Uraniul este un element chimic: istoria descoperirii de fisiune nucleară și reacție

Articolul spune despre atunci când acest element chimic a fost descoperit ca uraniu, și în ce industriile utilizează în prezent această substanță.

Uraniu - un element chimic în industria energetică și militară

În orice moment , oamenii au încercat să găsească o energie înaltă, și în mod ideal - pentru a crea un așa-numita mașină de mișcare perpetuă. Din păcate, incapacitatea existenței sale dovedite teoretic și justificate în secolul al XIX-lea, dar oamenii de stiinta inca nu a pierdut niciodată speranța de a realiza visul de un fel de dispozitiv, care ar fi în măsură să emită un număr mare de energie „curată“ pentru un timp foarte lung.

Acest lucru este gestionat parțial pentru a realiza cu descoperirea unei substanțe, cum ar fi uraniu. Un element chimic cu numele dat a fost baza pentru dezvoltarea reactoarelor nucleare, care asigură în prezent energie pentru întregul oraș, submarine, nave polare și așa mai departe. Adevărat, „curat“ energia lor nu poate fi numit, dar în ultimii ani, multe companii sunt în curs de dezvoltare pentru vânzarea generală compacte „baterii nucleare“, pe baza de tritiu - acestea nu au părți în mișcare, iar acestea sunt sigure pentru sănătate.

Cu toate acestea, în acest articol vom analiza în detaliu istoria descoperirii unui element chimic de reacție numit uraniu de fisiune și nucleele sale.

definiție

Uraniu - element chimic care are un număr atomic 92 în tabelul periodic. Energia nucleară este greutatea sa este de 238.029. Denotă simbolul U. În condiții normale, este, argint metale grele dens. Dacă vorbim despre radioactivitatea, uraniul în sine - elementul cu radioactivitate slabă. De asemenea, nu are în componența sa complet izotopi stabili. Și cel mai stabil de uraniu existente, izotop-338 este considerat.

Pentru a ceea ce constituie elementul, ne-am dat seama, iar acum uita-te la istoria descoperirii sale.

poveste

O astfel de substanță, cum ar fi oxidul de uraniu natural, cunoscut oamenilor inca din cele mai vechi timpuri, și folosite stăpânilor ei antice pentru producția de glazuri, care acoperă diferite vase de ceramică pentru rezistență la apă și alte produse, precum și decorarea lor.

O dată importantă în istoria descoperirii acestui element chimic a devenit 1789. A fost apoi un chimist și un german de origine Martin Klaproth a reușit să obțină primul uraniu metalloobrazny. Și numele său era un element nou în onoarea deschiderii în urmă cu opt ani planeta.

Aproape 50 de ani obținut în timp ce uraniul a fost considerat un metal pur, cu toate acestea, în 1840 chimistul francez Eugène-Peligot Melkor a putut dovedi că materialul obținut prin Klaproth, deși semne adecvate externe, nu din metal și oxid de uraniu. Puțin mai târziu, tot la fel era valabil uraniu Peligot - un gri metal foarte grele. A fost apoi pentru prima dată și greutatea atomică a substanței a fost determinată ca uraniu. Elementul chimic a fost plasat Dmitri Mendeleev în sistemul său periodic celebru elemente în 1874, cu Mendeleev dublat greutatea atomică a substanței de două ori. Abia după 12 ani , a fost dovedit empiric că mare chimist nu a fost greșit în calculele lor.

radioactivitate

Dar interesul real, în această parte largă a comunității științifice a început în 1896, când Becquerel a descoperit ca uraniul emite raze, care au fost denumite după exploratorul - raze Becquerel. Mai târziu, unul dintre cele mai renumite oameni de știință din acest domeniu - Mariya Kyuri, numit acest fenomen de radioactivitate.

Următoarea dată importantă în studiul de uraniu este considerat a fi în 1899: a fost apoi că Rutherford a descoperit că radiația uraniu nu este uniformă și este împărțit în două tipuri - alfa și beta raze. Un an mai târziu, Pol Villar (Viyyar) a deschis și al treilea, ultimul cunoaștem până în prezent tip de radiații - așa-numitele raze gamma.

Șapte ani mai târziu, în 1906, Rutherford bazat teoria sa de radioactivitate efectuate primele experimente, al cărui scop a fost de a determina vârsta diferitelor minerale. Aceste studii au pus bazele, inclusiv formarea teoriei și practicii analizei radiocarbon.

Fisiunea uraniului

Dar , probabil, deschiderea superior, prin care au fost pe larg miniere de uraniu și de frezat , în ambele scopuri civile și militare - este procesul de fisiune nucleară a uraniului. Sa întâmplat în 1938, descoperirea a fost efectuat de forțele fizicienii germani Otto Gana si Fritz Strassmann. Mai târziu, această teorie a fost confirmată în lucrările științifice ale mai multor fizicieni germani.

Mecanismul descoperit de ei a fost după cum urmează: în cazul în care nucleul iradiat uraniu-235 izotop neutroni, apoi apucând neutronul liber, ea începe să se împartă. Și, după cum știm cu toții acum, acest proces este însoțit de o cantitate enormă de energie. Acest lucru se întâmplă în principal datorită energiei cinetice a radiației, fragmente nucleu. Deci, acum știm cum fisiunea uraniului.

Descoperirea acestui mecanism și rezultatele sale, și este punctul de plecare pentru utilizarea uraniului în scopuri civile și militare.

Dacă vorbim despre utilizarea sa în scopuri militare, pentru prima dată, o teorie care poate crea condițiile pentru un astfel de proces, ca o reacție continuă a uraniului de fisiune (ca să submineze bomba nucleară necesită energie extraordinară), dovedit de fizicieni sovietici Zeldovich și Khariton. Dar, în scopul de a crea o astfel de reacție, uraniul trebuie să fie îmbogățit, la fel ca în starea sa obișnuită a proprietăților dorite care nu le deține.

Cu o istorie a acestui element care le-am citit, acum suntem demontate, unde a aplicat.

Utilizarea și tipul de izotopi de uraniu

După descoperirea unui astfel de proces, ca o reacție de fisiune în lanț uraniu, fizicienii au început să se întrebe unde să-l folosească?

În prezent, există două domenii principale în care utilizarea izotopilor de uraniu. Este pașnică (sau energie), industrie și armată. Atât primul cât și al doilea folosește reacția de fisiune nucleară de uraniu 235 izotop, diferă doar în puterea de ieșire. Pur și simplu pune, într-un reactor nuclear nu este necesar să se creeze și să sprijine acest proces cu aceeași capacitate ca și este necesară pentru efectuarea exploziei unei bombe nucleare.

Deci, au fost principalele industrii care utilizează reacția de fisiune a uraniului.

Dar obtinerea izotopul uraniu-235 - este extrem de dificilă și costisitoare problemă tehnologică, și nu fiecare țară își poate permite să construiască fabrici de prelucrare. De exemplu, pentru douăzeci de tone de combustibil de uraniu, în care conținutul de uraniu 235 izotopului va fi între 3-5%, este nevoie de mai mult de 153 de tone de, uraniu îmbogățit natural „prime“.

uraniu-238 izotop este utilizat în principal în schema de construcție a armelor nucleare pentru a crește capacitatea. De asemenea, atunci când acesta surprinde un neutron, urmat de procesul de dezintegrarea beta a acestui izotop poate fi transformat în cele din urmă în plutoniu-239 - un combustibil comun pentru cele mai multe reactoare nucleare de astăzi.

În ciuda tuturor deficiențelor de astfel de reactoare (costul ridicat, complexitatea de ingrijire, riscul unui accident), funcționarea lor plătește pentru sine foarte repede, iar energia pe care o produc este incomparabil mai mare decât puterea termică sau hidroelectrică clasice.

De asemenea, reacția de fisiune a uraniului este lăsată să se dezvolte arme nucleare de distrugere în masă. Acesta este caracterizat printr-o mare forță este relativ compact și care este capabil de a face mai mult teren improprii pentru locuit de oameni. Cu toate acestea, în arme nucleare moderne sunt folosite plutoniu, mai degrabă decât uraniul.

uraniu sărăcit

Există, de asemenea, un astfel de tip de uraniu este epuizat. Acesta este caracterizat printr-un nivel foarte scăzut de radioactivitate și, prin urmare, nu periculoase pentru om. El a aplicat din nou în sfera militară, de exemplu, se adaugă în armura „Abrams“ tanc american pentru a da mai mult fort. În plus, aproape toate armatele high-tech pot întâlni o varietate de rachete cu uraniu sărăcit. În plus față de greutate mare, ei au încă o altă caracteristică foarte interesant - după distrugerea cioburilor sale coajă și pulberi metalice se aprind spontan. Și, apropo, prima dată o astfel de racheta a fost folosit în timpul al doilea război mondial. După cum putem vedea, uraniul - elementele care au fost utilizate în diverse domenii ale activității umane.

concluzie

Oamenii de știință prezic că în jurul valorii de 2030 complet epuizat toate marile depozite de uraniu, și apoi începe dezvoltarea ei hard-straturi, iar prețul va crește. Calea, minereu de uraniu este absolut inofensiv pentru oameni - unii mineri care lucrează la producția de generații. Acum am înțeles istoria descoperirii elementelor chimice, precum și modul de utilizare a acestuia reacția de fisiune nucleară.

Apropo, un fapt interesant este cunoscut pentru - compuși de uraniu a fost mult timp folosite ca vopsele pentru porțelan și sticlă (așa-numita sticlă uraniu) până în anii 1950.