Уран, атомный вес

Большинство элементов (но не все) содержат изотопы. В 1935 г. американский физик Артур Джеффри Демпстер (1886—1950) установил, например, что природный уран, атомная масса которого (238,07) весьма близка целому числу, представляет собой смесь двух изотопов. Один из изотопов содержится в преобладающем (99,3%) количестве. Ядра этого изотопа состоят из 92 протонов и 146 нейтронов, т. е. общее массовое число равно 238. Это уран-238. Содержание другого изотопа, урана-235, составляет всего 0,7% в ядре этого изотопа на три нейтрона меньше. [c.168]

В Японии развитие центробежного. метода началось в 1959 г. Создание пилотного завода на 7000 машин было начато в 1977 г. Сообщалось, что этот завод будет обеспечивать годовую потребность обогащенным ураном атомной станции мощностью 300 МВт. Этому соответствует разделительная мощность около 30 т ЕРР/год. Следовательно, каждая центрифуга должна иметь разделительную мощность примерно 4—5 кг ЕРР/год, что по порядку величины соответствует показателям европейских машин. [c.12]

Растворимость урана в металле % (атомн.) Растворимость металла в уране. % (атомн.) [c.712]

Растворимость металла в уране, % (атомн.) [c.149]

Во время второй мировой войны фтор и его соединения использовались в работах, связанных с ураном и атомной бомбой (см. гл. 14). В ходе работ потребовались такие смазочные вещества, которые выдерживали бы действие фтора. В качестве таковых были выбраны фторуглероды, поскольку они, так сказать, уже выдержали воздействие фтора. [c.144]

Возглавлял всю эту работу Ферми, который в 1938 г. покинул Италию и поселился в США. Второго декабря 1942 г. атомный реактор, работавший на уране, оксиде урана и графите, был приведен в критическое состояние . В нем поддерживалась цепная реакция, и в результате деления атомного ядра урана была получена энергия. [c.178]

Источником тепла всех современных атомных энергетических установок является ядерный реактор — устройство, в котором протекает самоподдерживающаяся управляемая ядерная реакция. Ядерное горючее уран применяется в виде стержней, называемых тепловыделяющими элементами. Та часть реактора, в которой размещается уран и протекает реакция деления, называется активной зоной. Вокруг нее обычно располагается отражатель нейтронов. Назначение отражателя состоит в том, чтобы вернуть в активную зону реактора возможно большее количество вылетающих из нее нейтронов. В качестве отражателей применяются легкие металлы, углерод (в виде графита), обычный и тяжелый водород. Реактор должен иметь надежную защиту с тем, чтобы выделяющиеся в активной зоне излучения не проникали за пределы реакторов. [c.96]

В последние годы экстракция нашла широкое применение для разделения металлов и получения их в состоянии высокой чистоты. Во многих случаях она является единственным методом, который удается применить в промышленном масштабе, например, при очистке металлов, служащих топливом для атомных реакторов. Это относится как к металлам природного происхождения (уран, торий), так и к являющимся продуктами облучения (плутоний). С помощью экстракции разделяются также и другие металлы из семейства актинидов. С успехом решено разделение циркония и гафния, а также тантала и ниобия—металлов, встречающихся в природе всегда парами и, благодаря большому химическому подобию, трудных для разделения другими методами. Экстракцией можно выделить из отбросных продуктов промышленности (шлак, зола, шлам) содержащиеся в них следы различных металлов, имеющих важное техническое применение (германий, индий, церий и др.). [c.424]

Широкое развитие ядерной энергетики — основной путь преодоления энергетического кризиса. Предполагается, что к концу нашего века доля ядерного топлива в мировой структуре топливного баланса может составить около 20%, а к 2100 г. — до 60%. Развитие ядерной энергетики определяется прежде всего возможностью полного использования природных урановых месторождений пока что на атомных электростанциях, в реакторах на тепловых нейтронах потребляется большей частью уран-235, содержание которого в природных рудах не более 0,7%. Остальные 99,3% приходятся на долю неделящегося изотопа — урана-238, который непосредственно не может служить ядерным горючим. Однако уран-238 уже используется в урановых реакторах на быстрых нейтронах. где он превращается в новое искусственное ядерное горючее— плутоний-239. Наиболее эффективно сочетание реакторов на медленных нейтронах, использующих уран-235, с реакторами-размножителями на быстрых нейтронах, использующими уран-238, в которых нарабатывается плутоний-239. В таких системах ядерное горючее отдает в 20—30 раз больше энергии, чем в обычных ядерных реакторах, и привлекаются к использованию большие запасы бедных урановых руд. [c.35]

Графит, а вернее углерод, и в США, и в нашей стране был выбран в качестве замедлителя нейтронов, испускаемых ураном-235, как один из первых легких элементов Периодической системы Д.И. Менделеева. При атомном весе 12 он имеет очень низкое сечение захвата медленных нейтронов, равное 3,2 0,2 миллибар-на — условной единицы, характеризующей количество нейтронов не замедленных, а поглощенных средой материала на единицу его поверхности. К примеру, бор имеет аналогичное сечение захвата, равное 750 барн, или в 250 тыс. раз выше, чем у углерода. Иными словами, один атом бора, являясь примесью графита, увеличивает собственное поглощение нейтронов двухсот пятидесяти тысяч атомов углерода вдвое. Поглощение, захват нейтронов тушит цепную реакцию урана. [c.33]

Однако, прежде чем углубляться в дальнейшее обсуждение, полезно повторить и несколько расширить кое-какие сведения, изложенные в разд. 2.6, ч. 1. Прежде всего напомним, что атомное ядро состоит из субатомных частиц двух типов протонов и нейтронов. Вместе они называются нуклонами. Напомним также, что все атомы определенного элемента имеют одинаковое число протонов, называемое атомным номером элемента. Однако атомы одного элемента могут иметь неодинаковое число нейтронов и, следовательно, различные массовые числа массовое число представляет собой суммарное число всех нуклонов в атомном ядре. Атомы с одинаковым атомным номером, но с различными массовыми числами называются изотопами. Чтобы различать изотопы одного элемента, при них указывают их массовые числа. Например, три естественные изотопа урана обозначают как уран-233, уран-235 и уран-238, где приведенные чис.пенные величины указывают соответствующие массовые числа. Эти изотопы обозначаются также с помощью химических символов как 9 и и Здесь верхние индексы означают массовые числа, а нижние- [c.244]

Для получения элементов с атомными номерами от 93 до 105 были использованы искусственные ядерные превращения. Они получили название трансурановых элементов, поскольку расположены в периодической таблице сразу же за ураном. Элементы 93 (нептуний) и 94 (плутоний) были впервые получены в 1940 г. Сначала их получили путем бомбардировки урана-238 нейтронами в результате следующих реакций [c.253]

Принцип действия атомных электростанций и наиболее распространенных видов атомного оружия основан на использовании процесса ядерного деления. Впервые ядерное деление было обнаружено для изотопа уран-235. Ядра этого изотопа, а также [c.266]

Энергия, используемая при работе атомных электростанций, выделяется в результате ядерного деления. Топливом для ядерного реактора служит какое-либо делящееся вещество, например уран-235. Обычно уран обогащают изотопом уран-235, доводя содержание последнего приблизительно до 3%, и такой обогащенный уран используют в форме иОз. Гранулами из этого вещества наполняют трубки из циркония или нержавеющей стали. Контроль над протеканием процесса деления осуществляют с помощью стержней из таких веществ, как кадмий или бор, которые хорошо поглощают нейтроны. Контрольные стержни позволяют поддерживать поток нейтронов, достаточный для того, чтобы цепная реакция была самоподдерживающейся, но препятствуют перегреву активной зоны реактора . Реактор приводится в действие каким-либо источником нейтронов его остановка осуществляется достаточно глубоким погружением контрольных стержней в активную зону, т.е. туда, где происходит деление (рис. 20.15). В активной зоне реактора также находится замедлитель - вещество, замедляющее скорость нейтронов, для облегчения их захвата ядерным топливом. Наконец, в активной зоне циркулирует охлаждающая жидкость, которая отводит тепло, [c.269]

Для повышения контрастности изображения в электронном микроскопе пользуются оттенением объекта, сущность которого состоит в том, что на исследуемый прозрачный препарат или его отпечаток в вакууме под острым углом напыляется тонкий слой металла с большим атомным номером (например, хром, золото, уран и т. д.). Напыленный слой металла распределяется на поверхности препарата неравномерно возвышенные места поверхности покрываются больше, чем трещины. В результате иа фотографии получается более отчетливая черно-белая картина объекта. [c.134]

Атомная масса урана 238,03, хотя природный уран состоит из смеси изотопов 92 и (0,0058%), (0,715%) и (99,28%). Объясните, почему атомная масса урана превышает массовое число самого тяжелого изотопа. [c.22]

В быстрых реакторах уран-238 можно почти полностью использовать в качестве ядерного горючего. Кроме огромной тепловой энергии (теплоносителем является жидкий натрий), которую можно преобразовать в электрическую, увеличение числа работающих атомных электростанций приводит к еще большему (см. 7.2 и рис. 7.5) производству ядерного топлива — плутония-239. [c.74]

Несколько открытий, сделанных в конце прошлого столетия, совершили переворот в химии и физике. Одним из них было открытие в 1896 г. Анри Бекке-релем радиоактивности. Занимаясь изучением фосфоресценции, Беккерель обратил внимание на действие, как он предполагал, света на сульфат калия-уранила. Он заметил, что после выдержки урановой соли на свету, она испускала излучение, которое вызывает потемнение фотографической пластинки даже тогда, когда между фотопластинкой и солью находились тонкие слои различных непрозрачных материалов. Это наблюдение само по себе не было удивительным, поскольку использовался внешний источник энергии. Однако дальнейшее изучение привело к необычному результату. Беккерель нашел, что интенсивность лучей, испускаемых солью урана, совсем не зависит от длительности выдержки соли на свету. Кристаллы, полученные и содержащиеся в темноте, давали тот же самый эффект, что и кристаллы, которые предварительно выдерживались на свету. Кроме того, он отметил, что излучение не за висит от вида соединения урана, а зависит лишь от наличия урана в нем. Эти наблюдения показали что новый тип излучения является атомным явлением и не зависит от химического и физического состоя ния вещества. [c.383]

Пример 5.1. В статье Химия , опубликованной в девятом издании Британской энциклопедии /(.вышедшем в 1878 г.), Г. А. Армстронг писал, что Менделеев недавно пре Дложил приписать урану атомную массу 240 вместо прежнего значения 120, которое было установлено Берцелиусом автор статьи Армстронг отдает предпочтение значению 180. Менделеев был прав. Точная формула урановой смолки, уранита, — важной руды урана — имеет вид изОа. Какую формулу принимали для урановой смолки а) Берцелиус и б) Арм Стронг [c.103]

Решение. Если приписать урану атомную массу 120, как это сделал Берцелиус, то атомы урана будут составлять только половину массы, приписанной им Менделеевым и соответственно формула ОзОа должна быть записана в виде ивОв или, упрощенно, из04. По аналогичным соображениям значение атомной массы, 180 (три четверти от 240), предложенное Армстронгом, ириво.дит к формуле иОг. [c.103]

Уран открыт Клапротом в 1789 г. Восстановлением углем природной желтой окиси Клапрох получил черный порошок, который был принят им за элемент. Лишь в 1841 г. Пелиго установил, что элемент Клапрота представляет собой окись металла. Элементарный уран Пелиго получил восстановлением его хлорида калием. Уран считали элементом со степенью окисления +3 и атомным весом 120. Менделеев в 1872 г. приписал урану атомный вес 240 и определил его положение в VI группе периодической системы. Радиоактивность природного урана открыта Бек-керелем в 1896 г. Особое место среди химических элементов уран приобрел после открытия Ганом и Штрассманом деления его ядер под действием нейтронов. Уран — основной элемент [c.303]

Открытие и идентификация редкоземельных элементов осуществлялись в течение длительного периода времени, что объясняется сходством свойств этих элементов в связи с преобладанием у них трехвалентного состояния и близостью их атомных и ионных радиусов. С другой стороны, известно, что трудности, связанные с изучением трансурановых элементов, определяются не химическими свойствами, а ядерными. Действительно, с химической точки зрения изменения в свойствах сравнимы для элементов от актиния до урана, с одной стороны, в сериях V—Мо и Ьа—Ш (если поместить лантаниды в одну серию), с другой, однако, изменения в свойствах элементов Ьа—N(1 имеют мало общего с предыдущими. Примерог тому может служить постепенное изменение основного характера элементов от лантана к неодиму, в то время как это свойство быстро меняется в обратном направлении от актиния к урану. Атомные объемы мало изменяются в сторону уменьшения в первой серии и быстро увеличиваются во второй. Многообразие валентностей и, Ыр, Ри и Ат (ураниды), для которых известна максимальная валентность VI и минимальная III, не позволяет рассматривать эти элементы как химические гомологи N(1, Рт, 8т и Ей, так как ни один из этих последних не имеет валентности выше III, а 8т и Ей имеют малоустойчивую валентность II. Только начиная с Ст трехвалентное состояние является преобладающим в седьмом периоде и кюриды (2 = 96—103) становятся гомологами лантанидов 0с1 — Ьи. [c.125]

Межатомные расстояния, приведенные в табл. 1.8, не определяют тип связи, однако с точки зрения координации структурный элемент С)—20 может быть назван ионом уранила. Атомное расположение в этой структуре заметно отличается от расположения атомов в р-иОз, однако, как и в структуре р-СОз, в у-Ь Оз содержатся атомы урана с различной координацией и различными функциями. Данные Энгмана и де Вольфа [90] подвер-дили результаты Хекстра и др. [91], установивших, что монокристалл у Оз имеет ромбическую решетку с параметрами а=9,71 0,01, 6 = 9,77+0,01, с= 19,92 0,02А, что соответствует псевдоячейке с параметрами а = Ь = = 6,88, с=19,92А, у=90°20. [c.41]

Когда в 1872 г. Менделеев сформулировал периодический закон, он приписал урану атомный вес 240, хотя в то время считали его равным 120 это дало возможность рассматривать уран как самый тяжелый элемент в периодической таблице. Тот факт, что атомный вес был действительно близок к 240, установлен впервые экспериментально Циммерманом в 1882 г. Неясность, окружающая уран, постепенно исчезала в результате открытия Бек-кереля, который в 1896 г. установил, что уран претерпевает радиоактивный распад. В связи с исследованиями флуоресценции урановых солей Беккерель, воздействовав уранилсульфатом калия на фотографическую пластинку, завернутую в черную бумагу, обнаружил, что это соединение вызвало ее почернение. Дальнейшие исследования показали, что все урановые соединения, минералы и сам металл действуют на фотографическую пластинку подобным образом. Это указывало на то, что данное явление оказывается свойством элемента урана. Вскоре после этих на- [c.110]

Фтористоводородная кислота расходуется для травления стек-ла и удаления песка с металлического литья, для разложения силикатов в химическом анализе, в атомной Технике для получения LIF4, из которого далее получают металлическ+1Й уран и UFe (не- [c.472]

При действии на уран избытка Рг образуется гексафторид иРб—бесцветное, легко возгоняющееся кристаллическое вещество (давление его пара достигает 101 кПа при 56,5 °С). Это единственное соединение урана, существующее в газообразном состоянии при низкой температуре, что имеет большое практическое значение, поскольку необходимое для получения атомной энергии разделение изотопов и осуществляют с помощью различных процессов, протекающих в газовой фазе. При растворении в воде ирб гидролизуется, образуя иОгр2 и НР. Тетрафторид ир4 получают действием НР на иОз- С хлором уран образует [c.609]

Применение. ТНОа — наиболее огнеупорный из устойчивых в присутствии воздуха материалов. Это соединение используют также в качестве катализатора, и и Ри являются ядерным горючим. В тепловыделяющие элементы (твэлы) атомных реакторов обычно помещают иОз, реже — другие соединения или металлический уран. [c.610]

Графитовые материалы имеют высокий предел прочности при сжатии (500—400 кГ см -) низкое удельное электросопротивление (5-10-" —6-10 ом/см) высокую теплопроводность (80— 180 ккал/м - ч- град)-, низкий коэффициент термического линейного расширения (2-10 — 3-10 ). Графит обладает высокой термической стабильностью при температурах около 3000°С в восстановительных и нейтральных газовых средах, химической стойкостью в кислых и щелочных средах, очень низкой реакционной способностью в окислительной среде. Эти свойства графита используют в химических процессах, в газовых турбинах и в реактивной технике [245]. Кроме того, исключительно чистый графит обладает свойством замедлять движение быстрых нейтронов. Это качество графита используют в атомных реакторах для обеспечения протекания самоподдерживающейся цепной реакции, когда в качестве ядерного горючего используется уран IJ235 или плутоний [178, 293]. [c.68]

Различные изотопы отличаются друг от друга устойчивостью. Так, изотопы водорода протий и дейтерий вполне устойчивы и из их смеси состоит природный водород (дейтерий 0,016%) тритий же неустойчив, самопроизвольно подвергается радиоактивному распаду, отчего в природном водороде его нет и он может быть получен лищь искусственно. 26 элементов имеют лишь по одному устойчивому изотопу — такие элементы называются моноизотопны-ми (они характеризуются преимущественно нечетными атомными номерами), и атомные массы их приблизительно целочисленны. У 55 элементов имеется по нескольку устойчивых изотопов — они называются полиизотопными (большое число изотопов характерно для элементов преимущественно с четными атомными номерами). У остальных элементов известны только неустойчивые, радиоактивные изотопы. Это все тяжелые элементы, начиная с элемента № 84 (полоний), а из относительно легких — № 43 (технеций) и № 61 (прометий). Однако радиоактивные изотопы некоторых элементов относительно устойчивы (характеризуются большим периодом полураспада ), и потому эти элементы, например торий, уран, встречаются в природе. В большинстве же радиоактивные изотопы получают искусственно, в том числе и многочисленные радиоактивные изотопы устойчивых элементов. [c.23]

Ценность сырья зависит от уровня развития техники, Нанример, многие редкие металлы раньше не имели ирнменения, а в последнее время стали необычайно ценными в качестве добавок к сплавам, в технике иолуироводпиков и т. и. Уран был три десятилетия тому назад обременительным отбросом при получении радия, а ныне он— основа атомной техники. [c.7]

Для получения качественного изображения применяют образцы очень малой толщины, которые наносят на тонкие подложки из аморфного материала. Увеличение толщины образца не только ухудшает качество фотографии, но и может привести к его термодеструкции. Очень часто наблюдают не сами объекты, а пользуются репликами (пленки-отпечатки). Метод реплик является косвенным методом изучения микрорельефа поверхности. В качестве материала для реплик используют формвар, вещества типа коллодия и оксид 5162(510), конденсированный в высоком вакууме из паровой фазы. Для усиления контрастности изображения обычно проводят оттенение реплик с помощью напыления на них слоя тя келых металлов (уран, палладий, золото, хром, никель). Напыление проводят путем возгонки металла при высоком вакууме на реплику наносят два-три атомных слоя. [c.251]

В составе большого исследовательского отдела были сосредоточены несколько квалифицированных лабораторий по исследованию свойств углеродных конструкционных материалов. Одной из важнейших лабораторий, которую возглавил Ю.С. Виргильев, стала лаборатория по исследованию радиационных нарушений в графите атомных реакторов. По соглашению с Минсредмашем на ряде действующих реакторов за этой лабораторией бьшо закреплено несколько экспериментальных каналов, где проводилось облучение образцов графита в широком диапазоне — до 10 нейтрон/см1 Эта работа помогла определить срок безопасной эксплуатации уран-графитовых реакторов, в том числе и ныне действующих АЭС. [c.107]

Атомное ядро может вступать в реакции и, следовательно, изменяться несколькими различными способами. Некоторые ядра неустойчивы и самопроизвольно испускают субатомные частицы и электромагнитное излучение. Такое самопроизвольное испускание частиц или излучения из атомного ядра называется радиоактивностью. Открытие этого явления Анри Беккерелем в 1896 г. описано в разд. 2.6, ч. 1. Изотопы, обладающие радиоактивностью, называются радиоактивными, или радиоизотопами. В качестве примера приведем уран-238, который самопроизвольно испускает альфа-лучи эти лучи представляют собой поток ядер гелия-4, называемьк альфа-частицами. Когда ядро урана 238 теряет альфа-частицу, оставшийся фрагмент ядра имеет атомный номер 90 и массовое число 234. Таким образом, он представляет собой не что иное, как ядро изотопа торий-234. Обсуждаемую реакцию можно описать следующим ядерным уравнением [c.245]

Уран-235, уран-233 и плутоний-239 при захвате нейтрона подвергаются делению. В результате возникает ядерная цепная реакция. При ее постоянной скорости режим реакции называется критическим. Если реакция замедляется, ее режим считается подкритическим. В атомной бомбе подкритические массы соединяют для получения надкритической массы. В ядерных реакторах проводится управляемая реакция деления, что позволяет получать постоянную мощность. В активной зоне ядерного реактора находятся делящееся топливо, контрольные стержни, замедлитель и охлаждающая жидкость. Атомная электростанция напоминает обычную тепловую электростанцию с той лищь разницей, что вместо камеры сгорания обычного топлива в ней имеется активная зона реактора. В реакторах-размножителях ядерного топлива должно образовываться больще, чем расходоваться на получение энергии. Безопасность работы атомных электростанций вызывает определенные опасения. Кроме того, нерещенными проблемами остаются восстановление отработанных топливных стержней и захоронение высокорадиоактивных ядерных отходов. [c.275]

АКТИНОИДЫ — группа из 14 элементов 7-го периода системы элементов Д. И. Менделеева, следующих за актинием, с порядковыми номерами 90—103. А. характеризуются тем, что в их атомах прерывается заполнение шестого и седьмого электронных слоев и при переходе от каждого предыдущего А. к последующему увеличивается число электронов в пятом электронном слое. Все А. радиоактивны. Три из них — 233(J и 28эи используются КЭК ядерное горючее и как взрывчатое вещество в атомных бомбах. Торий, протактиний н уран встречаются в природе, [c.14]

Применение. Оксид тория ThOj - наиболее огнеупорный иа устойчивых иа воздухе материалов. Это соединение используют также в качестве катализатора. Уран и плутоний яаляются ядериым горючим. В тепловыделяющие элементы (таэлы) атомных реакторов обычно помещают UO2. реже - другие соеди-JkeHHfl или металлический ран. [c.576]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология