Maqolada uran kabi kimyoviy element qachon topilgani va bu modda bizning zamonamizda qaysi sanoatda qoʻllanilayotgani haqida soʻz boradi.
Uran energetika va harbiy sanoatdagi kimyoviy element
Har doim odamlar yuqori samarali energiya manbalarini topishga harakat qilishgan va ideal holda - abadiy harakat mashinasini yaratish uchun. Afsuski, uning mavjudligining mumkin emasligi 19-asrda nazariy jihatdan isbotlangan va tasdiqlangan, ammo olimlar hali ham bir vaqtning o'zida katta miqdordagi "toza" energiya ishlab chiqarishga qodir bo'lgan qandaydir qurilma orzusini amalga oshirish umidini yo'qotmagan. uzoq vaqt.
Bu qisman uran kabi moddaning ochilishi bilan amalga oshirildi. Ushbu nomga ega bo'lgan kimyoviy element bizning davrimizda butun shaharlarni, suv osti kemalarini, qutb kemalarini va hokazolarni energiya bilan ta'minlaydigan yadroviy reaktorlarning rivojlanishi uchun asos bo'ldi. To‘g‘ri, ularning energiyasini “toza” deb atash mumkin emas, lekin so‘nggi yillarda ko‘plab kompaniyalar keng sotuvga mo‘ljallangan ixcham tritiyli “atom batareyalari”ni ishlab chiqmoqdalar – ularning harakatlanuvchi qismlari yo‘q va sog‘liq uchun xavfsiz.
Biroq, biz ushbu maqolada kimyoviy elementning kashf etilishi tarixini batafsil tahlil qilamiz.uran va uning yadrolarining bo'linish reaktsiyasi deb ataladi.
Tanrif
Uran Mendeleyev davriy sistemasida atom raqami 92 boʻlgan kimyoviy element. Uning atom massasi 238.029. U belgisi bilan belgilanadi. Oddiy sharoitlarda u zich, ogʻir kumushsimon metalldir. Agar uning radioaktivligi haqida gapiradigan bo'lsak, uranning o'zi zaif radioaktivlikka ega element hisoblanadi. Bundan tashqari, u butunlay barqaror izotoplarni o'z ichiga olmaydi. Va mavjud izotoplarning eng barqarori uran-338.
Biz bu element nima ekanligini aniqladik va endi uning kashf etilishi tarixiga qaraylik.
Tarix
Tabiiy uran oksidi kabi moddalar qadim zamonlardan beri odamlarga ma'lum bo'lib, qadimgi hunarmandlar undan idishlar va boshqa mahsulotlarning suvga chidamliligi uchun turli xil keramikalarni qoplash uchun ishlatiladigan sir yasashda, shuningdek, ularning bezaklar.
1789 yil bu kimyoviy elementning kashf etilishi tarixida muhim sana bo'ldi. Aynan o'sha paytda kimyogar va Germaniyada tug'ilgan Martin Klaproth birinchi metall uranni olishga muvaffaq bo'ldi. Yangi element esa sakkiz yil avval kashf etilgan sayyora sharafiga oʻz nomini oldi.
Deyarli 50 yil davomida olingan uran sof metal hisoblangan, ammo 1840 yilda fransuz kimyogari Yevgeniy-Melkior Peligot mos tashqi belgilarga qaramay, Klaproth tomonidan olingan materialni isbotlay oldi., umuman metall emas, balki uran oksidi edi. Biroz vaqt o'tgach, o'sha Peligo qabul qildihaqiqiy uran juda og'ir kulrang metalldir. Aynan o'sha paytda uran kabi moddaning atom og'irligi birinchi marta aniqlangan. 1874 yilda kimyoviy element Dmitriy Mendeleev tomonidan o'zining mashhur davriy elementlar tizimiga kiritilgan va Mendeleev moddaning atom og'irligini ikki baravar oshirgan. Oradan atigi 12 yil o‘tgach, buyuk kimyogar o‘z hisob-kitoblarida xato qilmagani tajriba yo‘li bilan isbotlandi.
Radioaktivlik
Ammo ilmiy hamjamiyatda ushbu elementga haqiqatan ham keng qiziqish 1896 yilda, Bekkerel uranning tadqiqotchi nomi bilan atalgan nurlar - Bekkerel nurlari chiqarishini aniqlagandan so'ng boshlangan. Keyinchalik bu sohadagi eng mashhur olimlardan biri Mari Kyuri bu hodisani radioaktivlik deb atadi.
Uranni o'rganishdagi navbatdagi muhim sana 1899 yil hisoblanadi: aynan o'sha paytda Ruterford uran nurlanishining bir jinsli bo'lmaganligini va ikki turga - alfa va beta nurlariga bo'linishini aniqladi. Va bir yil o'tgach, Pol Villar (Villard) bugungi kunda bizga ma'lum bo'lgan uchinchi, oxirgi radioaktiv nurlanish turini - gamma nurlari deb ataladigan nurlanishni kashf etdi.
Yetti yil o'tgach, 1906 yilda Rezerford o'zining radioaktivlik nazariyasi asosida birinchi tajribalarni o'tkazdi, uning maqsadi turli minerallarning yoshini aniqlash edi. Bu tadqiqotlar, jumladan, radiouglerod tahlili nazariyasi va amaliyotining shakllanishiga asos soldi.
Uran yadrolarining boʻlinishi
Lekin, ehtimol, eng muhim kashfiyot, buning tufaylitinch va harbiy maqsadlarda uranni keng miqyosda qazib olish va boyitish uran yadrolarining bo'linish jarayonidir. Bu 1938 yilda sodir bo'ldi, kashfiyotni nemis fiziklari Otto Xan va Fritz Strasmann amalga oshirdilar. Keyinchalik bu nazariya yana bir qancha nemis fiziklarining ishlarida ilmiy tasdiqlandi.
Ular kashf etgan mexanizmning mohiyati quyidagicha edi: agar siz uran-235 izotopining yadrosini neytron bilan nurlantirsangiz, erkin neytronni tutib, u boʻlinishni boshlaydi. Va barchamizga ma'lumki, bu jarayon juda katta miqdordagi energiya chiqishi bilan birga keladi. Bu, asosan, nurlanishning o'zi va yadro bo'laklarining kinetik energiyasi tufayli sodir bo'ladi. Endi biz uranning bo'linishi qanday sodir bo'lishini bilamiz.
Ushbu mexanizmning kashf etilishi va uning natijalari urandan tinch va harbiy maqsadlarda foydalanishning boshlangʻich nuqtasidir.
Agar biz undan harbiy maqsadlarda foydalanish haqida gapiradigan bo'lsak, unda birinchi marta uran yadrosining uzluksiz bo'linish reaktsiyasi kabi jarayon uchun sharoit yaratish mumkinligi haqidagi nazariya paydo bo'ldi (chunki portlash uchun katta energiya kerak bo'ladi). yadroviy bomba) sovet fiziklari Zeldovich va Xariton tomonidan isbotlangan. Ammo bunday reaktsiyani yaratish uchun uranni boyitish kerak, chunki u normal holatida kerakli xususiyatlarga ega emas.
Ushbu elementning tarixi bilan tanishdik, endi u qayerda ishlatilishini aniqlaymiz.
Uran izotopidan foydalanish va turlari
Uran zanjiri boʻlinish reaksiyasi kabi jarayon kashf etilgandan soʻng fiziklar undan qayerda foydalanish kerak degan savolga duch kelishdi.
Hozirda uran izotoplari qoʻllaniladigan ikkita asosiy soha mavjud. Bu tinch (yoki energiya) sanoat va harbiy. Birinchisi ham, ikkinchisi ham uran-235 izotopining yadro parchalanish reaktsiyasidan foydalanadi, faqat chiqish quvvati farqlanadi. Oddiy qilib aytganda, yadroviy reaktorda bu jarayonni yadroviy bomba portlashini amalga oshirish uchun zarur bo'lgan quvvat bilan yaratish va ushlab turishning hojati yo'q.
Shunday qilib, uranning boʻlinish reaksiyasi qoʻllaniladigan asosiy sanoat tarmoqlari sanab oʻtilgan.
Ammo uran-235 izotopini olish nihoyatda murakkab va qimmat texnologik vazifa boʻlib, boyitish zavodlarini qurish har bir shtatning imkoniyatiga ega emas. Masalan, uran 235 izotopi 3-5% gacha bo'lgan yigirma tonna uran yoqilg'isini olish uchun 153 tonnadan ortiq tabiiy, "xom" uranni boyitish kerak bo'ladi.
Uran-238 izotopi asosan yadroviy qurollarni loyihalashda ularning quvvatini oshirish uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, u neytronni tutib, so‘ngra beta-parchalanish jarayonini boshlaganida, bu izotop oxir-oqibat plutoniy-239 ga aylanishi mumkin – bu ko‘pchilik zamonaviy yadro reaktorlari uchun umumiy yoqilg‘i.
Bunday reaktorlarning barcha kamchiliklariga (yuqori xarajat, texnik xizmat koʻrsatishning murakkabligi, avariya xavfi) qaramay, ularning ishlashi juda tez oʻz samarasini beradi va ular klassik issiqlik yoki gidroelektr stansiyalarga qaraganda beqiyos koʻproq energiya ishlab chiqaradi.
Shuningdek, uran yadrosining boʻlinish reaksiyasi yadroviy ommaviy qirgʻin qurolini yaratishga imkon berdi. U o'zining ulkan kuchi, nisbiyligi bilan ajralib turadiixchamligi va uning katta maydonlarini inson yashashi uchun yaroqsiz holga keltirishga qodirligi. To‘g‘ri, zamonaviy atom qurollarida uran emas, plutoniy ishlatiladi.
Yoklangan uran
Uranning kamaygan turlari ham bor. Uning radioaktivligi juda past, ya'ni u odamlar uchun xavfli emas. U yana harbiy sohada qo'llaniladi, masalan, Amerika Abrams tankining zirhiga qo'shimcha kuch berish uchun qo'shiladi. Bundan tashqari, deyarli barcha yuqori texnologiyali armiyalarda siz tugatilgan uranli turli xil qobiqlarni topishingiz mumkin. Yuqori massaga qo'shimcha ravishda, ular yana bir juda qiziq xususiyatga ega - snaryad yo'q qilingandan so'ng, uning bo'laklari va metall changlari o'z-o'zidan alangalanadi. Aytgancha, bunday raketa birinchi marta Ikkinchi Jahon urushi paytida ishlatilgan. Ko'rib turganimizdek, uran inson faoliyatining turli sohalarida qo'llanilgan elementdir.
Xulosa
Olimlarning prognozlariga koʻra, taxminan 2030-yilda barcha yirik uran konlari toʻliq tugaydi, shundan soʻng uning yetib borish qiyin boʻlgan qatlamlarini oʻzlashtirish boshlanadi va narxi koʻtariladi. Aytgancha, uran rudasining o'zi odamlar uchun mutlaqo zararsizdir - ba'zi konchilar avlodlar davomida uni qazib olish ustida ishlamoqda. Endi biz ushbu kimyoviy elementning kashf etilishi tarixi va uning yadrolarining bo'linish reaktsiyasi qanday qo'llanilishini aniqladik.
Aytgancha, qiziq fakt ma'lum - uran birikmalari uzoq vaqtdan beri chinni va toshlar uchun bo'yoq sifatida ishlatilgan.1950-yillargacha shisha (uran oynasi deb ataladi).
