Что будет если поджечь урановую таблетку
Об урановых таблетках и обыденности чуда
— А сейчас таблетки на лодочке отправляются на обжиг, — поясняет нам заместитель начальника цеха Новосибирского завода химических концентратов. Он в белом халате, бахилах-чунях и маске-респираторе модели «Лепесток». Мы тоже в халатах, масках и чунях. «Лодочка» — это помятый ящик из металла, а «таблетки» — кусочки обогащенного урана, предназначенного для атомного реактора.
Как я оказался на этом заводе, не совсем понятно. Почему-то информационный центр Росатома пригласил меня выступить перед педагогами и школьниками. Связь между этими элементами «я — атом — педагоги» осталась для меня неясной, но формулировка «Вы же ведущий научный журналист…» тронула мое тщеславное сердце. В довесок к этой встрече предписывалось посещение некоего завода химических концентратов.
Я сначала не понял, о чем речь. В моем гуманитарном сознании «концентрат» упорно ассоциируется с кубиками куриного бульона. «Там делают топливо для атомных реакторов», — пояснила мне приглашающая сторона. Я вдохновился.
Уран будоражит сознание соотношением масштабов. В бомбе «Малыш», сброшенной на Хиросиму, заряд составлял лишь 64 килограмма (это меньше, чем я вешу). Результат — мощность взрыва примерно 15 000 000 килограммов тротила и больше 100 000 погибших людей. Мирный атом тоже впечатляет. Одна «таблетка» уранового топлива весом 4 грамма эквивалентна 441 килограмму каменного угля. В этом есть что-то мистическое.
— Иваныч, да ты звенишь! — бросает охранник проходящему через рамку сотруднику с портфелем.
— Отстань, Петрович! Я всегда звеню, характер у меня такой, — парирует сотрудник.
Первое место, куда нас повели, оказалось выставкой фотографий сотрудников на тему «Мои любимые животные». Со стены на нас смотрели котики, собачки и какая-то пестрая лягушка. Зверьки были, конечно, симпатичными. Но при чем здесь урановая мистика?!
Наконец мы попадаем в цех. И снова ничего особенного. Какие-то конвейеры, вытяжки, немногословные рабочие и аквариум у стены, откуда на нас глядит упитанная цихлида.
Нам дотошно показывают весь цикл производства ядерных топливных элементов. Интересно. Но больше всего поражает все-таки эта коробка, именуемая «лодочкой». В ней больше пяти тысяч урановых «таблеток». На таблетки они совсем не похожи — то ли бусины, то ли кофейные зерна средней обжарки. Но главное — они совсем рядом. Можно незаметно запустить туда руку и положить в карман эквивалент десятка цистерн нефти. У меня в голове даже проскользнула мысль о такой диверсии, но, вспомнив охранника с автоматным рожком, я как-то передумал. (Как выяснилось, не зря, на выходе задержали мою коллегу, у которой в кармане обнаружили незарегистрированную флешку.)
После нескольких процедур «лодочка» с «таблетками» доходит до двух симпатичных девушек, которые вручную с помощью пинцета ищут среди «таблеток» брак. Нам рассказывают, что скоро в цехе появится дико инновационное устройство, которое будет определять бракованные изделия без помощи симпатичных девушек.
Но все-таки процесс модернизации меня не так вдохновляет, как обыденность чуда и ужаса. Когда я писал эту колонку, моя коллега из отдела культуры напомнила мне про книгу Ханны Арендт о суде над нацистским преступником Адольфом Эйхманом. Ее поразило, что этот человек, ответственный за тысячи и тысячи человеческих смертей, внешне был совершенно заурядным, как бухгалтер из мелкой фирмы.
Уран известен человечеству еще с 79 года нашей эры, когда он использовался в керамической промышленности (в форме природного оксида) в нескольких частях Европы. Химический элемент был официально открыт только в 1789 году, когда во время эксперимента немецкий химик Мартин Генрих Клапрот наткнулся на странное, неизвестное вещество (оксид урана). Клапроту также приписывают открытие циркония, церия и теллура.
Впервые это стало известно на мировой арене в 1930-х годах, когда команда исследователей во главе с физиком Энрико Ферми, а затем Отто Ханом-Фрицем Страсманном раскрыла способность Урана распадаться (делиться) на более легкие элементы.
15. Нет недостатка в Уране как источнике энергии
Исследование, проведенное учеными Массачусетского технологического института в 2010 году показали, что более чем достаточно запасов урана для мировой атомной энергетики в обозримом будущем. В настоящее время все ядерные реакторы используют в этом процессе как уран, так и плутоний.
Интересно отметить, что большая часть используемого плутония фактически производится из изотопов урана, поскольку плутоний доступен только в небольших количествах в природе.
После успешного обнаружения способности деления урана, другая команда во главе с Энрико Ферми, на этот раз в рамках Манхэттенского проекта, начала работу над первым в мире ядерным реактором под названием Чикагская свая-1 (CP-1). 2 декабря 1942 года команда смогла инициировать первую в истории самоподдерживающуюся ядерную цепную реакцию в СР-1.
Их первоначальный план состоял в том, чтобы использовать обогащенный уран-235 в качестве топлива, но был отброшен из-за его дефицита в то время. Вместо этого реактор был заправлен 45 тоннами оксида урана и 5,4 тоннами металлического урана. В качестве замедлителя нейтронов было использовано около 360 тонн гранита. В отличие от многих современных ядерных реакторов, СР-1 не имел системы охлаждения.
13. Уран гораздо важнее, чем вы думаете
Распад тория, урана и калия-40 является основным источником тепла вблизи мантии Земли, который управляет критической мантийной конвекцией и удерживает внешнюю жидкость в противоположность твердому внутреннему ядру. Это тепло также играет важную роль в тектонике плит.
Кроме того, длительный период полураспада урана-238 (4,51× 10,9 лет) делает его идеальным для всех видов радиометрических исследований (радиоуглеродного датирования), т. е. Уран-уранового, уран–ториевого и уран-свинцового датирования. Он также используется для создания высокоэнергетических рентгеновских лучей.
12. Это самый тяжелый природный элемент, известный нам
Тяжесть элемента может быть определена двумя способами; с точки зрения его атомного веса и с точки зрения его плотности. С 92 протонами в его ядре и атомным весом около 238,0289 уран является самым тяжелым природным элементом на Земле.
Самым тяжелым синтетическим элементом, известным на сегодняшний день, является Оганесон (атомный номер 118). С другой стороны, самым тяжелым элементом по плотности является осмий (22,59 г / см 3 ).
11. Уран очень нестабилен
Все изотопы урана очень нестабильны, и это в основном из-за его размера. Том Зеллнер в своей книге «Уран: война, энергия и скала» описал уран примерно так: «Атом урана настолько перегружен, что он начал отливать из себя куски, как обманутый человек может сорвать с себя одежду».
10. Уран был впервые выделен в 1841 году.
Фотопластинки Беккереля, которая была засвечена излучением солей урана.
Первым человеком, который изолировал уран, был Эжен Пелиго, профессор химии в Национальной консерватории искусств и ремесел (Conservatoire National des Arts et Métiers) в Париже.
Пилиго успешно продемонстрировал, что таинственный черный порошок, открытый Мартином Генрихом Клапротом, был не чистым веществом, а оксидом урана (UO2 ). Он сделал это, обработав тетрахлорид урана (черный порошок) калием.
Затем в 1896 году физик Анри Беккерель обнаружил радиоактивные свойства урана наряду с самой радиоактивностью. Для этого он использовал несколько фосфоресцентных материалов, которые светятся в темноте после воздействия света.
Он накрыл фотопластинку черной бумагой и поочередно поместил разные фосфоресцентные соли. Он предположил, что свечение, создаваемое в ЭЛТ (электронно-лучевые трубки) рентгеновскими лучами, может быть связано с фосфоресценцией.
Результаты были неожиданными, так как урановая соль была единственным веществом, которое вызывало значительное почернение пластины. Исследование прояснило, что фосфоресценция не была позади запотевания пластины (соли урана не являются фосфоресцентными) и что там была какая-то форма невидимого излучения, которое проникало в черную бумагу и создавало вид, будто пластина подвергается воздействию света.
9. Природный реактор ядерного деления
Вам может быть интересно, как это возможно? Ну, чтобы понять это, вы должны сначала знать, что уран-235, который сегодня составляет всего около 0,72% природного урана, может выдерживать цепную реакцию деления, в отличие от урана-238. Он также разлагается гораздо быстрее, чем уран-238. Это означает, что уран-235 истощил намного больше, чем уран-238 с момента рождения Земли.
Краткие и быстрые факты
Теоретически, килограмм урана-235 может произвести
80 тераджоулей энергии. Потребовалось бы более 3000 тонн угля для производства такого же количества энергии.
Пенетраторы высокой плотности из обедненного урана военного класса
Однако прямое употребление этого вещества может привести к серьезным повреждениям многих органов, раку и длительным неврологическим расстройствам. Хотя потребление большого количества урана, безусловно, смертельно, почки могут справиться с низким уровнем воздействия урана.
