Uranju huwa element kimiku: istorja tal-iskoperta tal-fissjoni nukleari u r-reazzjoni

Dan l-artikolu jiddeskrivi kif, meta kien fetaħ element kimiku, bħal uranju, u b'liema industriji llum użat din is-sustanza.

Uranju - element kimiku fil-industrija tal-enerġija u militari

Fil-ħinijiet kollha nies ppruvaw isibu enerġija għolja, u idealment - biex joħolqu l-hekk imsejħa magna mozzjoni perpetwu. Sfortunatament, l-inkapaċità tal-eżistenza tiegħu teoretikament ppruvata u sostanzjati fis-seklu XIX, imma x-xjenzjati xorta qatt mitlufa tama li tirrealizza l-ħolma ta 'xi tip ta' mezz li tkun tista 'toħroġ numru kbir ta' "nodfa" enerġija għal żmien twil ħafna.

Dan huwa parzjalment rnexxilhiex tirrealizza mal-iskoperta ta 'sustanza bħal uranju. Element kimiku bl-isem mogħti kien il-bażi għall-iżvilupp ta 'reatturi nukleari, li bħalissa jipprovdu l-enerġija għall-belt kollha, sottomarini, vapuri polari u l-bqija. Veru, il-"nodfa" enerġija tagħhom ma jistgħux ikollhom isem, iżda fis-snin riċenti, ħafna kumpaniji qed jiżviluppaw għall-bejgħ ġenerali kompatti "batteriji nukleari" fuq il-bażi tat-tritju - ikollhom ebda partijiet li jiċċaqalqu, u huma siguri għas-saħħa.

Madankollu, f'dan l-artikolu aħna se tanalizza fid-dettall l-istorja ta 'l-iskoperta ta' element kimiku reazzjoni fissjoni msejħa uranju u qlub tiegħu.

definizzjoni

Uranju - element kimiku li għandha n-numru atomiku 92 fit-tabella perjodika. L-enerġija nukleari huwa l-piż tagħha huwa 238.029. Hija tindika s-simbolu U. Taħt ċirkostanzi normali, hija dens, fidda metall tqil. Jekk nitkellmu dwar radjuattività tiegħu, il uranju stess - element bl radjuattività dgħajfa. Ukoll, ma għandhom fil-kompożizzjoni tiegħu kompletament iżotopi stabbli. U l-aktar stabbli tal-iżotopu uranju-338 eżistenti hija kkunsidrata.

Sabiex ta 'dak li jikkostitwixxi l-element, aħna dehret, u issa nħarsu lejn l-istorja ta' l-iskoperta tiegħu.

istorja

Tali sustanza, bħall-ossidu uranju naturali, magħrufa lin-nies minn żminijiet antiki, u użati kaptani antiki tagħha għall-produzzjoni ta 'glazes, li jkopri bastimenti fuħħar varji għall reżistenza għall-ilma u prodotti oħra, kif ukoll bħala dekorazzjoni tagħhom.

Data importanti fl-istorja tal-iskoperta ta 'dan l-element kimiku sar 1789. Dan imbagħad ġie kimiku u Martin Klaproth Ġermaniż tat-twelid kien kapaċi jakkwista l-ewwel uranju metalloobrazny. U l-isem tagħha kien element ġdid fil-unur tal-ftuħ tmien snin ilu il-pjaneta.

Kważi 50 sena kiseb filwaqt uranju kien meqjus bħala metall pur, madankollu, fil 1,840-ispiżjar Franċiż Eugène-Peligot Melkor kienet f'pożizzjoni li tipprova li l-materjal miksub billi Klaproth, għalkemm is-sinjali xierqa esterni, mhux tal-metall, u ossidu uranju. Ftit wara, l-kollha-istess kien japplika Peligot uranju - griż metall tqil ħafna. Kien imbagħad għall-ewwel darba u kien determinat il-piż atomiku ta 'sustanza bħal uranju. Element kimiku fl-1874 ġie mqiegħed Dmitri Mendeleev fis-sistema perjodika famużi tiegħu ta 'elementi, bl Mendeleev rdoppja l-piż atomiku tas-sustanza darbtejn. Kien biss wara 12-il sena setgħet b'mod empiriku ippruvat li kbir kimiku setgħet b'mod ma jiżbalja fil tagħhom kalkoli.

radjuattività

Iżda l-interess reali f'din il-parti wiesgħa tal-komunità xjentifika beda fl-1896, meta Becquerel skoprew li l-uranju jarmi raġġi, li ssemmew wara l-esploratur - raġġi Becquerel. Aktar tard, wieħed mill-xjentisti aktar famużi f'dan il-qasam - Marie Curie, imsejjaħ dan il-fenomenu ta 'radjuattività.

Id-data importanti li jmiss fl-istudju ta 'uranju huwa meqjus li jkun fl-1899: kien allura li Rutherford skopra li r-radjazzjoni uranju mhix uniformi u huwa maqsum f'żewġ tipi - alfa u beta raġġi. Sena wara, Paul Villard (Viyyar) fetaħ u t-tielet, l-aħħar nafu li tip data ta 'radjazzjoni - l-hekk imsejħa raġġi gamma.

Seba 'snin wara, fl-1906, Rutherford ibbażata teorija tiegħu ta' radjoattività mexxa l-ewwel esperimenti, l-għan tiegħu kien li jiddetermina l-età ta 'minerali varji. Dawn l-istudji l-pedament, inkluża l-formazzjoni tat-teorija u l-prattika ta 'analiżi radiocarbon.

Fissjoni tal-uranju

Imma forsi l-ftuħ prevalenti, li permezz tiegħu ġew ikkonsultati b'mod wiesa tħaffir għall-uranju u tħin kemm skopijiet ċivili u militari - huwa l-proċess ta 'fissjoni nukleari ta' uranju. Dan ġara fl-1938, l-iskoperta saret forzi ta 'fiżiċi Ġermaniż Otto gana u Fritz Strassmann. Aktar tard din it-teorija ġiet ikkonfermata xogħlijiet xjentifiċi ta 'diversi fiżiċi Ġermaniż.

Il-mekkaniżmu skoperti minnhom kien kif ġej: jekk il-għadma irradjati uranju-235 isotopu newtroni, allura jifhimha l-neutron ħielsa, jibda jaqsam. U, kif aħna kollha issa nafu, dan il-proċess hija akkumpanjata minn ammont enormi ta 'enerġija. Dan iseħħ l-aktar minħabba l-enerġija kinetika ta 'l-radjazzjoni, frammenti nukleu. Allura issa nafu kif il-fissjoni nukleari ta 'uranju.

L-iskoperta ta 'dan il-mekkaniżmu u r-riżultati tagħha, u huwa l-punt tat-tluq għall-użu tal-uranju fil-użijiet ċivili u militari.

Jekk nitkellmu dwar l-użu tagħha għal skopijiet militari, għall-ewwel darba teorija li jistgħu joħolqu l-kundizzjonijiet għal tali proċess, bħala reazzjoni kontinwu ta 'fissjoni uranju (li jimmina l-bomba nukleari tirrikjedi enerġija tremenda), ippruvat mill Sovjetika fiżiċi Zeldovich u Khariton. Iżda biex joħolqu tali reazzjoni, uranju għandu jiġi arrikkit, kif fl-istat tas-soltu tiegħu tal-proprjetajiet mixtieqa ma jkollux.

Bi storja ta 'dan l-element aħna qrajt, aħna issa qegħdin żarmati, fejn huwa applika.

L-użu u t-tip ta 'iżotopi tal-uranju

Wara l-iskoperta ta 'tali proċess, bħala fissjoni reazzjoni katina tal-uranju, il-fiżiċi bdew għall-mistoqsija fejn jużah?

Bħalissa, hemm żewġ oqsma ewlenin fejn l-użu ta 'iżotopi tal-uranju. Huwa paċifiku (jew l-enerġija)-industrija u l-militar. Kemm l-ewwel u t-tieni juża r-reazzjoni tal-fissjoni nukleari ta iżotopu uranju-235, differenti biss fil-qawwa. Fi kliem sempliċi, f'reattur nukleari mhuwiex meħtieġ li joħolqu u jappoġġjaw dan il-proċess bl-istess kapaċità li jkun meħtieġ għat-twettiq l-isplużjoni ta 'bomba nukleari.

Allura, kien huma l-industriji ewlenin li jużaw r-reazzjoni fissjoni uranju.

Imma jkollna l isotopu uranju-235 - huwa estremament diffiċli u għali problema teknoloġiku, u mhux kull pajjiż tistax taffordja li jibnu impjanti li jipproċessaw. Per eżempju, għal għoxrin tunnellata ta 'fjuwil uranju, fejn il-kontenut ta' uranju 235 isotopu se jkun bejn 3-5%, jeħtieġ aktar minn 153 tunnellata ta 'naturali, "nej" uranju arrikkit.

uranju-238 isotopu huwa prinċipalment użat fl-iskema kostruzzjoni ta 'armi nukleari biex tiżdied il-kapaċità tagħha. Ukoll, meta jaqbad newtroni segwita mill-proċess ta 'beta tħassir ta' dan iżotopu tista 'eventwalment tiġi kkonvertita plutonju-239 - fjuwil komuni għal ħafna ta' reatturi nukleari lum.

Minkejja n-nuqqasijiet kollha ta 'tali reatturi (spiża għolja, kumplessità tal-kura, ir-riskju ta' inċident), l-operat tagħhom tħallas għaliha nnifisha malajr ħafna, u l-enerġija li jipproduċu hija inkomparabbilment ogħla mill-qawwa termali jew idroelettrika klassiku.

Ukoll, ir-reazzjoni fissjoni uranju huwa permess sabiex jiżviluppaw armi nukleari tal-qerda massiva. Huwa kkaratterizzat minn forza kbira huwa relattivament kompatti u li hija kapaċi tagħmel aktar artijiet mhux tajjeb għall-abitazzjoni umana. Madankollu, fil-armi nukleari moderni huma użati plutonju minflok uranju.

uranju mdgħajjef

Hemm dan it-tip ta 'uranju huwa mdgħajjef. Huwa kkaratterizzat minn livelli baxxi ħafna ta 'radjoattività u għalhekk ma perikolużi għall-bnedmin. Huwa applikat mill-ġdid fl-isfera militari, per eżempju, huwa miżjud mal-Armor tat-tankijiet Amerikani "Abrams" biex jagħtuh aktar forti. Barra minn hekk, kważi kollha armati ta 'teknoloġija għolja jistgħu jilħqu varjetà ta' missili bil-uranju mdgħajjef. Minbarra l-piż għoli, huma għandhom énième karatteristika interessanti ħafna - wara l-qerda ta 'biċċiet qoxra tiegħu u trabijiet ta' metall taqbad spontanjament. U mill-mod, l-ewwel darba tali missili kien użat matul it-Tieni Gwerra Dinjija. Kif aħna jista ara, uranju - il elementi li jkunu ġew użati fil-varji oqsma tal-bniedem attività.

konklużjoni

Ix-xjentisti jbassru li madwar 2030 eżawriti kompletament kollha tad-depożiti uranju maġġuri, u mbagħad tibda l-iżvilupp ta 'hard-saffi tiegħu, u l-prezz se jogħla. -Mod, il -mineral uranju huwa assolutament ma jagħmlux ħsara lill-bnedmin - xi minaturi li jaħdmu fil-produzzjoni tagħha għall-ġenerazzjonijiet. Issa aħna mifhum l-istorja tal-iskoperta ta 'l-elementi kimiċi, u kif tuża reazzjoni fissjoni nukleari tiegħu.

Mill-mod, fatt interessanti hija magħrufa għall - Komposti uranju ilha użat bħala żebgħa għall porċellana u ħġieġ (hekk imsejħa ħġieġ uranju) sakemm l-1950.