Uraani on keemiline element: ajaloo avastusel tuumalõhustumiseni ja reaktsioonisaaduste

Artikkel räägib, kui see keemiline element avastati, nagu uraan ja millises tööstusharude tänapäeval kasutatakse seda ainet.

Uraani - keemiline element energia ja sõjatööstuse

Üldse korda inimesed püüdnud leida suure energiaga, ja ideaalis - luua nn igiliikur masin. Kahjuks ei suuda oma olemasolu teoreetiliselt tõestatud ja põhjendatud XIX sajandil, kuid teadlased veel kunagi kaotanud lootust, et realiseerida unistus mingi seade, mis oleks võimeline välja andma suure hulga "puhas" energiat väga pikka aega.

See on osaliselt õnnestus realiseerida avastamist aine nagu uraan. Keemiline element, mille ees- oli aluseks arengu tuumareaktorite mis praegu annab energiat kogu linna, allveelaevad, polaarne laevade ja nii edasi. Tõsi, "puhas" oma energia ei saa nime, kuid viimastel aastatel on paljud ettevõtted töötavad välja üldise müük kompaktne "tuuma patareid" põhjal triitium - neil pole liikuvaid osi, ja nad on tervisele ohutu.

Kuid see artikkel me analüüsime üksikasjalikult ajaloo avastamisest keemiline element nimega uraani lõhustumine reaktsiooni ja selle tuumad.

määratlus

Uraani - keemiline element, mis on aatomnumbriga 92 perioodilisuse tabeli. Tuumaenergia on selle kaal on 238,029. See tähistab sümbol U. Tavaolukorras on tihe, heavy metal hõbe. Kui me räägime oma radioaktiivsuse, uraani ise - element nõrga radioaktiivsuse. Samuti ei pea oma koostiselt täiesti stabiilsed isotoobid. Ja kõige stabiilsem olemasolev uraani isotoobi-338 peetakse.

Selleks, mida kujutab endast element, me arvasin, ja nüüd vaadata ajaloo selle avastamise.

lugu

Selline aine, nagu loodusliku uraani oksiidi, tuntud inimesed iidsetest aegadest ja kasutatud tema iidse meistrid tootmiseks glasuurid, mis hõlmab erinevaid keraamika laevade veekindlust ja muud tooted, samuti nende kaunistamiseks.

Oluline kuupäev ajaloos avastamisest selle keemilise elemendi sai 1789. See oli siis, keemik ja Saksamaal sündinud Martin Klaproth oli võimalik saada esimese metalloobrazny uraani. Ja tema nimi oli uus element auks avatakse kaheksa aastat tagasi planeedil.

Peaaegu 50 aastat on saadud samas uraan peeti puhast metalli, aga 1840 Prantsuse keemik Eugène-Peligot Melkor suutis tõestada, et materjal, mis on saadud Klaproth, kuigi sobivad välised tunnused, ei metallist ja uraanioksiidiks. Veidi hiljem, kõik sama kehtis Peligot uraani - väga heavy metal hall. See oli siis esimest korda ja aatommass aine määrati uraani. Keemiline element pandi Dmitri Mendelejev oma kuulsa perioodilise süsteemi elemendid 1874. aastal koos Mendelejev kahekordistunud aatommass aine kaks korda. Alles pärast 12 aastat oli empiiriliselt tõestatud, et suur keemik ei eksinud oma arvutused.

radioaktiivsus

Kuid tegelik huvi selle laias osa teadlaskond algas 1896, mil Becquerel avastas et uraan kiirgab kiirtega, mis sai nime explorer - Becquerel kiirtega. Hiljem üks kuulsamaid teadlasi selles valdkonnas - Mariya Kyuri, nimetatakse seda nähtust radioaktiivsuse.

Järgmine oluline kuupäev uuring uraani peetakse 1899: see oli siis, et Rutherford avastanud, et uraani kiirguse ebaühtlase ja on jagatud kahte liiki - alfa ja beeta kiirgusele. Aasta hiljem, Pol Villar (Viyyar) avatud ja kolmas, viimane, mida me teame, et kuupäeva tüüpi kiirgust - nn gammakiirgus.

Seitse aastat hiljem, 1906. aastal, Rutherford põhineb tema teooria radioaktiivsust läbi esimese eksperimendid, mille eesmärk oli kindlaks teha aastaselt erinevate mineraalide. Need uuringud on loonud aluse, sealhulgas moodustamise teooria ja praktika radiosüsiniku analüüs.

Lõhustumine uraani

Aga võib-olla ülekaalukas avamine, mille kaudu on laialdaselt uraani kaevandamise ja rikastamise nii tsiviil- kui ka sõjaliseks otstarbeks - on protsess tuumalõhustumise uraani. See juhtus 1938. aastal, avastus läbi jõud Saksa füüsikud Otto Gana ja Fritz Strassmann. Hiljem see teooria leidis kinnitust teaduslike tööde mitme Saksa füüsikud.

Mehhanism nende poolt avastatud oli järgmine: kui tuuma kiiritatud uraani-235 isotoobi neutron, siis hoidu vaba neutroni, hakkab jagada. Ja nagu me kõik teame nüüd, see protsess on kaasas tohutu energia. See toimub peamiselt tingitud kineetilist energiat kiirgus, nucleus fragmendid. Nüüd me teame, kuidas lõhustumine uraani.

Avastus Selle mehhanismi ja selle tulemusi ning on lähtepunktiks kasutamise uraani tsiviil- ja sõjalistel eesmärkidel.

Kui me räägime selle kasutamine sõjalisel otstarbel, esimest korda teooria, mis võib luua tingimused sellise protsessi pideva reaktsiooni uraani lõhustumine (nõrgendama tuumapommi nõuab tohutut energiat), osutus nõukogude füüsikud Zeldovichi ja Khariton. Aga selleks, et luua selline reaktsioon, uraani tuleb rikastatud, nagu tavaliselt tema seisund soovitud omadused ei ole.

Mis ajalugu selle elemendi oleme lugenud, nüüd lahti, kus ta taotles.

Kasutamine ja tüüp uraani isotoopide

Pärast avastamist selline protsess, kui reaktsioon uraani lõhustumine ahela, füüsikud hakkasid kahtlema, kus seda kasutada?

Praegu on kaks peamist valdkonda, kus uraani isotoopide. See on rahulik (või energia) ja sõjalaevadel. Nii esimene kui ka teine kasutab reaktsiooni tuumalõhustumise uraan-235 isotoopi, erineb ainult väljundvõimsus. Lihtsamalt öeldes, tuumareaktorites ei ole vaja luua ja seda protsessi toetama sama võimsusega, kui on vaja teostada plahvatus tuumapommi.

Niisiis, olid on peamised tööstusharud, mis kasutavad uraani lõhustumine reaktsiooni.

Aga saada isotoobi U-235 - on väga raske ja kulukas tehnoloogiline probleem, ja mitte iga riik ei saa endale lubada ehitada töötlemise tehastes. Näiteks kakskümmend uraanitonnile kütus, kusjuures sisu uraan-235 isotoobiga jääb vahemikku 3-5%, siis on vaja rohkem kui 153 tonni rikastatud looduslik "toores" uraani.

uraan-238 isotoopi kasutatakse peamiselt ehituses kava tuumarelvade võimsuse tõstmiseks. Ka siis, kui see hõlmab neutron järgneb protsessi Beetakiirgus käesoleva isotoobi Lõpuks võidakse muundada plutoonium-239 - ühine kütusena enamiku tänapäeva tuumareaktorid.

Vaatamata kõigile puudustele nagu reaktorite (kõrge hind, keerukus hooldus, õnnetuste riski) ja nende toimimise tasub ennast väga kiiresti, ja energia, mida nad toodavad on võrreldamatult suurem kui klassikalise termilise või hüdroenergia.

Ka uraani lõhustumine reaktsioonil lastakse töötada tuumaenergia massihävitusrelvade. Seda iseloomustab suur jõud on suhteliselt kompaktne ja on suuteline seda rohkem maad sobi inimasustus. Kuid tänapäeva kasutatakse tuumarelvi plutoonium mitte uraani.

vaesestatud uraani

Seal on ka selline, uraan on ammendunud. Seda iseloomustab väga madal radioaktiivsuse ja seetõttu ei ole ohtlik inimestele. Ta rakendada uuesti sõjalises valdkonnas, näiteks lisatakse see armor "Abrams" American tank seda enam Fort. Lisaks peaaegu kõik kõrgtehnoloogia armeed saab täita erinevaid rakette vaesestatud uraani. Lisaks suur kaal, neil on veel üks väga huvitav omadus - pärast hävitamist tema mürsukildude ja metallipuru süttida. Ja muide, esimest korda selline rakett kasutati ajal Teist maailmasõda. Nagu näeme, uraan - elemendid, mida on kasutatud erinevates inimtegevuse valdkondades.

järeldus

Teadlased ennustavad, et umbes 2030 ammendatud kõigi suuremate uraanivarude ja seejärel alustada arendades oma raskelt kihid ja hind tõuseb. Muide, uraanimaagi on täiesti kahjutu inimestele - mõned kaevurid töötavad oma tootmise põlvkondade. Nüüd mõista ajaloo avastamist keemilised elemendid ja kuidas kasutada oma tuumalõhustumise reaktsiooni.

Muide, huvitav fakt on tuntud - uraani ühendid on pikka aega kasutatud värvid portselan ja klaas (nn uraani klaas) kuni 1950..