Άρθρο

8 Βασικά στοιχεία για το ουράνιο

top-leaderboard-όριο '>

Πόσο καλά γνωρίζετε τον περιοδικό πίνακα; Η σειρά μας The Elements διερευνά τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία του παρατηρήσιμου σύμπαντος - και τη σχέση τους με τη ζωή σας - ένα προς ένα.

Το ουράνιο χρειάστηκε λίγο χρόνο για να ισχυριστεί. Για αιώνες, σωροί του μαζεύονταν σε σωρούς πετρωμάτων κοντά σε ευρωπαϊκά ορυχεία. Μετά την επίσημη ανακάλυψη του στοιχείου στα τέλη του 18ου αιώνα, βρήκε ένα χρήσιμο εξωθητικό γυαλί και πιάτα δείπνου. Στο πρώτο μισό του 20ού αιώνα, οι επιστήμονες άρχισαν να ερευνούν το έμφυτο δυναμικό του ουρανίου ως πηγή ενέργειας και έχει κερδίσει τη θέση του ανάμεσα στις ουσίες που ορίζουν την «Ατομική Εποχή», την εποχή στην οποία ζούμε ακόμα. Ακολουθούν ορισμένα βασικά στοιχεία για το U92.

1. Είναι το ωραιότερο ΦΥΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΣΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ.

Με πυρήνα γεμάτο με 92 πρωτόνια, το ουράνιο είναι το βαρύτερο από τα στοιχεία. Αυτό το βάρος κάποτε ανάγκασε τους ναυπηγούς να χρησιμοποιήσουν το χρησιμοποιημένο ουράνιο ως έρμα στις καρίνες του πλοίου. Χρησιμοποιήθηκε με αυτόν τον τρόπο τώρα, η πλεύση στο λιμάνι θα μπορούσε να πυροδοτήσει αμυντικά συστήματα.

Το ουράνιο βρέθηκε για πρώτη φορά σε μεταλλεία αργύρου το 1500 στη σημερινή Τσεχική Δημοκρατία. Εμφανίστηκε γενικά όπου η ασημένια φλέβα τελείωσε, κερδίζοντας το ψευδώνυμοpechblende, που σημαίνει «κακή τύχη ροκ». Το 1789, ο Martin Klaproth, ένας Γερμανός χημικός που ανέλυσε δείγματα ορυκτών από τα ορυχεία, το θερμάνθηκε και απομόνωσε ένα «παράξενο είδος μισού μετάλλου» - διοξείδιο του ουρανίου. Το ονόμασε μετά τον πρόσφατα ανακαλυφθέντα πλανήτη Ουρανό.

πού είναι το ασφαλέστερο κάθισμα σε αεροπλάνο

Ο Γάλλος φυσικός Henri Becquerel ανακάλυψε τις ραδιενεργές ιδιότητες του ουρανίου - και την ίδια τη ραδιενέργεια - το 1896. Άφησε το θειικό κάλιο ουρανυλίου, έναν τύπο αλατιού, σε μια φωτογραφική πλάκα σε ένα συρτάρι και διαπίστωσε ότι το ουράνιο είχε θολώσει το γυαλί όπως θα είχε η έκθεση στο ηλιακό φως. Είχε εκπέμψει τις δικές του ακτίνες.

2. Οι ΜΕΤΑΦΟΡΕΣ ΤΟΥ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΥΝ ΤΑ ΔΙΚΑΙΩΜΑΤΑ ΤΩΝ ΑΛΚΗΜΙΣΤΩΝ… ΜΙΑ ΜΙΚΡΟ.

Το ουράνιο αποσυντίθεται σε άλλα στοιχεία, ρίχνοντας πρωτόνια για να γίνει πρωτακτίνιο, ράδιο, ραδόνιο, πολώνιο και για συνολικά 14 μεταβάσεις, όλα ραδιενεργά, μέχρι να βρει ένα σημείο ανάπαυσης ως μόλυβδο. Πριν ο Έρνεστ Ράδερφορντ και ο Φρέντερικ Σόντι ανακάλυψαν αυτό το χαρακτηριστικό γύρω στο 1901, η ιδέα του μετασχηματισμού ενός στοιχείου σε άλλο θεωρήθηκε ότι ήταν αποκλειστικά το έδαφος των αλχημιστών.

3. Είναι εξαιρετικά ασταθές.

Το μέγεθος του ουρανίου δημιουργεί αστάθεια. Όπως γράφει ο Tom ZoellnerΟυράνιο: Πόλεμος, Ενέργεια και ο βράχος που διαμόρφωσε τον κόσμοΈνα άτομο ουρανίου είναι τόσο υπερφορτωμένο που έχει αρχίσει να πετάει κομμάτια του, καθώς ένας παραπλανημένος άνθρωπος μπορεί να σκίσει τα ρούχα του. Σε μια φρενίτιδα για να επιτύχει μια κατάσταση ανάπαυσης, πέφτει από έναν πύραυλο δύο πρωτονίων και δύο νετρονίων με ταχύτητα αρκετά γρήγορα για να κτυπήσει γύρω από την περιφέρεια της γης σε περίπου δύο δευτερόλεπτα. '



4. ΕΑΝ ΤΟ ΚΑΝΕΤΕ, ΕΥΧΑΡΙΣΤΟΥΜΕ ΤΑ ΠΑΙΔΙΑ ΣΑΣ ΓΙΑ ΝΑ ΚΡΑΤΗΣΕΤΕ ΖΩΝΤΑΝΑ.

Ίχνη ουρανίου εμφανίζονται σε βράχο, χώμα και νερό και μπορούν να καταποθούν σε λαχανικά ρίζας και θαλασσινά. Τα νεφρά παίρνουν το βάρος της απομάκρυνσής του από την κυκλοφορία του αίματος και σε αρκετά υψηλά επίπεδα, αυτή η διαδικασία μπορεί να βλάψει τα κύτταρα, σύμφωνα με το Εθνικό Εργαστήριο Argonne. Αλλά εδώ είναι τα καλά νέα: Μετά από βραχυπρόθεσμες εκθέσεις χαμηλού επιπέδου, τα νεφρά μπορούν να επιδιορθωθούν.

25 πλουσιότεροι άντρες στον κόσμο

5. WRANIUM MADE FIESTA WARE COLORFUL… ΚΑΙ RADIOACTIVE.

Πριν αναγνωρίσουμε το δυναμικό του ουρανίου για ενέργεια - και τις βόμβες - οι περισσότερες χρήσεις του περιστρέφονταν γύρω από το χρώμα. Οι φωτογράφοι έπλυναν πλατινότυπες εκτυπώσεις σε άλατα ουρανίου για να τονίσουν αλλιώς ασπρόμαυρες εικόνες κοκκινωπό-καφέ. Προστέθηκε στο γυαλί, το ουράνιο έδωσε χάντρες και σφαιρίδια από καναρίνι. Ίσως το πιο ανησυχητικό, το ουράνιο κάνει το κόκκινο-πορτοκαλί λούστρο του Fiesta Ware - δηλαδή. «ραδιενεργό κόκκινο» - τόσο ζεστό όσο φαίνεται. οι πλάκες που κατασκευάστηκαν πριν από το 1973 εξακολουθούν να στέλνουν φρενίτιδα στον Geiger.

6. Η «ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΤΟΥ ΔΡΑΚΟΥ» ήταν βασικό να φτιάξει τις πρώτες ατομικές βόμβες.

Το ουράνιο εμφανίζεται φυσικά σε τρία ισότοπα (μορφές με διαφορετικές μάζες): 234, 235 και 238. Μόνο το ουράνιο-235 - το οποίο αποτελεί απλώς 0,72 τοις εκατό ενός μέσου δείγματος μεταλλεύματος ουρανίου - μπορεί να προκαλέσει μια αντίδραση πυρηνικής αλυσίδας. Σε αυτήν τη διαδικασία, ένα νετρόνιο βομβαρδίζει έναν πυρήνα ουρανίου, προκαλώντας τη διάσπασή του, ρίχνοντας νετρόνια που συνεχίζουν να διαιρούν περισσότερους πυρήνες.

Τη δεκαετία του 1940, μια ομάδα επιστημόνων άρχισε να πειραματίζεται στην τότε μυστική πόλη του Los Alamos, στο Νέο Μεξικό, με το πώς να εκμεταλλευτεί αυτή τη δύναμη. Το ονόμασαν «γαργαλάει την ουρά του δράκου». Η βόμβα ουρανίου που χτίστηκε το έργο τους, Μικρό αγόρι, πυροδοτήθηκε πάνω από την ιαπωνική πόλη Χιροσίμα στις 6 Αυγούστου 1945. Οι εκτιμήσεις ποικίλλουν, αλλά η έκρηξη πιστεύεται ότι σκότωσε 70.000 ανθρώπους στην αρχική έκρηξη και τουλάχιστον άλλα 130.000 περισσότερα από δηλητηρίαση από ακτινοβολία τα επόμενα πέντε χρόνια.

Η ίδια ιδιότητα που τροφοδοτούσε βόμβες είναι αυτό που καθιστά το ουράνιο χρήσιμο για ηλεκτρική ενέργεια. «Είναι πολύ πυκνή ενέργεια, οπότε η ποσότητα ενέργειας που μπορείτε να βγείτε από ένα γραμμάριο ουρανίου είναι εκθετικά περισσότερο από ό, τι μπορείτε να βγείτε από ένα γραμμάριο άνθρακα ή ένα γραμμάριο λαδιού», Denise Lee, μέλος του προσωπικού έρευνας και ανάπτυξης στο Oak Το Ridge National Laboratory, λέει στο Trini Radio. Ένα σφαιρίδιο καυσίμου ουρανίου με το μέγεθος ενός δακτύλου έχει το ίδιο ενεργειακό δυναμικό με 17.000 κυβικά πόδια φυσικού αερίου, 1780 λίβρες άνθρακα ή 149 γαλόνια πετρελαίου, σύμφωνα με το Ινστιτούτο Πυρηνικής Ενέργειας, μια βιομηχανική ομάδα.

7. Η ΓΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙ ΤΟΥΣ ΦΥΣΙΚΟΥΣ ΦΥΣΙΚΟΥΣ ΠΥΡΗΝΙΚΟΥΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΟΥΣ Δισεκατομμύρια χρόνια.

Στη δεκαετία του 1970, τα δείγματα μεταλλεύματος από ένα ορυχείο σε αυτό που είναι τώρα η Γκαμπόν κατέληξαν σε έλλειψη με ουράνιο-235, βρίσκοντάς το στο 0,717 τοις εκατό αντί του αναμενόμενου 0,72 τοις εκατό. Σε ένα μέρος του ορυχείου, περίπου 200 κιλά απουσίαζαν μυστηριωδώς - αρκετά για να τροφοδοτήσουν μισές δωδεκάδες πυρηνικές βόμβες. Εκείνη την εποχή, η πιθανότητα αυθόρμητων αντιδραστήρων πυρηνικής σχάσης ήταν απλώς μια θεωρία. Οι προϋποθέσεις για αυτό απαιτούσαν ένα ορισμένο μέγεθος κατάθεσης, μια υψηλότερη συγκέντρωση ουρανίου-235 και ένα περιβάλλον περιβάλλον που ενθάρρυνε τους πυρήνες να συνεχίσουν να χωρίζουν. Με βάση τον χρόνο ημιζωής του ουρανίου-235, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι πριν από περίπου 2 δισεκατομμύρια χρόνια, το ουράνιο εμφανίστηκε ως περίπου το 3% του μεταλλεύματος. Ήταν αρκετό για να πυροδοτήσει αντιδράσεις πυρηνικής σχάσης σε τουλάχιστον 16 μέρη, τα οποία τρεμούλιαζαν για εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Όσο εντυπωσιακό ακούγεται, η μέση απόδοση ήταν πιθανότατα μικρότερη από 100 κιλοβάτ - αρκετή για να τρέξει μερικές δεκάδες τοστιέρες, όπως εξήγησε ο φυσικός Alex Meshik στοΕπιστημονικός Αμερικανός.

8. ΩΣ ΠΗΓΗ ΔΥΝΑΜΗΣ, ΕΙΝΑΙ ΠΡΑΚΤΙΚΑ ΑΠΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗ.

Μια μελέτη του 2010 από το MIT διαπίστωσε ότι ο κόσμος είχε αρκετά αποθέματα ουρανίου για την παροχή ισχύος για τις επόμενες δεκαετίες. Προς το παρόν, όλοι οι εμπορικοί πυρηνικοί σταθμοί χρησιμοποιούν τουλάχιστον λίγο ουράνιο, αν και το πλουτώνιο βρίσκεται επίσης στο μείγμα. Μια διαδρομή μέσω των αντιδραστήρων καταναλώνει περίπου το 3% του εμπλουτισμένου ουρανίου. «Αν μπορούσατε να το επανεπεξεργαστείτε πολλές φορές, μπορεί να είναι πρακτικά άπειρο», λέει η Stephanie Bruffey, μέλος του προσωπικού έρευνας και ανάπτυξης του Εθνικού Εργαστηρίου Oak Ridge, στο Trini Radio. Τόνοι εξαντλημένου ουρανίου ή παραπροϊόντων ραδιενεργών αποβλήτων του κάθονται σε συγκεκριμένες πλατφόρμες σε πυρηνικούς σταθμούς και σε θησαυροφυλάκια σε ιστορικές εγκαταστάσεις όπλων σε όλη τη χώρα αυτά τα κάποτε προσωρινά συστήματα αποθήκευσης έχουν γίνει μόνιμη κατοικία.