8 важных фактов об уране

Насколько хорошо вы знаете таблицу Менделеева? Наша серия «Элементы» исследует фундаментальные строительные блоки наблюдаемой Вселенной - и их значение для вашей жизни - один за другим.

Урану потребовалось время для самоутверждения. На протяжении веков его груды томились в кучах пустой породы возле европейских рудников. После официального открытия элемента в конце 18 века, в ней нашли полезную нишу для окраски стекла и обеденных тарелок. В первой половине 20 века ученые начали исследовать врожденный потенциал урана как источника энергии, и он занял свое место среди веществ, определяющих «атомный век», эпоху, в которой мы все еще живем. Вот несколько важных фактов о U92.

1. ЭТО САМЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ВСЕЛЕННОЙ.

С ядром, заполненным 92 протонами, уран является самым тяжелым из элементов. Этот вес когда-то заставлял судостроителей использовать отработанный уран в качестве балласта в килях кораблей. Если бы сейчас это применялось таким образом, заход в порт мог бы сбить с толку системы обороны.

Впервые уран был обнаружен в серебряных рудниках в 1500-х годах на территории современной Чешской Республики. Обычно он появлялся там, где выходила серебряная жила, за что и получил прозвищепеченочная обманка, что означает «рок невезения». В 1789 году немецкий химик Мартин Клапрот, анализировавший образцы минералов из шахт, нагрел их и выделил «странный вид полуметалла» - диоксид урана. Он назвал его в честь недавно открытой планеты Уран.

где самое безопасное место в самолете

Французский физик Анри Беккерель обнаружил радиоактивные свойства урана - и саму радиоактивность - в 1896 году. Он оставил уранилсульфат калия, разновидность соли, на фотопластинке в ящике стола и обнаружил, что уран запотел на стекле, как при воздействии солнечного света. Он излучал свои собственные лучи.

2. ЕЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДОКАЗЫВАЛИ АЛХИМИСТОВ ПРАВО… НЕМНОГО.

Уран распадается на другие элементы, выделяя протоны, превращаясь в протактиний, радий, радон, полоний, и в общей сложности 14 переходов, все из которых радиоактивны, пока он не найдет точку покоя в виде свинца. До того, как Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди обнаружили эту черту около 1901 года, идея преобразования одного элемента в другой считалась прерогативой исключительно алхимиков.

3. КРАЙНЕ НЕСТАБИЛЬНО.

Размер урана создает нестабильность. Как пишет Том Зёлльнер вУран: война, энергия и камень, который сформировал мир«Атом урана настолько перегружен, что начал отбрасывать части себя, как обманутый человек может сорвать с себя одежду. В безумном стремлении к состоянию покоя он запускает ракету из двух протонов и двух нейтронов со скоростью, достаточной для того, чтобы облететь Землю примерно за две секунды ».

4. ЕСЛИ ВЫ ВНУТРИТЕ ЕГО, СПАСИБО СВОИ ПОЧКИ ЗА ЖИЗНЬ.

Следы урана появляются в камнях, почве и воде и могут попадать в корнеплоды и морепродукты. По данным Аргоннской национальной лаборатории, на почки ложится бремя удаления его из кровотока, и на достаточно высоких уровнях этот процесс может повредить клетки. Но вот и хорошие новости: после кратковременного воздействия на низком уровне почки могут восстанавливаться сами.

25 самых богатых людей в мире

5. ИЗДЕЛИЯ FIESTA ИЗ УРАНА КРАСИВЫЕ… И РАДИОАКТИВНЫЕ.

До того, как мы осознали потенциал урана для получения энергии - и создания бомб, - большинство его применений вращалось вокруг цвета. Фотографы промыли платинотипные отпечатки в солях урана, чтобы сделать черно-белые изображения красновато-коричневыми. Добавленный в стекло уран придавал бусам и кубкам канареечный оттенок. Пожалуй, самое неприятное, что уран делает красно-оранжевую глазурь Fiesta Ware - a.k.a. «радиоактивный красный» - такой же горячий, как кажется; пластины, изготовленные до 1973 года, до сих пор приводят счетчики Гейгера в безумие.

6. «Пощипывание дракона за хвост» было ключом к созданию первых атомных бомб.

В природе уран встречается в трех изотопах (формах с разной массой): 234, 235 и 238. Только уран-235, который составляет всего 0,72 процента от среднего образца урановой руды, может вызвать ядерную цепную реакцию. В этом процессе нейтрон бомбардирует ядро ​​урана, заставляя его расщепляться, выделяя нейтроны, которые продолжают делить другие ядра.

В 1940-х годах группа ученых начала в тогдашнем секретном городе Лос-Аламос, штат Нью-Мексико, экспериментировать с тем, как использовать эту силу. Они назвали это «щекоткой драконьего хвоста». Урановая бомба Little Boy, которую они построили, взорвалась над японским городом Хиросима 6 августа 1945 года. Оценки разнятся, но считается, что в результате взрыва погибло 70 000 человек в результате первого взрыва и по крайней мере еще 130 000 человек погибло от радиационного отравления. следующие пять лет.

То же свойство, что и бомбы, сегодня делает уран полезным для производства электроэнергии. «Он очень энергоемкий, поэтому количество энергии, которое вы можете получить из одного грамма урана, экспоненциально больше, чем вы можете получить из грамма угля или грамма нефти», - говорит Дениз Ли, сотрудник отдела исследований и разработок компании Oak. Риджская национальная лаборатория, сообщает Trini Radio. Таблетка уранового топлива размером с кончик пальца обладает таким же энергетическим потенциалом, как 17000 кубических футов природного газа, 1780 фунтов угля или 149 галлонов нефти, по данным отраслевой группы Института ядерной энергии.

7. ЗЕМЛЯ СОЗДАЛА СВОИ ПРИРОДНЫЕ ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ НАЗАД.

В 1970-х годах образцы руды из шахты на территории нынешнего Габона показали недостаток урана-235, обнаружив, что он составляет 0,717 процента вместо ожидаемых 0,72 процента. В части шахты таинственным образом отсутствовало около 200 килограммов - достаточно, чтобы заправить полдюжины ядерных бомб. В то время возможность спонтанного возникновения ядерных реакторов деления была всего лишь теорией. Условия для этого требовали определенного размера отложений, более высокой концентрации урана-235 и окружающей среды, которая побуждала ядра продолжать расщепление. Основываясь на периоде полураспада урана-235, исследователи определили, что около 2 миллиардов лет назад уран составлял около 3 процентов руды. Этого было достаточно, чтобы вызвать реакции ядерного деления по крайней мере в 16 местах, которые вспыхивали и гасли в течение сотен тысяч лет. Как бы впечатляюще это ни звучало, средняя мощность, вероятно, была менее 100 киловатт - достаточно, чтобы запустить несколько десятков тостеров, как объяснил физик Алекс Мешик в своей статье.Scientific American.

8. КАК ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, ОН «ПРАКТИЧЕСКИ БЕСКОНЕЧНЫЙ».

Исследование, проведенное в 2010 году Массачусетским технологическим институтом, показало, что в мире достаточно запасов урана для обеспечения электроэнергией на десятилетия вперед. В настоящее время все коммерческие атомные электростанции используют по крайней мере некоторое количество урана, хотя плутоний также присутствует в смеси. Один проход через реакторы потребляет только около 3 процентов обогащенного урана. «Если бы вы могли обрабатывать его несколько раз, он мог бы быть практически бесконечным», - говорит Trini Radio Стефани Брюффи, сотрудник отдела исследований и разработок Национальной лаборатории Окриджа. Тонны обедненного урана или его побочных радиоактивных отходов находятся на бетонных платформах атомных электростанций и в хранилищах исторических оружейных объектов по всей стране; когда-то эти системы временного хранения превратились в постоянный дом.