Uranijum je hemijski element: povijest otkrića nuklearne fisije i reakcija

U članku se govori o tome kada je otkriveno ovog hemijskog elementa kao uranijum, i na koji industrija danas koriste ovu supstancu.

Uranijum - hemijski element u oblasti energetike i vojne industrije

U svakom trenutku su pokušali da se pronađe visoke energije, i idealno - da se stvori tzv perpetuum mobile stroj. Na žalost, nemogućnost postojanja teoretski dokazana i potkrepljena u XIX stoljeću, ali naučnici ipak nikada nije izgubila nadu da ostvari san o nekoj vrsti uređaja koji bi mogao da donese veliki broj "čiste" energije za jako dugo vremena.

Ovo je djelomično uspio da ostvari sa otkrićem supstance kao što je uran. Hemijski element s obzirom ime bilo osnova za razvoj nuklearnog reaktora, koji trenutno pružaju energiju za cijeli grad, podmornice, polarni brodova i tako dalje. Istina, "čisto" svoju energiju ne može biti imenovan, ali u posljednjih nekoliko godina, mnoge kompanije razvijaju za širu prodaju kompaktni "nuklearne baterije" na osnovu tricija - nemaju pokretnih dijelova, a oni su sigurni za zdravlje.

Međutim, u ovom članku ćemo analizirati detaljno povijesti otkrića hemijski element fisije zove urana reakcije i njenih jezgra.

definicija

Uran - hemijski element koji ima atomski broj 92 u periodnom sistemu. Nuklearna energija je njegova težina je 238,029. To označava simbol U. U normalnim okolnostima, je gusta, heavy metal srebro. Ako govorimo o njegovoj radioaktivnost, sama urana - element sa slabim radioaktivnosti. Također, nema u svom sastavu potpuno stabilna izotopa. I smatra se najstabilnija postojećih izotopa uranija-338.

U cilju što predstavlja element, shvatili smo, a sada pogledamo istoriju svojih otkrića.

priča

Takva tvar, kao što je oksid prirodnog uranijuma, poznati ljudi od davnina, i koristi njen drevni majstori za proizvodnju glazure, koja pokriva različite keramičkog posuđa za otpornost na vodu i drugih proizvoda, kao i njihov ukras.

Važan datum u povijesti otkrića ovog hemijskog elementa postala 1789. To je tada bio hemičar i njemačko-rođen Martin Klaprot je bio u mogućnosti da biste dobili prvi metalloobrazny urana. A njeno ime je novi element u čast otvaranja prije osam godina na planeti.

Skoro 50 godina dobiti dok uranijum je smatran čist metal, međutim, u 1840. je francuski hemičar Eugene-Peligot Melkor je bio u mogućnosti da dokaže da je materijal dobijen Klaprot, iako pogodan vanjski znakovi, a ne metala i oksida urana. Nešto kasnije, sve je to isto bila istina Peligot uranijum - vrlo teški metal sive boje. Bilo je tada po prvi put i atomske težine tvari utvrđena je kao uranijum. Hemijski element je stavljen Dmitri Mendeljejev u svom čuvenom periodnog sistema elemenata u 1874. godine, sa Mendeljejev udvostručio atomske težine supstance dva puta. Tek nakon 12 godina je empirijski dokazano da veliki kemičar nije pogriješio u svojim proračunima.

radioaktivnost

Ali stvarni interes u ovom širokom dijelu znanstvene zajednice počelo 1896. godine, kada je Becquerel otkrio da uran emitira zrake, koje su ime po istraživaču - Becquerel zrake. Kasnije, jedan od najpoznatijih naučnika u ovom području - Mariya Kyuri, nazvao ovaj fenomen radioaktivnosti.

Sledeći važan datum u studiji urana smatra se 1899. godine: onda je to Rutherford otkrio da zračenje uranijum nije ujednačena i podijeljen je na dva tipa - alfa i beta zrake. Godinu dana kasnije, Pol Villar (Viyyar) otvorila i treći, posljednji znamo do sada vrsti zračenja - tzv gama zraka.

Sedam godina kasnije, 1906., Rutherford zasniva svoju teoriju radioaktivnosti sproveo prvo eksperimente, čija je svrha bila da se utvrdi starost različitih minerala. Ove studije su postavili temelje, uključujući i formiranje teorije i prakse analize radioaktivnog.

Fisije urana

Ali, možda otvaranje najvažniji, kroz koje su bile široko rudarstva urana i glodanje u civilne i vojne svrhe - je proces nuklearne fisije urana. To se dogodilo 1938. godine, otkriće je izvedena snage njemačkog fizičara Otto Gana i Fritz Strassman. Kasnije je ova teorija je potvrđena u naučnih radova nekoliko njemačkog fizičara.

Mehanizam otkrio ih je na sljedeći način: ako je kernel ozračene urana-235 izotop neutron, a zatim hvatajući slobodan neutron, on počinje da podijele. I, kao što svi znamo, ovaj proces je praćen ogromnu količinu energije. Ovo se dešava uglavnom zbog kinetičke energije zračenja, jezgra fragmenata. Sada znamo kako je fisije urana.

Otkriće ovog mehanizma i njegovim rezultatima, te je polazište za korištenje urana u civilne i vojne svrhe.

Ako govorimo o njegovu upotrebu u vojne svrhe, po prvi put teorija koja može da stvori uslove za takav proces, kao kontinuirani reakcija fisije urana (kao da se naruši nuklearne bombe zahtijeva ogromnu energiju), dokazuje sovjetski fizičari Zeldovich i KHARITON. Ali, kako bi se stvorio takvu reakciju, uran mora biti obogaćen, kao u svom uobičajenom stanju željenog svojstva to ne posjeduje.

Sa istorijom ovog elementa smo pročitali, sada demontirana, gdje ih je prijavio.

Korištenje i vrsta izotopa urana

Nakon otkrića takvog procesa, kao reakcija urana fisije lanca, fizičari počeli da dovode u pitanje, gdje se koristi?

Trenutno, postoje dva glavna područja u kojima upotreba izotopa urana. To je mirno (ili energije) industrije i vojske. Iu prvom iu drugom koristi reakcija nuklearne fisije urana-235 izotop, razlikuje se samo u izlazne snage. Jednostavno rečeno, u nuklearnom reaktoru nije potrebno kreirati i podržati ovaj proces s istim kapacitetom koliko je potrebno za obavljanje eksploziju nuklearne bombe.

Dakle, bili su glavni industrijama koje koriste fisije urana reakcije.

Ali da se izotopa uranija-235 - izuzetno je teško i skupo tehnološki problem, a ne svaka zemlja može priuštiti da izgrade preradu. Na primjer, za dvadeset tona goriva urana, pri čemu je sadržaj urana 235 izotopa biti između 3-5%, to zahtijeva više od 153 tona obogaćenog prirodnim, "sirovi" urana.

uran-238 izotop se uglavnom koristi u izgradnji sheme nuklearnog oružja za povećanje kapaciteta. Isto tako, kada se snima neutron slijedi proces beta raspada ovog izotopa eventualno može pretvoriti u plutonij-239 - zajednički gorivo za većinu današnjih nuklearnih reaktora.

Uprkos svim nedostacima takvih reaktora (visokih troškova, složenosti brige, opasnost od nesreće), njihov rad vrlo brzo plaća za sebe, a energija koju proizvode je neuporedivo veća od klasične termo ili hidroelektrane.

Također, uranijum fisije reakcija je dozvoljeno da razvije nuklearno oružje za masovno uništenje. Odlikuje se velikom silom je relativno kompaktan i da je u stanju da uradi više zemljišta pogodna za stanovanje ljudi. Međutim, u modernom nuklearno oružje se koristi plutonij, a ne uranijuma.

osiromašenog urana

Tu je i takva vrsta urana na izmaku. Odlikuje se veoma nizak nivo radioaktivnosti i stoga nije opasna za ljude. On je ponovo primjenjuje u vojnoj sferi, na primjer, dodaje se u oklop "Abrams" American tenk da ga više tvrđava. Osim toga, gotovo sve high-tech vojske može zadovoljiti različite projektila s osiromašenim uranom. Pored velike težine, imaju još jednu vrlo interesantnu karakteristiku - nakon uništenja njegove ljuske krhotina i metalni prah spontano zapaliti. I usput, prvi put takav projektil je korišćen tokom Drugog svjetskog rata. Kao što vidimo, uran - elemente koji su korišteni u raznim oblastima ljudskih aktivnosti.

zaključak

Naučnici predviđaju da će oko 2030. godine potpuno iscrpila sve depozita glavnih urana, a zatim početi razvoj svoje teško slojeva, a cijena će rasti. Inače, rude urana je potpuno bezopasan za ljude - neki rudari rade u svoju proizvodnju generacijama. Sada smo shvatili povijesti otkrića kemijskih elemenata, i kako se koristi svoje nuklearne fisije reakcija.

Usput, zanimljiv podatak je poznat - jedinjenja urana već dugo koristi kao boja za porculan i staklo (tzv staklo urana) do 1950. godine.