Uranium is in gemysk elemint: skiednis fan 'e ûntdekking fan kearnenerzjy fission en reaksje

It artikel fertelt oer doe't dizze gemysk elemint waard ûntdekt as uranium, en yn hokker yndustry hjoed de dei brûkt dizze stof.

Uranium - in gemysk elemint yn de enerzjy en militêre yndustry

Op alle tiden minsken besocht te finen in hege-enerzjy, en by útstek - it meitsjen fan in saneamde ivige beweging masine. Spitigernôch, it ûnfermogen fan har bestean teoretysk bewiisd en ûnderboud yn de XIX ieu, mar wittenskippers noch nea ferlern hoopje te realisearjen de dream fan ien of oare apparaat dat soe yn steat wêze om in grut oantal "skjinne" enerzjy voor een hiel lang skoft.

Dat is foar in part slagge om realisearje mei de ûntdekking fan in stof sa as uranium. In skiekundich elemint mei de opjûne namme wie de basis foar de ûntwikkeling fan de kearnreaktors, dy't presently soargje enerzjy foar de hiele stêd, ûnderseeboaten, Polar skippen ensafuorthinne. True, de "skjinne" harren enerzjy kin net wurde neamd, mar de lêste jierren in soad bedriuwen binne ûntwikkeljen foar de algemiene ferkeap kompakt "nukleêre batterijen" op 'e basis fan tritium - se ha gjin beweegjende dielen, en se binne feilich foar de sûnens.

Lykwols, yn dit artikel sille wy analysearje yn detail 'e skiednis fan' e ûntdekking fan in gemysk elemint neamd uranium fission reaksje en syn kernels.

definysje

Uranium - gemysk elemint dat hat in atoomnûmer 92 yn 'e periodike tabel. Nukleêre krêft is har gewicht is 238,029. It denotes it symboal U. Under normale omstannichheden, is in ticht, swiere metalen sulver. As wy prate oer syn radioactiviteit, it uranium sels - elemint mei swak radioactiviteit. Ek, dat hat gjin yn syn komposysje hielendal stabile isotopen. En it meast stabile fan 'e besteande isotoop uranium-338 wurdt beskôge.

Yn folchoarder fan wat it elemint, wy betocht, en no sjogge nei de skiednis fan syn ûntdekking.

ferhaal

Sa'n stof, lykas natuerlike uranium okside, bekend om minsken sûnt âlde tiden, en brûkte har âlde masters foar de produksje fan glāzes, dy't bestrykt ferskate ierdewurk skippen foar wetter ferset en oare produkten, likegoed as har fersiering.

In wichtige datum yn 'e skiednis fan' e ûntdekking fan dizze gemysk elemint waard 1789. It wie doe in skiekundige en in Dútske-berne Martin Klaproth koe om de earste metalloobrazny uranium. En har namme wie in nij elemint ta eare fan 'e iepening acht jier lyn de planeet.

Hast 50 jier helle wylst uranium waard beskôge as in suver metaal, lykwols, yn 1840 de Frânske gemikus Eugène-Peligot Melkor koe bewize dat it materiaal krigen troch Klaproth, alhoewol't gaadlik eksterne teikens, gjin metaal, en uranium okside. In bytsje letter, allegearre itselde wie echte Peligot uranium - in tige swiere metalen griis. It wie doe foar de earste kear en de atomêre gewicht fan it stof waard bepaald as uranium. Gemysk elemint waard pleatst Dmitri Mendeleev yn syn ferneamde periodike systeem fan de eleminten yn 1874, mei Mendeleev ferdûbele de atomêre gewicht fan it stof twaris. It wie mar nei 12 jier wie empirically bewiisd dat grutte chemist wie net fersinne yn harren berekkenings.

radioactiviteit

Mar de echte belangstelling yn dit breed part fan 'e wittenskiplike mienskip begûn yn 1896, doe't becquerel ûntduts dat uranium emits rays, dat waarden neamd nei de ûntdekkingsreizger - becquerel strielje. Letter, ien fan 'e meast ferneamde wittenskippers yn dit gebiet - Marija Kyuri, neamd dit ferskynsel radioactiviteit.

De folgjende wichtige datum yn de stúdzje fan uranium wurdt beskôge as yn 1899: it wie doe dat Rutherford ûntdekt dat uranium strieling is gjin unifoarm en wurdt ferdield yn twa soarten - alfa en bêta strielje. In jier letter, Pol Villar (Viyyar) iepene en de tredde, de lêste witte wy fan to date soarte fan strieling - de saneamde gamma strielje.

Sân jier letter, yn 1906, Rutherford basearre syn teory fan 'radioactiviteit útfierde de earste eksperiminten, it doel dêrfan wie om te bepalen de âldens fan ferskate mineralen. Dy stúdzjes hawwe de basis lein, wêrûnder de foarming fan de teory en praktyk fan radiocarbon analyse.

Fission fan uranium

Mar miskien is it wichtichste kritearium iepening, troch hokker west hawwe rûnom uranium mynbou en milling yn beide sivile en militêre doeleinen - is it proses fan de nukleêre fission fan uranium. It barde yn 1938, de ûntdekking waard útfierd troepen fan de Dútske natuerkundigen Otto Gana en Fritz Strassmann. Letter dizze teory waard befêstige yn wittenskiplike wurken út ferskate Dútske natuerkundige.

It meganyk ûntdekt troch harren wie as folget: as de kearn irradiated uranium-235 isotoop neutron, dan rint de frije neutron, it begjint te ferdielen. En, lykas wy allegearre no witte, dat proses wurdt begelaat troch in ûnbidich bedrach fan enerzjy. Dat bart benammen as gefolch fan it Kinetic enerzjy fan de strieling, kearn fragminten. Sa no witte wy hoe't it fission fan uranium.

De fynst fan dizze meganisme en syn resultaten, en is it útgongspunt foar it brûken fan uranium yn de sivile en militêre doelen.

As wy prate oer syn brûken foar militêre doelen, foar it earst in teory dy't meitsje kinne de betingsten foar sa'n proses, as in trochgeande reaksje fan uranium fission (as te ûnderstek dwaan oan de nukleêre bom fereasket doarde enerzjy), bewiist Sovjet natuerkundigen Zeldovich en Khariton. Mar om te meitsjen sa'n reaksje, it uranium moat wurde ferrike, lykas yn syn wenstige steat fan de winske eigenskippen it net besitte.

Mei in skiednis fan dit elemint ha wy lêzen, wy binne no ûntmantele, dêr't er tapast.

It gebrûk en soarte fan uranium isotopen

Nei de fynst fan sa'n proses, as in reaksje fan uranium fission keatling, natuerkundigen begûn fraachtekens te wêr te brûken it?

Op it stuit, binne der twa wichtige gebieten dêr't it brûken fan uranium isotopen. It is peaceful (of enerzjy) yndustry en it leger. Sawol de earste en de twadde brûkt de reaksje fan nukleêre fission fan uranium-235 isotoop, ferskilt allinnich yn 'e útgong macht. Gewoan set, yn in kearnreaktor is net nedich te meitsjen en stypje dit proses mei deselde kapasiteit as needsaaklik is foar it útfieren fan de eksploazje fan in nukleêre bom.

Sa, wienen binne de wichtichste yndustry dy't gebrûk meitsje fan de uranium fission reaksje.

Mar it krijen fan it isotoop uranium-235 - is ekstreem dreech en kostbere technologyske probleem, en net elk lân kin betelje te bouwen ferwurkjen fan planten. Bygelyks, om tweintich ton uranium brânstof, wêrby't de ynhâld fan uranium 235 isotoop sil wêze tusken 3-5%, dat ferget mear as 153 ton ferrike natuerlike, "rau" uranium.

uranium-238 isotoop wurdt benammen brûkt yn 'e bou skema fan nukleêre wapens te fergrutsjen syn kapasiteit. Ek as it vangt in neutron folge troch it proses fan beta ferfal fan dit isotoop meie úteinlik wurde omboud ta plutoanium-239 - in mienskiplike brânstof foar de measte fan de hjoeddeiske kearnreaktors.

Nettsjinsteande al de tekoartkommingen fan sokke reaktoaren (hege kosten, kompleksiteit fan soarch, it risiko fan in ûngemak), harren operaasje betellet foar himsels hiel gau, en de enerzjy dy't se produsearje is incomparably grutter as de klassike termyske of keardaam.

Ek it uranium fission reaksje is tastien om te ûntwikkeljen nukleêre wapens fan massa ferneatiging. It wurdt karakterisearre troch de grutte krêft is relatyf kompakt en dat is by steat fan dwaan mear grûn geskikt foar minsklike bewenning. Lykwols, yn moderne nukleêre wapens wurde brûkt plutoanium ynstee fan uranium.

ferearme uranium

Der is ek sa'n soarte fan uranium wurdt ferearme. It wurdt karakterisearre troch hiel leech nivo fan radioactiviteit en dêrom net gefaarlik foar minsken. Hy tapast e nij yn 'e militêre sfear, bygelyks, it is tafoege oan it harnas "Abrams" American tank te jaan dat meer fort. Dêrneist hast alle hege-tech legers kinne moetsje in ferskaat oan raketten mei ferearme uranium. Njonken it hege gewicht, se ha noch in oar hiel nijsgjirrich functie - nei de ferneatiging fan syn skulp splinters en metalen poeders ignite spontaan. En troch de wei, de earste kear sa'n missile waard brûkt yn de Twadde Wrâldoarloch. Sa't wy sjen kinne, uranium - de eleminten dy't binne brûkt yn ferskate fjilden fan minsklike aktiviteit.

konklúzje

Wittenskippers foarsizze dat om 2030 hielendal útput al fan 'e grutte uranium ôfsettings, en dan begjinne de ûntwikkeling fan syn hurde-leinen, en de priis sille opstean. De wei, it uraniumerts is perfoarst net skealik foar minsken - guon goudsikers wurke by syn produksje foar generaasjes. No wy begrepen de skiednis fan 'e ûntdekking fan' e gemyske eleminten, en hoe te brûken syn kearnenerzjy fission reaksje.

Troch de wei, in nijsgjirrich feit is bekend om - uranium ferbinings hat lange tiid brûkt as verven foar porslein en glês (saneamde uranium glês) oant de jierren 1950.