https://bodybydarwin.com
Slider Image

Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää uraanista

2020

Koska saksalainen kemisti Martin Heinrich Klaproth tunnisti uraanin vuonna 1789, atominumero 92 on tullut yhdeksi huolestuttavimmista aineista planeetalla. Se on luonnostaan ​​radioaktiivinen, mutta sen isotooppi uraani-235 sattuu myös olemaan halkeava, kuten natsien ydinkemikaalit oppivat vuonna 1938, kun he tekivät mahdotonta ja jakoivat uraanin ytimen kahdeksi. Amerikkalaiset fyysikot UC Berkeleyssä havaitsivat pian, että he voivat pakottaa uraani-238: n hajoamaan plutonium-239: ksi; ainetta on sittemmin käytetty aseissa ja voimalaitoksissa ympäri maailmaa. Nykyään elementti kiihdyttää edelleen kansainvälisiä jännitteitä, kun Iran varastoi uraania aiempaa sopimusta vastoin, ja Pohjois-Korean "Rocket Man" -johtaja Kim Jong-un vastustaa edelleen ydinaseiden leviämistä.

Mutta mikä on uraani, tarkalleen ottaen? Ja mitä sinun on tiedettävä siitä kuumien otsikoiden ulkopuolella? Tässä vastaamme kiireellisimpiin ydinkysymyksiisi:

Uraani on yleinen metalli. "Se löytyy pieninä määrinä useimmissa kallioissa, maaperässä ja vesien geologi Dana Ulmer-Scholle kirjoittaa New Mexico -geologian ja mineraalivarojen toimiston selittäjälle. Mutta rikkaampien saostumien löytäminen - ne, joissa on väkevöityä uraania, on todella kaivostoiminnan arvoinen - on vaikeampaa.

Kun insinöörit löytävät lupaavan sauman, he kaivovat uraanimalmin. "Jerusa Peterson, Coloradon yliopiston Boulderin yliopiston fyysikko, ei enää sano, että niillä on kirsikoita. Nykyään se tulee huuhtoutumisesta, jota Peterson kuvaa" kaatavan "pohjimmiltaan PepsiColaa - hieman happamaksi" maahan ja pumppaamaan nestettä ylöspäin Kun neste imeytyy kerrostuman läpi, se erottaa uraanin sadonkorjuuta varten.

Uraanilla on useita tärkeitä saman aineen isotooppeja, erottelevia makuja, jotka vaihtelevat vain neutronimääränsä (kutsutaan myös atomimassana). Yleisin on uraani-238, jonka osuus on 99 prosenttia elementin läsnäolosta maan päällä. Harvimmin käytetty isotooppi on uraani-234, joka muodostuu uraani-238-hajoamisena. Kumpikaan näistä tuotteista ei ole halkeamia, mikä tarkoittaa, että niiden atomit eivät hajoa helposti, joten ne voivat ylläpitää ydinketjureaktiota.

Se tekee uraani-235-isotooppista niin erityisen halkeavan, joten hiukan viimeistelyllä se tukee ydinketjureaktiota, mikä tekee siitä ihanteellisen ydinvoimaloiden ja aseiden valmistukseen. Mutta lisää siitä myöhemmin.

Siellä on myös uraani-233. Se on toinen halkeamistuote, mutta sen alkuperä on täysin erilainen. Se on toriumituote, metallinen kemikaali, joka on paljon runsaampi kuin uraani. Jos ydinfyysikot paljastavat torium-232: n neutroneille, torium todennäköisesti absorboi neutronin aiheuttaen materiaalin hajoamisen uraaniksi-233.

Aivan kuten voit muuttaa toriumin uraaniksi, voit myös muuttaa uraanin plutoniumiksi. Jopa prosessi on samanlainen: Altista runsas uraani-238 neutroneille, ja se absorboi yhden, aiheuttaen lopulta sen hajoamisen plutonium-239: ksi, toiseksi halkeavaksi aineeksi, jota on käytetty luomaan ydinenergiaa ja aseita. Vaikka uraania on runsaasti luonnossa, plutoniumia todella nähdään vain laboratoriossa, vaikkakin sitä voi esiintyä luonnollisesti uraanin rinnalla.

Ihmiset eivät ole tarkalleen asettamassa vaiheittaisia ​​ohjeita ydinmateriaalien jalostamiseen. Mutta Peterson pääsi melko lähelle. Kun olet uranut uraania maasta, hän sanoo, että kemian insinöörit erottavat uraanirikkaan nesteen muista näytteen mineraaleista. Kun tuloksena oleva uraanioksidi kuivuu, se on mannajauhojen väriä, joten lempinimi "keltakakku" tälle välituotteelle.

Sieltä kasvi voi ostaa punnan keltakakkua 20 dollaria tai 30 dollaria. Ne sekoittavat jauheen fluorivetyhapon kanssa. Saatu kaasu kehrätään sentrifugissa uraani-238: n ja uraani-235: n erottamiseksi. Tätä prosessia kutsutaan "rikastuttamiseksi". Luonnollisen 0, 7 prosentin pitoisuuden sijasta ydinvoimalaitokset haluavat tuotteen, joka on rikastettu 3 - 5 prosenttiin uraani-235: stä. Aseelle tarvitset paljon enemmän: Nykyään tavoite on ylittää 90 prosenttia.

Kun tämä uraani on rikastettu, voimalaitosten operaattorit yhdistävät sen moderaattorin, kuten veden, kanssa, joka hidastaa uraanin neutronien määrää. Tämä lisää johdonmukaisen ketjureaktion todennäköisyyttä. Kun reaktio on vihdoin käynnissä, jokainen yksittäinen neutroni muuttuu 2, 4 neutroniksi ja niin edelleen, luomalla energiaa koko ajan.

Kokeile tätä: PopSci : n "Vaara" -numerossa aiemmin tänä vuonna Tyynenmeren luoteisosan kansallislaboratorion tutkija David Meier puhui työstään luoda plutoniumlähteitä varten tietokanta. Osoittautuu, että jokaisella plutoniumituotteella on näkyvä alkuperätarina, koska "Meier sanoo, ettei sitä voida käsitellä yhdellä tavalla. Yhdysvalloilla oli kaksi plutoniumin tuotantolaitosta. Välituote Hanfordista, Washington (Manhattan Project -sivusto, josta PNNL kasvoi). ) oli ruskea ja keltainen, Savannah-joen alue Akonissa, Etelä-Carolinassa, tuotti "mukavan sinisen materiaalin, jota Meier sanoo. Lainvalvontaviranomaiset toivovat, että nämä hienoiset erot - jotka saattavat myös vastata muutoksia materiaalin kemiallisessa allekirjoituksessa, hiukkaskokossa tai muodossa - auttavat heitä yhä jäljittämään laitonta ydinvoiman kehitystä.

Tai häikäytä vieraasi lyhyellä historiallisella radioaktiivisella astialla. Uraanilasin, jota kutsutaan myös kanaarikansiiksi tai vaseliinilasiksi, valmistus alkoi 1830-luvulla. Ennen kuin William Henry Perkin loi ensimmäisen synteettisen värin vuonna 1856, väriaineet olivat erittäin kalliita ja jopa silloin ne eivät kestäneet. Uraanista tuli suosittu tapa antaa levyille, maljakoille ja lasille syvän keltainen tai minty vihreä sävy. Aseta nämä talousesineet kuitenkin ultraviolettivaloon ja ne fluoresoivat järkyttävän neonkarterin. Onneksi innokkaille keräilijöille, jotka käyvät aktiivisesti kauppaa uraanilasilla, suurin osa näistä esineistä ei ole niin radioaktiivisia, että ne aiheuttaisivat vaaran ihmisten terveydelle.

Viimeisin: Vuonna 2002 lääketieteellinen aikakauslehti The Lancet julkaisi artikkelin köyhdytetyn uraanin mahdollisuudesta - uraani-235: n uuttamisen jälkeisestä jätteestä - päätyä taistelukentälle. Huolenaihe on, että sen suuri tiheys tekisi siitä uskomattoman ammuksen, joka kykenee lävistämään jopa kaikkein tehokkaimmin taistelutankin. Vielä pahempaa, se voi saastuttaa ympäröivän maiseman ja kuka tahansa siitä.

Viral-tarinat voivat pelastaa maailman

Viral-tarinat voivat pelastaa maailman

19 tyylikkäimpiä kuvia NASA: n operaatiosta IceBridge

19 tyylikkäimpiä kuvia NASA: n operaatiosta IceBridge

Kyynärvarsesi on loistava paikka kasvattaa uusi korva

Kyynärvarsesi on loistava paikka kasvattaa uusi korva