Məqalədə uran kimi kimyəvi elementin nə vaxt kəşf edildiyi və bu maddənin dövrümüzdə hansı sənaye sahələrində istifadə olunduğundan bəhs edilir.
Uran enerji və hərbi sənayedə kimyəvi elementdir
Hər zaman insanlar yüksək səmərəli enerji mənbələri tapmağa, ideal olaraq isə əbədi hərəkət maşını yaratmağa çalışıblar. Təəssüf ki, onun mövcudluğunun qeyri-mümkünlüyü hələ 19-cu əsrdə nəzəri cəhətdən sübut edilmiş və əsaslandırılmışdır, lakin elm adamları hələ də çox vaxt üçün böyük miqdarda "təmiz" enerji istehsal edə biləcək bir növ cihazın xəyalını həyata keçirmək ümidlərini heç vaxt itirmirlər. uzun müddət.
Bu, qismən uran kimi bir maddənin kəşfi ilə reallaşdı. Bu adda olan kimyəvi element bizim dövrümüzdə bütün şəhərləri, su altı qayıqları, qütb gəmilərini və s. enerji ilə təmin edən nüvə reaktorlarının inkişafı üçün əsas təşkil etmişdir. Düzdür, onların enerjisini “təmiz” adlandırmaq olmaz, lakin son illərdə bir çox şirkət geniş satış üçün kompakt tritium əsaslı “atom batareyaları” hazırlayır - onların hərəkət edən hissələri yoxdur və sağlamlıq üçün təhlükəsizdir.
Lakin bu məqalədə kimyəvi elementin kəşf tarixini ətraflı təhlil edəcəyik.uran və onun nüvələrinin parçalanması reaksiyası adlanır.
Tərif
Uran Mendeleyevin dövri cədvəlində atom nömrəsi 92 olan kimyəvi elementdir. Onun atom kütləsi 238.029-dur. U simvolu ilə işarələnmişdir. Normal şəraitdə sıx, ağır gümüşü metaldır. Əgər onun radioaktivliyindən danışırıqsa, uranın özü zəif radioaktivliyə malik elementdir. Həm də tamamilə sabit izotopları ehtiva etmir. Mövcud izotopların ən stabili isə uran-338-dir.
Bu elementin nə olduğunu anladıq və indi onun kəşf tarixinə baxaq.
Tarix
Təbii uran oksidi kimi bir maddə qədim zamanlardan insanlara məlumdur və qədim sənətkarlar ondan qabların və digər məmulatların suya davamlılığı üçün müxtəlif keramika məmulatlarının üzlənməsi üçün istifadə edilən şir hazırlayırdılar, həmçinin onların bəzəklər.
1789-cu il bu kimyəvi elementin kəşfi tarixində mühüm tarix idi. Məhz o zaman kimyaçı və alman əsilli Martin Klaproth ilk metal uranı əldə edə bildi. Və yeni element öz adını səkkiz il əvvəl kəşf edilmiş planetin şərəfinə alıb.
Təxminən 50 il ərzində o zaman əldə edilən uran təmiz metal hesab olunurdu, lakin 1840-cı ildə Fransadan olan kimyaçı Eugene-Melchior Peliqot uyğun xarici əlamətlərə baxmayaraq, Klaprothun əldə etdiyi materialın sübut edə bildi., ümumiyyətlə metal deyil, uran oksidi idi. Bir az sonra eyni Peligo qəbul etdireal uran çox ağır boz metaldır. Məhz o zaman uran kimi bir maddənin atom çəkisi ilk dəfə müəyyən edilmişdir. 1874-cü ildə kimyəvi element Dmitri Mendeleyev tərəfindən məşhur elementlərin dövri cədvəlinə yerləşdirildi və Mendeleyev maddənin atom çəkisini iki dəfə artırdı. Və yalnız 12 il sonra böyük kimyaçının hesablamalarında yanılmadığı eksperimental olaraq sübuta yetirildi.
Radioaktivlik
Amma elmi ictimaiyyətdə bu elementə həqiqətən geniş maraq 1896-cı ildə Bekkerel uranın tədqiqatçının adını daşıyan şüalar yayması faktını kəşf etdikdən sonra başladı - Becquerel şüaları. Daha sonra bu sahənin ən məşhur alimlərindən biri Marie Curie bu hadisəni radioaktivlik adlandırdı.
Uranın tədqiqində növbəti mühüm tarix 1899-cu il hesab olunur: məhz o zaman Ruterford uranın şüalanmasının qeyri-homogen olduğunu və iki növə - alfa və beta şüalarına bölündüyünü kəşf etdi. Və bir il sonra Paul Villar (Villard) bu gün bizə məlum olan üçüncü, sonuncu radioaktiv şüalanma növünü - sözdə qamma şüalarını kəşf etdi.
Yeddi il sonra, 1906-cı ildə Rezerford özünün radioaktivlik nəzəriyyəsinə əsaslanaraq, məqsədi müxtəlif mineralların yaşını təyin etmək olan ilk təcrübələri həyata keçirmişdir. Bu tədqiqatlar, digər məsələlərlə yanaşı, radiokarbon analizinin nəzəriyyəsi və praktikasının formalaşmasının əsasını qoydu.
Uran nüvələrinin parçalanması
Ancaq, bəlkə də, ən mühüm kəşf, sayəsindəuranın həm dinc, həm də hərbi məqsədlər üçün geniş şəkildə çıxarılması və zənginləşdirilməsi uran nüvələrinin parçalanması prosesidir. Bu, 1938-ci ildə baş verdi, kəşf alman fizikləri Otto Hahn və Fritz Strassmann tərəfindən edildi. Sonralar bu nəzəriyyə daha bir neçə alman fizikinin əsərlərində elmi təsdiqini tapdı.
Kəşf etdikləri mexanizmin mahiyyəti belə idi: uran-235 izotopunun nüvəsini neytronla şüalandırsanız, sərbəst neytron tutaraq bölünməyə başlayır. Və indi hamımızın bildiyi kimi, bu proses böyük miqdarda enerjinin sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunur. Bu, əsasən radiasiyanın özünün və nüvənin fraqmentlərinin kinetik enerjisi hesabına baş verir. Beləliklə, indi biz uranın parçalanmasının necə baş verdiyini bilirik.
Bu mexanizmin kəşfi və onun nəticələri uranın həm dinc, həm də hərbi məqsədlər üçün istifadəsinin başlanğıc nöqtəsidir.
Əgər onun hərbi məqsədlər üçün istifadəsi haqqında danışırıqsa, onda ilk dəfə olaraq uran nüvəsinin davamlı parçalanma reaksiyası kimi bir proses üçün şərait yaratmağın mümkün olduğu nəzəriyyəsi ortaya çıxdı (çünki partlatmaq üçün böyük enerji lazımdır. nüvə bombası) sovet fizikləri Zeldoviç və Xariton tərəfindən sübut edilmişdir. Lakin belə reaksiya yaratmaq üçün uranı zənginləşdirmək lazımdır, çünki normal vəziyyətdə o, lazımi xüsusiyyətlərə malik deyil.
Bu elementin tarixi ilə tanış olduq, indi onun harada istifadə olunduğunu anlayacağıq.
Uran izotopunun istifadəsi və növləri
Uran zəncirvari parçalanma reaksiyası kimi bir prosesin kəşfindən sonra fiziklər ondan harada istifadə etmək sualı ilə qarşılaşdılar?
Hazırda uran izotoplarının istifadə olunduğu iki əsas sahə var. Bu, dinc (və ya enerji) sənaye və ordudur. Həm birinci, həm də ikinci uran-235 izotopunun nüvə parçalanma reaksiyasından istifadə edir, yalnız çıxış gücü fərqlənir. Sadəcə olaraq, nüvə reaktorunda nüvə bombasının partlamasını həyata keçirmək üçün lazım olan eyni güclə bu prosesi yaratmağa və saxlamağa ehtiyac yoxdur.
Beləliklə, uranın parçalanması reaksiyasının istifadə olunduğu əsas sənayelər sadalandı.
Ancaq uran-235 izotopunun əldə edilməsi olduqca mürəkkəb və bahalı texnoloji işdir və zənginləşdirmə zavodları tikmək hər bir dövlətin imkanına malik deyil. Məsələn, tərkibində uran 235 izotopunun tərkibi 3-5% təşkil edəcək iyirmi ton uran yanacağını əldə etmək üçün 153 tondan çox təbii, "xam" uranı zənginləşdirmək lazımdır.
Uran-238 izotopu əsasən nüvə silahlarının dizaynında gücünü artırmaq üçün istifadə olunur. Həmçinin, bir neytron tutduqda və bunun ardınca beta parçalanma prosesi baş verdikdə, bu izotop sonda plutonium-239-a çevrilə bilər - əksər müasir nüvə reaktorları üçün ümumi yanacaq.
Belə reaktorların bütün çatışmazlıqlarına (yüksək qiymət, texniki xidmətin mürəkkəbliyi, qəza təhlükəsi) baxmayaraq, onların işləməsi çox tez öz bəhrəsini verir və klassik istilik və ya su elektrik stansiyalarından müqayisə olunmayacaq dərəcədə çox enerji istehsal edir.
Həmçinin, uran nüvəsinin parçalanması reaksiyası kütləvi qırğın nüvə silahlarının yaradılmasına imkan verdi. Nəhəng gücü, nisbiliyi ilə seçilirkompaktlıq və geniş əraziləri insanların yaşayışı üçün yararsız hala gətirməyə qadir olması. Düzdür, müasir atom silahlarında uran yox, plutonium istifadə olunur.
Tükənmiş uran
Tükənmiş uran çeşidi də var. Onun radioaktivliyi çox aşağıdır, yəni insanlar üçün təhlükəli deyil. O, yenidən hərbi sahədə istifadə olunur, məsələn, Amerikanın Abrams tankının zirehinə əlavə güc vermək üçün əlavə edilir. Bundan əlavə, demək olar ki, bütün yüksək texnologiyalı ordularda tükənmiş uran olan müxtəlif mərmilər tapa bilərsiniz. Onların yüksək kütləsi ilə yanaşı, başqa bir çox maraqlı xüsusiyyəti var - mərmi məhv edildikdən sonra onun parçaları və metal tozları öz-özünə alovlanır. Yeri gəlmişkən, belə bir mərmi ilk dəfə İkinci Dünya Müharibəsi zamanı istifadə edilmişdir. Gördüyümüz kimi, uran insan fəaliyyətinin müxtəlif sahələrində istifadə olunan bir elementdir.
Nəticə
Alimlərin proqnozlarına görə, təqribən 2030-cu ildə bütün iri uran yataqları tamamilə tükənəcək, bundan sonra onun çətin əldə edilən təbəqələrinin işlənməsinə başlanacaq və qiymət yüksələcək. Yeri gəlmişkən, uran filizinin özü insanlar üçün tamamilə zərərsizdir - bəzi mədənçilər nəsillər boyu onun çıxarılması üzərində işləyirlər. İndi biz bu kimyəvi elementin kəşf tarixini və onun nüvələrinin parçalanma reaksiyasından necə istifadə edildiyini anladıq.
Yeri gəlmişkən, maraqlı bir fakt məlumdur - uran birləşmələri uzun müddət çini və qablar üçün boya kimi istifadə edilmişdir.şüşə (sözdə uran şüşəsi) 1950-ci illərə qədər.
