Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка):
Когда r-процесс закончился, плутоний (элемент 94) стал таким же распространенным, как и уран (элемент 92), и, как это ни удивительно, делящийся изотоп уран-235, являющийся топливом ядерных реакторов деления, стал более распространенным, чем уран-238 - наиболее часто встречающийся теперь на Земле изотоп урана. После захвата вещества из сверхновых звезд предшественник нашей солнечной системы сконденсировался с образованием Солнца и планет. К этому времени элементы, более тяжелые, чем уран, в течение длительного времени подвергались распаду. Даже плутоний-239, относительно долгоживущий делящийся изотоп, который используют в ядерном оружии и ядерных реакторах деления, имеет период полураспада всего лишь 24400 лет, и поэтому к моменту окончательного формирования Земли он почти полностью исчез.
История могла бы на этом закончиться, но в земной коре содержалось большое количество природного урана. В те времена “раннего периода” Земли элемент-92 был настолько сильно обогащен ураном-235 (его изотопная доля составляла около 32%), что он мог представлять большую опасность из-за возникновения “критического состояния”, если бы не растворился в огромных количествах поглощающего нейтроны вещества.
Примечательным является тот факт, что около двух миллиардов лет назад в Окло (Габон, запад центральной Африки) самопроизвольно образовался ядерный реактор деления. В то время при родный уран был обогащен ураном-235 в 10 раз больше, чем сейчас, и мог легко поддерживать цепную реакцию деления при условиях, способствующих его концентрированию в богатом рудном массиве. В природных реакторах, сформировавшихся в Окло, в течение нескольких сотен тысяч лет произошло деление более 10 т урана-235 и образовалось 4 т плутония, прежде чем реакция прекратилась. В течение последующих двух миллиардов лет плутоний распался, но особый изотопный состав оставшегося обедненного урана стал ключом к раскрытию тайны.
Плутоний создавался дважды в истории нашей планеты - и каждый раз самой живой природой. Первый раз - живыми растениями, захороненными в насыщенных водой осадочных породах, где уран сконцентрировался в рудном теле, последовательно окисляясь и восстанавливаясь в виде оксида урана. Без эволюции жизни и листопадных растений реактор Окло не образовался бы. К 1941 году эволюция разумной жизни привела к созданию плутония - во второй раз. ¦
Шахта в Окло (Габон)
1 H
3 4 Be_
Ti Na 12 Mg
19 37 _F№ 55 Cs 20 Ca_ 38 56 " Ba 21 2 Sc __ 39 Y 57 * ^ L-
87 Il 88 _Ra_ Ac \
Number 26 2000 Los Alamos Science
W
Исторический обзор
Увеличение мощности
в миллионы раз
Зачем мы создали плутоний
В соавторстве с Андрэ Мишадо, Айлиной Буйкен
Й) середины XX века людям удавалось извлекать из атомов лишь химическую энергию. Эта энергия переносилась электронами, движущимися по )рбите вокруг тяжелого крошечного ядра, находящегося в центре атома.
, выделяемая при сгорании обычного топлива или детонации взрывчатых веществ, составляет примерно несколько электронвольт на атом. Еще в начале века ученые - особенно те из них, кто получил образование в великой Европейской физической школе - уже занимались разгадкой секретов ядра. В 1938 году они открыли, что ядро можно расщепить в процессе, называемом делением, с высвобождением огромной энергии. Неожиданно масштаб высвобождаемой энергии вырос с электронвольт до миллионов электронвольт, и эту энергию стало возможным использовать для создания мощных взрывчатых веществ и в мирных целях. И именно ученым, работавшим в рамках Манхэттенского проекта в процессе гонки вооружений во время войны с нацистской Германией, впервые удалось создать ядерные взрывчатые вещества, мощность которых превосходила мощность неядерных взрывчатых веществ в миллионы раз.
Открытие расщепления атомного ядра
Джеймс Чэдвик, открыв в 1932 году нейтрон, проложил путь к более глубокому пониманию ядерных реакций. Действительно, в сентябре 1933 года венгерский физик JIeo Сцилард выдвинул предположение о том, что нейтроны могут поглощаться ядром и вызывать повторяемую цепную реакцию, которая может привести к контролируемому высвобождению атомной энергии. Затем Сцилард задумался и над использованием возбуждаемых нейтронами цепных реакций для создания взрывов. В 1934 году, находясь в Лондоне, он запатентовал эту идею и стал официально признанным изобретателем атомной бомбы.
В том же году Фредерик Жолио и Ирен Кюри показали, что стабильные элементы можно сделать радиоактивными. После облучения ядер алюминия а-частицами они зарегистрировали не только полученные нейтроны, но и радиоактивность. Ученые сделали заключение, что излучение исходит из короткоживущего изотопа фос-
Благодаря плодотворной работе (сверху вниз)
Ирен Кюри и Фредерика Жолио, Эрнеста Резерфорда, Джеймса Чэдвика и Нильса Бора была открыта новая эра ядерной физики
PATENT SPfXiFICATIOX
630.720
!^)шіиіиіі іа м rtUt»t to tW Тіиияммім of -ntnl
В 1934 году целеустремленный венгерский физик Jleo Сцилард запатентовал атомную бомбу и способ высвобождения ядерной энергии
