Uranas yra cheminis elementas: istorija branduolių dalijimosi ir reakcijos atradimas

Straipsnyje pasakojama apie tai, kada šis cheminis elementas buvo atrastas kaip uranas, ir kokia pramonės šiandien naudojo šią medžiagą.

Uranas - cheminis elementas energetikos ir karinėje pramonėje

Visais laikais žmonės bandė rasti aukštos energijos, ir idealiai - sukurti vadinamieji neribotam Pasiūlymas mašina. Deja, apie jo egzistavimą nesugebėjimas teoriškai įrodyta ir pagrįsta XIX amžiuje, tačiau mokslininkai vis dar niekada neprarado vilties suvokti kai kurių prietaiso rūšis, kad būtų suteikta galimybė išduoti daug "švarios" energijos už labai ilgą laiką svajonę.

Tai iš dalies pavyko realizuoti su medžiagos atradimą, tokių kaip urano. Cheminis elementas su tokiu pavadinimu buvo branduolinių reaktorių kūrimo, kuris šiuo metu suteikia energijos visai mieste, povandeninių laivų, poliarinių laivų ir pan pagrindas. Tiesa, "švarus" savo energija negali būti pavadintas, tačiau pastaraisiais metais, daugelis kompanijų kuria plačiajai pardavimo kompaktiški "branduolinės baterijos" dėl tričio pagrindu - jie neturi judančių dalių, ir jie yra saugūs sveikatai.

Tačiau šiame straipsnyje mes analizuojame išsamiai istorija atradimas cheminis elementas vadinamas urano skilimo reakcija ir jos branduoliai.

apibrėžimas

Urano - cheminis elementas, kad turi atominį skaičių 92 į periodinės lentelės. Branduolinė energija yra jo masė yra 238,029. Tai reiškia simbolį U. Esant normalioms aplinkybėms, yra tankus, sunkiųjų metalų sidabro. Jeigu mes kalbame apie savo radioaktyvumo pati urano - elemento su silpnu radioaktyvumo. Be to, jis neturi savo sudėtimi visiškai kitą stabilių izotopų. Ir labiausiai stabili esamos izotopų urano-338 yra laikomas.

Kad kas yra elementas, mes suprato, ir dabar pažvelgti į savo atradimo istorija.

istorija

Tokia medžiaga, pavyzdžiui, natūralaus urano oksido, žinoma, kad žmonės nuo seniausių laikų, ir naudojamas jos senovės meistrų dėl glazūros gamybos, kuri apima įvairias keramikos laivus, atsparumas vandeniui ir kitiems produktams, taip pat jų apdaila.

Svarbi data nuo šio cheminio elemento atradimas istorijos tapo 1789. Būtent tada chemikas ir Vokietijoje gimęs Martin Klaproth galėjo gauti pirmąjį metalloobrazny uraną. Ir jo vardas buvo naujas elementas garbei atidarymo prieš aštuonerius metus planeta.

gauti beveik 50 metų, o uranas buvo laikomas gryno metalo, tačiau 1840 prancūzų chemikas Eugene-Peligot Melkor sugebėjo įrodyti, kad medžiaga gaunama Klaproth, nors ir tinka išorės požymius, o ne metalu, bei urano oksido. Šiek tiek vėliau, visi vienodi buvo tiesa Peligot uranas - labai sunkiojo metalo pilka. Būtent tada pirmą kartą ir atominė masė Medžiagos buvo nustatoma kaip urano. Cheminis elementas buvo dedamas Dmitri Mendeleev jo žymaus periodinę sistemą, elementų 1874, su Mendelejevas dvigubai atominę masę, medžiagos du kartus. Tai buvo tik po 12 metų buvo empiriškai įrodyta, kad puikus chemikas buvo ne klysta savo skaičiavimus.

radioaktyvumas

Tačiau realus susidomėjimas šio plataus dalis mokslo bendruomenės prasidėjo 1896, kai Bekerelis atrado, kad urano skleidžia spindulius, kurie buvo pavadintas po to, kai Explorer - bekerelis spindulius. Vėliau, vienas iš labiausiai žinomų mokslininkų šioje srityje - Mariya Kyuri, vadinamas šio radioaktyvumo reiškinį.

Kitas svarbus data urano tyrimo laikoma 1899: tai buvo tada, kad Rutherford atrado, kad urano spinduliavimo nėra vienodas ir yra padalintas į du tipus - alfa ir beta spindulių. Po metų, Pol Villar (Viyyar) atidaryta ir trečioji, paskutinė žinome iki šiol tipo spindulių - vadinamieji gama spinduliai.

Po septynerių metų, 1906, Rutherford remiantis jo teorija radioaktyvumo atliko pirmąjį eksperimentus, kurių tikslas buvo nustatyti įvairių mineralų amžių. Šie tyrimai padėjo pamatus, įskaitant teorijos ir praktikos radiogrynanglio analizės formavimas.

Dalijimasis urano

Bet galbūt svarbiausias atidarymas, per kurį buvo plačiai urano kasyba ir frezavimo tiek civiliniais, ir kariniais tikslais - tai procesas, branduolių dalijimosi urano. Tai atsitiko 1938 m atradimas buvo atliktas jėgas Vokietijos fizikai Otto Gana Fritz Strassmann. Vėliau ši teorija buvo patvirtinta mokslinių darbų keliose Vokietijos fizikai.

Atrastų jų mechanizmas buvo toks: jei branduolys apšvitinti urano-235 izotopų neutronų, tada suvokti laisvą neutronų, jis pradeda dalyti. Ir, kaip mes visi dabar žinome, šis procesas yra lydimas didžiulio energijos kiekio. Tai atsitinka daugiausia dėl to, kinetinę energiją radiacijos, branduolio fragmentų. Taigi dabar mes žinome, kaip urano skilimo.

Šio mechanizmo ir jo rezultatus atradimas ir yra atspirties taškas urano naudojimo civilinių ir karinių tikslų.

Jeigu mes kalbame apie jo naudojimo kariniais tikslais, pirmą kartą teorija, kad gali sukurti sąlygas tokio proceso, kaip nuolat branduolių dalijimosi reakcijos urano (kaip pakirsti branduolinę bombą reikalauja didžiulės energijos), patvirtina sovietų fizikai Zeldovich ir Khariton. Tačiau, norint sukurti tokią reakciją, uranas turi būti praturtintas, kaip savo įprastą būseną norimų savybių jis iš tikrųjų neturi.

Su šio elemento mes perskaitėme istoriją, mes dabar išmontuoti, kur jis taikomas.

Naudojimas ir tipas urano izotopų

Po tokio proceso atradimas, kaip urano dalijimosi grandininę reakciją, fizikai pradėjo klausinėti, kur jį naudoti?

Šiuo metu yra dvi pagrindinės sritys, kuriose urano izotopų naudojimu. Tai taikus (arba energijos) pramonė ir karinė. Tiek pirmoji ir antroji naudoja branduolių dalijimosi urano-235 izotopu, reakcija, skiriasi tik išėjimo galia. Paprasčiau tariant, branduoliniame reaktoriuje nėra būtina kurti ir remti šį procesą tuo pačiu pajėgumu, kaip reikia atlikti, kad branduolinę bombą sprogimą.

Taigi, buvo yra pagrindinis pramonės, kurios naudoja urano skilimo reakcija.

Tačiau gauti urano-235 izotopu - yra labai sunku ir brangu technologinė problema, o ne kiekviena šalis gali sau leisti statyti perdirbimo įmonėse. Pavyzdžiui, dvidešimt tonų urano kuro, kuriame urano 235 izotopo turinys bus tarp 3-5%, tai reikia daugiau nei 153 tonų prisodrinto gamtos, "žalio" urano.

urano-238 izotopu daugiausia naudojama statybų sistemą branduolinių ginklų padidinti savo pajėgumus. Be to, kai jis fiksuoja neutronas po beta skilimo šio izotopo procese ilgainiui gali būti konvertuojamos į plutonio-239 - bendras kuro dauguma šiandienos branduolinių reaktorių.

Nepaisant visų šių reaktorių trūkumus (didelės išlaidos, sudėtingumo priežiūros, nelaimingo atsitikimo rizika), jų veikla atsiperka labai greitai, o energijos jie gamina yra nepalyginamai didesnis nei klasikinės terminiu arba hidroelektrinių.

Be to, urano skilimo reakcija gali sukurti branduolinį ginklą masinio naikinimo. Ji pasižymi didele jėga yra gana kompaktiškas ir tai gali padaryti daugiau žemės netinkami žmonėms gyventi. Tačiau šiuolaikinių branduolinių ginklų yra naudojamas plutonis, o ne uraną.

nusodrintojo urano

Taip pat yra toks urano natūra yra išeikvoti. Jis yra būdingas labai mažas radioaktyvumo lygius ir todėl nėra pavojingas žmonėms. Jis vėl taikoma karinėje srityje, pavyzdžiui, ji yra įtraukta į šarvų "Abrams" Amerikos bakas suteikti jai daugiau fortas. Be to, beveik visi aukštųjų technologijų armijos gali patenkinti raketų su nusodrintojo urano įvairovė. Be didelio svorio, jie turi dar vieną labai įdomi funkcija - po to, kai iš jo korpuso skeveldrų ir metalo miltelių sunaikinimą užsidega. Ir beje, pirmą kartą toks raketų per Antrąjį pasaulinį karą buvo naudojamas. Kaip matome, uranas - elementus, kurie buvo naudojami įvairiose žmogaus veiklos srityse.

išvada

Mokslininkai prognozuoja, kad apie 2030 m, visiškai išnaudotos visų pagrindinių urano telkinių, o tada pradėti savo kietųjų sluoksnių vystymasis, o brangs. Beje, urano rūdos yra visiškai nekenksmingas žmonėms - kai kalnakasių darbo savo gamybos kartoms. Dabar mes supratome, kad iš cheminių elementų atradimas, ir kaip naudoti savo branduolinio dalijimosi reakciją istoriją.

Beje, įdomi faktas yra žinomas dėl - urano junginių jau seniai naudojami kaip dažai porceliano ir stiklo (vadinamasis urano stiklas) iki 1950.