Urani ni kipengele kemikali: historia ya ugunduzi wa mwatuko nyuklia na majibu

Makala anaelezea kuhusu wakati kipengele hiki kemikali iligunduliwa kama uranium, na katika nini viwanda siku hizi kutumika dutu hii.

Urani - kipengele kemikali katika nishati na kijeshi sekta

Wakati wote watu walijaribu kupata high-nguvu, na walau - kujenga kile kinachoitwa daima mwendo mashine. Kwa bahati mbaya, kutokuwa na uwezo wa kuwepo kwake kinadharia kuthibitika na substantiated katika karne ya XIX, lakini wanasayansi bado kamwe kupotea matumaini ya kutimiza ndoto ya aina fulani ya kifaa ambayo itakuwa na uwezo wa kutoa idadi kubwa ya "safi" nguvu kwa muda mrefu sana.

Hii ni sehemu imeweza kutambua na ugunduzi wa dutu kama vile uranium. kipengele kemikali na jina alilopewa ni msingi wa maendeleo ya nishati ya nyuklia, ambayo kwa sasa kutoa nguvu kwa ajili mji mzima, nyambizi, meli polar na kadhalika. Kweli, "safi" nguvu yao haiwezi kutajwa jina, lakini katika miaka ya hivi karibuni, makampuni mengi ni kujenga kwa ajili ya kuuza kwa ujumla kompakt "betri nyuklia" kwa misingi ya tritium - hawana sehemu kusonga, na ni salama kwa afya.

Hata hivyo, katika makala hii sisi kuchambua kwa kina historia ya ugunduzi wa kemikali kipengele inayoitwa uranium fission majibu na kokwa zake.

ufafanuzi

Urani - kemikali kipengele ambayo ina idadi atomic 92 katika meza ya upimaji. Nguvu za nyuklia ni uzito wake ni 238.029. Ni inaashiria ishara U. Katika hali ya kawaida, ni nene, nzito chuma fedha. Kama sisi majadiliano juu ya mionzi yake, uranium yenyewe - kipengele na mionzi dhaifu. Pia, haina katika muundo wake kabisa isotopu imara. Na imara zaidi ya zilizopo isotopu uranium-338 ni kuchukuliwa.

Kwa utaratibu wa nini maana ya kipengele, sisi figured nje, na sasa kuangalia historia ya ugunduzi wake.

hadithi

Kama Dutu, kama vile oksidi za asili uranium, unaojulikana kwa watu tangu zamani, na kutumika yule msichana kale ajili ya uzalishaji wa glazes, ambayo inashughulikia vyombo ufinyanzi mbalimbali kwa ajili ya upinzani maji na bidhaa nyingine, pamoja na mapambo yao.

tarehe muhimu katika historia ya ugunduzi wa kipengele hiki kemikali akawa 1789. Hapo ndipo kemia na Ujerumani mzaliwa Martin Klaproth alikuwa na uwezo wa kupata kwanza metalloobrazny uranium. Na jina lake lilikuwa kipengele mpya kwa heshima ya ufunguzi wa miaka minane iliyopita dunia.

Karibu miaka 50 kupatikana wakati uranium ilichukuliwa chuma safi, hata hivyo, mwaka 1840 Kifaransa duka la dawa Eugène-Peligot Melkor alikuwa na uwezo wa kuthibitisha kuwa vifaa kupatikana kwa Klaproth, pamoja na kwamba dalili mzuri wa nje, si ya chuma, na oxide uranium. Muda mfupi baadaye, yote sawa ni kweli Peligot uranium - mzito sana chuma kijivu. Hapo ndipo kwa mara ya kwanza na uzito atomiki ya dutu iliamuliwa kama uranium. Kemikali kipengele aliwekwa Dimitri Mendeleyev katika mfumo wake maarufu upimaji wa mambo katika mwaka wa 1874, pamoja na Mendeleev mara mbili uzito atomiki ya dutu mara mbili. Ilikuwa ni baada ya miaka 12 ilikuwa empirically kuthibitika kwamba kemia kubwa alikuwa si makosa katika mahesabu yao.

mionzi

Lakini nia ya kweli katika sehemu hii kubwa ya jamii ya kisayansi alianza mwaka 1896, wakati Becquerel aligundua kwamba uranium hutoa rays, ambayo walikuwa jina lake baada ya Explorer - Becquerel rays. Baadaye, mmoja wa wanasayansi maarufu katika eneo hili - Mariya Kyuri, aitwaye jambo hili ya mionzi.

ya tarehe muhimu katika utafiti wa uranium inachukuliwa kuwa mwaka 1899: ni wakati huo ambapo Rutherford aligundua kwamba uranium mionzi si sare na umegawanyika katika aina mbili - ya Alpha na Beta rays. Mwaka mmoja baadaye, Pol Villar (Viyyar) kufunguliwa na wa tatu, mwisho tunajua tarehe ya aina ya mionzi - kinachojulikana gamma rays.

Miaka saba baadaye, mwaka 1906, Rutherford msingi nadharia yake ya mionzi uliofanywa majaribio ya kwanza, madhumuni ya ambayo ilikuwa ya kujua umri wa madini mbalimbali. Masomo haya ya kuweka msingi, ikiwa ni pamoja kuunda nadharia na mazoezi ya uchambuzi radiocarbon.

Fission ya uranium

Lakini labda kuu ya ufunguzi, kwa njia ambayo yamekuwa sana uranium madini na kusaga katika madhumuni raia na wanajeshi - ni mchakato wa mwatuko nyuklia ya uranium. Ilitokea mwaka 1938, ugunduzi ulifanywa majeshi ya Fizikia German Otto Gana na Fritz Strassmann. Baadaye nadharia hii lilithibitishwa katika kazi ya kisayansi ya Fizikia kadhaa ya Ujerumani.

utaratibu aligundua nao ulikuwa kama ifuatavyo: kama punje irradiated uranium-235 isotopu nutroni, basi kushika bure nutroni, inaanza kugawanya. Na, kama sisi wote sasa tunajua, mchakato huu huambatana na kiasi kikubwa cha nishati. Hii hutokea hasa kutokana na nishati kinetic ya mionzi, kiini vipande. Hivyo sasa tunajua jinsi fission ya uranium.

ugunduzi wa utaratibu huu na matokeo yake, na ni kuanzia kwa ajili ya matumizi ya uranium katika madhumuni ya kiraia na ya kijeshi.

Kama sisi majadiliano juu ya matumizi yake kwa madhumuni ya kijeshi, kwa mara ya kwanza nadharia kwamba inaweza kujenga mazingira kwa ajili ya mchakato huo, kama majibu kuendelea uranium fission (kama kudhoofisha bomu ya nyuklia inahitaji nishati kubwa), imeonekana na Urusi Fizikia Zeldovich na Khariton. Lakini ili kujenga majibu hayo, uranium lazima kuwa utajiri, kama katika hali yake ya kawaida ya mali taka haina nayo.

Na historia ya kipengele hiki tuna kusoma, sasa dismantled, ambapo kutumiwa.

matumizi na aina ya isotopu uranium

Baada ya ugunduzi wa vile mchakato, kama majibu ya urani fission mlolongo, Fizikia wakaanza kujadiliana ambapo kuitumia?

Hivi sasa, kuna maeneo mawili ambapo matumizi isotopu uranium. Ni amani (au nishati) viwanda na kijeshi. Wote kwanza na wa pili anatumia hisia za mwatuko nyuklia ya uranium-235 isotopu, hutofautiana tu katika nguvu pato. Kwa kifupi, katika mtambo wa nyuklia si lazima kujenga na kusaidia mchakato huu na uwezo sawa na ni muhimu kwa ajili ya kufanya mlipuko wa bomu ya nyuklia.

Hivyo, walikuwa ni viwanda kuu ya kwamba matumizi ya uranium fission majibu.

Lakini kupata isotopu uranium-235 - ni vigumu sana na gharama kubwa tatizo kiteknolojia, na si kila nchi inaweza kumudu kujenga usindikaji mimea. Kwa mfano, kwa tani ishirini ya mafuta uranium, ambapo maudhui ya uranium 235 isotopu itakuwa kati ya 3-5%, inahitaji zaidi ya tani 153 za utajiri wa asili, "mbichi" uranium.

uranium-238 isotopu ni hasa kutumika katika ujenzi mpango wa silaha za nyuklia ili kuongeza uwezo wake. Pia, wakati hunasa nutroni na kufuatiwa na mchakato wa beta uharibifu wa isotopu hii inaweza hatimaye kuongoka katika plutonium-239 - mafuta ya kawaida kwa zaidi ya nishati ya nyuklia ya leo.

Pamoja na mapungufu yote ya mitambo hiyo inapunguza (gharama ya juu, utata wa huduma, hatari ya ajali), uendeshaji wao hulipia yenyewe kwa haraka sana, na nguvu wao kuzalisha ni incomparably kubwa kuliko classical nguvu mafuta au umeme wa maji.

Pia, uranium fission majibu anaruhusiwa kuendeleza silaha za nyuklia za maangamizi. Ni sifa kwa nguvu kubwa ni kiasi Compact na yenye uwezo wa kufanya ardhi zaidi hazifai kwa makazi ya binadamu. Hata hivyo, katika silaha za kisasa za nyuklia ni kutumika plutonium badala uranium.

wazi uranium

Kuna pia aina hiyo ya uranium zimeshaisha. Ni sifa kwa viwango vya chini sana ya mionzi na hivyo si hatari kwa binadamu. Aliomba tena katika nyanja za kijeshi, kwa mfano, ni aliongeza katika silaha "Abrams" American tank kuwapa zaidi ngome. Aidha, karibu wote juu-tech majeshi wanaweza kukutana aina ya makombora na imemaliza uranium. Mbali na uzito wa juu, wana jingine kipengele kuvutia sana - baada ya uharibifu wa splinters yake shell na chuma poda kuwaka papo hapo. Na kwa njia, mara ya kwanza kama kombora ilitumika wakati Vita ya Pili ya Dunia. Kama tunaweza kuona, uranium - mambo ambayo imekuwa ikitumika katika nyanja mbalimbali za shughuli za binadamu.

hitimisho

Wanasayansi kutabiri kuwa karibu 2,030 amechoka kabisa wote wa amana kubwa uranium, na kisha kuanza maendeleo ya tabaka ngumu yake, na bei kupanda. njia, uranium madini ni wapole kabisa na binadamu - baadhi wachimbaji kazi katika uzalishaji wake kwa vizazi. Sasa tuna kueleweka historia ya ugunduzi wa mambo ya kemikali, na jinsi ya kutumia fission wake wa nyuklia mmenyuko.

Kwa njia, ukweli kuvutia inajulikana kwa - misombo uranium kwa muda mrefu imekuwa kutumika kama rangi ya porcelain na kioo (kinachojulikana uranium kioo) mpaka miaka ya 1950.