite layer at sedimentary shell ng crust ng lupa. Ang average na nilalaman ng Uranium sa crust ng lupa (clarke) ay 2.5 10 -4% sa pamamagitan ng masa, sa acidic igneous rocks 3.5 10 -4%, sa clays at shales 3.2 10 -4%, sa basic rocks 5 ·10 -5% , sa mga ultrabasic na bato ng mantle 3·10 -7%. Ang uranium ay masiglang lumilipat sa malamig at mainit, neutral at alkaline na tubig sa anyo ng simple at kumplikadong mga ion, lalo na sa anyo ng mga carbonate complex. Ang mga reaksyon ng redox ay may mahalagang papel sa geochemistry ng Uranium, dahil ang mga compound ng Uranium, bilang isang panuntunan, ay lubos na natutunaw sa mga tubig na may isang oxidizing na kapaligiran at hindi gaanong natutunaw sa mga tubig na may pagbabawas ng kapaligiran (halimbawa, hydrogen sulfide).

Mga 100 mineral na Uranium ang kilala; 12 sa kanila ay may kahalagahan sa industriya. Sa paglipas ng kasaysayan ng geological, ang nilalaman ng Uranium sa crust ng lupa ay nabawasan dahil sa radioactive decay; Ang prosesong ito ay nauugnay sa akumulasyon ng mga atomo ng Pb at He sa crust ng lupa. Ang radioactive decay ng Uranium ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa enerhiya ng crust ng lupa, bilang isang makabuluhang pinagmumulan ng malalim na init.

Mga pisikal na katangian ng Uranium. Ang uranium ay katulad ng kulay sa bakal at madaling iproseso. Mayroon itong tatlong allotropic modification - α, β at γ na may phase transformation temperature: α → β 668.8 °C, β → γ 772.2 °C; Ang α-form ay may rhombic lattice (a = 2.8538Å, b = 5.8662Å, c = 4.9557Å), ang β-form ay may tetragonal lattice (sa 720 °C a = 10.759Å, b = 5.656Å), ang γ-form - body-centered cubic lattice (sa 850 °C a = 3.538 Å). Ang density ng Uranium sa α-form (25 °C) ay 19.05 g/cm 3 ; t pl 1132 °C; punto ng kumukulo 3818 °C; thermal conductivity (100-200 °C), 28.05 W/(m K), (200-400 °C) 29.72 W/(m K); tiyak na kapasidad ng init (25 °C) 27.67 kJ/(kg K); ang tiyak na resistivity ng kuryente sa temperatura ng silid ay humigit-kumulang 3·10 -7 ohm·cm, sa 600 °C 5.5·10 -7 ohm·cm; ay may superconductivity sa 0.68 K; mahina paramagnetic, tiyak na magnetic susceptibility sa temperatura ng kuwarto 1.72·10 -6.

Ang mga mekanikal na katangian ng Uranium ay nakasalalay sa kadalisayan nito at sa mga mode ng mekanikal at thermal na paggamot. Ang average na halaga ng elastic modulus para sa cast Uranium ay 20.5·10 -2 Mn/m 2 ; lakas ng makunat sa temperatura ng silid 372-470 Mn/m2; tumataas ang lakas pagkatapos ng hardening mula sa β- at γ-phases; average na tigas ng Brinell 19.6-21.6·10 2 MN/m 2 .

Ang pag-iilaw ng isang daloy ng neutron (na nagaganap sa isang nuclear reactor) ay nagbabago sa pisikal at mekanikal na mga katangian ng Uranium: bubuo ang kilabot at pagtaas ng pagkasira, ang pagpapapangit ng mga produkto ay sinusunod, na pinipilit ang paggamit ng Uranium sa mga nuclear reactor sa anyo ng iba't ibang uranium haluang metal.

Ang uranium ay isang radioactive na elemento. Ang Nuclei 235 U at 233 U ay kusang nag-fission, gayundin sa pagkuha ng parehong mabagal (thermal) at mabilis na mga neutron na may epektibong fission cross section na 508 10 -24 cm 2 (508 barn) at 533 10 -24 cm 2 (533 barn ) ayon sa pagkakabanggit. 238 U nuclei fission sa pagkuha lamang ng mga mabilis na neutron na may enerhiya na hindi bababa sa 1 MeV; kapag kumukuha ng mga mabagal na neutron, ang 238 U ay nagiging 239 Pu, ang mga katangian ng nuklear na kung saan ay malapit sa 235 U. Ang kritikal na masa ng Uranium (93.5% 235 U) sa mga may tubig na solusyon ay mas mababa sa 1 kg, para sa isang bukas na bola - mga 50 kg, para sa isang bola na may reflector - 15-23 kg; Ang kritikal na masa na 233 U ay humigit-kumulang 1/3 ng kritikal na masa na 235 U.

Mga kemikal na katangian ng Uranium. Ang pagsasaayos ng panlabas na shell ng elektron ng atom ng Uranium ay 7s 2 6d l 5f 3. Ang uranium ay isang reaktibong metal, sa mga compound ay nagpapakita ito ng mga estado ng oksihenasyon ng +3, +4, + 5, +6, minsan +2; ang pinaka-matatag na compound ay U (IV) at U (VI). Sa hangin ay dahan-dahan itong nag-oxidize sa pagbuo ng isang oxide (IV) film sa ibabaw, na hindi nagpoprotekta sa metal mula sa karagdagang oksihenasyon. Sa pulbos na estado nito, ang Uranium ay pyrophoric at nasusunog na may maliwanag na apoy. Sa pamamagitan ng oxygen, bumubuo ito ng oxide (IV) UO 2, oxide (VI) UO 3 at isang malaking bilang ng mga intermediate oxides, ang pinakamahalaga ay U 3 O 8. Ang mga intermediate oxide na ito ay may mga katangian na katulad ng UO 2 at UO 3 . Sa mataas na temperatura, ang UO 2 ay may malawak na hanay ng homogeneity mula UO 1.60 hanggang UO 2.27. Sa fluorine sa 500-600 ° C ito ay bumubuo ng UF 4 tetrafluoride (berdeng hugis-karayom ​​na kristal, bahagyang natutunaw sa tubig at mga acid) at UF 6 hexafluoride (isang puting mala-kristal na substansiya na nagpapaningning nang hindi natutunaw sa 56.4 ° C); na may asupre - isang bilang ng mga compound, kung saan ang US (nuclear fuel) ang pinakamahalaga. Kapag ang Uranium ay nakikipag-ugnayan sa hydrogen sa 220 °C, ang hydride UH 3 ay nakuha; na may nitrogen sa temperatura mula 450 hanggang 700 ° C at presyon ng atmospera - U 4 N 7 nitride; sa mas mataas na presyon ng nitrogen at parehong temperatura, maaaring makuha ang UN, U 2 N 3 at UN 2; na may carbon sa 750-800 °C - monocarbide UC, dicarbide UC 2, pati na rin ang U 2 C 3; sa mga metal ito ay bumubuo ng mga haluang metal ng iba't ibang uri. Mabagal na tumutugon ang Uranium sa tubig na kumukulo upang bumuo ng UO 2 nH 2, na may singaw ng tubig - sa hanay ng temperatura na 150-250 ° C; natutunaw sa hydrochloric at nitric acid, bahagyang natutunaw sa puro hydrofluoric acid. Ang U(VI) ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagbuo ng uranyl ion UO 2 2+; Ang mga uranyl salt ay dilaw ang kulay at lubos na natutunaw sa tubig at mga mineral na acid; Ang mga U(IV) na asin ay berde at hindi gaanong natutunaw; Ang uranyl ion ay lubos na may kakayahang kumplikadong pagbuo sa may tubig na mga solusyon na may parehong inorganic at organic na mga sangkap; Ang pinakamahalaga para sa teknolohiya ay carbonate, sulfate, fluoride, phosphate at iba pang mga complex. Ang isang malaking bilang ng mga uranates (mga asin ng uranic acid na hindi nakahiwalay sa purong anyo) ay kilala, ang komposisyon nito ay nag-iiba depende sa mga kondisyon ng produksyon; Ang lahat ng uranate ay may mababang solubility sa tubig.

Ang uranium at ang mga compound nito ay radiation at nakakalason sa kemikal. Ang maximum na pinapayagang dosis (MAD) para sa pagkakalantad sa trabaho ay 5 rem bawat taon.

Pagtanggap ng Uranus. Ang uranium ay nakuha mula sa uranium ores na naglalaman ng 0.05-0.5% U. Ang mga ores ay halos hindi pinayaman, maliban sa isang limitadong radiometric na paraan ng pag-uuri batay sa γ-radiation ng radium, na palaging kasama ng uranium. Karaniwan, ang mga ores ay na-leach na may mga solusyon ng sulfuric, kung minsan ay mga nitric acid o mga solusyon sa soda na may paglipat ng Uranium sa isang acidic na solusyon sa anyo ng UO 2 SO 4 o kumplikadong mga anion 4-, at sa isang soda solution - sa anyo ng 4 -. Upang kunin at pag-concentrate ang Uranium mula sa mga solusyon at pulp, pati na rin upang linisin ito mula sa mga impurities, sorption sa ion exchange resins at pagkuha ng mga organic solvents (tributyl phosphate, alkylphosphoric acids, amines) ay ginagamit. Susunod, ang ammonium o sodium uranates o U(OH) 4 hydroxide ay namuo mula sa mga solusyon sa pamamagitan ng pagdaragdag ng alkali. Upang makakuha ng mga compound na may mataas na kadalisayan, ang mga teknikal na produkto ay natutunaw sa nitric acid at sumasailalim sa mga operasyon sa pagdalisay, ang mga huling produkto ay UO 3 o U 3 O 8; ang mga oxide na ito ay nababawasan sa 650-800 °C ng hydrogen o dissociated ammonia sa UO 2, na sinusundan ng conversion nito sa UF 4 sa pamamagitan ng paggamot na may hydrogen fluoride gas sa 500-600 °C. Ang UF 4 ay maaari ding makuha sa pamamagitan ng pag-ulan ng crystalline hydrate UF 4 nH 2 O na may hydrofluoric acid mula sa mga solusyon, na sinusundan ng dehydration ng produkto sa 450 °C sa isang stream ng hydrogen. Sa industriya, ang pangunahing paraan ng pagkuha ng Uranium mula sa UF 4 ay ang pagbabawas ng calcium-thermal o magnesium-thermal na may paglabas ng Uranium sa anyo ng mga ingots na tumitimbang ng hanggang 1.5 tonelada. Ang mga ingot ay pino sa mga vacuum furnaces.

Ang isang napakahalagang proseso sa teknolohiya ng Uranium ay ang pagpapayaman ng 235 U isotope nito sa itaas ng natural na nilalaman sa mga ores o ang paghihiwalay ng isotope na ito sa dalisay nitong anyo, dahil ang 235 U ang pangunahing nuclear fuel; Ginagawa ito sa pamamagitan ng gas thermal diffusion, centrifugal at iba pang mga pamamaraan batay sa pagkakaiba sa masa ng 238 U at 235 U; sa mga proseso ng paghihiwalay, ang uranium ay ginagamit sa anyo ng volatile hexafluoride UF 6. Kapag nakakuha ng mataas na pinayaman na Uranium o isotopes, ang kanilang mga kritikal na masa ay isinasaalang-alang; ang pinaka-maginhawang paraan sa kasong ito ay ang pagbawas ng uranium oxides na may calcium; ang nagreresultang CaO slag ay madaling mahihiwalay sa Uranium sa pamamagitan ng paglusaw sa mga acid. Upang makakuha ng powdered uranium, oxide (IV), carbide, nitride at iba pang mga refractory compound, ginagamit ang mga pamamaraan ng metalurhiya sa pulbos.

Application ng Uranus. Ang uranium metal o ang mga compound nito ay pangunahing ginagamit bilang nuclear fuel sa mga nuclear reactor. Ang isang natural o low-enriched na pinaghalong Uranium isotopes ay ginagamit sa mga nakatigil na reactor ng nuclear power plants, ang isang mataas na enriched na produkto ay ginagamit sa mga nuclear power plant o sa mga reactor na tumatakbo sa mga fast neutron. 235 U ang pinagmumulan ng enerhiyang nuklear sa mga sandatang nuklear. Ang 238 U ay nagsisilbing pinagmumulan ng pangalawang nuclear fuel - plutonium.

Uranium sa katawan. Ito ay matatagpuan sa mga microquantity (10 -5 -10 -8%) sa mga tisyu ng mga halaman, hayop at tao. Sa abo ng halaman (na may nilalamang Uranium na humigit-kumulang 10 -4% sa lupa), ang konsentrasyon nito ay 1.5·10 -5%. Sa pinakamalaking lawak, ang Uranium ay naipon ng ilang fungi at algae (ang huli ay aktibong lumahok sa biogenic migration ng Uranium kasama ang chain water - aquatic plants - fish - humans). Ang uranium ay pumapasok sa katawan ng mga hayop at tao na may pagkain at tubig sa gastrointestinal tract, na may hangin sa respiratory tract, pati na rin sa pamamagitan ng balat at mauhog na lamad. Ang mga compound ng uranium ay nasisipsip sa gastrointestinal tract - mga 1% ng papasok na halaga ng mga natutunaw na compound at hindi hihigit sa 0.1% ng mga matipid na natutunaw; 50% at 20% ay nasisipsip sa baga, ayon sa pagkakabanggit. Ang uranium ay ipinamamahagi nang hindi pantay sa katawan. Ang pangunahing depot (mga lugar ng pagtitiwalag at akumulasyon) ay ang pali, bato, balangkas, atay at, kapag nalalanghap ang mga hindi natutunaw na compound, ang mga baga at bronchopulmonary lymph nodes. Ang uranium (sa anyo ng mga carbonate at complex na may mga protina) ay hindi umiikot sa dugo sa loob ng mahabang panahon. Ang nilalaman ng uranium sa mga organo at tisyu ng mga hayop at tao ay hindi lalampas sa 10 -7 g/g. Kaya, ang dugo ng baka ay naglalaman ng 1·10 -8 g/ml, atay 8·10 -8 g/g, kalamnan 4·10 -11 g/g, spleen 9·10 8-8 g/g. Ang nilalaman ng Uranium sa mga organo ng tao ay: sa atay 6·10 -9 g/g, sa baga 6·10 -9 -9·10 -9 g/g, sa spleen 4.7·10 -7 g/g , sa dugo 4-10 -10 g/ml, sa bato 5.3·10 -9 (cortical layer) at 1.3·10 -8 g/g (medullary layer), sa buto 1·10 -9 g/g , sa bone marrow 1-10 -8 g/g, sa buhok 1.3·10 -7 g/g. Ang uranium na nakapaloob sa bone tissue ay nagiging sanhi ng patuloy na pag-iilaw nito (ang kalahating buhay ng Uranium mula sa balangkas ay humigit-kumulang 300 araw). Ang pinakamababang konsentrasyon ng Uranium ay nasa utak at puso (10 -10 g/g). Ang pang-araw-araw na paggamit ng Uranium na may pagkain at likido ay 1.9·10 -6 g, na may hangin - 7·10 -9 g. Ang pang-araw-araw na paglabas ng Uranium mula sa katawan ng tao ay: may ihi 0.5·10 -7 - 5·10 - 7 g, may dumi - 1.4·10 -6 -1.8·10 -6 g, may buhok - 2·10 -8 g.

Ayon sa International Commission on Radiation Protection, ang average na nilalaman ng Uranium sa katawan ng tao ay 9·10 -5 g. Maaaring mag-iba ang halagang ito para sa iba't ibang rehiyon. Ito ay pinaniniwalaan na ang Uranium ay kinakailangan para sa normal na paggana ng mga hayop at halaman.

Ang nakakalason na epekto ng uranium ay tinutukoy ng mga kemikal na katangian nito at depende sa solubility: ang uranyl at iba pang natutunaw na compound ng uranium ay mas nakakalason. Ang pagkalason sa pamamagitan ng uranium at mga compound nito ay posible sa mga negosyo para sa pagkuha at pagproseso ng mga hilaw na materyales ng uranium at iba pang mga pasilidad na pang-industriya kung saan ito ay ginagamit sa teknolohikal na proseso. Kapag ito ay pumasok sa katawan, ang Uranium ay nakakaapekto sa lahat ng mga organo at tisyu, bilang isang pangkalahatang cellular poison. Ang mga palatandaan ng pagkalason ay sanhi ng pangunahing pinsala sa mga bato (ang hitsura ng protina at asukal sa ihi, kasunod na oliguria); apektado din ang atay at gastrointestinal tract. May mga talamak at talamak na pagkalason; ang huli ay nailalarawan sa pamamagitan ng unti-unting pag-unlad at hindi gaanong malubhang sintomas. Sa talamak na pagkalasing, posible ang mga karamdaman ng hematopoiesis, nervous system, atbp. Ito ay pinaniniwalaan na ang molekular na mekanismo ng pagkilos ng Uranium ay nauugnay sa kakayahang sugpuin ang aktibidad ng mga enzyme.

Ang pag-concentrate ng mga pagsisikap sa paggawa ng plutonium ay nagbunga ng malakas na tagumpay, ngunit ang katotohanan na ang Beria ay walang oras na magbayad ng sapat na personal na atensyon sa paggawa ng uranium-235 ay may epekto - ang mga bagay ay hindi maganda sa direksyong ito. Napakasama!

Noong Setyembre 1949, wala pang isang buwan ang lumipas mula noong matagumpay na pagsubok ng unang bomba ng atom ng Sobyet, at si Beria sa kanyang tanggapan sa Kremlin ay nakikinig sa ulat ng isang empleyado na bumalik mula sa isang paglalakbay sa negosyo sa planta ng Ural - pareho. isa na binuo upang paghiwalayin ang uranium isotopes.

"Naniniwala ako na ang sitwasyon sa planta 813 ay hindi na matatawag na krisis," iniulat ng empleyado. "Hindi nila naisagawa ang uranium diffusion separation plant sa loob ng halos isang taon. Maraming mga manggagawa doon, kabilang ang mga tagapamahala, ay desperado lang, nagtatrabaho nang mekanikal, hindi naniniwala sa tagumpay. Ito ay hindi isang krisis, ito ay kahawig ng paghihirap.

Matagal na natahimik si Beria at nag-iisip, pagkatapos ay kinuha niya ang telepono at nagbigay ng utos.

- Ihanda ang karwahe para sa akin sa gabi, aalis ako sa Urals.

Lumakad si Beria sa planta ng D-1 ng Combine 813 - isang halaman kung saan, sa mga espesyal na makina, sa pamamagitan ng pagsasabog ng uranium isotope hexafluoride, ang uranium-235 isotope ay dapat na ihiwalay mula sa pinaghalong isotopes.

Pagkatapos ay tumawag siya ng isang pulong, na dinaluhan ng halos isang daang mga espesyalista, kapwa mula sa planta mismo at mula sa mga supplier ng kagamitan at mga kinatawan ng agham.

Kapag nataranta ang mga nasasakupan, dapat manatiling kalmado ang pinuno. At kung higit na nataranta ang mga nasasakupan, mas kalmado ang pinuno, kung hindi, ang alinman sa kanyang sigasig ay mapapansin ng kanyang mga nasasakupan bilang kanyang pagkasindak, at pagkatapos ay ang kanilang sariling sindak at kawalan ng pag-asa ay hindi mapigil. Sa lahat ng kanyang kalmado at kahit na medyo walang malasakit na hitsura, dapat ipakita ng pinuno na "nakaligtas tayo sa pinakamasamang problema," at kailangan lang nating dagdagan ang presyon, gamitin ang ating utak nang kaunti, at ang trabaho ay magiging tapos na.

"Sa pangkalahatan, pamilyar ako sa mga problema ng iyong halaman," mahinahong simula ni Beria, "ngunit gusto kong marinig ang mga ito mula sa iyong mga labi ngayon." Magsimula tayo sa pinaka-junior sa posisyon at magtatapos sa direktor ng halaman.

Sa una, tulad ng dati, ang mga tao ay nahihiya sa kanilang mga amo, lalo na sa mga malalaki, ngunit ang gayong obligasyon na magsalita - simula sa pinakabata - ay nag-aalis ng pagkamahiyain, at inilalatag ng mga tao ang lahat ng kanilang nalalaman.

Ang narinig ni Beria sa pulong, kasama ang nakita niya sa mga workshop, ay magkasamang nagbigay ng medyo madilim na larawan.

Sa planta ng paghihiwalay ng gas ng D-1, kaagad pagkatapos ng pag-commissioning ng trabaho sa mga unang cascades na inilagay sa operasyon, na binubuo pangunahin ng LB-7 diffusion machine, nagsimula ang mga mass failure ng mga makina na nagpapatakbo sa working gas (uranium hexafluoride). Naulit ito kalaunan sa mga sasakyang LB-8 at LB-9. Ang mga sanhi ng mga aksidente ay ang pag-jam ng mga ball bearings ng electric drive ng compressor, na humahantong sa alinman sa agarang paghinto nito o sa mabilis na pagkasira ng mga bearings, na sinamahan ng hindi katanggap-tanggap na vibration ng compressor. Ngunit ang mga ito ay mga espesyal, high-speed bearings na dapat tumagal ng sampu-sampung libong oras, ngunit sa katotohanan ay nabigo sila pagkatapos ng ilang daang oras ng operasyon, at ang ilan ay normal na umiikot lamang sa loob ng ilang sampu-sampung oras.

At sa planta ng D-1, hanggang sa 50 compressor ang nasira bawat araw, at ito ay higit pa sa posibleng pag-install ng mga bagong makina. Ito ay masakit na trabaho, hindi nagambala araw o gabi - pinapalitan ang mga nabigong multi-toneladang compressor ng bago o naayos na mga makina! Pagkatapos ng lahat, bago ang kanilang emergency stop, ang lahat ng mga makina ay napuno ng gumaganang gas - agresibong kemikal na radioactive uranium hexafluoride, na sumailalim na sa ilang pagbabago sa isotopic na komposisyon nito.

Hindi malinaw kung bakit nabigo ang mga ball bearings na ginawa sa unang klase ng katumpakan, na pumasa sa espesyal na pagpili? Sa panahon ng mga pagsubok sa pagtanggap ng pabrika at komisyon, maayos ang lahat.

Sinimulan nilang hanapin ang dahilan sa mga pagkukulang ng pagpupulong, sa mga paglihis sa mga kinakailangan para sa machining, at ang pagkabigo ng mga bearings sa pag-commissioning ng bago at bagong mga cascades ay lumago at lumago.

Ang pag-aayos ng mga sasakyan ay napakahirap. Dahil sa isang nabigong compressor, kinakailangan na ihinto at idiskonekta ang isang buong bloke ng 12 machine mula sa cascade, i-pump out ang gumaganang gas mula dito, alisin ang emergency machine mula sa lugar nito at dalhin ito sa inspeksyon workshop, na inilantad ang mga pakete ng porous na mga plato na napaka-sensitibo sa kahalumigmigan at kaagnasan, na naka-install sa tangke ng divider. Sa halip na mga nasamsam na makina, ang mga bago o naayos na mga makina ay na-install, na paulit-ulit na paulit-ulit ang buong ikot ng pag-install (pumping out, sinusuri ang vacuum density, pagpuno ng gas, atbp.). At muli, nang walang kumpiyansa na ang pinalitan na makina ay gagana nang mahabang panahon. Ang labor-intensive, nakakapagod na trabaho ay ganap na hindi organisado ang pagsisimula ng planta ng D-1 at isang tunay na sakuna, na naging sanhi ng ilang mga tagapamahala upang hindi maniwala sa tagumpay ng industriyal na pag-unlad ng paraan ng pagsasabog.

Nagkaroon ng pangalawang problema, kahit na mas malubha - isang hindi katanggap-tanggap na mataas na antas ng kaagnasan (decomposition) ng gumaganang gas (uranium hexafluoride) sa mga makina ay natuklasan. Ito ay humantong sa katotohanan na ang daloy ng mataas na pinayaman na gas ay halos hindi umabot sa mga huling kaskad, dahil ang uranium hexafluoride ay nabulok, isang makabuluhang bahagi ng daloy nito ay naging pulbos (uranium tetrafluoride) at idineposito sa mga panloob na dingding ng mga makina.

Ang mga proseso ng kaagnasan ay lalo na pinabilis ng basang hangin na sinipsip mula sa atmospera patungo sa dami ng vacuum ng mga makina at komunikasyon. Ito ay tumagos sa mga makina kapag ang flange connectors ay hindi sapat na masikip, kung saan mayroong ilang sampu-sampung libo sa planta. At dahil upang ayusin ang mga sasakyang pang-emergency, kinakailangan na huminto at magbukas ng mga bloke o kaskad, halos imposibleng maalis ang pag-agos ng basa-basa na hangin.

Ang pagdaragdag sa mga problema ay ang mga pagdududa tungkol sa sapat na higpit ng maraming manipis na pader na mga tubo ng nababakas na mga komunikasyon sa gas na may mga welded flanges. Ang kanilang kabuuang haba sa planta ng D-1 ay umabot ng ilang kilometro.

Isinulat ni Beria ang mga pangunahing isyu sa isang kuwaderno, sinusubukang piliin ang pinakamahalaga at alisin ang maliliit na bagay na malulutas nang wala siya.

Lalo na't hindi niya nagustuhan ang mga huling talumpati ng punong inhinyero at direktor. Ang katotohanan ay sa una ay ang mga batang inhinyero ay hinirang sa mga posisyon na ito, ngunit bago ang paglulunsad, si Beria, sa takot na ang mga kabataan ay mapuno siya ng mga tanong, pinalitan sila ng mga may karanasan. At nagkamali ako! Ang mga nakaranasang espesyalista na ito ay nawala ang kinakailangang sigasig at ngayon ay ginaya ang kanilang karaniwang gawain sa halip na umatake sa mga problema.

Pareho nilang tinapos ang kanilang mga talumpati sa halos parehong paraan:

"Naniniwala kami na ang planta ay hindi gagana sa ganoong kagamitan," ngunit alam namin na ang ibang kagamitan ay hindi umiiral!

"Okay," sabi ni Beria, nang hindi tumugon sa anumang paraan sa mga konklusyon ng mga tagapamahala ng halaman. – Ngayon hinihiling ko sa iyo na magsalita kung paano alisin ang mga pagkukulang. Mga kinatawan ng Gorky Machinery Plant. Ang iyong mga LB machine ay hindi gumagana. Magsimula sa mga bearings. Nahanap mo na ba ang mga dahilan ng kanilang jamming?

"Nahanap nila ito," sabi ng residente ng Gorky. "Kami ay mga artilerya, kaya nagsikap kami para sa katumpakan." Nag-install sila ng napaka-tumpak na mga bearings at gumawa ng napaka-tumpak na akma.

Bilang resulta, ang mga rotor ay walang backlash. At sa panahon ng operasyon, nangyayari ang hindi pantay na pag-init at hindi pantay na pagpapalawak ng thermal. Ang tindig warps at jam.

- Hm-oo. Sa buong buhay namin, kaming mga Ruso ay pinuna dahil sa aming kakulangan ng katumpakan, ngayon ay nakamit namin ang katumpakan, at muli ito ay hindi maganda!

Magpatuloy.

- Ito ay malinaw kung paano alisin ito. Paluwagin natin ang mga bearings at upuan at makamit ang ilang laro. Ang kaagnasan ng uranium hexafluoride ay mas kumplikado...

At kaya, nakikinig sa mga espesyalista pagkatapos ng espesyalista, nalaman ni Beria kung aling mga paraan upang malutas ang mga problema ay natagpuan na, at kung aling mga problema ang nanatiling hindi nalutas.

"Oo," naalala niya sa dulo, "mayroon pa kaming bumibisitang pangkat ng mga physicist mula sa Moscow." Anong masasabi mo?

- Kasamang Beria! – masayang nagsimula ang pisiko. - Una sasabihin ko sa prinsipyo, at pagkatapos ay babasahin ko ang listahan ng aming mga panukala.

Ang katotohanan ay dahil sa mababa, kumbaga, siyentipiko at kultural na paghahanda ng mga tauhan ng halaman, dahil sa kanilang mababang disiplina, ang mga rekomendasyong siyentipiko na aming iminumungkahi ay hindi naipatupad. Nandito na sila…

"Hindi na kailangang basahin ang listahan, malinaw ang sitwasyon at hindi na kailangang makinig sa mga rekomendasyong ito," pinutol ni Beria ang tagapagsalita, napagtanto na ang agham, gaya ng dati, ay nagsisikap na manatiling hiwalay sa mga manggagawa sa pabrika at, samakatuwid, , mula sa kanilang mga problema.

"Let's move on to solutions," huminto sandali si Beria, nag-iisip. - Magsimula tayo sa direktor. Kriminal na ipagkatiwala ang isang labanan sa isang kumander na hindi naniniwala sa tagumpay. Kasamang Kizima, makakahanap kami ng mas madaling mga posisyon para sa iyo at sa punong inhinyero. Muli kong hinirang si Kasamang Churin bilang direktor ng planta, at si Kasamang Rodionov bilang punong inhinyero.

Nagtatrabaho si Kasamang Alyavdin sa pinakamahirap na pagawaan, at wala akong nakitang gulat sa kanyang ulat. Si Kasamang Alyavdin ay hinirang na tagapamahala ng produksiyon.

Sinabi sa amin ng agham na ang mga tauhan ng halaman ay hindi makakapagtupad ng mga rekomendasyong siyentipiko...

"Hindi iyan ang gusto kong sabihin," protesta ng physicist, na nasanay sa katotohanan na sa "intelektwal na kapaligiran" ay hindi nila tinatawag ang mga bagay sa kanilang mga wastong pangalan.

- Ngunit ginawa nila. Samakatuwid, isinama ko ang lahat ng mga pangalawang siyentipiko mula sa Moscow sa mga tauhan ng halaman at tinuturuan silang magsagawa ng kanilang sariling mga rekomendasyon sa halaman.

"Hindi tayo karapat-dapat sa gayong parusa!" – muling protesta ng physicist.

– Itinuturing mo bang parusa ang pagpapakilala ng iyong sariling mga ideyang siyentipiko?!

"Hindi iyon ang gusto kong sabihin..." nalilito ang siyentipiko.

- Pero sinabi ko ang gusto kong sabihin! - sabi ni Beria sa hindi inaasahang malamig na tono, at naalala ng lahat kung sino siya.

- Ngayon. Ang isang malaking problema ay ang kaagnasan ng mga elemento ng makina ng LB. Mayroon ba tayong matalinong metal physicist sa USSR?

"Propesor Yakutovich mula sa Sverdlovsk," isang tinig ang narinig mula sa lugar.

– Isulat ang kanyang apelyido, itatalaga namin siya bilang deputy scientific director ng planta. Kailangan ng mga analytical chemist. Sino ang nakakaalam ng mga matalino? – Ipinagpatuloy ni Beria ang kanyang paghahanap ng mga solusyon sa mga problema sa kanyang listahan.

Sa gabi, nang ang pulong ay medyo pagod at ang hangin sa silid ay mausok hanggang sa punto ng London smog, si Beria ay sumang-ayon sa mga deadline kasama ang mga kinatawan ng Gorky Machine-Building Plant.

"Kailangan namin ng anim na buwan upang muling buuin ang mga makina ng LB," sabi ng residente ng Gorky.

- Matutulog ka ba sa paglipat? – sarkastikong tanong ni Beria.

- Ngunit mayroong anim na libo sa kanila!

- Wala, hindi nalutas ng iyong direktor na si Yelyan ang gayong mga problema sa panahon ng digmaan - apat na buwan at hindi isang araw pa! Sa pamamagitan ng paraan, ikaw ang Gorky Machine-Building Plant, at ang tatak ng iyong mga kotse ay nagsisimula sa titik na "L", na parang ang mga kotse ay mula sa Leningrad.

At sa pangkalahatan, ano ang ibig sabihin ng "LB" na ito?

Natahimik ang lahat at nagtatakang nakatingin kay Beria.

"Kasamang Beria," sa wakas ay sumagot ang nagulat na residente ng Gorky.

- Ang "LB" ay "Lavrentiy Beria".

- Ano?! – Sumandal si Beria sa kanyang upuan. Ito ay isang uri ng epidemya... Inutusan ako ng Partido na lumikha ng isang air defense belt sa paligid ng Moscow, na nilagyan ng... sabihin natin, isang bagong uri ng armas. Tinawag ito ng mga taga-disenyo na "Berkut". Buweno, ang gintong agila at ang gintong agila ay isang matulin na ibon, at ang sandata na ito ay matulin din. At ngayon sinasabi nila sa akin na ang "Berkut" ay bilang parangal kay Beria. - Muling lumapit sa mesa.

- Kaya ito ay. Sabihin kay Kasamang Yelyan na nasa maling panig ang kanyang ulo! At para maging handa ang lahat ng sasakyan sa loob ng tatlong buwan!!

Sanggunian: Matapos ang pagpatay kay L.P. Beria, ang mga diffusion machine ng Gorky Machine-Building Plant ay pinalitan ng pangalan mula LB hanggang OK (hiwalay na disenyo), at ang Berkut air defense system sa S-25.

Noong 1950, pagkatapos ng kagamitan sa planta ng mga makina ng LB-6 at palitan ang lahat ng mga makina ng TD (motor-transformer) sa mga makina ng LB-7 at LB-8, pati na rin pagkatapos na i-passivating ang mga panloob na ibabaw ng mga makina at mga porous na filter ng lahat ng mga makina, pagkatapos ng buong pag-commissioning ng istasyon ng pagpapalamig para sa pagbibigay ng paglamig ng tubig sa mababang (8-10°C) na temperatura, pagkatapos ng pagtatayo ng isang dry air workshop, sa wakas ay naitatag ang normal na operasyon ng planta ng D-1 at ang produksyon ng idinisenyong halaga ng uranium235, unang 75% at pagkatapos ay 90% na pagpapayaman.

Ang partikular na produksyon at mga teknikal na kahirapan at mga tampok ng buong kumplikadong teknolohiya ng pagsasabog ay naging napakahusay at hindi naa-access na tatlong industriyal na binuo na mga bansa sa mundo ang maaaring makabisado ang teknolohiyang ito pagkatapos ng USA (1945): ang USSR noong 1949 (D- 1 planta), Great Britain noong 1956 (Capenhurst plant) at France noong 1967 (Pierlatte plant).

At sa USSR, pagkatapos ng planta ng D-1, sa mga susunod na taon ang mga halaman ng D-3, D-4, D-5 at iba pa ay may kumpiyansa na nagsimula.

(β −)
235 Np()
239Pu()

Hindi tulad ng isa, pinakakaraniwang isotope ng uranium 238 U, ang isang self-sustaining nuclear chain reaction ay posible sa 235 U. Samakatuwid, ang isotope na ito ay ginagamit bilang gasolina sa mga nuclear reactor, pati na rin sa mga sandatang nuklear.

Pagbubuo at pagkabulok

Ang Uranium-235 ay nabuo bilang isang resulta ng mga sumusunod na pagkabulok:

Ang pagkabulok ng uranium-235 ay nangyayari sa mga sumusunod na direksyon:

Sapilitang paghahati

Humigit-kumulang 300 isotopes ng iba't ibang elemento ang natuklasan sa mga produktong fission ng uranium-235: mula =30 (zinc) hanggang Z=64 (gadolinium). Ang kurba ng kamag-anak na ani ng isotopes na nabuo sa panahon ng pag-iilaw ng uranium-235 na may mabagal na neutron sa mass number ay simetriko at kahawig ng letrang "M" sa hugis. Ang dalawang binibigkas na maxima ng kurba na ito ay tumutugma sa mga numero ng masa 95 at 134, at ang pinakamababa ay nangyayari sa hanay ng mga numero ng masa mula 110 hanggang 125. Kaya, ang fission ng uranium sa mga fragment ng pantay na masa (na may mga numero ng masa 115-119) ay nangyayari sa mas mababa ang posibilidad kaysa sa asymmetric fission. Ang tendensiyang ito ay sinusunod sa lahat ng fissile isotopes at hindi nauugnay sa anumang indibidwal na katangian ng nuclei o mga particle, ngunit likas sa mekanismo ng nuclear fission mismo. Gayunpaman, ang asymmetry ay bumababa sa pagtaas ng enerhiya ng paggulo ng fissile nucleus at kapag ang neutron energy ay higit sa 100 MeV, ang mass distribution ng fission fragment ay may isang maximum, na tumutugma sa simetriko fission ng nucleus. Ang mga fragment na nabuo sa panahon ng fission ng isang uranium nucleus ay, sa turn, radioactive, at sumasailalim sa isang chain ng β − decays, kung saan ang karagdagang enerhiya ay unti-unting inilabas sa loob ng mahabang panahon. Ang average na enerhiya na inilabas sa panahon ng pagkabulok ng isang uranium-235 nucleus, na isinasaalang-alang ang pagkabulok ng mga fragment, ay humigit-kumulang 202.5 MeV = 3.244·10 −11 J, o 19.54 TJ/mol = 83.14 TJ/kg.

Ang nuclear fission ay isa lamang sa maraming prosesong posible sa panahon ng interaksyon ng mga neutron sa nuclei; ito ang pinagbabatayan ng operasyon ng anumang nuclear reactor.

Nuclear chain reaction

Sa panahon ng pagkabulok ng isang 235 U nucleus, 1 hanggang 8 (sa average na 2.416) ang mga libreng neutron ay karaniwang ibinubuga. Ang bawat neutron na ginawa sa panahon ng pagkabulok ng 235 U nucleus, napapailalim sa pakikipag-ugnayan sa isa pang 235 U nucleus, ay maaaring maging sanhi ng isang bagong kaganapan sa pagkabulok, ang phenomenon na ito ay tinatawag nuclear fission chain reaction.

Sa hypothetically, ang bilang ng mga neutron sa ikalawang henerasyon (pagkatapos ng ikalawang yugto ng pagkabulok ng nuklear) ay maaaring lumampas sa 3² = 9. Sa bawat kasunod na yugto ng reaksyon ng fission, ang bilang ng mga neutron na ginawa ay maaaring tumaas tulad ng isang avalanche. Sa ilalim ng tunay na mga kundisyon, ang mga libreng neutron ay maaaring hindi makabuo ng isang bagong kaganapan sa fission, na iniiwan ang sample bago makuha ang 235 U, o nakukuha ng alinman sa mismong 235 U isotope kasama ang pagbabago nito sa 236 U, o ng iba pang mga materyales (halimbawa, 238 U, o ang mga nagresultang fragment ng nuclear fission, tulad ng 149 Sm o 135 Xe).

Sa totoong mga kondisyon, ang pagkamit ng isang kritikal na estado ng uranium ay hindi napakadali, dahil ang isang bilang ng mga kadahilanan ay nakakaimpluwensya sa kurso ng reaksyon. Halimbawa, ang natural na uranium ay binubuo lamang ng 0.72% 235 U, 99.2745% ay 238 U, na sumisipsip ng mga neutron na ginawa sa panahon ng fission ng 235 U nuclei. Ito ay humahantong sa katotohanan na sa natural na uranium ang fission chain reaction ay mabilis na kumukupas. Ang isang tuluy-tuloy na reaksyon ng kadena ng fission ay maaaring isagawa sa maraming pangunahing paraan:

• Palakihin ang dami ng sample (para sa uranium na nakahiwalay sa ore, posibleng makamit ang isang kritikal na masa sa pamamagitan ng pagtaas ng volume);
• Magsagawa ng isotope separation sa pamamagitan ng pagtaas ng konsentrasyon ng 235 U sa sample;
• Bawasan ang pagkawala ng mga libreng neutron sa ibabaw ng sample sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang uri ng reflector;
• Gumamit ng isang neutron moderator substance upang mapataas ang konsentrasyon ng mga thermal neutron.

Mga isomer

• Labis na masa: 40,920.6(1.8) keV
• Enerhiya ng paggulo: 76.5(4) eV
• Half-life: 26 min
• Nuclear spin at parity: 1/2 +

Ang agnas ng isomeric state ay nangyayari sa pamamagitan ng isomeric transition sa ground state.

Aplikasyon

• Ang Uranium-235 ay ginagamit bilang gasolina para sa mga nuclear reactor kung saan kinokontrol nuclear fission chain reaction;
• Ang mataas na pinayaman na uranium ay ginagamit upang lumikha ng mga sandatang nuklear. Sa kasong ito, upang maglabas ng malaking halaga ng enerhiya (pagsabog), hindi mapigil nuclear chain reaction.

Tingnan din

Sumulat ng isang pagsusuri tungkol sa artikulong "Uranium-235"

Mga Tala

1. G. Audi, A.H. Wapstra, at C. Thibault (2003). "". Nuclear Physics A 729 : 337-676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. Bibcode:.
2. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot at A. H. Wapstra (2003). "". Nuclear Physics A 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Bibcode:.
3. Hoffman K.- 2nd ed. nabura - L.: Chemistry, 1987. - P. 130. - 232 p. - 50,000 kopya.
5. Fialkov Yu. Ya. Paglalapat ng isotopes sa kimika at industriya ng kemikal. - Kyiv: Tekhnika, 1975. - P. 87. - 240 p. - 2,000 kopya.
6. . Kaye at Laby Online. .
7. Bartolomey G. G., Baibakov V. D., Alkhutov M. S., Bat G. A. Mga batayan ng teorya at pamamaraan ng pagkalkula ng mga nuclear power reactor. - M.: Energoatomizdat, 1982. - P. 512.

Isang sipi na nagpapakilala sa Uranium-235

Noong 12 at 13, si Kutuzov ay direktang sinisi sa mga pagkakamali. Ang Emperador ay hindi nasisiyahan sa kanya. At sa kasaysayan, na isinulat kamakailan sa pamamagitan ng pagkakasunud-sunod ng pinakamataas, sinasabing si Kutuzov ay isang tusong sinungaling sa korte na natatakot sa pangalan ni Napoleon at sa kanyang mga pagkakamali sa Krasnoye at malapit sa Berezina ay binawian ng kaluwalhatian ang mga tropang Ruso - isang kumpletong tagumpay laban sa ang Pranses. [Ang kasaysayan ng Bogdanovich noong 1812: mga katangian ng Kutuzov at pangangatwiran tungkol sa hindi kasiya-siyang resulta ng mga laban sa Krasnensky. (Paalala ni L.N. Tolstoy.) ]
Hindi ito ang kapalaran ng mga dakilang tao, hindi ang grand homme, na hindi kinikilala ng kaisipang Ruso, ngunit ang kapalaran ng mga bihirang, palaging malungkot na mga tao na, na nauunawaan ang kalooban ng Providence, ay nagpapasakop sa kanilang personal na kalooban dito. Ang poot at paghamak ng karamihan ay nagpaparusa sa mga taong ito para sa kanilang pananaw sa mas matataas na batas.
Para sa mga mananalaysay na Ruso - kakaiba at nakakatakot na sabihin - Si Napoleon ang pinakamahalagang instrumento ng kasaysayan - hindi kailanman at wala kahit saan, kahit na sa pagkatapon, na hindi nagpakita ng dignidad ng tao - Si Napoleon ay isang bagay ng paghanga at kasiyahan; engrande siya. Si Kutuzov, ang taong, mula sa simula hanggang sa katapusan ng kanyang aktibidad noong 1812, mula Borodin hanggang Vilna, nang hindi nagbabago ng isang aksyon o salita, ay nagpapakita ng isang pambihirang halimbawa sa kasaysayan ng pagsasakripisyo sa sarili at kamalayan sa kasalukuyan ng hinaharap na kahalagahan. ng kaganapan, - Kutuzov tila sa kanila tulad ng isang bagay na malabo at kaawa-awa, at kapag pinag-uusapan ang tungkol sa Kutuzov at ang ika-12 taon, tila sila ay palaging medyo nahihiya.
Samantala, mahirap isipin ang isang makasaysayang tao na ang aktibidad ay magiging walang paltos at patuloy na nakadirekta sa parehong layunin. Mahirap isipin ang isang layunin na mas karapat-dapat at mas naaayon sa kalooban ng buong sambayanan. Mas mahirap na makahanap ng isa pang halimbawa sa kasaysayan kung saan ang layunin na itinakda ng isang makasaysayang figure para sa kanyang sarili ay lubos na makakamit bilang layunin kung saan ang lahat ng mga aktibidad ni Kutuzov ay nakadirekta noong 1812.
Hindi kailanman nagsalita si Kutuzov tungkol sa apatnapung siglo na tumitingin sa mga piramide, tungkol sa mga sakripisyo na ginawa niya para sa amang bayan, tungkol sa kung ano ang balak niyang gawin o nagawa: wala siyang sinabi tungkol sa kanyang sarili, hindi gumanap ng anumang papel. , palaging tila pinakasimple at pinaka-ordinaryong tao at sinasabi ang pinakasimple at pinakakaraniwang mga bagay. Sumulat siya ng mga liham sa kanyang mga anak na babae at m me Stael, nagbasa ng mga nobela, minahal ang kumpanya ng magagandang babae, nakipagbiruan sa mga heneral, opisyal at sundalo at hindi kailanman sumalungat sa mga taong gustong patunayan ang isang bagay sa kanya. Nang si Count Rastopchin sa Yauzsky Bridge ay sumakay sa Kutuzov na may mga personal na panunuya tungkol sa kung sino ang dapat sisihin sa pagkamatay ng Moscow, at sinabi: "Paano ka nangako na hindi umalis sa Moscow nang hindi nakikipaglaban?" - Sumagot si Kutuzov: "Hindi ako aalis sa Moscow nang walang labanan," sa kabila ng katotohanan na ang Moscow ay inabandona na. Nang si Arakcheev, na dumating sa kanya mula sa soberanya, ay nagsabi na si Yermolov ay dapat na mahirang na pinuno ng artilerya, sumagot si Kutuzov: "Oo, sinabi ko lang iyon sa aking sarili," bagaman isang minuto ang lumipas ay sinabi niya ang isang bagay na ganap na naiiba. Ano ang pakialam niya, ang nag-iisang nakaunawa sa buong napakalaking kahulugan ng kaganapan, sa gitna ng mga hangal na pulutong na nakapaligid sa kanya, ano ang pakialam niya kung iniuugnay ni Count Rostopchin ang kapahamakan ng kabisera sa kanyang sarili o sa kanya? Maaaring hindi siya gaanong interesado sa kung sino ang itatalagang pinuno ng artilerya.
Hindi lamang sa mga kasong ito, ngunit patuloy, ang matandang ito, na sa pamamagitan ng karanasan sa buhay ay umabot sa kumbiksyon na ang mga kaisipan at mga salita na nagsisilbing kanilang pagpapahayag ay hindi ang mga puwersa ng motibo ng mga tao, ay nagsalita ng ganap na walang kahulugan na mga salita - ang mga unang dumating sa kanyang isip.
Ngunit ang taong ito, na labis na nagpabaya sa kanyang mga salita, ay hindi kailanman nagbitaw ng isang salita sa lahat ng kanyang aktibidad na hindi naaayon sa nag-iisang layunin na kanyang pinagsusumikapan sa buong digmaan. Malinaw, nang hindi sinasadya, na may mabigat na pagtitiwala na hindi nila siya maiintindihan, paulit-ulit niyang ipinahayag ang kanyang mga iniisip sa iba't ibang uri ng mga pangyayari. Simula sa Labanan ng Borodino, kung saan nagsimula ang kanyang hindi pagkakasundo sa mga nakapaligid sa kanya, siya lamang ang nagsabi na ang Labanan ng Borodino ay isang tagumpay, at inulit ito nang pasalita, at sa mga ulat, at mga ulat hanggang sa kanyang kamatayan. Siya lamang ang nagsabi na ang pagkawala ng Moscow ay hindi pagkawala ng Russia. Bilang tugon sa mungkahi ni Lauriston para sa kapayapaan, sumagot siya na maaaring walang kapayapaan, dahil ganoon ang kalooban ng mga tao; Siya lamang, sa panahon ng pag-urong ng Pransya, ay nagsabi na ang lahat ng aming mga maniobra ay hindi kailangan, na ang lahat ay magiging mas mahusay sa kanyang sarili kaysa sa aming nais, na ang kaaway ay dapat bigyan ng isang gintong tulay, na maging ang Tarutino, o ang Vyazemsky, o ang Ang mga labanan sa Krasnenskoye ay kailangan, ano ang isang araw na kailangan mong pumunta sa hangganan, upang hindi niya isuko ang isang Ruso para sa sampung Pranses.
At siya lamang, ang lalaking hukuman na ito, tulad ng ipinakita sa atin, ang taong nagsisinungaling kay Arakcheev upang mapalugdan ang soberanya - siya lamang, ang lalaking hukuman na ito, sa Vilna, sa gayon ay nakakuha ng hindi pabor ng soberanya, ay nagsabi na ang karagdagang digmaan sa ibang bansa ay nakakapinsala at walang silbi.
Ngunit ang mga salita lamang ay hindi magpapatunay na pagkatapos ay naunawaan niya ang kahalagahan ng kaganapan. Ang kanyang mga aksyon - lahat nang walang kaunting pag-urong, ay lahat ay nakadirekta sa iisang layunin, na ipinahayag sa tatlong aksyon: 1) pilitin ang lahat ng kanyang pwersa upang makipagsagupaan sa Pranses, 2) talunin sila at 3) paalisin sila mula sa Russia, na ginagawang mas madali. bilang posibleng mga sakuna ng mga tao at hukbo.
Siya, ang mabagal na kumikilos na Kutuzov, na ang motto ay pasensya at oras, ay ang kaaway ng mapagpasyang aksyon, binigay niya ang Labanan ng Borodino, na binibihisan ang mga paghahanda para dito sa hindi pa naganap na solemnidad. Siya, na si Kutuzov, na sa Labanan ng Austerlitz, bago ito nagsimula, ay nagsabi na ito ay mawawala, sa Borodino, sa kabila ng mga pagtitiyak ng mga heneral na ang labanan ay nawala, sa kabila ng hindi pa naganap na halimbawa sa kasaysayan na pagkatapos ng isang nanalong labanan ang ang hukbo ay dapat umatras , siya lamang, salungat sa lahat, ay nagpapanatili hanggang sa kanyang kamatayan na ang Labanan ng Borodino ay isang tagumpay. Siya lamang, sa buong pag-urong, ay nagpipilit na huwag lumaban sa mga labanan na ngayon ay walang silbi, hindi upang magsimula ng isang bagong digmaan at hindi tumawid sa mga hangganan ng Russia.
Ngayon ay madaling maunawaan ang kahulugan ng isang kaganapan, maliban kung ilalapat natin sa mga aktibidad ng masa ng mga layunin na nasa isipan ng isang dosenang tao, dahil ang buong kaganapan kasama ang mga kahihinatnan nito ay nasa harap natin.
Ngunit paano kung gayon ang matandang ito, na nag-iisa, salungat sa mga opinyon ng lahat, ay mahulaan, at pagkatapos ay mahulaan nang tama ang kahulugan ng tanyag na kahulugan ng kaganapan, na hindi niya kailanman ipinagkanulo ito sa lahat ng kanyang mga aktibidad?
Ang pinagmulan ng pambihirang kapangyarihang ito ng pananaw sa kahulugan ng nagaganap na mga phenomena ay nakasalalay sa pambansang damdamin na dinala niya sa kanyang sarili sa lahat ng kadalisayan at lakas nito.
Tanging ang pagkilala sa damdaming ito sa kanya ang ginawa ng mga tao, sa mga kakaibang paraan, mula sa kahihiyan ng isang matandang lalaki, na pumili sa kanya laban sa kalooban ng tsar bilang mga kinatawan ng digmaang bayan. At ang pakiramdam na ito lamang ang nagdala sa kanya sa pinakamataas na taas ng tao kung saan siya, ang pinunong kumander, ay itinuro ang lahat ng kanyang lakas na hindi pumatay at lipulin ang mga tao, ngunit upang iligtas at maawa sa kanila.

()
239Pu()

Hindi tulad ng isa, pinakakaraniwang isotope ng uranium 238 U, ang isang self-sustaining nuclear chain reaction ay posible sa 235 U. Samakatuwid, ang isotope na ito ay ginagamit bilang gasolina sa mga nuclear reactor, pati na rin sa mga sandatang nuklear.

Pagbubuo at pagkabulok

Ang Uranium-235 ay nabuo bilang isang resulta ng mga sumusunod na pagkabulok:

Ang pagkabulok ng uranium-235 ay nangyayari sa mga sumusunod na direksyon:

Sapilitang paghahati

Error sa paggawa ng thumbnail: Hindi nakita ang file

Uranium-235 fission product yield curve para sa iba't ibang fission neutron energies.

Humigit-kumulang 300 isotopes ng iba't ibang elemento ang natuklasan sa mga produktong fission ng uranium-235: mula =30 (zinc) hanggang Z=64 (gadolinium). Ang kurba ng kamag-anak na ani ng isotopes na nabuo sa panahon ng pag-iilaw ng uranium-235 na may mabagal na neutron sa mass number ay simetriko at kahawig ng letrang "M" sa hugis. Ang dalawang binibigkas na maxima ng kurba na ito ay tumutugma sa mga numero ng masa 95 at 134, at ang pinakamababa ay nangyayari sa hanay ng mga numero ng masa mula 110 hanggang 125. Kaya, ang fission ng uranium sa mga fragment ng pantay na masa (na may mga numero ng masa 115-119) ay nangyayari sa mas mababa ang posibilidad kaysa sa asymmetric fission. Ang tendensiyang ito ay sinusunod sa lahat ng fissile isotopes at hindi nauugnay sa anumang indibidwal na katangian ng nuclei o mga particle, ngunit likas sa mekanismo ng nuclear fission mismo. Gayunpaman, ang asymmetry ay bumababa sa pagtaas ng enerhiya ng paggulo ng fissile nucleus at kapag ang neutron energy ay higit sa 100 MeV, ang mass distribution ng fission fragment ay may isang maximum, na tumutugma sa simetriko fission ng nucleus.

Ang mga fragment na nabuo sa panahon ng fission ng isang uranium nucleus ay, sa turn, radioactive, at sumasailalim sa isang chain ng β − decays, kung saan ang karagdagang enerhiya ay unti-unting inilabas sa loob ng mahabang panahon. Ang average na enerhiya na inilabas sa panahon ng pagkabulok ng isang uranium-235 nucleus, na isinasaalang-alang ang pagkabulok ng mga fragment, ay humigit-kumulang 202.5 MeV = 3.244·10 −11 J, o 19.54 TJ/mol = 83.14 TJ/kg.

Ang nuclear fission ay isa lamang sa maraming prosesong posible sa panahon ng interaksyon ng mga neutron sa nuclei; ito ang pinagbabatayan ng operasyon ng anumang nuclear reactor.

Nuclear chain reaction

Sa panahon ng pagkabulok ng isang 235 U nucleus, 1 hanggang 8 (sa average na 2.416) ang mga libreng neutron ay karaniwang ibinubuga. Ang bawat neutron na ginawa sa panahon ng pagkabulok ng 235 U nucleus, napapailalim sa pakikipag-ugnayan sa isa pang 235 U nucleus, ay maaaring maging sanhi ng isang bagong kaganapan sa pagkabulok, ang phenomenon na ito ay tinatawag nuclear fission chain reaction.

Sa hypothetically, ang bilang ng mga neutron sa ikalawang henerasyon (pagkatapos ng ikalawang yugto ng pagkabulok ng nuklear) ay maaaring lumampas sa 3² = 9. Sa bawat kasunod na yugto ng reaksyon ng fission, ang bilang ng mga neutron na ginawa ay maaaring tumaas tulad ng isang avalanche. Sa ilalim ng tunay na mga kundisyon, ang mga libreng neutron ay maaaring hindi makabuo ng isang bagong kaganapan sa fission, na iniiwan ang sample bago makuha ang 235 U, o nakukuha ng alinman sa mismong 235 U isotope kasama ang pagbabago nito sa 236 U, o ng iba pang mga materyales (halimbawa, 238 U, o ang mga nagresultang fragment ng nuclear fission, tulad ng 149 Sm o 135 Xe).

Sa totoong mga kondisyon, ang pagkamit ng isang kritikal na estado ng uranium ay hindi napakadali, dahil ang isang bilang ng mga kadahilanan ay nakakaimpluwensya sa kurso ng reaksyon. Halimbawa, ang natural na uranium ay binubuo lamang ng 0.72% 235 U, 99.2745% ay 238 U, na sumisipsip ng mga neutron na ginawa sa panahon ng fission ng 235 U nuclei. Ito ay humahantong sa katotohanan na sa natural na uranium ang fission chain reaction ay mabilis na kumukupas. Ang isang tuluy-tuloy na reaksyon ng kadena ng fission ay maaaring isagawa sa maraming pangunahing paraan:

• Palakihin ang dami ng sample (para sa uranium na nakahiwalay sa ore, posibleng makamit ang isang kritikal na masa sa pamamagitan ng pagtaas ng volume);
• Magsagawa ng isotope separation sa pamamagitan ng pagtaas ng konsentrasyon ng 235 U sa sample;
• Bawasan ang pagkawala ng mga libreng neutron sa ibabaw ng sample sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang uri ng reflector;
• Gumamit ng isang neutron moderator substance upang mapataas ang konsentrasyon ng mga thermal neutron.

Mga isomer

• Labis na masa: 40,920.6(1.8) keV
• Enerhiya ng paggulo: 76.5(4) eV
• Half-life: 26 min
• Nuclear spin at parity: 1/2 +

Ang agnas ng isomeric state ay nangyayari sa pamamagitan ng isomeric transition sa ground state.

Aplikasyon

• Ang Uranium-235 ay ginagamit bilang gasolina para sa mga nuclear reactor kung saan kinokontrol nuclear fission chain reaction;
• Ang mataas na pinayaman na uranium ay ginagamit upang lumikha ng mga sandatang nuklear. Sa kasong ito, upang maglabas ng malaking halaga ng enerhiya (pagsabog), hindi mapigil nuclear chain reaction.

Tingnan din

Sumulat ng isang pagsusuri tungkol sa artikulong "Uranium-235"

Mga Tala

1. G. Audi, A.H. Wapstra, at C. Thibault (2003). "". Nuclear Physics A 729 : 337-676. DOI:. Bibcode:.
2. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot at A. H. Wapstra (2003). "". Nuclear Physics A 729 : 3–128. DOI:. Bibcode:.
3. Hoffman K.- 2nd ed. nabura - L.: Chemistry, 1987. - P. 130. - 232 p. - 50,000 kopya.
5. Fialkov Yu. Ya. Paglalapat ng isotopes sa kimika at industriya ng kemikal. - Kyiv: Tekhnika, 1975. - P. 87. - 240 p. - 2,000 kopya.
6. . Kaye at Laby Online. .
7. Bartolomey G. G., Baibakov V. D., Alkhutov M. S., Bat G. A. Mga batayan ng teorya at pamamaraan ng pagkalkula ng mga nuclear power reactor. - M.: Energoatomizdat, 1982. - P. 512.

Isang sipi na nagpapakilala sa Uranium-235

– Ito ba talaga ang Grail, Sever? - Hindi ko napigilan, tanong ko.
- Hindi, Isidora. Ang Grail ay hindi kailanman kung ano ang kamangha-manghang Smart Crystal na ito. Ang mga tao ay "naiugnay" lamang kung ano ang gusto nila kay Radomir... tulad ng lahat ng iba pa, "alien." Si Radomir, sa lahat ng kanyang pang-adultong buhay, ay ang Tagapangalaga ng Susi ng mga Diyos. Ngunit ang mga tao, natural, ay hindi maaaring malaman ito, at samakatuwid ay hindi huminahon. Una, hinahanap nila ang Chalice na diumano'y "pag-aari" ni Radomir. At kung minsan ang kanyang mga anak o si Magdalena mismo ay tinatawag na Grail. At ang lahat ng ito ay nangyari lamang dahil ang "mga tunay na mananampalataya" ay talagang gustong magkaroon ng ilang uri ng patunay ng katotohanan ng kanilang pinaniniwalaan... Isang bagay na materyal, isang bagay na "banal" na maaaring mahawakan... (na, Sa kasamaang palad, ito ay nangyayari kahit ngayon, pagkatapos ng maraming daang taon). Kaya't ang mga "maitim" ay gumawa ng isang magandang kuwento para sa kanila sa oras na iyon upang mag-apoy ng mga sensitibong "naniniwala" na mga puso dito... Sa kasamaang palad, ang mga tao ay palaging nangangailangan ng mga labi, Isidora, at kung wala sila, isang tao lamang binubuo sila. Si Radomir ay hindi kailanman nagkaroon ng gayong tasa, dahil wala siyang "Huling Hapunan" mismo ... kung saan siya umano ay uminom mula dito. Ang kopa ng "Huling Hapunan" ay kasama ng propetang si Joshua, ngunit hindi kay Radomir.
At si Joseph ng Arimatea ay talagang minsang nag-ipon ng ilang patak ng dugo ng propeta doon. Ngunit ang sikat na "Grail Cup" na ito ay talagang isang simpleng clay cup, na karaniwang iniinom ng lahat ng mga Hudyo noong panahong iyon, at hindi ganoon kadaling mahanap sa ibang pagkakataon. Ang isang ginto o pilak na mangkok, na ganap na nakakalat ng mga mahahalagang bato (tulad ng nais ilarawan ng mga pari) ay hindi kailanman umiral sa katotohanan, ni sa panahon ng Hudyong propetang si Joshua, o higit pa sa panahon ni Radomir.
Ngunit ito ay isa pa, kahit na pinaka-kawili-wili, kuwento.

Wala ka nang maraming oras, Isidora. At sa palagay ko gugustuhin mong malaman ang isang bagay na ganap na naiiba, isang bagay na malapit sa iyong puso, at marahil ay makakatulong sa iyo na makahanap ng higit na lakas sa loob ng iyong sarili upang makapagtiis. Well, sa anumang kaso, ang gusot na gusot ng dalawang buhay na dayuhan sa isa't isa (Radomir at Joshua), na masyadong malapit na nakatali sa pamamagitan ng "madilim" na pwersa, ay hindi maaaring malutas sa lalong madaling panahon. Tulad ng sinabi ko, wala kang oras para dito, aking kaibigan. Patawarin mo ako...
Tumango lang ako bilang tugon, pilit na hindi ipakita kung gaano ako kainteresado sa buong totoong totoong Kuwento na ito! At kung paano ko gustong malaman, kahit na ako ay namamatay, ang lahat ng hindi kapani-paniwalang dami ng mga kasinungalingan na ibinaba ng simbahan sa aming mapanlinlang na mga ulo sa lupa... Ngunit iniwan ko ito sa North upang magpasya kung ano ang eksaktong nais niyang sabihin sa akin. It was his free will to tell me or not tell me this or that. Malaki na ang pasasalamat ko sa kanya para sa kanyang mahalagang oras, at sa kanyang taos-pusong pagnanais na pasayahin ang aming malungkot na natitirang mga araw.
Muli naming natagpuan ang aming mga sarili sa madilim na hardin sa gabi, "nakikinig" sa mga huling oras ng Radomir at Magdalena...
– Saan ang Dakilang Templong ito, Radomir? – nagtatakang tanong ni Magdalena.
"Sa isang kahanga-hanga, malayong bansa... Sa pinaka-"tuktok" ng mundo... (ibig sabihin ay ang North Pole, ang dating bansa ng Hyperborea - Daaria), tahimik na bumulong si Radomir, na parang papunta sa walang katapusang malayong nakaraan. “May nakatayong banal na bundok na gawa ng tao, na hindi maaaring sirain ng kalikasan, ni ng panahon, ni ng mga tao. Sapagkat ang bundok na ito ay walang hanggan... Ito ang Templo ng Walang Hanggang Kaalaman. Templo ng ating mga lumang Diyos, Maria...
Noong unang panahon, matagal na ang nakalipas, ang kanilang Susi ay kumikinang sa tuktok ng banal na bundok - itong berdeng kristal na nagbigay ng proteksyon sa Earth, nagbukas ng mga kaluluwa, at nagturo sa mga karapat-dapat. Ngayon lang umalis ang ating mga Diyos. At mula noon, ang Mundo ay lumubog sa kadiliman, na ang tao mismo ay hindi pa kayang sirain. Sobra pa rin ang inggit at galit sa kanya. At ang katamaran din...

– Kailangang makita ng mga tao ang liwanag, Maria. – Pagkatapos ng maikling katahimikan, sinabi ni Radomir. – At IKAW ang tutulong sa kanila! – At parang hindi napapansin ang kanyang kilos na nagpoprotesta, mahinahon niyang ipinagpatuloy. – Tuturuan mo sila ng KAALAMAN at PAG-UNAWA. At bigyan sila ng tunay na PANANAMPALATAYA. Ikaw ang magiging Guiding Star nila, anuman ang mangyari sa akin. Promise me!.. Wala akong ibang mapagkakatiwalaan sa dapat kong gawin sa sarili ko. Ipangako mo sa akin, aking sinta.
Maingat na kinuha ni Radomir ang kanyang mukha sa kanyang mga kamay, maingat na sumilip sa kanyang nagniningning na asul na mga mata at... hindi inaasahang ngumiti... Gaano karaming walang katapusang pag-ibig ang nagniningning sa kamangha-manghang, pamilyar na mga mata!.. At kung gaano kalalim ang sakit na mayroon sa kanila.. Alam niya kung gaano siya natatakot at nag-iisa. Alam kung gaano niya gustong iligtas siya! At sa kabila ng lahat ng ito, hindi napigilan ni Radomir na ngumiti - kahit na sa napakahirap na oras para sa kanya, si Magdalena ay nanatiling parehong kamangha-manghang maliwanag at mas maganda!.. Tulad ng isang malinis na bukal na may nagbibigay-buhay na malinaw na tubig...
Napailing siya, nagpatuloy siya nang mahinahon hangga't maaari.
- Tingnan mo, ipapakita ko sa iyo kung paano nagbubukas ang sinaunang Susi na ito...
Isang apoy ng esmeralda ang nagliyab sa nakabukas na palad ni Radomir... Ang bawat pinakamaliit na rune ay nagsimulang bumukas sa isang buong patong ng hindi pamilyar na mga espasyo, lumalawak at bumubukas sa milyun-milyong mga imahe na maayos na dumaloy sa bawat isa. Ang kahanga-hangang transparent na "istruktura" ay lumago at umikot, na naghahayag ng higit pang mga palapag ng Kaalaman, na hindi pa nakikita ng tao ngayon. Ito ay napakaganda at walang katapusan!.. At si Magdalene, na hindi maalis ang kanyang mga mata sa lahat ng mahika na ito, ay bumulusok sa kailaliman ng hindi alam, nakakaranas ng nagniningas, mainit na uhaw sa bawat himaymay ng kanyang kaluluwa!.. Nakuha niya ang karunungan ng ang mga siglo, pakiramdam, tulad ng isang malakas na alon, na pinupuno ang bawat cell nito, ang hindi pamilyar na Sinaunang Salamangka ay dumadaloy dito! Ang kaalaman ng mga Ninuno ay bumaha, ito ay tunay na napakalawak - mula sa buhay ng pinakamaliit na insekto ay inilipat ito sa buhay ng mga sansinukob, dumaloy sa milyun-milyong taon sa buhay ng mga dayuhan na planeta, at muli, sa isang malakas na avalanche, bumalik. sa mundo...
Nakadilat ang mga mata, nakinig si Magdalena sa kamangha-manghang Kaalaman ng Sinaunang Daigdig... Ang kanyang magaan na katawan, na malaya sa makalupang “mga tanikala,” naliligo tulad ng butil ng buhangin sa karagatan ng malalayong mga bituin, tinatamasa ang kadakilaan at katahimikan ng unibersal. kapayapaan...
Biglang bumungad sa kanya ang napakagandang Star Bridge. Lumalabas, tila, sa kawalang-hanggan, ito ay kumikinang at kumikinang na may walang katapusang kumpol ng malalaki at maliliit na bituin, na kumakalat sa kanyang paanan na parang pilak na kalsada. Sa di kalayuan, sa pinakagitna ng parehong daan, ganap na nababalot ng ginintuang kinang, isang Lalaki ang naghihintay kay Magdalena... Siya ay napakatangkad at mukhang napakalakas. Paglapit, nakita ni Magdalena na hindi lahat ng bagay sa hindi pa nagagawang nilalang na ito ay napaka "tao"... Ang pinaka-kapansin-pansin ay ang kanyang mga mata - malaki at kumikinang, na parang inukit mula sa isang mahalagang bato, kumikinang sa malamig na mga gilid, tulad ng isang tunay na brilyante. . Ngunit tulad ng isang brilyante, sila ay insensitive at malayo... Ang matapang na mukha ng estranghero ay nagulat sa kanilang talas at kawalang-kilos, na parang isang estatwa ang nakatayo sa harap ni Magdalene... Napakahaba, malago ang buhok na kumikinang at kumikinang sa pilak, na parang may hindi sinasadyang nagkalat ng mga bituin dito ... Ang "tao" ay, sa katunayan, napaka-pangkaraniwan... Ngunit kahit na sa lahat ng kanyang "nagyeyelong" lamig, malinaw na nadama ni Magdalena ang isang kahanga-hangang kapayapaan na bumabalot sa kaluluwa at mainit, taos-pusong kabaitan. galing sa kakaibang estranghero. Tanging sa ilang kadahilanan ay alam niyang tiyak na ang kabaitang ito ay hindi palaging pareho sa lahat.
Itinaas ng "lalaki" ang kanyang palad na nakaharap sa kanya bilang pagbati at magiliw na sinabi:
– Stop, Star... Hindi pa tapos ang iyong Landas. Hindi ka makakauwi. Bumalik sa Midgard, Maria... At alagaan ang Susi ng mga Diyos. Nawa'y protektahan ka ng Eternity.
At pagkatapos, ang makapangyarihang pigura ng estranghero ay biglang nagsimulang dahan-dahang mag-oscillate, naging ganap na transparent, na parang malapit nang mawala.