ยูเรเนียมเป็นองค์ประกอบทางเคมี: ประวัติความเป็นมาของการค้นพบของนิวเคลียร์และการเกิดปฏิกิริยา

บทความบอกเล่าเกี่ยวกับเมื่อองค์ประกอบสารเคมีนี้ถูกค้นพบยูเรเนียมและในสิ่งที่อุตสาหกรรมในปัจจุบันใช้สารชนิดนี้

ยูเรเนียม - องค์ประกอบทางเคมีในอุตสาหกรรมพลังงานและการทหาร

ทุกครั้งที่ผู้คนพยายามที่จะหาพลังงานสูงและความนึกคิด - เพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่า เครื่องเคลื่อนไหวตลอด แต่น่าเสียดายที่ไม่สามารถดำรงอยู่ของมันได้รับการพิสูจน์ในทางทฤษฎีและการพิสูจน์ในศตวรรษที่สิบเก้า แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เคยสูญเสียความหวังที่จะตระหนักถึงความฝันของชนิดของอุปกรณ์บางอย่างที่จะสามารถที่จะออกเป็นจำนวนมากของพลังงาน "สะอาด" เป็นเวลานานมาก

นี้จัดการส่วนหนึ่งที่จะตระหนักกับการค้นพบของสารเช่นยูเรเนียม องค์ประกอบทางเคมีที่มีชื่อที่กำหนดเป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ซึ่งปัจจุบันให้พลังงานสำหรับเมืองทั้งเรือดำน้ำเรือขั้วโลกและอื่น ๆ ทรู "สะอาด" พลังงานของพวกเขาไม่สามารถตั้งชื่อ แต่ในปีที่ผ่านมาหลาย บริษัท มีการพัฒนาสำหรับการขายทั่วไปขนาดกะทัดรัด "แบตเตอรี่นิวเคลียร์" บนพื้นฐานของไอโซโทป - พวกเขาไม่มีส่วนที่เคลื่อนไหวและพวกเขาจะปลอดภัยต่อสุขภาพ

แต่ในบทความนี้เราจะวิเคราะห์ในรายละเอียดความเป็นมาของการค้นพบขององค์ประกอบทางเคมีที่เรียกว่าปฏิกิริยาฟิชชันยูเรเนียมและเมล็ดของมัน

คำนิยาม

องค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 92 ในตารางธาตุ - ยูเรเนียม พลังงานนิวเคลียร์มีน้ำหนักของมันคือ 238.029 มันหมายถึงสัญลักษณ์ U. ภายใต้สถานการณ์ปกติเป็นหนาแน่นเงินโลหะหนัก ถ้าเราพูดคุยเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสียูเรเนียมของตัวเอง - องค์ประกอบที่มีกัมมันตภาพรังสีที่อ่อนแอ นอกจากนี้มันไม่ได้มีในองค์ประกอบของไอโซโทปสมบูรณ์ และมีเสถียรภาพมากที่สุดของไอโซโทปที่มีอยู่ยูเรเนียม 338 ถือว่า

ในคำสั่งของสิ่งที่ถือว่าเป็นองค์ประกอบที่เราคิดออกและตอนนี้มองไปที่ประวัติศาสตร์ของการค้นพบของตน

เรื่องราว

ดังกล่าวเป็นสารธรรมชาติเช่นยูเรเนียมออกไซด์เป็นที่รู้จักของผู้คนมาตั้งแต่สมัยโบราณและใช้โทโบราณของเธอสำหรับการผลิตของเคลือบซึ่งครอบคลุมภาชนะเครื่องปั้นดินเผาต่างๆสำหรับความต้านทานต่อน้ำและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ เช่นเดียวกับการตกแต่งของพวกเขา

วันที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์ของการค้นพบธาตุเคมีนี้กลายเป็น 1789 แล้วมันเป็นนักเคมีและเยอรมันเกิดมาร์ตินคลาปรธก็สามารถที่จะได้รับยูเรเนียม metalloobrazny แรก และชื่อของมันเป็นองค์ประกอบใหม่ในเกียรติของการเปิดแปดปีที่ผ่านมาโลก

เกือบ 50 ปีที่ได้รับในขณะที่ยูเรเนียมก็ถือว่าเป็นโลหะบริสุทธิ์อย่างไรก็ตามในปี 1840 นักเคมีชาวฝรั่งเศสEugène-Peligot Melkor ก็สามารถที่จะพิสูจน์ได้ว่าวัสดุที่ได้จากการ Klaproth แม้ว่าสัญญาณภายนอกที่เหมาะสมไม่ได้โลหะและยูเรเนียมออกไซด์ เล็ก ๆ น้อย ๆ ต่อมาทุกคนเดียวกันเป็น Peligot ยูเรเนียมจริง - สีเทาโลหะหนักมาก มันก็เป็นครั้งแรกและน้ำหนักอะตอมของสารที่ถูกกำหนดเป็นยูเรเนียม องค์ประกอบทางเคมีถูกวางดมิตรีเมนเดลีฟในระบบเป็นระยะ ๆ ของเขาที่มีชื่อเสียงขององค์ประกอบใน 1874 กับเมเดเท่าตัวน้ำหนักอะตอมของสารสองครั้ง มันเป็นเพียง 12 ปีหลังจากได้รับการพิสูจน์สังเกตุว่า นักเคมีที่ดี ไม่ได้เข้าใจผิดในการคำนวณของพวกเขา

กัมมันตภาพรังสี

แต่ดอกเบี้ยที่แท้จริงในส่วนที่กว้างของชุมชนวิทยาศาสตร์เริ่มต้นขึ้นในปี 1896 เมื่อ Becquerel พบว่ารังสียูเรเนียมซึ่งถูกตั้งชื่อตามนักสำรวจ - รังสี Becquerel ต่อมาหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงมากที่สุดในพื้นที่นี้ - มาริยาคยูริที่เรียกว่าปรากฏการณ์ของกัมมันตภาพรังสีนี้

วันที่สำคัญต่อไปในการศึกษาของยูเรเนียมจะถือเป็นในปี 1899 มันถูกแล้วที่รัทเธอค้นพบว่ารังสียูเรเนียมไม่สม่ำเสมอและมีการแบ่งออกเป็นสองประเภท - อัลฟาและเบต้ารังสี หนึ่งปีต่อมาพอลวิลลาร์ (Viyyar) เปิดและคนที่สามสุดท้ายเรารู้ชนิดของรังสีวันที่ - ที่เรียกว่ารังสีแกมมา

เจ็ดปีต่อมาในปี 1906, Rutherford ตามทฤษฎีของเขากัมมันตภาพรังสีดำเนินการทดลองครั้งแรกวัตถุประสงค์ของซึ่งคือการกำหนดอายุของแร่ธาตุต่างๆ การศึกษาเหล่านี้ได้วางรากฐานรวมทั้งการก่อตัวของทฤษฎีและการปฏิบัติของการวิเคราะห์เรดิโอ

การแบ่งเซลล์ของยูเรเนียม

แต่บางทีอาจจะเปิดเอาชนะผ่านที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางทำเหมืองแร่ยูเรเนียมและกัดทั้งในวัตถุประสงค์พลเรือนและทหาร - เป็นกระบวนการ ของนิวเคลียร์ ของยูเรเนียม มันเกิดขึ้นในปี 1938 การค้นพบได้ดำเนินการกับกองกำลังของนักฟิสิกส์เยอรมันออทโทกานาและฟริตซ์สตราสแมนน์ ต่อมาทฤษฎีนี้ได้รับการยืนยันในผลงานทางวิทยาศาสตร์ของนักฟิสิกส์เยอรมันหลาย

กลไกการค้นพบโดยพวกเขาได้ดังนี้ถ้าเคอร์เนลฉายรังสียูเรเนียม -235 ไอโซโทปนิวตรอนแล้วโลภนิวตรอนฟรีก็เริ่มที่จะแบ่ง และที่เราทุกคนรู้ว่าตอนนี้ขั้นตอนนี้จะมาพร้อมกับจำนวนมหาศาลของพลังงาน นี้เกิดขึ้นส่วนใหญ่เกิดจากพลังงานจลน์ของรังสีเศษนิวเคลียส ดังนั้นตอนนี้เรารู้วิธีการแบ่งเซลล์ของยูเรเนียม

การค้นพบของกลไกนี้และผลของมันและเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการใช้งานของยูเรเนียมในวัตถุประสงค์ของพลเรือนและทหาร

ถ้าเราพูดคุยเกี่ยวกับการใช้งานสำหรับวัตถุประสงค์ทางทหารเป็นครั้งแรกทฤษฎีที่สามารถสร้างเงื่อนไขสำหรับกระบวนการดังกล่าวเป็นปฏิกิริยาอย่างต่อเนื่องของยูเรเนียมฟิชชัน (เท่าที่จะบ่อนทำลายระเบิดนิวเคลียร์ต้องใช้พลังงานมหาศาล) ที่ได้รับการพิสูจน์โดยนักฟิสิกส์โซเวียต Zeldovich และ Khariton แต่เพื่อที่จะสร้างปฏิกิริยายูเรเนียมจะต้องอุดมไปเช่นในรัฐตามปกติของเขาของคุณสมบัติที่ต้องการมันไม่ได้มี

ที่มีประวัติขององค์ประกอบนี้เราได้อ่านเราจะถูกรื้อถอนตอนนี้ที่เขานำมาใช้

การใช้และชนิดของไอโซโทปยูเรเนียม

หลังจากการค้นพบของกระบวนการดังกล่าวเป็นปฏิกิริยาฟิชชันของห่วงโซ่ยูเรเนียมฟิสิกส์เริ่มตั้งคำถามว่าจะใช้หรือไม่

ปัจจุบันมีสองพื้นที่หลักที่ใช้ไอโซโทปยูเรเนียม มันเป็นความสงบสุข (หรือพลังงาน) อุตสาหกรรมและการทหาร ทั้งสองเป็นครั้งแรกและครั้งที่สองที่ใช้ในปฏิกิริยาของนิวเคลียร์ของยูเรเนียม -235 ไอโซโทปที่แตกต่างกันเพียงในอำนาจเอาท์พุท เพียงแค่ใส่ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไม่จำเป็นที่จะสร้างและสนับสนุนกระบวนการนี้มีกำลังการผลิตเช่นเดียวกับเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์

ดังนั้นมีความเป็นอุตสาหกรรมหลักที่ใช้ปฏิกิริยาฟิชชันยูเรเนียม

แต่ได้รับไอโซโทปยูเรเนียม-235 - เป็นเรื่องยากมากและมีราคาแพงปัญหาทางเทคโนโลยีและไม่ทุกประเทศสามารถที่จะสร้างโรงงานแปรรูป ตัวอย่างเช่นสำหรับยี่สิบตันของน้ำมันเชื้อเพลิงยูเรเนียมประเด็นเนื้อหาของยูเรเนียมไอโซโทป 235 จะอยู่ระหว่าง 3-5% ก็ต้องมีมากกว่า 153 ตันที่อุดมด้วยธรรมชาติ "ดิบ" ยูเรเนียม

ยูเรเนียม 238 ส่วนใหญ่จะใช้ในโครงการก่อสร้างของอาวุธนิวเคลียร์เพื่อเพิ่มความสามารถของตน นอกจากนี้เมื่อมันจับนิวตรอนตามขั้นตอนของการสลายตัวเบต้าของไอโซโทปนี้อาจได้รับการแปลงเป็นพลูโตเนียม 239 - เชื้อเพลิงที่พบบ่อยที่สุดของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของวันนี้

แม้จะมีข้อบกพร่องทั้งหมดของเครื่องปฏิกรณ์ดังกล่าว (ค่าใช้จ่ายสูงซับซ้อนของการดูแลความเสี่ยงของการเกิดอุบัติเหตุ), การดำเนินงานของพวกเขาจ่ายสำหรับตัวเองอย่างรวดเร็วและพลังงานที่พวกเขาผลิตเป็นเหลือใจมากกว่าพลังงานความร้อนหรือไฟฟ้าพลังน้ำคลาสสิก

นอกจากนี้การเกิดปฏิกิริยาฟิชชันยูเรเนียมที่ได้รับอนุญาตในการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ทำลายล้างสูง มันเป็นลักษณะโดยการบังคับที่ดีคือค่อนข้างกะทัดรัดและที่มีความสามารถในการทำที่ดินไม่เหมาะสมสำหรับการอยู่อาศัยของมนุษย์ อย่างไรก็ตามในอาวุธนิวเคลียร์ที่ทันสมัยมีการใช้พลูโตเนียมมากกว่ายูเรเนียม

ยูเรเนียม

นอกจากนี้ยังมีเช่นชนิดของยูเรเนียมจะหมด มันเป็นลักษณะโดยระดับที่ต่ำมากของกัมมันตภาพรังสีและดังนั้นจึงไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ เขาใช้อีกครั้งในรูปทรงกลมทหารเช่นนั้นจะถูกเพิ่มในชุดเกราะ "อับราฮัม" รถถังอเมริกันที่จะให้มันมากขึ้นป้อม นอกจากนี้เกือบทุกกองทัพที่มีเทคโนโลยีสูงสามารถตอบสนองความหลากหลายของอาวุธที่มียูเรเนียม นอกเหนือไปจากน้ำหนักสูงที่พวกเขามีอีกหนึ่งคุณสมบัติที่น่าสนใจมาก - หลังจากการล่มสลายของเศษเปลือกหอยของเขาและผงโลหะลุกไหม้ได้เอง และโดยวิธีการที่เป็นครั้งแรกเช่นขีปนาวุธถูกนำมาใช้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง ในฐานะที่เราสามารถมองเห็นยูเรเนียม - องค์ประกอบที่จะนำมาใช้ในด้านต่างๆของกิจกรรมของมนุษย์

ข้อสรุป

นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าประมาณ 2,030 หมดสมบูรณ์ทั้งหมดของเงินฝากยูเรเนียมที่สำคัญและจากนั้นเริ่มต้นการพัฒนาของชั้นอย่างหนักและราคาจะสูงขึ้น วิธีการ แร่ยูเรเนียม เป็นอย่างที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ - คนงานเหมืองบางคนที่ทำงานในการผลิตสำหรับรุ่น ตอนนี้เราเข้าใจประวัติศาสตร์ของการค้นพบขององค์ประกอบทางเคมีและวิธีการใช้ปฏิกิริยาฟิชชันนิวเคลียร์

โดยวิธีการที่ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเป็นที่รู้จักสำหรับ - สารประกอบยูเรเนียมได้รับการใช้เป็นสีสำหรับเคลือบและแก้ว (ที่เรียกว่า แก้วยูเรเนียม) จนถึงปี 1950