Një tufë çernobilësh fluturues. Familjarët e largët të bombës

Elementi, i quajtur pas një prej perëndive kryesore skandinave, mund të shpëtojë njerëzimin nga kriza energjetike që na pret në të ardhmen e afërt.

Në 1815, kimisti i famshëm suedez Jens Jakob Berzelius njoftoi zbulimin e një elementi të ri, të cilin e quajti torium për nder të Thor, perëndisë së bubullimës dhe djalit të perëndisë supreme skandinave Odin. Megjithatë, në 1825 u zbulua se ky zbulim ishte një gabim. Sidoqoftë, emri erdhi i dobishëm - Berzelius ia dha atë një elementi të ri, të cilin e zbuloi në 1828 në një nga mineralet norvegjeze (tani ky mineral quhet thorite). Ky element mund të ketë një të ardhme të madhe, ku do të jetë në gjendje të luajë një rol në energjinë bërthamore që nuk është inferior në rëndësi ndaj karburantit kryesor bërthamor - uraniumit.

Familjarët e largët të bombës

Fuqia bërthamore, mbi të cilën tani mbështeten kaq shumë shpresa, është një degë anësore e programeve ushtarake, qëllimet kryesore të të cilave ishin krijimi i armëve atomike (dhe, pak më vonë, reaktorët për nëndetëset). Si një material bërthamor për prodhimin e bombave, mund të zgjidhni nga tre opsione të mundshme: uranium-235, plutonium-239 ose uranium-233.

Uraniumi-235 përmbahet në uranium natyror në një sasi shumë të vogël - vetëm 0.7% (99.3% e mbetur është izotopi 238), dhe duhet të izolohet, dhe ky është një proces i shtrenjtë dhe i ndërlikuar. Plutoniumi-239 nuk ekziston në natyrë, ai duhet të prodhohet duke rrezatuar uranium-238 me neutrone në një reaktor, dhe më pas duke e ndarë atë nga uraniumi i rrezatuar. Në të njëjtën mënyrë, uraniumi-233 mund të merret duke rrezatuar torium-232 me neutrone.

Dy metodat e para u zbatuan në vitet 1940, por fizikantët vendosën të mos shqetësoheshin me të tretën. Fakti është se në procesin e rrezatimit të torium-232, përveç uraniumit të dobishëm-233, formohet edhe një papastërti e dëmshme - uranium-232 me një gjysmë jetë prej 74 vjetësh, zinxhiri i kalbjes së të cilit çon në shfaqjen të taliumit-208. Ky izotop lëshon rreze gama me energji të lartë (të forta) që kërkojnë pllaka të trasha plumbi për t'u mbrojtur nga. Për më tepër, rrezatimi i fortë gama çaktivizon qarqet e kontrollit elektronik, të cilët janë të domosdoshëm në hartimin e armës.

Cikli i toriumit

Sidoqoftë, toriumi nuk u harrua plotësisht. Në vitet 1940, Enrico Fermi propozoi prodhimin e plutoniumit në reaktorë të shpejtë (ky është më efikas se reaktorët termikë), gjë që çoi në krijimin e reaktorëve EBR-1 dhe EBR-2. Në këta reaktorë, uraniumi-235 ose plutonium-239 është burimi i neutroneve që konvertojnë uranium-238 në plutonium-239. Në këtë rast, mund të prodhohet më shumë plutonium sesa "djeg" (nga 1.3-1.4 herë), prandaj reaktorë të tillë quhen "prodhues".

Ekosistem ideal

Në vitet 1960, ishte planifikuar mbyllja e ciklit bërthamor për uraniumin dhe plutoniumin, duke përdorur rreth 50% të termocentraleve bërthamore në reaktorët termikë dhe 50% në reaktorët e shpejtë. Por zhvillimi i reaktorëve të shpejtë ka shkaktuar vështirësi, kështu që aktualisht vetëm një reaktor i tillë është në funksion, BN-600 në NPP Beloyarsk (dhe një tjetër, BN-800, është ndërtuar). Prandaj, një sistem i balancuar mund të krijohet nga reaktorët termikë të toriumit dhe rreth 10% e reaktorëve të shpejtë, të cilët do të mbushin karburantin që mungon për reaktorët termikë.

Një grup tjetër shkencor, i udhëhequr nga Eugene Wigner, propozoi dizajnin e tij për një reaktor riprodhues, por jo në neutrone të shpejta, por në terma, me torium-232 si material i rrezatuar. Në të njëjtën kohë, shkalla e riprodhimit u ul, por dizajni ishte më i sigurt. Megjithatë, kishte një problem. Cikli i karburantit të toriumit duket kështu. Duke thithur një neutron, toriumi-232 shndërrohet në torium-233, i cili shpejt shndërrohet në protaktinium-233, dhe tashmë spontanisht zbërthehet në uranium-233 me një gjysmë jetëgjatësi prej 27 ditësh. Dhe gjatë këtij muaji protaktiniumi do të thithë neutronet, duke ndërhyrë në procesin e prodhimit. Për të zgjidhur këtë problem, do të ishte mirë të hiqni protaktiniumin nga reaktori, por si mund të bëhet kjo? Në fund të fundit, ngarkimi dhe shkarkimi i vazhdueshëm i karburantit redukton efikasitetin e funksionimit pothuajse në zero. Wigner propozoi një zgjidhje shumë të zgjuar - një reaktor me lëndë djegëse të lëngshme në formën e një zgjidhje ujore të kripërave të uraniumit. Në vitin 1952, në Laboratorin Kombëtar Oak Ridge, nën udhëheqjen e studentit të Wigner, Alvin Weinberg, u ndërtua një prototip i një reaktori të tillë - Eksperimenti i reaktorit homogjen(EDNJ-1). Dhe së shpejti u shfaq një koncept edhe më interesant, i përshtatshëm në mënyrë ideale për të punuar me torium: është një reaktor i kripës së shkrirë, Eksperimenti i reaktorit të kripës së shkrirë... Karburanti në formën e fluorit të uraniumit u tret në një shkrirje të fluorideve të litiumit, beriliumit dhe zirkonit. MSRE operoi nga viti 1965 deri në 1969, dhe megjithëse toriumi nuk u përdor atje, vetë koncepti doli të ishte mjaft i zbatueshëm: përdorimi i karburantit të lëngshëm rrit efikasitetin e prodhimit dhe ju lejon të hiqni produktet e dëmshme të ndarjes nga thelbi.

Rruga e rezistencës më të vogël

Sidoqoftë, reaktorët e kripës së shkrirë (ZhSR) nuk u përhapën, pasi reaktorët termikë konvencionalë që përdorin uranium doli të ishin më të lirë. Industria botërore e energjisë bërthamore mori rrugën më të thjeshtë dhe më të lirë, duke marrë si bazë reaktorët e provuar të ftohjes me ujë nën presion (VVER), pasardhësit e atyre që ishin projektuar për nëndetëset, si dhe reaktorët me ftohje me ujë të valë. Reaktorët e moderuar nga grafiti si RBMK janë një tjetër degë e pemës familjare - ata rrjedhin nga reaktorët e përdorur për të prodhuar plutonium. "Karburanti kryesor për këta reaktorë është uraniumi-235, por rezervat e tij, megjithëse mjaft të rëndësishme, megjithatë janë të kufizuara," shpjegon për Popular Mechanics Stanislav Subbotin, kreu i departamentit të kërkimit të sistemeve strategjike në Qendrën Kërkimore të Institutit Kurchatov. - Kjo çështje filloi të shqyrtohej në vitet 1960, dhe më pas zgjidhja e planifikuar për këtë problem u konsiderua të ishte futja e mbeturinave të uraniumit-238 në ciklin e karburantit bërthamor, rezervat e të cilit janë pothuajse 200 herë më të mëdha. Për këtë, ishte planifikuar të ndërtoheshin shumë reaktorë të shpejtë neutron që do të prodhonin plutonium me një raport riprodhimi 1.3-1.4 në mënyrë që teprica të mund të përdorej për të fuqizuar reaktorët termikë. Reaktori i shpejtë BN-600 u lançua në NPP Beloyarsk, megjithëse jo në modalitetin e riprodhimit. Një tjetër BN-800 u ndërtua së fundmi atje. Por për të ndërtuar një ekosistem efektiv të energjisë bërthamore, reaktorë të tillë kanë nevojë për rreth 50%.

Thorium i fuqishëm

Këtu hyn toriumi. “Thoriumi shpesh quhet alternativë ndaj uraniumit-235, por kjo është krejtësisht e gabuar”, thotë Stanislav Subbotin. - Vetë toriumi, si uraniumi-238, nuk është aspak lëndë djegëse bërthamore. Sidoqoftë, duke e vendosur atë në fushën e neutronit në reaktorin më të zakonshëm të ujit nën presion, mund të merrni një karburant të shkëlqyer - uranium-233, i cili më pas mund të përdoret për të njëjtin reaktor. Kjo do të thotë, nuk nevojiten ndryshime, ndryshime të mëdha në infrastrukturën ekzistuese. Një tjetër plus i toriumit është bollëku i tij në natyrë: rezervat e tij janë të paktën tre herë më të larta se ato të uraniumit. Për më tepër, nuk ka nevojë për ndarje të izotopeve, pasi gjatë minierave të lidhura, vetëm toriumi-232 gjendet së bashku me elementët e rrallë të tokës. Përsëri, kur uraniumi është minuar, zona përreth ndotet me radon-222 relativisht jetëgjatë (gjysmë jetë 3,8 ditë) (në serinë e toriumit, radoni-220 është jetëshkurtër, 55 sekonda dhe nuk ka kohë. të përhapet). Përveç kësaj, toriumi ka veti të shkëlqyera termomekanike: është refraktar, më pak i prirur ndaj plasaritjes dhe lëshon më pak gazra radioaktivë kur veshja e elementit të karburantit dëmtohet. Prodhimi i uranium-233 nga toriumi në reaktorët termikë është rreth tre herë më efikas se plutoniumi nga uraniumi-235, kështu që prania e të paktën gjysmës së reaktorëve të tillë në ekosistemin e energjisë bërthamore do të mbyllë ciklin e uraniumit dhe plutoniumit. Vërtetë, do të nevojiten akoma reaktorë të shpejtë, pasi raporti i riprodhimit të reaktorëve të toriumit nuk e kalon unitetin.

Sidoqoftë, toriumi ka gjithashtu një disavantazh mjaft serioz. Nën rrezatimin me neutron të toriumit, uraniumi-233 kontaminohet me uranium-232, i cili i nënshtrohet një zinxhiri kalbjeje që çon në izotopin e fortë që lëshon gama tallium-208. "Kjo e komplikon shumë punën për ripërpunimin e karburantit," shpjegon Stanislav Subbotin. “Por nga ana tjetër, e bën më të lehtë zbulimin e një materiali të tillë, duke ulur rrezikun e vjedhjes. Për më tepër, në një cikël të mbyllur bërthamor dhe në trajtimin e automatizuar të karburantit, kjo nuk ka shumë rëndësi."

Ndezja termonukleare

Eksperimentet mbi përdorimin e elementeve të karburantit të toriumit në reaktorët termikë po kryhen në Rusi dhe vende të tjera - Norvegji, Kinë, Indi dhe SHBA. "Tani është koha për t'u kthyer në idenë e reaktorëve të kripës së shkrirë," thotë Stanislav Subbotin. - Kimia e fluorideve dhe shkrirjeve të fluorit është studiuar mirë falë prodhimit të aluminit. Për toriumin, reaktorët e kripës së shkrirë janë shumë më efikas se reaktorët e zakonshëm të ujit nën presion, pasi ato lejojnë ngarkimin dhe heqjen fleksibël të produkteve të ndarjes nga bërthama e reaktorit. Për më tepër, ato mund të përdoren për të zbatuar qasje hibride, duke përdorur instalime termonukleare, të paktën të njëjtat tokamaks, jo karburant bërthamor si burim neutron. Për më tepër, reaktori i kripës së shkrirë lejon zgjidhjen e problemit me aktinide të vogla - izotopet jetëgjatë të americiumit, kuriumit dhe neptuniumit (të cilat formohen në karburantin e rrezatuar), "pas djegies" së tyre në një reaktor pastrues. Pra, në të ardhmen, ne nuk do të jemi në gjendje të bëjmë pa torium në industrinë e energjisë bërthamore për disa dekada ".

Panelet e mëdha video të instaluara në Manege për të njoftuar mesazhin e Vladimir Putinit në Asamblenë Federale dukeshin të tepërta, ndërsa mbi to u ndezën rrëshqitjet me grafikët e rritjes së mundshme të GDP-së në të ardhmen dhe jetëgjatësisë. Por gjithçka ra në vend, dhe u bë e qartë pse Manezh, dhe pse ekranet, kur filloi një film me animacion për superarmën më të fundit bërthamore. Vetë Putini veproi si komentator televiziv dhe i shpjegoi publikut në vend dhe në botë se gjithçka që tregohej dhe thuhej duhet të "kthyejë çdo agresor të mundshëm". Putin sugjeroi se në vendet e tjera "herët a vonë" do të shfaqen gjithashtu armë moderne, ndërsa Rusia tashmë i ka ato, dhe do të bëhet edhe më mirë derisa Shtetet e Bashkuara dhe të tjerët të arrijnë. Të nesërmen, ai shpjegoi se ishin Shtetet e Bashkuara që filluan garën e armatimeve kur u tërhoqën nga Traktati ABM në 2002 dhe sugjeroi që Amerika të pranonte një humbje strategjike. “Nuk ishte e mundur të frenohej Rusia”, megjithë sanksionet dhe zgjerimin e NATO-s, theksoi presidenti, duke vënë në dukje se armët “fantastike” nuk janë “bllof” dhe se është e nevojshme të negociohet mbi bazën e barazisë për një rend të ri botëror. .

Dmitry Peskov shpjegoi se "Rusia nuk do të përfshihet në garën e armëve" dhe nuk do t'i përgjigjet "në mënyrë simetrike" vendosjes së mbrojtjes raketore amerikane, por do të përgjigjet "asimetrike" - vendosjen e sistemeve të goditjes për të kapërcyer çdo sistem të mbrojtjes raketore, "i cili është i pakrahasueshëm. më e lirë në zhvillim dhe prodhim serik”… Duket sikur kanë harruar t'i thonë Peskovit: Ministria e Mbrojtjes ka njoftuar tashmë zyrtarisht se vitin e ardhshëm do të fillojë vendosjen e sistemit të saj të mbrojtjes raketore ruse bazuar në sistemin S-500 Prometheus, i cili duhet të kalojë atë amerikan në të gjitha aspektet dhe përfundimisht. mbulojnë të gjithë territorin e Federatës Ruse.

Gara e armëve me raketa bërthamore po shpaloset me të vërtetë - në të gjitha drejtimet. Ashtu si gjysmë shekulli më parë, të dyja palët do të krijojnë një mburojë - mbrojtje raketore dhe një shpatë raketore.

Diplomatët amerikanë, tashmë të demoralizuar nga sundimi i Donald Trump, u mërzitën edhe më shumë nga mesazhi i Manege. Tani, duket se nuk është koha për diplomaci kuptimplote, me armikun para portave. Por Pentagoni ka një atmosferë të ngjashme me biznesin - ata premtojnë të mbrojnë popullin amerikan në çdo rrethanë. Ndarjet shtesë dhe programet e armëve tani janë të pashmangshme në të dy anët e Atlantikut.

Bota po kthehet me shpejtësi në situatën e konfrontimit më të ashpër të Luftës së Ftohtë në mesin e viteve tetëdhjetë, kur BRSS u bllokua në Afganistan, raketat amerikane Pershing-2 dhe Tomahawks me bazë tokësore u vendosën në Evropë, Presidenti Ronald Reagan njoftoi një raketë globale. programi i mbrojtjes - Iniciativa Strategjike e Mbrojtjes (SDI , në versionin rus - SOI), dhe në Moskë, si tani, u njoftua një "përgjigje asimetrike", e cila, si, është më e lirë. Nuk ndihmoi -

BRSS humbi në Afganistan, humbi garën e armëve, falimentoi dhe u shemb. Por shumë nga superarmët që prezantoi Putin janë pikërisht nga atje - këto janë zhvillime për tejkalimin e SDI.

Koka "Planifikimi" (kompleks "Avangard" nga prezantimi i Putinit), i cili manovron në hipertingull kur hyn në shtresat e dendura të atmosferës, është zhvilluar dhe eksploruar për një kohë të gjatë në të dy anët e Atlantikut. Një njësi e tillë mund të instalohet në pothuajse çdo raketë transportuese, dhe problemi ka qenë gjithmonë se ajo nuk shembet nga mbingarkesat dhe, më e rëndësishmja, është në gjendje të synojë me saktësi objektivin. E para, 50 vjet më parë, u zhvillua një njësi balistike luftarake manovruese revolucionare dhe më pas u vendos nga amerikanët në një raketë Pershing-2, e cila e çoi saktësinë e goditjes në dhjetë metra. Udhëheqja sovjetike ishte aq e alarmuar atëherë sa ra dakord urgjentisht të nënshkruante një marrëveshje për raketat me rreze të mesme dhe më të shkurtër (INF), vetëm për të hequr qafe Pershing me saktësinë e tyre dhe kohën e fluturimit për në Moskë në pak minuta.

Putini tani është krenar për Avangard-in, i cili supozohet se do të vendoset në ICBM-të më të rinj të lëvizshëm me bazë tokësore Yars. Por është plotësisht e pakuptueshme pse: një sistem i aftë i mbrojtjes raketore amerikane nuk ekziston në natyrë dhe nuk dihet se kur, në sa dekada, një sistem i tillë mund të shfaqet në të vërtetë, dhe më e rëndësishmja, si do të duket.

Avangard kapërcen forcat e mbrojtjes raketore. Kornizë nga prezantimi i videos. treguar në Manege

Investimi i fondeve të mëdha sot në vendosjen e programeve për të kundërshtuar dhe kapërcyer sistemin aktual amerikan të mbrojtjes raketore, i projektuar ekskluzivisht për kapjen e disa raketave primitive koreane ose iraniane, është një humbje e pakuptimtë.

Sigurisht, gjeneralët rusë shkruajnë raporte shumë të ndryshme për udhëheqjen, si paraardhësit e tyre gjatë ditëve të Reganit, Gorbaçovit dhe SDI-së. Më pas, Shtabi i Përgjithshëm e frikësoi udhëheqjen politike të BRSS me një kërcënim inekzistent dhe vendi shpenzoi burime të mëdha për një "përgjigje asimetrike". Shefat aktualë nuk kanë harruar asgjë dhe nuk kanë mësuar asgjë.

Ndërkohë që Rusia shpenzon forcat dhe burimet e saj për krijimin e "Vangardës", e cila do të nxitojë me shpejtësi të egër nëpër qiell, duke u përpjekur të "shpërthejë" sistemin joekzistent të mbrojtjes raketore amerikane, Shtetet e Bashkuara tashmë kanë zhvilluar dhe mund të vendosen nën kushtet e një gare të re armatimesh, manovrimi i kokave balistike që nuk janë vetëm do të jenë në gjendje të depërtojnë një sistem premtues të mbrojtjes raketore ruse të bazuar në S-500, por edhe të kërkojnë dhe godasin objektiva strategjikë të lëvizshëm si Yars ICBM, e cila u bë e lëvizshme për hir të paprekshmërisë dhe tani mund të rezultojë e pambrojtur (së bashku me Avangard) nën sulmin e raketave balistike dhe të lundrimit amerikane ultra precize dhe ultra inteligjente.

Putin njoftoi gjithashtu një test të suksesshëm raketë lundrimi me "central bërthamor" dhe një rreze fluturimi potencialisht të pakufizuar që mund të arrijë në Shtetet e Bashkuara, të kthehet dhe të fluturojë përsëri jashtë shtetit dhe, duke fluturuar nga një drejtim i panjohur, "mashtrojë" mbrojtjen amerikane. Shumë ekspertë argumentojnë me të drejtë se është e pamundur të vendosësh një reaktor bërthamor në një raketë lundrimi - nuk ka të tilla të vogla, por edhe nëse do të ishte e mundur, ata do të merrnin një tufë me Çernobilë të mundshëm fluturues.

Raketë lundrimi me energji bërthamore. Pamja e ekranit të transmetimit "Rusia 1"

Një raketë lundrimi është një avion reaktiv i vogël, i disponueshëm, i krijuar për t'u përplasur me një objektiv dhe për të shpërthyer. Si mund të testohet atëherë, nëse edhe pa një kokë lufte (kokë lufte), kur goditet, një reaktor bërthamor në bord mund të shkatërrohet dhe më pas do të ndodhë ndotja radioaktive e zonës?

Por, sigurisht, nuk ka asnjë "reaktor" në bord. Një reaksion zinxhir i kontrolluar bërthamor në një reaktor quhet kështu sepse duhet të kontrollohet pa dështuar, por kjo është e pamundur në një raketë lundrimi pa pilot. Padyshim që po flasim për të ashtuquajturën "bateri atomike" ose burim radioizotop, në të cilin energjia çlirohet për shkak të prishjes bërthamore pa një reaksion zinxhir. "Bateritë atomike" janë prodhuar për një kohë shumë të gjatë në SHBA, në Federatën Ruse dhe në vende të tjera. Për shembull, për anijen kozmike. Dhe në BRSS, ato u prodhuan gjithashtu për fenerë autonome në Veriun e Largët.

Por tani, padyshim, ka "bateri atomike" në Rusi që janë një rend i madhësisë më të fuqishme se ato të mëparshme. Me shumë mundësi, ne po flasim për izotopin uranium-232, i cili u prodhua nga toriumi në një reaktor të shpejtë neutron. Duket se i njëjti "central novator bërthamor" është testuar për të krijuar një "makinë pa pilot nënujor ndërkontinental". Putin nuk filloi të shpjegojë se çfarë është, por tha se instalimi "me një vëllim njëqind herë më pak se ai i instalimeve të nëndetëseve moderne bërthamore, ka një O fuqi më të lartë dhe 200 herë më pak kohë për të arritur fuqinë maksimale”.

Është e qartë se kjo nuk është asgjë më shumë se e njëjta "bateri atomike" në të cilën prishja bërthamore është vazhdimisht në maksimum (për të cilën Komandantit të Përgjithshëm Suprem mund të mos i jetë thënë), por në të njëjtën kohë është e mundur të rregullojnë fuqinë e motorit të aparatit, duke devijuar dhe shpërndarë energjinë e prishjes së pjesëve.

Petr Sarukhanov / Novaya Gazeta.

Uranium-232 është konsideruar prej kohësh si kandidati kryesor, nëse jo i vetmi, radioizotop për krijimin e një "baterie atomike" me fuqi të shtuar për dronët nënujorë dhe të tjerë dhe, nga rruga, për pompimin bërthamor të armëve lazer. Duket,

të paktën tre nga gjashtë zhvillimet e fundit të shpallura nga Putin - një raketë lundrimi, një dron nënujor dhe një lazer luftarak me energji celulare - janë në thelb të lidhura me një lloj të ri "baterie atomike".

Në fakt nuk ka asnjë sekret të madh këtu - është e pamundur të klasifikohet tabela periodike. Uraniumi-232, shkrirja dhe kalbja e tij, kuptohet mirë. Uraniumi-232 është relativisht i qëndrueshëm me një gjysmë jete prej 68,9 vjetësh. Intensiteti i lartë i energjisë i zbërthimit të uraniumit-232, ndër të tjera, është për shkak të një kaskade transformimesh të njëpasnjëshme relativisht të shpejta (deri në plumb), në disa prej të cilave formohet rrezatimi gama depërtuese. Si rezultat, uraniumi-232 nuk është vetëm i kushtueshëm për t'u prodhuar, por jashtëzakonisht i rrezikshëm si për personelin që punon me të, ashtu edhe për mjedisin.

Është e paimagjinueshme të përdoret një "central i tillë inovativ bërthamor" për qëllime civile. Në përgjithësi, bërja dhe testimi i një avioni me një bërthamë radioaktive vdekjeprurëse është një çmenduri kriminale, e mundur vetëm kur njerëzit, me tokë, ujë dhe ajër, janë gati të bëjnë gjithçka për hir të konfrontimit me Shtetet e Bashkuara, duke u fshehur nën sekretin më të lartë. . Nga rruga, sipas ligjit rus, është e ndaluar të klasifikohet çdo gjë që lidhet me kërcënimin e ndotjes radioaktive.

Nga pikëpamja ushtarake, një raketë lundrimi radioaktive "e përjetshme" është e pakuptimtë - amerikanët do ta gjurmojnë lehtësisht, edhe sepse do të shkëlqejë shkëlqyeshëm me rrezatim gama: avioni nuk mund të bëhet prej plumbi të derdhur. Kjo pajisje kërcënon vetë Rusinë më shumë se Amerikën, do të kushtojë jashtëzakonisht shtrenjtë për t'u prodhuar, mirëmbajtur dhe përdorur.

Amerikanët, nëse duan, mund të vendosin si përgjigje 10-20 mijë raketa lundrimi të llojeve të ndryshme, jo radioaktive, me precizion të lartë dhe të fshehtë, dhe pastaj çfarë?

Një top lazer me mbushje bërthamore, siç mund të gjykohet, është një Çernobil i lëvizshëm me rrota që lëviz nëpër rajone me popullsi të dendur të vendit dhe nuk kërcënon aspak Amerikën.

Dron bërthamor nënujor nga i njëjti prezantim

Një dron bërthamor nënujor është "një lloj thelbësisht i ri i armës strategjike të pajisur me një armë bërthamore me rendiment të lartë" - ky është, padyshim, një super silur vetëlëvizës "Status-6" i zhvilluar nga SHA CDB MT "Rubin" shkon nën ujë. në një thellësi prej 1 km, me një shpejtësi deri në 95 km / orë në një distancë deri në 10 mijë km. Koka e luftës e produktit është deri në 100 megaton.

Ideja e zhvilluesve dhe klientit është që 10 ose më shumë prej këtyre "silurëve" mund të shpërthejnë nën ujë në brigjet e Paqësorit dhe Atlantikut të Shteteve të Bashkuara, si dhe në Gjirin e Meksikës.

Një shpërthim i fuqisë së madhe duhet të ngrejë një cunami artificial monstruoz, i cili mund të shkatërrojë rajonet më të dendura të populluara dhe më të zhvilluara ekonomikisht të Amerikës me një popullsi prej 150 deri në 200 milion njerëz.

Në zonat me kontaminim të gjerë radioaktiv, njerëzit dhe krijesat e tjera me gjak të ngrohtë nuk do të jenë në gjendje të ekzistojnë për njëqind vjet ose më shumë. Për ta bërë këtë, zhvilluesit mund të shtojnë në njësinë bërthamore prej 100 megatonësh të gjitha llojet e mbeturinave, si kobalti, për të marrë shpërthime "të pista" që garantojnë ndotje maksimale afatgjatë nga rrezatimi.

Për të lëshuar dronë të tillë, tashmë janë përfunduar dy nëndetëse bërthamore për qëllime të veçanta, Belgorod dhe Khabarovsk, të cilat nuk janë më të mira për asgjë. Gjithashtu, për mirëmbajtjen, funksionimin dhe përdorimin e “Status-6”, duhet të ndërtohen anije speciale dhe infrastrukturë tokësore. Vetë super silurët, duke gjykuar nga karakteristikat, duhet të bëhen tërësisht nga aliazh titani. E gjithë kjo do të kushtojë shumë, dhe fakti që një "armë" e tillë është absolutisht e pamoralshme, duket se nuk shqetëson aspak, as drejtuesit e kompleksit ushtarak-industrial rus, as ushtrinë dhe as udhëheqjen politike.

Presidentit iu tha me sa duket, dhe ai përsëriti në Manezh, se super silurët autonome janë praktikisht të paprekshëm, sepse janë më të shpejtë se çdo nëndetëse dhe anije, dhe se nuk ka mjete në të gjithë botën që "mund t'i rezistojnë atyre", të cilat, sigurisht, nuk është e vërtetë. "Status-6" ka qenë prej kohësh i njohur për kundërshtarin e mundshëm, madje përshkruhet në doktrinën e re bërthamore amerikane (NPR-2018), të publikuar disa javë më parë.

Avionët anti-nëndetëse amerikane fluturojnë shumë më shpejt se sa noton një dron bërthamor, dhe ka silurë perëndimor që e kalojnë atë në shpejtësi dhe do të duhen disa ditë për të arritur në Amerikë, madje do të jetë e pamundur të kujtohet nëse ndodh diçka.

Një armë e krijuar ekskluzivisht për shkatërrimin masiv të paqëllimshëm të civilëve, bazuar në fuqinë maksimale të shpërthimit, monstruozisht e shtrenjtë dhe imorale, është një jehonë e viteve pesëdhjetë dhe gjashtëdhjetë. Është e papërshtatshme të mburresh për diçka të tillë dhe ta quash "fantazi".

Uraniumi, elementi 92, është elementi më i rëndë natyror. U përdor në fillim të epokës sonë, fragmente qeramike me lustër të verdhë (që përmban më shumë se 1% oksid uraniumi) u gjetën midis rrënojave të Pompeit dhe Herculaneum.

Uraniumi u zbulua në vitin 1789 në një katranë uraniumi nga kimisti gjerman Marton Heinrich Klaproth, i cili e quajti atë sipas planetit të uraniumit të zbuluar në 1781. Kimisti francez Eugene Peligot e përftoi për herë të parë uraniumin metalik në 1841 duke reduktuar tetrakloridin e uraniumit anhidrik me pota. Në 1896, Antoine-Henri Becquerel zbuloi fenomenin e radioaktivitetit të uraniumit duke ndriçuar aksidentalisht pllakat fotografike me rrezatim jonizues nga një copë kripe uraniumi që ndodhej aty pranë.

Vetite fizike dhe kimike

Uraniumi është një metal shumë i rëndë, me shkëlqim argjendi-bardhë. Në formën e tij të pastër, është pak më i butë se çeliku, i lakueshëm, fleksibël dhe ka veti të lehta paramagnetike. Uraniumi ka tre forma alotropike: alfa (prizmatik, i qëndrueshëm deri në 667,7 ° C), beta (katërkëndësh, i qëndrueshëm nga 667,7 në 774,8 ° C), gama (me një strukturë kubike në qendër të trupit që ekziston nga 774,8 ° C deri në pikën e shkrirjes) , në të cilin uraniumi është më i lakueshëm dhe më i përshtatshëm për përpunim. Faza alfa është një lloj strukture prizmatike shumë e jashtëzakonshme e përbërë nga shtresa të valëzuara atomesh në një grilë prizmatike jashtëzakonisht asimetrike. Kjo strukturë anizotropike e bën të vështirë lidhjen e uraniumit me metale të tjera. Vetëm molibden dhe niobium mund të krijojnë lidhje të fazës së ngurtë me uranium. Vërtetë, metali i uraniumit mund të ndërveprojë me shumë lidhje, duke formuar komponime ndërmetalike.

Karakteristikat themelore fizike të uraniumit:
pika e shkrirjes 1132,2 ° C (+/- 0,8);
pika e vlimit 3818 ° C;
dendësia 18.95 (në fazën alfa);
nxehtësia specifike 6,65 cal / mol / ° C (25 C);
Rezistenca në tërheqje 450 MPa.

Kimikisht, uraniumi është një metal shumë aktiv. Ai shpejt oksidohet në ajër dhe mbulohet me një film oksidi të ylbertë. Pluhuri i imët i uraniumit ndizet spontanisht në ajër, ndizet në një temperaturë prej 150-175 ° C, duke formuar U 3 O 8 ... Në 1000 ° C, uraniumi kombinohet me azotin për të formuar nitrid të verdhë të uraniumit. Uji është i aftë të gërryejë metalin, ngadalë në temperatura të ulëta dhe shpejt në temperatura të larta. Urani tretet në acide klorhidrike, nitrike dhe acide të tjera, duke formuar kripëra tetravalente, por nuk ndërvepron me alkalet. Uraniumi zhvendos hidrogjenin nga acidet inorganike dhe tretësirat e kripës së metaleve si merkuri, argjendi, bakri, kallaji, platini dhe ari. Kur tunden fuqishëm, grimcat metalike të uraniumit fillojnë të shkëlqejnë.
Uraniumi ka katër gjendje oksidimi - III-VI. Komponimet gjashtëvalente përfshijnë uranil trioksid UO 3 dhe klorur uranil uranium UO 2 Cl 2 ... Tetrakloridi i uraniumit UCl 4 dhe dioksidi i uraniumit UO 2 - shembuj të uraniumit katërvalent. Substancat që përmbajnë uranium tetravalent janë zakonisht të paqëndrueshme dhe bëhen gjashtëvalente pas ekspozimit të zgjatur në ajër. Kripërat e uranilit si kloruri i uranilit dekompozohen në prani të dritës së shndritshme ose lëndës organike.

Uraniumi nuk ka izotope të qëndrueshme, por njihen 33 izotope radioaktive të tij. Uraniumi natyror përbëhet nga tre izotope radioaktive: 238 U (99,2739%, T = 4,47⋅10 9 vjeç, α-emiter, paraardhësi i serisë radioaktive (4n + 2)), 235 U (0,7205%, T = 7,04⋅10 9 vjet, themeluesi i serisë radioaktive (4n + 3)) dhe 234 U (0,0056%, T = 2,48⋅10 5 vjet, α-emiter). Izotopi i fundit nuk është primar, por radiogjenik, është pjesë e serisë radioaktive 238 U. Masa atomike e uraniumit natyror është 238,0289 + 0,0001.

Radioaktiviteti i uraniumit natyror është kryesisht për shkak të izotopeve 238 U vs 234 U, në ekuilibër aktivitetet e tyre specifike janë të barabarta. Radioaktiviteti specifik i uraniumit natyror është 0.67 mikrokuri / g, ai ndahet pothuajse në gjysmë midis 234 U dhe 238 U; 235 U jep një kontribut të vogël (aktiviteti specifik i izotopit 235 U në uraniumin natyror është 21 herë më pak aktiv 238 U). Uraniumi natyror është mjaftueshëm radioaktiv për të ndezur një pllakë fotografike në rreth një orë. Seksion kryq i kapjes së neutronit termik 233 U 4.6 10 -27 m2, 235 U 9.8 10 -27 m2, 238 U 2.7 10 -28 m2; seksioni i ndarjes 233 U 5,27 10 -26 m2, 235 U 5,84 10 -26 m2, përzierje natyrale izotopësh 4.2 10-28 m2.

Izotopet e uraniumit janë zakonisht emetues alfa. Energjia mesatare e rrezatimit α 230 U, 231 U, 232 U, 233 U, 234 U, 235 U, 236 U, 238 U është e barabartë me 5.97, përkatësisht; 3.05⋅10 -4 ; 5.414; 4,909; 4,859; 4.679; 4,572; 4.270 MeV. Në të njëjtën kohë, izotopet si p.sh 233 U, 238 U dhe 239 U, përveç alfa, i nënshtrohet një lloj tjetër prishjeje - ndarje spontane, megjithëse probabiliteti i ndarjes është shumë më i ulët se probabiliteti i kalbjes alfa.

Nga pikëpamja e zbatimeve praktike është e rëndësishme që izotopet natyrore 233 U vs 235 U zbërthehet nga neutronet termike dhe të shpejta ( 235 U është i aftë për ndarje spontane), dhe bërthamat 238 U janë të afta për ndarje vetëm kur kapin neutrone me një energji prej më shumë se 1 MeV. Kur kapni neutrone me një energji bërthamore më të ulët 238 U shndërroni së pari në bërthama 239 U, të cilat më pas i nënshtrohen β-kalbjes dhe kalojnë së pari në 239 Np, pastaj 239 Pu, vetitë bërthamore të të cilit janë afër 235 U. Prerje tërthore efektive për kapjen termike të neutroneve të bërthamave 234 U, 235 U dhe 238 U janë të barabarta me 98⋅10 -28, 683⋅10 -28 dhe 2.7⋅10 -28 m2 përkatësisht. Ndarja e plotë 235 U çon në çlirimin e "ekuivalentit të energjisë termike" 2⋅10 7 kWh / kg.

Izotopet teknologjike të uraniumit

Reaktorët modernë bërthamorë prodhojnë 11 izotope radioaktive artificiale me numër masiv nga 227 në 240, prej të cilëve më jetëgjatësia është 233 U (T = 1,62 10 5 vjet); fitohet nga rrezatimi neutron i toriumit. Izotopet e uraniumit me një numër masiv më të madh se 240 nuk kanë kohë të formohen në reaktorë. Jetëgjatësia e uraniumit-240 është shumë e shkurtër dhe ai prishet para se të kap një neutron. Megjithatë, në flukset super të fuqishme të neutroneve të një shpërthimi termonuklear, bërthama e uraniumit arrin të kapë deri në 19 neutrone në një të miliontën e sekondës. Në këtë rast lindin izotopet e uraniumit me numra masiv nga 239 në 257. Ata mësuan për ekzistencën e tyre nga shfaqja në produktet e një shpërthimi termonuklear të elementeve të largëta të transuraniumit - pasardhës të izotopeve të rënda të uraniumit. Vetë "themeluesit e gjinisë" janë shumë të paqëndrueshëm për t'u prishur β dhe kalojnë në elementë më të lartë shumë kohë përpara nxjerrjes së produkteve të reaksioneve bërthamore nga shkëmbi i përzier nga shpërthimi.

Izotopet përdoren si lëndë djegëse bërthamore në reaktorët termikë 235 U vs 233 U, dhe në reaktorët e shpejtë 238 U, d.m.th. izotope të aftë për të mbështetur një reaksion zinxhir të ndarjes.

U-232

232 U - nuklidi teknogjen, nuk shfaqet në natyrë, α-emitter, T = 68,9 vjet, izotopet mëmë 236 Pu (α), 232 Np (β +) dhe 232 Pa (β-), nuklide bijë 228 Th. I aftë për ndarje spontane. 232 U ka një shkallë të ndarjes spontane prej 0,47 ndarje / s⋅kg. Në industrinë bërthamore 232 U prodhohet si nënprodukt në sintezën e nuklidit 233U të zbërthyer (të shkallës së armëve) në ciklin e karburantit të toriumit. Kur rrezatohet 232 Reagimi kryesor ndodh:

232 Th + n → 233 Th → (22,2 min, β - zbërthimi) → 233 Pa → (27.0 ditë, β - kalbje) → 233 U

dhe një reagim anësor me dy hapa:

232 Th + n → 231 Th + 2n, 231 Th → (25,5 h, β) → 231 Pa + n → 232 Pa → (1,31 ditë, β) → 232 U.

Orari i veprimit 232 U gjatë një reaksioni me dy faza varet nga prania e neutroneve të shpejta (neutronet me energji të paktën 6 MeV nevojiten), sepse seksioni kryq i reaksionit të parë është i vogël për shpejtësitë termike. Një numër i vogël i neutroneve të ndarjes kanë energji mbi 6 MeV, dhe nëse zona e riprodhimit të toriumit ndodhet në një pjesë të tillë të reaktorit ku rrezatohet me neutrone mesatarisht të shpejta (~ 500 keV), atëherë ky reagim praktikisht mund të përjashtohet. Nëse substanca origjinale përmban 230 Më pas arsimimi 232 U plotësohet nga reagimi: 230 Th + n → 231 Th dhe më tej si më sipër. Ky reagim është i shkëlqyer me neutronet termike. Prandaj, shtypja e arsimit 232 U (dhe kjo është e nevojshme për arsyet e treguara më poshtë) kërkon një ngarkesë toriumi me një përqendrim minimal 230 Th.

Izotopi i krijuar në një reaktor të energjisë 232 U paraqet një problem për SSHP pasi ajo zbërthehet në 212 Bi dhe 208 Te, të cilat lëshojnë γ-kuanta me energji të lartë. Prandaj, përgatitjet që përmbajnë një sasi të madhe të këtij izotopi duhet të përpunohen në një dhomë të nxehtë. Disponueshmëria 232 U në uraniumin e rrezatuar është gjithashtu i rrezikshëm nga pikëpamja e trajtimit të armëve bërthamore.

Akumulimi 232 U është i pashmangshëm në prodhim 233 U në ciklin energjetik të toriumit, gjë që pengon futjen e tij në sektorin e energjisë. Në mënyrë të pazakontë, izotopi i barabartë 232 U ka një seksion kryq të ndarjes së lartë nën veprimin e neutroneve (për neutronet termike 75 hambar, integrali i rezonancës 380), si dhe një seksion kryq me kapje të lartë neutron - 73 hambar (integrali i rezonancës 280).

Ka edhe një përfitim nga 232 U: Shpesh përdoret në metodën gjurmuese në kërkimet kimike dhe fizike.

U-233

233 U u zbulua nga Seaborg, Hoffmann dhe Stoughton. Uranium-233 - α-emiter, T = 1,585⋅105 vjet, nukleide mëmë 237 Pu (α) 233 Np (β +) 233 Pa (β-), nuklide bijë 229 Th. Uraniumi-233 merret në reaktorët bërthamorë nga toriumi: 232Th kap një neutron dhe shndërrohet në 233 Ajo që zbërthehet në 233 Ra dhe më pas 233 U. 233 bërthama U (një izotop i rastësishëm) është i aftë si për ndarje spontane ashtu edhe për ndarje nën veprimin e neutroneve të çdo energjie, gjë që e bën atë të përshtatshëm për prodhimin e armëve atomike dhe karburantit të reaktorit (është i mundur shumimi i zgjeruar i karburantit bërthamor). Uranium-233 është gjithashtu karburanti më premtues për motorët e raketave bërthamore me fazë gazi. Seksioni kryq efektiv për ndarjen nga neutronet e shpejta prej 533 hambari, gjysma e jetës prej 1,585,000 vjet, nuk ndodh në natyrë. Masë kritike 233 U është tre herë më pak se masa kritike 235 U (rreth 16 kg). 233 U ka një intensitet të ndarjes spontane të barabartë me 720 ndarje / s⋅kg. 235U mund të merret nga 232Th nga rrezatimi neutron:

232 Th + n → 233 Th → (22,2 min, β - zbërthimi) → 233 Pa → (27.0 ditë, β - kalbje) → 233U

Kur thith një neutron, bërthama 233 U zakonisht ndan, por herë pas here kap një neutron, duke kaluar në 234 U, edhe pse proporcioni i proceseve jo të zbërthimit është më i vogël se në lëndët djegëse të tjera të zbërthyeshme ( 235 U, 239 Pu, 241 Pu), mbetet i vogël në të gjitha energjitë e neutroneve. Vini re se ekziston një projekt për një reaktor të kripës së shkrirë në të cilin protaktiniumi është i izoluar fizikisht përpara se të absorbojë një neutron. edhe pse 233 U, pasi ka përthithur një neutron, zakonisht ndahet; megjithatë, ndonjëherë mban një neutron, duke kaluar në 234 U (ky proces është shumë më pak i mundshëm se ndarja).

Orari i veprimit 233 U nga lëndët e para për industrinë e toriumit është një strategji afatgjatë për zhvillimin e industrisë bërthamore indiane, e cila ka rezerva të konsiderueshme të toriumit. Mbarështimi mund të bëhet ose në reaktorë të shpejtë ose në reaktorë termikë. Jashtë Indisë, ka pak interes për ciklin e karburantit të toriumit, megjithëse rezervat e toriumit në botë janë tre herë më të mëdha se ato të uraniumit. 233 U në një akuzë me armë. Edhe pse tani kjo bëhet rrallë. Në vitin 1955, SHBA testoi cilësinë e armëve 233 U duke shpërthyer një bombë të bazuar në të në Operacionin Teapot. Nga pikëpamja e armëve 233 U, e krahasueshme me 239 Pu: radioaktiviteti i tij është 1/7 (T = 159200 vjet kundrejt 24100 vjet për plutonium), masa e tij kritike është 60% më e lartë (16 kg kundrejt 10 kg) dhe shkalla e ndarjes spontane është 20 herë më e lartë (6⋅10-9 kundrejt 3⋅10 -10 ). Megjithatë, meqenëse radioaktiviteti i tij specifik është më i ulët, densiteti i neutronit 233 U është tre herë më i lartë se ai i 239 Pu. Krijimi i një ngarkese bërthamore bazuar në 233 U kërkon më shumë përpjekje sesa plutoniumi, por përpjekja teknologjike është pothuajse e njëjtë.

Dallimi kryesor është prania në 233 U papastërti 232 U që e bën të vështirë punën me të 233 U dhe e bën të lehtë gjetjen e armës së përfunduar.

Përmbajtja e 232 U në armaturën 233 U nuk duhet të kalojë 5 ppm (0.0005%). Në ciklin komercial të karburantit bërthamor, prania e 232 U nuk përfaqëson një disavantazh të madh, madje edhe të dëshirueshëm, pasi zvogëlon potencialin për përhapjen e uraniumit për qëllime armësh. Për të kursyer karburantin, pas riciklimit dhe ripërdorimit, niveli 232 U arrin 0,1-0,2%. Në sistemet e projektuara posaçërisht, ky izotop grumbullohet në përqendrime prej 0,5-1%.

Brenda dy viteve të para pas prodhimit 233 U që përmban 232 U, 228 Th mbahet në një nivel konstant, duke qenë në ekuilibër me zbërthimin e vet. Gjatë kësaj periudhe, vlera e sfondit të rrezatimit γ është vendosur dhe stabilizuar. Prandaj, për vitet e para, prodhimi në masë 233 U lëshon rrezatim γ domethënës. Sferë dhjetë kilogramësh 233 Klasa e armës U (5 ppm 232U) prodhon një sfond prej 11 milirrems / orë në një distancë prej 1 m 1 muaj pas prodhimit, 110

millirem / orë pas një viti, 200 millirem / orë pas 2 vjetësh. Kufiri vjetor i dozës prej 5 rem tejkalohet pas 25 orësh të trajtimit të këtij materiali. Edhe të freskëta 233 U (1 muaj nga data e prodhimit) kufizon kohën e montimit në dhjetë orë në javë. Në një armë të montuar plotësisht, niveli i rrezatimit zvogëlohet nga thithja e ngarkesës nga trupi. Në pajisjet moderne me peshë të lehtë, reduktimi nuk kalon 10 herë, duke krijuar probleme sigurie. Në ngarkesat më të rënda, thithja është më e fortë - me një faktor prej 100 - 1000. Reflektori i beriliumit rrit nivelin e sfondit të neutronit: 9Be + γ-kuantike → 8Be + n. rrezet gama 232 U formon një nënshkrim karakteristik, ato mund të zbulohen dhe gjurmohen për lëvizjet dhe praninë e një ngarkese atomike. Cikli i toriumit i denatyruar posaçërisht 233 U (0,5 - 1,0% 232 U), krijon një rrezik edhe më të madh. Një sferë 10 kilogramësh e bërë nga një material i tillë, në një distancë prej 1 m pas 1 muaji, krijon një sfond prej 11 rem/h, 110 rem/h pas një viti dhe 200 rem/h pas 2 vitesh. Kontakti me një bombë të tillë atomike, edhe me një reduktim të rrezatimit 1000 herë, është i kufizuar në 25 orë në vit. Prania e një pjese të dukshme 232 U në materialin e zbërthyeshëm e bën atë jashtëzakonisht të papërshtatshëm për përdorim ushtarak.

Izotopet natyrore të uraniumit

U-234

Uraniumi-234 (urani II) është pjesë e uraniumit natyror (0,0055%), T = 2,445⋅10 5 vjet, α-emiter, radionuklidet e nënës: 238 Pu (α), 234 Pa (β-), 234 Np (β +), izotopi i bijës në 230 Th. Përmbajtja 234 U në mineral është shumë i ulët për shkak të gjysmëjetës së tij relativisht të shkurtër. 234 U formohet nga reaksionet:

238 U → (4,51 miliardë vjet, kalbja alfa) → 234 Th

234 Th → (24.1 ditë, zbërthimi beta) → 234 Pa

234 Pa → (6,75 orë, zbërthimi beta) → 234 U

Zakonisht 234 U është në ekuilibër me 238 U, duke u prishur dhe duke u formuar me të njëjtin ritëm. Megjithatë, atomet në kalbje 238 U ekziston për disa kohë në formën e toriumit dhe protaktiniumit, prandaj mund të ndahet kimikisht ose fizikisht nga xeherori (i shpëlarë nga ujërat nëntokësore). Për aq sa 234 U ka një gjysmë jetë relativisht të shkurtër, i gjithë ky izotop gjendet në mineralin e formuar në milionat e fundit. Rreth gjysma e radioaktivitetit të uraniumit natyror është kontribut 234 U.

Përqendrimi 234 U në uranium shumë të pasuruar është mjaft i lartë për shkak të pasurimit preferencial në izotopet e lehta. Për aq sa 234 U është një emetues γ i fortë dhe ka kufizime në përqendrimin e tij në uraniumin e destinuar për përpunimin e karburantit. Në thelb, një nivel i rritur 234 U është i pranueshëm në reaktorët modernë, por karburanti i shpenzuar i ripërpunuar tashmë përmban nivele të papranueshme të këtij izotopi.

Prerje tërthore të përthithjes 234 U neutronet termike 100 hambar, dhe për integralin e rezonancës mesatarisht mbi neutronet e ndryshme të ndërmjetme 700 hambar. Prandaj, në reaktorët në

neutronet termike, ai shndërrohet në të zbërthyeshëm 235 U me një ritëm më të shpejtë se shumë më tepër 238 U (me një seksion kryq prej 2.7 hambar) i konvertuar në 239 Pu. Si rezultat, karburanti bërthamor i shpenzuar përmban më pak 234 U se më i freskët.

U-235

Uranium-235 (actinuranium) është një izotop i aftë për të prodhuar një reaksion zinxhir të ndarjes që zhvillohet me shpejtësi. U hap nga Dempster (Arthur Jeffrey Dempster) në 1935.

Ky është izotopi i parë mbi të cilin u zbulua reaksioni i ndarjes së detyruar bërthamore nën veprimin e neutroneve. Thithja e një neutroni 235 U shkon në 236 U, i cili ndahet në dysh, duke lëshuar energji dhe duke emetuar disa neutrone. I zbërthyeshëm nga neutronet e çdo energjie, i aftë për ndarje spontane, izotop 235 U është pjesë e uraniumit natyror (0,72%), α-emiter (energji 4,679 MeV), T = 7,038⋅10 8 vjet, nuklidet e nënës 235 Pa, 235 Np dhe 239 Pu, vajza - 231 Th. Intensiteti i ndarjes spontane 235 U 0,16 divizione / s⋅kg. Kur ndahet një bërthamë 235 U lirohet energji 200 MeV = 3.2⋅10 -11 J, d.m.th. 18 TJ / mol = 77 TJ / kg. Megjithatë, 5% e kësaj energjie bartet nga neutrone praktikisht të pazbulueshme. Seksioni kryq bërthamor për neutronet termike është rreth 1000 hambar, dhe për neutronet e shpejtë është rreth 1 hambar.

Pesha neto 60 kg 235 U prodhon vetëm 9,6 fps, duke e bërë mjaft të lehtë prodhimin e një bombe atomike të gjuajtur me top. 238 U krijon 35 herë më shumë neutrone për kilogram, kështu që edhe një përqindje e vogël e këtij izotopi e ngre këtë shifër disa herë. 234 U krijon 22 herë më shumë neutrone dhe ka një të ngjashëm 238 U veprim i padëshiruar. Veprimtari specifike 235 U është vetëm 2,1 mikrokuri / g; ndotja e tij është 0.8% 234 E ngrini atë në 51 mikrokuri / g. Masa kritike e uraniumit të shkallës së armëve. (93.5% 235 U) në tretësira ujore është më pak se 1 kg, për një top të hapur - rreth 50 kg, për një top me reflektor - 15 - 23 kg.

Në uraniumin natyror, vetëm një izotop, relativisht i rrallë, është i përshtatshëm për të bërë bërthamën e një bombe atomike ose për të mbajtur një reagim në një reaktor të energjisë. Shkalla e pasurimit nga 235 U në karburantin bërthamor për termocentralet bërthamore varion nga 2-4,5%, për përdorim të armëve - të paktën 80%, dhe më mirë 90%. NË SHBA 235 Klasa e armëve U është pasuruar deri në 93,5% (industria është në gjendje të prodhojë 97,65%). Një uranium i tillë përdoret në reaktorët për Marinën.

Komentoni... Uranium me përmbajtje 235 Më shumë se 85% quhet uranium i shkallës së armëve, me një përmbajtje prej më shumë se 20% dhe më pak se 85% - uranium i përdorshëm për armë, pasi mund të përdoret për të bërë një "bombë të keqe" (bombë joefektive). Por ju mund të bëni një bombë "të mirë" prej saj, nëse përdorni implosion, reflektorë neutron dhe disa truke shtesë. Për fat të mirë, vetëm 2-3 vende në botë deri më tani mund të zbatojnë truke të tilla në praktikë. Tani, bombat e uraniumit, me sa duket, nuk po prodhohen askund (plutoniumi ka zëvendësuar uraniumin nga armët bërthamore), por perspektivat për uranium-235 mbeten për shkak të thjeshtësisë së skemës së topave të bombave të uraniumit dhe mundësisë së prodhimit të zgjeruar të bombave të tilla kur nevoja lind papritur.

Duke qenë më e lehtë, 234 U pasurohet proporcionalisht edhe më shumë se 235 U në të gjitha proceset e ndarjes së izotopeve natyrore të uraniumit, në bazë të dallimit në masa, që paraqet një problem të caktuar në prodhimin e ngarkesave të bombave atomike. Shumë i pasuruar 235 U zakonisht përmban 1.5-2.0% 234 U.

Divizioni 235 U përdoret në armët bërthamore, për prodhimin e energjisë dhe për sintezën e aktinideve të rëndësishme. Uraniumi natyral përdoret në reaktorët bërthamorë për të prodhuar neutrone. Reaksioni zinxhir mbështetet nga neutronet e tepërta të prodhuara nga ndarja 235 U, në të njëjtën kohë neutronet e tepërta të padeklaruara nga reaksioni zinxhir kapen nga një tjetër izotop natyror, 238 U, e cila çon në prodhimin e plutoniumit, gjithashtu i aftë për ndarje nga neutronet.

U-236

Ndodh në natyrë në sasi të papastërtive, α-emiter, T = 2,3415⋅10 7 vjet, ndahet në 232 Th. Formuar nga bombardimi neutron 235 U, pastaj ndahet në një izotop bariumi dhe një izotop kripton me lëshimin e dy neutroneve, rrezet gama dhe çlirimin e energjisë.

Në sasi të vogla, përfshihet në përbërjen e karburantit të freskët; grumbullohet gjatë rrezatimit të uraniumit me neutrone në reaktor, dhe për këtë arsye përdoret si një "pajisje sinjalizuese" e karburantit bërthamor të uraniumit të harxhuar. 236 U formohet si një nënprodukt i ndarjes së izotopeve nga difuzioni i gazit kur karburanti bërthamor i përdorur rigjenerohet. Ky izotop ka njëfarë domethënieje si një material objektiv në reaktorët bërthamorë. Kur uraniumi i ricikluar (i përpunuar) përdoret në një reaktor bërthamor, lind një ndryshim i rëndësishëm në krahasim me përdorimin e uraniumit natyror. Uraniumi i ndarë nga karburanti bërthamor i shpenzuar përmban një izotop 236 U (0.5%), e cila, kur përdoret në karburant të freskët, stimulon prodhimin e izotopit 238 Pu. Kjo çon në një përkeqësim të cilësisë së plutoniumit tregtar, por mund të jetë një faktor pozitiv në kontekstin e problemit të mospërhapjes bërthamore.

Formuar në një reaktor të energjisë 236 U është një helm neutron, prania e tij në karburantin bërthamor duhet të kompensohet me një nivel më të lartë pasurimi 235 U.

U-238

Uranium-238 (uranium I) - i zbërthyeshëm nga neutronet me energji të lartë (më shumë se 1 MeV), i aftë për ndarje spontane, formon bazën e uraniumit natyror (99,27%), α-emitter, T = 4,468⋅10 9 vjet, zbërthehet drejtpërdrejt në 234 Th, formon një numër radionuklidesh të lidhura gjenetikisht, dhe pas 18 produkteve shndërrohet në 206 Pb. Shkalla konstante e zbërthimit të serisë bën të mundur përdorimin e raportit të përqendrimeve të nuklidit prind ndaj vajzës në datimin radiometrik. Gjysma e jetës së uraniumit-238 për ndarje spontane nuk është përcaktuar saktësisht, por është shumë e gjatë - rreth 10 16 vjet, kështu që probabiliteti i ndarjes në lidhje me procesin kryesor - emetimin e një grimce alfa - është vetëm 10 -7 ... Një kilogram uranium jep vetëm 10 ndarje spontane në sekondë, dhe gjatë të njëjtës kohë, grimcat alfa lëshojnë 20 milionë bërthama. Nuklidet e nënës: 242 Pu (α), 238 Pa (β-) 234 Th, vajza 234 Th.

Edhe pse uraniumi-238 nuk mund të përdoret si material primar i zbërthyeshëm, për shkak të energjisë së lartë të neutronit që kërkohet për ndarjen e tij, ai zë një vend të rëndësishëm në industrinë bërthamore. Duke pasur një densitet të lartë dhe peshë atomike, 238 U është i përshtatshëm për të bërë predha ngarkimi / reflektor prej tij në bomba atomike dhe hidrogjenore. Fakti që ndahet me neutrone të shpejta rrit prodhimin e energjisë së ngarkesës: indirekt, me shumëzimin e neutroneve të reflektuara ose drejtpërdrejt gjatë ndarjes së bërthamave të guaskës së ngarkesës nga neutronet e shpejtë (gjatë shkrirjes). Përafërsisht 40% e neutroneve të prodhuara gjatë ndarjes dhe të gjitha neutronet e shkrirjes janë të mjaftueshme për ndarje 238 U energjive. 238 U ka një intensitet të ndarjes spontane 35 herë më të lartë se 235 U, 5,51 divizione / s⋅kg. Kjo e bën të pamundur përdorimin e tij si një predhë ngarkese/reflektore në bombat e topave, sepse një masë e përshtatshme (200-300 kg) do të krijojë një sfond shumë të lartë neutron. I pastër 238 U ka një radioaktivitet specifik prej 0,333 mikrokuri / g. Një fushë e rëndësishme e aplikimit të këtij izotopi të uraniumit është prodhimi i 239 Pu. Plutoniumi formohet nga disa reaksione që fillojnë pasi kapet nga një atom 238 U neutron. Çdo lëndë djegëse e reaktorit që përmban uranium natyral ose pjesërisht të pasuruar në izotopin e 235-të përmban një pjesë të caktuar të plutoniumit pas përfundimit të ciklit të karburantit.

Uraniumi i varfëruar

Pas nxjerrjes 235 U nga uraniumi natyror, materiali i mbetur quhet "uraniumi i varfëruar" sepse është i varfëruar në izotope 235 U dhe 234 U. Përmbajtje e reduktuar 234 U (rreth 0.001%) zvogëlon radioaktivitetin me pothuajse gjysmën në krahasim me uraniumin natyror, ndërsa një ulje në përmbajtjen 235 U praktikisht nuk ka asnjë efekt në radioaktivitetin e uraniumit të varfëruar.

Pothuajse i gjithë uraniumi i varfëruar në botë ruhet si heksafluorid. SHBA ka 560,000 ton heksafluorid uranium të varfëruar (UF6) në tre impiante pasurimi me difuzion të gaztë, në Rusi - qindra mijëra tonë. Uraniumi i varfëruar është gjysma më radioaktiv se uraniumi natyror, kryesisht për shkak të largimit prej tij 234 U. Për faktin se përdorimi kryesor i uraniumit është prodhimi i energjisë, në reaktorët bërthamorë me neutrone termike, uraniumi i varfëruar është një produkt i padobishëm me vlerë të ulët ekonomike.

Nga pikëpamja e sigurisë, është praktikë e zakonshme që të konvertohet heksafluoridi i uraniumit të varfëruar në gaz në oksid uraniumi, i cili është i ngurtë. Oksidi i uraniumit ose duhet të groposet si një lloj mbetjesh radioaktive, ose mund të përdoret në reaktorë të shpejtë për të prodhuar plutonium.

Vendimi se si të asgjësohet oksidi i uraniumit varet nga mënyra se si një vend i caktuar e sheh uraniumin e varfëruar: si mbetje radioaktive që do të groposet, ose si material i përshtatshëm për përdorim të mëtejshëm. Për shembull, në Shtetet e Bashkuara, uraniumi i varfëruar konsiderohej deri vonë si lëndë e parë për përdorim të mëtejshëm. Por që nga viti 2005, ky këndvështrim filloi të ndryshojë, dhe tani në Shtetet e Bashkuara, është e mundur të asgjësohet oksidi i uraniumit të varfëruar. Në Francë, uraniumi i varfëruar nuk konsiderohet si mbetje radioaktive, por synohet të ruhet në formën e oksidit të uraniumit. Në Rusi, udhëheqja e Agjencisë Federale të Energjisë Atomike i konsideron mbetjet heksafluoridi të uraniumit si një material të vlefshëm që nuk mund të groposet. Ka nisur puna për krijimin e një njësie industriale për shndërrimin e mbetjeve të heksafluoridit të uraniumit në oksid uraniumi. Oksidet e uraniumit që rezultojnë supozohet të ruhen për një kohë të gjatë për përdorim të mëtejshëm në reaktorët e shpejtë të neutronit ose ripasurimin e tyre. 235 U e ndjekur nga djegia në reaktorët termikë.

Gjetja e mënyrave për të përdorur uraniumin e varfëruar është një problem i madh për impiantet e pasurimit. Në thelb, përdorimi i tij shoqërohet me densitetin e lartë të uraniumit dhe koston e tij relativisht të ulët. Ka dy përdorime kryesore për uraniumin e varfëruar: si mbrojtje ndaj rrezatimit dhe si masë çakëll në aplikimet e hapësirës ajrore, siç janë sipërfaqet e drejtimit të avionëve. Çdo Boeing 747 përmban 1500 kg uranium të varfëruar për këtë qëllim. Uraniumi i varfëruar përdoret kryesisht në shpimin e naftës në formën e shufrave me goditje (shpimi me tela), pesha e tij zhyt mjetin në puse të mbushura me lëng shpimi. Ky material përdoret në rrotullues xhiro me shpejtësi të lartë, volant të mëdhenj, si çakëll në automjetet me zbritje në hapësirë ​​dhe jahte garash.

Por përdorimi më i famshëm i uraniumit është si bërthama për predha depërtuese të blindave. Me një aliazh të caktuar me metale të tjera dhe trajtim termik (lidhje me 2% Mo ose 0,75% Ti, shuarje e shpejtë e një metali të ngrohur në 850 ° në ujë ose vaj, plakje e mëtejshme në 450 ° për 5 orë), metali i uraniumi bëhet më i fortë dhe më i fortë se çeliku (forca deri në këputje> 1600 MPa). E kombinuar me densitetin e tij të lartë, kjo e bën uraniumin e ngurtësuar jashtëzakonisht efektiv në depërtimin e armaturës, i ngjashëm në efikasitet me tungstenin monokristaline dukshëm më të shtrenjtë. Procesi i shkatërrimit të armaturës shoqërohet me shtypjen e pjesës kryesore të uraniumit në pluhur, depërtimin e pluhurit në objektin e mbrojtur dhe ndezjen e tij atje. 300 ton uranium të varfëruar u lanë në fushën e betejës gjatë Stuhisë së Shkretëtirës (kryesisht mbetjet e topit 30 mm GAU-8 të avionit sulmues A-10, secila predhë përmban 272 g aliazh uraniumi). Uraniumi i varfëruar përdoret në armaturën e tankeve, për shembull, tanku M-1 Abrams (SHBA). -4 % në masë (2-4 ppm në varësi të rajonit), në shkëmbinjtë magmatikë acidikë 3,5 10 -4 %, në argjila dhe rreshpe 3,2 10 -4 %, në shkëmbinjtë bazë 5 10 -5 %, në shkëmbinjtë ultrabazikë të mantelit 3 10 -7 %. Sasia e uraniumit në një shtresë të litosferës 20 km të trashë vlerësohet në 1.3⋅10 14 t. Është pjesë e të gjithë shkëmbinjve që përbëjnë koren e tokës dhe është gjithashtu i pranishëm në ujërat natyrore dhe organizmat e gjallë. Nuk formon depozita të fuqishme. Pjesa më e madhe e uraniumit përmbahet në shkëmbinj acidikë me një përmbajtje të lartë silikoni. Përqendrimi më i ulët i uraniumit ndodh në shkëmbinjtë ultrabazikë, dhe më i larti në shkëmbinjtë sedimentarë (fosforitet dhe rreshpe karbonike). Oqeanet përmbajnë 10 10 ton uranium. Përqendrimi i uraniumit në tokë varion në intervalin 0,7 - 11 ppm (15 ppm në tokat bujqësore të plehëruara me plehra fosfori), në ujin e detit 0,003 ppm.

Uraniumi i lirë nuk gjendet në tokë. Janë të njohura 100 minerale të uraniumit me një përmbajtje U prej më shumë se 1%. Në rreth një të tretën e këtyre mineraleve, uraniumi është katërvalent, në pjesën tjetër është gjashtëvalent. 15 prej këtyre mineraleve të uraniumit janë okside ose hidroksile të thjeshta, 20 janë titanate dhe niobate komplekse, 14 janë silikate, 17 janë fosfate, 10 janë karbonate, 6 janë sulfate, 8 janë vanadate dhe 8 janë arsenate. Forma të pacaktuara të komponimeve të uraniumit gjenden në disa argjilë karbonatike me origjinë detare, linjit dhe qymyr, si dhe në filmat ndërgranularë në shkëmbinjtë magmatikë. 15 minerale të uraniumit janë me rëndësi industriale.

Mineralet kryesore të uraniumit në depozitat e mëdha të xehes përfaqësohen nga oksidet (katran uraniumi, uraniniti, kofiniti), vanadatet (karnotiti dhe tyuyamuniti) dhe titanatet komplekse (braneriti dhe daviditi). Titanatet janë gjithashtu të një rëndësie industriale, për shembull, branneriti UTi 2 O 6 , silikate - kofinit U 1-x (OH) 4x , tantaloniobatet dhe uranil fosfatet dhe arsenatet e hidrogjenizuara janë mikat e uraniumit. Uraniumi nuk gjendet natyrshëm si një element vendas. Për shkak të faktit se uraniumi mund të jetë në disa faza të oksidimit, ai ndodh në një mjedis gjeologjik shumë të larmishëm.

Përdorimi i uraniumit

Në vendet e zhvilluara, prodhimi i uraniumit synon kryesisht gjenerimin e nukleideve të zbërthyeshme ( 235 U dhe 233 U, 239 Pu) - karburanti i reaktorëve industrialë të destinuar për prodhimin e nukleideve të kategorisë së armëve dhe përbërësve të armëve bërthamore (bomba atomike dhe predha për qëllime strategjike dhe taktike, bomba neutron, ndezës të bombave me hidrogjen, etj.). Në një bombë atomike, përqendrimi 235 U kalon 75%. Në pjesën tjetër të botës, metali i uraniumit ose komponimet e tij përdoren si lëndë djegëse bërthamore në reaktorët bërthamorë të energjisë dhe kërkimit. Një përzierje natyrale ose e pasuruar pak e izotopeve të uraniumit përdoret në reaktorët e palëvizshëm të termocentraleve bërthamore, një produkt shumë i pasuruar përdoret në termocentralet bërthamore (burime të energjisë termike, elektrike dhe mekanike, rrezatimit ose dritës) ose në reaktorët me neutron të shpejtë. . Në reaktorë, metali i uraniumit, i dopuar dhe i palidhur, përdoret shpesh. Sidoqoftë, në disa lloje reaktorësh, karburantet përdoren në formën e komponimeve të ngurta (për shembull, UO 2 ), si dhe komponimet ujore të uraniumit ose një lidhje të lëngshme të uraniumit me një metal tjetër.

Përdorimi kryesor i uraniumit është në prodhimin e karburantit bërthamor për termocentralet bërthamore. Një reaktor uji nën presion me një kapacitet të instaluar prej 1400 MW kërkon 225 ton uranium natyror në vit për të prodhuar 50 qeliza të reja karburanti, të cilat shkëmbehen me numrin përkatës të elementeve të karburantit të përdorur. Ngarkimi i këtij reaktori kërkon rreth 130 ton SWU (njësi pune ndarëse) dhe një nivel kostoje prej 40 milionë dollarë në vit. Përqendrimi i uraniumit-235 në karburantin për një reaktor bërthamor është 2-5%.

Si më parë, mineralet e uraniumit janë me interes të caktuar nga pikëpamja e nxjerrjes së radiumit prej tyre (përmbajtja e të cilit është rreth 1 g në 3 ton xehe) dhe disa radionuklide të tjera natyrore. Komponimet e uraniumit përdoren në industrinë e qelqit për të lyer syzet me ngjyrë të kuqe ose jeshile, ose për t'u dhënë atyre një nuancë të bukur jeshile-verdhë. Ato përdoren gjithashtu në prodhimin e gotave fluoreshente: një shtesë e vogël e uraniumit i jep xhamit një fluoreshencë të bukur të verdhë-jeshile.

Deri në vitet 1980, uraniumi natyral përdorej gjerësisht nga dentistët për ta përfshirë atë në qeramikë për të arritur një ngjyrë natyrale dhe për të prodhuar fluoreshencën origjinale të protezave dhe kurorave. (Nofulla e uraniumit ndriçon buzëqeshjen tuaj!) Një patentë origjinale e vitit 1942 rekomandon një përmbajtje 0,1% uranium. Më pas, uraniumi natyror u zëvendësua me uranium të varfëruar. Kjo dha dy përparësi - më të lira dhe më pak radioaktive. Uraniumi është përdorur gjithashtu në filamente të llambave, dhe në industrinë e lëkurës dhe përpunimit të drurit në ngjyra. Kripërat e uraniumit përdoren në solucione mordante dhe ngjyrosëse për leshin dhe lëkurën. Uranil acetati dhe uranil formati përdoren si agjentë dekorues përthithës të elektroneve në mikroskopinë elektronike të transmisionit, për rritjen e kontrastit të seksioneve të holla të objekteve biologjike, si dhe për ngjyrosjen e viruseve, qelizave dhe makromolekulave.

Uranate të tipit Na 2 U 2 O 7 ("Uranil i verdhë") kanë gjetur aplikim si pigmente për glazurat qeramike dhe smaltet (ato janë të ngjyrosura në të verdhë, jeshile dhe të zezë, në varësi të gjendjes së oksidimit). Na 2 U 2 O 7 përdoret gjithashtu si bojë e verdhë në pikturë. Disa komponime të uraniumit janë fotosensitive. Në fillim të shekullit të 20-të, nitrat uranil u përdor gjerësisht si një agjent virulent për rritjen e negativëve dhe marrjen e printimeve fotografike të ngjyrosura (ngjyrosja e pikave pozitive në kafe ose kafe). Uranil acetat UO 2 (H 3 COOH) 2 përdoret në kiminë analitike - formon një kripë të patretshme me natrium. Plehrat fosfate përmbajnë sasi mjaft të mëdha të uraniumit. Metali uraniumi përdoret si një objektiv në një tub me rreze X të krijuar për të gjeneruar rreze X me energji të lartë.

Disa kripëra të uraniumit përdoren si katalizatorë në reaksionet kimike, të tilla si oksidimi i hidrokarbureve aromatike, dehidratimi i vajrave bimore, etj. 235 U në një aliazh me karabit niobium dhe karabit zirkonium përdoret si lëndë djegëse për motorët e avionëve bërthamorë (lëngu i punës është hidrogjen + heksan). Hekuri dhe lidhjet e uraniumit të varfëruar ( 238 U) përdoren si materiale magnetostrictive të fuqishme.

Në ekonominë kombëtare, uraniumi i varfëruar përdoret në prodhimin e kundërpeshave të avionëve dhe mburojave kundër rrezatimit për pajisjet e radioterapisë mjekësore. Uraniumi i varfëruar përdoret për të bërë kontejnerë transporti për transportin e ngarkesave radioaktive dhe mbetjeve bërthamore, si dhe produkteve me mbrojtje të besueshme biologjike (për shembull, ekranet mbrojtëse). Për sa i përket thithjes së rrezatimit gama, uraniumi është pesë herë më efikas se plumbi, gjë që mund të zvogëlojë ndjeshëm trashësinë e mbrojtjes dhe të zvogëlojë vëllimin e kontejnerëve për transportimin e radionuklideve. Betoni i varfëruar i oksidit të uraniumit përdoret në vend të zhavorrit për të krijuar objekte të thata magazinimi për mbetjet radioaktive.

Uraniumi i varfëruar është gjysma më radioaktiv se uraniumi natyror, kryesisht për shkak të largimit prej tij 234 U. Përdoret për lidhjen e çelikut të blinduar, në veçanti, për të përmirësuar karakteristikat e shpimit të armaturës së predhave. Kur aliazhohet me 2% Mo ose 0,75% Ti dhe trajtimi termik (shuarja e shpejtë e një metali të ngrohur në 850 ° C në ujë ose vaj, duke mbajtur më tej në 450 ° C për 5 orë), metali uraniumi bëhet më i fortë dhe më i fortë se çeliku (elastik forca më e madhe se 1600 MPa, pavarësisht se për uraniumin e pastër është e barabartë me 450 MPa). E kombinuar me densitetin e saj të lartë, kjo e bën shufrën e uraniumit të ngurtësuar një mjet jashtëzakonisht efektiv për depërtimin e armaturës, i ngjashëm në efikasitet me tungstenin më të shtrenjtë. Maja e rëndë e uraniumit ndryshon gjithashtu shpërndarjen në masë të predhës, duke përmirësuar stabilitetin e saj aerodinamik. Kur godet armaturën, një predhë e tillë (për shembull, një aliazh uraniumi me titan) nuk thyhet, por përkundrazi vetëmprehet, gjë që arrin depërtim më të madh. Procesi i shkatërrimit të armaturës shoqërohet me bluarjen e një boshe uraniumi në pluhur dhe ndezjen e tij në ajrin brenda rezervuarit. Uraniumi i varfëruar përdoret në armaturën moderne të tankeve.

Shtimi i sasive të vogla të uraniumit tek çeliku rrit fortësinë e tij pa i dhënë brishtësinë dhe pa rritur rezistencën e tij ndaj acidit. Veçanërisht rezistente ndaj acidit, edhe në lidhje me aqua regia, është një aliazh i uraniumit me nikel (66% uranium dhe 33% nikel) me një pikë shkrirjeje 1200 O ... Uraniumi i varfëruar përdoret gjithashtu si çakëll në aplikimet e hapësirës ajrore siç janë sipërfaqet e drejtimit të avionëve. Ky material përdoret në xhiro rotorët me shpejtësi të lartë, volant të mëdhenj, si çakëll në automjetet me zbritje në hapësirë ​​dhe jahte garash, në shpimin e naftës.

Siç u përmend tashmë, në kohën tonë, bomba atomike të uraniumit nuk prodhohen. Sidoqoftë, në bombat moderne të plutoniumit 238 U (përfshirë uraniumin e varfëruar) përdoret ende. Ai formon një shtresë të ngarkesës, duke reflektuar neutronet dhe duke shtuar inercinë në ngjeshjen e ngarkesës së plutoniumit në një skemë shpërthyese shpërthyese. Kjo rrit ndjeshëm efektivitetin e armës dhe zvogëlon masën kritike (d.m.th., zvogëlon sasinë e plutoniumit të kërkuar për të krijuar një reaksion zinxhir të ndarjes). Uraniumi i varfëruar përdoret gjithashtu në bomba me hidrogjen, duke mbushur me të një ngarkesë termonukleare, duke drejtuar një rrymë të fortë neutronesh ultra të shpejtë në ndarjen bërthamore dhe duke rritur kështu rendimentin e energjisë së armëve. Një bombë e tillë quhet armë e ndarjes-bashkimit-ndarjes për nder të tre fazave të shpërthimit. Pjesa më e madhe e prodhimit të energjisë nga shpërthimi i armëve të tilla bie vetëm në ndarje 238 U, duke prodhuar një sasi të konsiderueshme të produkteve radioaktive. Për shembull, 77% e energjisë në shpërthimin e një bombe me hidrogjen në testin Ivy Mike (1952) me një kapacitet prej 10.4 megatonësh u llogarit pikërisht nga proceset e ndarjes në guaskën e uraniumit. Meqenëse uraniumi i varfëruar nuk ka një masë kritike, ai mund të shtohet në bombë në sasi të pakufizuar. Në bombën me hidrogjen sovjetik (Car Bomba - nëna e Kuz'kina), e shpërthyer në Novaya Zemlya në 1961 me një kapacitet "vetëm" 50 megaton, 90% e rendimentit ra në reagimin e shkrirjes termonukleare, që nga predha e 238 U u zëvendësua nga plumbi në fazën e fundit të shpërthimit. Nëse guaska janë bërë (siç janë montuar në fillim) nga 238 U, atëherë fuqia e shpërthimit i kaloi 100 megatonët dhe pasojat radioaktive ishin 1/3 e shumës së të gjitha testeve botërore të armëve bërthamore.

Izotopet natyrore të uraniumit kanë gjetur aplikim në gjeokronologji për të matur moshën absolute të shkëmbinjve dhe mineraleve. Në vitin 1904, Ernest Rutherford tërhoqi vëmendjen për faktin se mosha e Tokës dhe mineraleve më të lashta është e të njëjtit rend të madhësisë si gjysma e jetës së uraniumit. Pastaj ai propozoi të përcaktohej vjetërsia e tij nga sasia e heliumit dhe uraniumit që përmbahen në shkëmbinj të dendur. Por e meta e metodës u bë shpejt e qartë: atomet jashtëzakonisht të lëvizshëm të heliumit shpërndahen lehtësisht edhe në shkëmbinj të dendur. Ata depërtojnë në mineralet përreth dhe shumë më pak helium mbetet pranë bërthamave mëmë të uraniumit sesa vijon sipas ligjeve të zbërthimit radioaktiv. Prandaj, mosha e shkëmbinjve llogaritet nga raporti i uraniumit dhe plumbit radiogjenik - produkti përfundimtar i prishjes së bërthamave të uraniumit. Mosha e disa objekteve, për shembull, mika, është edhe më e lehtë për t'u përcaktuar: mosha e një materiali është në përpjesëtim me numrin e atomeve të uraniumit të kalbur në të, i cili përcaktohet nga numri i gjurmëve - gjurmëve të lëna nga fragmentet në substancë. . Në lidhje me përqendrimin e uraniumit në përqendrimin e gjurmëve, mund të llogaritet mosha e çdo thesari të lashtë (vazo, bizhuteri, etj.). Në gjeologji, ata madje shpikën një term të veçantë "orë uraniumi". Një orë uraniumi është një instrument shumë i gjithanshëm. Izotopet e uraniumit gjenden në shumë shkëmbinj. Përqendrimi i uraniumit në koren e tokës është mesatarisht tre pjesë për milion. Kjo është e mjaftueshme për të matur raportin e uraniumit me plumbin, dhe më pas përdorni formulat e zbërthimit radioaktiv për të llogaritur kohën e kaluar që nga kristalizimi i mineralit. Duke përdorur metodën e plumbit të uraniumit, u bë e mundur të matet mosha e mineraleve më të lashta, dhe data e lindjes së planetit Tokë u përcaktua nga mosha e meteoritëve. Mosha e tokës hënore është gjithashtu e njohur. Pjesët më të reja të tokës hënore janë më të vjetra se mineralet më të vjetra tokësore.

Plani:

Prezantimi

• 1 Formimi dhe kalbja
• 2 Marrja
• 3 Aplikimi
Shënime (redakto)

Prezantimi

Uranium-232(eng. uranium-232) është një nukleid radioaktiv i elementit kimik uranium me numër atomik 92 dhe numër masiv 232. Për shkak të zinxhirit të gjatë të zbërthimit dhe çlirimit të energjisë specifike më të lartë se shumica e izotopëve të tjerë, uraniumi-232 është një nukleid premtues për përdorim në burimet e energjisë radioizotopike.

Aktiviteti i një gram të këtij nuklidi është afërsisht 827.38 GBq.

1. Formimi dhe kalbja

Uraniumi-232 formohet si rezultat i prishjeve të mëposhtme:

• β + -zbërthimi i nuklidit 232 Np (gjysma e jetës është 14,7 (3) min):

• β - -zbërthimi i nuklidit 232 Pa (gjysma e jetës është 1.31 (2) ditë):

• α-zbërthimi i nuklidit 236 Pu (gjysma e jetës është 2.858 (8) vjet):

Prishja e uraniumit-232 ndodh në drejtimet e mëposhtme:

• α-zbërthimi në 228 Th (100% probabilitet, energjia e zbërthimit 5 413,63 (9) keV):

energjitë e grimcave alfa të emetuara janë 5,263,36 keV (në 31,55% të rasteve) dhe 5,320,12 keV (në 68,15% të rasteve).

• Ndarja spontane (probabiliteti më i vogël se 1 × 10 −12%);
• Prishja e grupit me formimin e nuklidit 28 Mg (probabiliteti i kalbjes është më i vogël se 5 × 10 -12%):

• Zbërthimi i grupit me formimin e nuklidit 24 Ne (probabiliteti i kalbjes 8.9 (7) × 10 -10%):

2. Marrja

Uranium-232 është formuar si një nënprodukt në prodhimin e uranium-233 nga bombardimi neutron i torium-232. Së bashku me reagimin e formimit të uraniumit-233, reaksionet anësore të mëposhtme ndodhin në karburantin e toriumit të rrezatuar:

Meqenëse seksioni kryq efektiv për reaksionet (n, 2n) për neutronet termike është i vogël, rendimenti i uraniumit-232 varet nga prania e një sasie të konsiderueshme neutronesh të shpejta (me një energji prej të paktën 6 MeV).

Nëse nuklidi i toriumit-230 është i pranishëm në karburantin e toriumit në sasi të konsiderueshme, atëherë formimi i uraniumit-232 plotësohet nga reagimi i mëposhtëm që vazhdon me neutronet termike:

Meqenëse prania e uraniumit-232 në karburantin e rrezatuar e bën të vështirë punën e sigurt me të (shih seksionin e Aplikimit), për të zvogëluar formimin e uraniumit-232 është e nevojshme të përdoret karburant toriumi me një përqendrim minimal të torium-230.

3. Aplikimi

Uraniumi-232 është paraardhësi i një zinxhiri të gjatë zbërthimi, i cili përfshin nuklide që lëshojnë kuanta të forta gama:

232 U (α; 68.9 vjet) 228 Th (α; 1.9 vjet) 224 Ra (α; 3.6 ditë; lëshon një γ-kuantike 0.24 MeV në 4.10% të zbërthimeve) 220 Rn (α; 56 s; γ 0.51 MeV, %) 216 Po (α; 0,15 s) 212 Pb (β−; 10,64 h) 212 Bi (α; 61 s; γ 0,73 MeV, 6, 67%; γ 1,62 MeV, 1,47%) 208 Tl (β−; 3 min; γ 2.6 MeV, 99.16%; γ 0.58 MeV, 84.5%) 208 Pb (e qëndrueshme)

Sekuenca e shpejtë e zbërthimit duke filluar me radium-224 shoqërohet nga një sasi e konsiderueshme e rrezatimit gama, me rreth 85% të të gjithë energjisë së rrezeve gama që prodhohet nga zbërthimi i talium-208, i cili lëshon kryesisht kuanta gama 2.6 MeV. Kjo veçori çon në faktin se prania e uranium-232 si një papastërti ndaj uranium-233 është jashtëzakonisht e padëshirueshme, duke e bërë të vështirë punën e sigurt me të.

Nga ana tjetër, çlirimi i lartë i energjisë specifike e bën këtë nuklid jashtëzakonisht premtues për përdorim në burimet e energjisë radioizotopike.

Shënime (redakto)

1. 1 2 3 4 5 G. Audi, A.H. Wapstra, dhe C. Thibault (2003). “Vlerësimi i masës atomike AME2003 (II). Tabelat, grafikët dhe referencat. - www.nndc.bnl.gov/amdc/masstables/Ame2003/Ame2003b.pdf ". Fizika Bërthamore A 729 : 337-676. DOI: 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.003 - dx.doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot dhe A. H. Wapstra (2003). "Vlerësimi NUBASE i vetive bërthamore dhe të kalbjes - www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf". Fizika Bërthamore A 729 : 3-128. DOI: 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001 - dx.doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
3. 232 prona U në faqen e internetit të IAEA (Agjencia Ndërkombëtare e Energjisë Atomike) - www-nds.iaea.org/relnsd/tablenucsENSDF.jsp?query=3447
4. 1 2 Nënleta Carey Armët Bërthamore Pyetjet e bëra më të shpeshta - bërthamore.org/Nwfaq/Nfaq6.html. arkiv i armëve bërthamore.org.
5. Tabela e nuklideve në faqen e internetit të IAEA - www-nds.iaea.org/relnsd/vchart/index.html