Изотопы из продуктов деления уран

Но этим пе исчерпывается значение урана в истории геохимических процессов. В результате радиоактивного распада урана образуются дочерние продукты — протактиний, актиний, радий, радон, свинец и др. В заметных количествах возникает гелий из а-частиц урана и дочерних продуктов его распада. Далее, при делении ядер и получаются осколочные элементы середины периодической системы Д. И. Менделеева. Наконец, возможен захват медленных нейтронов изотопом с последующими Р превращениями, в результате которых образуются изотопы нептуния и плутония. Таким образом, благодаря особым ядерным свойствам уран при своем радиоактивном распаде дает начало целому ряду элементов периодической системы. [c.51]

Большой интерес представляет поведение в почвах и водных экосистемах основных дозообразующих и относительно долгоживущих радионуклидов - Sr и а также изотопов плутония. В водной фазе почв, загрязненных выбросами из 4-го энергоблока, эти изотопы появляются в результате выщелачивания горячих частиц , состоящих в основном из топливного диоксида урана. Сам по себе UOj отличается высокой химической стабильностью по отношению к воде, но тем не менее под действием почвенных растворов частицы микронных размеров довольно быстро разрушаются и высвобождают продукты деления и активации. Если летом 1986 г. из проб грунта в 30-километровой зоне ЧАЭС почти не происходило выщелачивание урана при их обработке 6 н. раствором HNOj и 10 %-м раствором Naj Oa, то в 1991 г. в этом же районе практически весь топливный уран был в водорастворимой форме. [c.272]

Самопроизвольное деление ядер (спонтанное деление), как и а-распад, наблюдается у тяжелых нуклидов с массовыми числами М > 230 и 2 > 90 (изотопы урана, плутония, америция и др.). Такие ядра де ится на два осколка, массовые числа которых находятся в области 70-170 а. е. м. Кроме осколков в процессе деления образуются два-три нейтрона. При делении высвобождается суммарная энергия 200 МэВ, в том числе кинетическая энергия осколков, которая составляет -170 МэВ. Эта энергия распределяется между двумя осколками обратно пропорционально их массовым числам (см. формулу (1.19)). Так, если массовые числа М = 98 и Л/2 = 140, то 1 = 99,4 МэВ, Е2 = 69,6 МэВ. По сравнению со стабильными изотопами соответствующих элементов осколки перегружены нейтронами и поэтому распадаются с испусканием подряд нескольких р-частиц, образуя так называемые радиоактивные изобарные цепочки, имеющие одинаковые массовые числа, но отличающиеся зарядом нуклидов Из-за того, что период полураспада по каналу спонтанного деления очень большой (для Ту2 = 8 лет), радиоактивность накопленных продуктов деления в природном уране незначительна. [c.10]

Кроме радиоактивных продуктов деления урана или плутония в глобальных радиоактивных выпадениях могут присутствовать радиоактивные изотопы, возникающие в результате взаимодействия нейтронов, образующихся при ядерном взрыве, с атомами элементов заряда, конструкций и элементов, содержащихся в воздухе, почве, породах. Вследствие взаимодействия нейтронов с элементами заряда образуется нептуний-239, а при термоядерном взрыве — тритий и уран-237. При взаимодействии нейтронов с конструктивными элементами устройства образуются кобальт-60, кобальт-57, вольфрам-185, вольфрам-181, вольфрам-187, рений-188 и родий-102. При взаимодействии с компонентами воздуха образуются аргон-41, углерод-14 и тритий. При взаимодействии с почвой активируются алюминий, кремний, натрий, марганец, железо, кобальт и другие элементы (табл. 8). [c.33]

С середины 90-х годов в РНЦ КИ ведётся разработка технологии и создание демонстрационного ядерно-технологического комплекса производства осколочного Мо на растворном реакторе Аргус . Агрегатное состояние топлива реактора Аргус предоставляет принципиальную возможность наработки изотопа Mo непосредственно из топливного раствора без изменения состава и характеристик активной зоны. С этой целью, после работы реактора на мощности раствор прокачивается через специальный сорбент на основе оксида титана, который обеспечивает первую стадию выделения Мо из всей массы продуктов деления. Уран при этом не сорбируется, и топливный раствор в режиме петли полностью возвращается в корпус реактора. Всё количество претерпевшего реакцию деления урана, необходимое для обеспечения мощности реактора, расходуется на наработку целевого изотопа. [c.524]

Вскоре ученые обнаружили, что уран-235 и некоторые другие изотопы, способные делиться, могут образовывать различные комбинации продуктов деления. Среди природных изотопов делению подвергается только уран-235. [c.337]

Продукты деления урана являются радиоактивными. Среди них преобладают Р-активные изотопы. Объясняется это тем, что продукты деления у ана (как и сам уран) обладают избытком нейтронов п.о отношению к числу протонов. Стремясь привести в соответствие число нейтронов и протонов, они выбрасывают электроны, высвобождающиеся при превращении нейтрона в протон. При этом может возникать длинная цепочка Р-превращений, как, например [c.87]

Продукты деления урана включают следы рутения и технеция, остающихся с ураном после регенерации Ки-106 имеет сравнительно короткий период полураспада (1 г.), в связи с чем радиоактивность урана, которому он сопутствует в качестве дочернего продукта, увеличивается. Изотоп Тс-99 имеет сравнительно длинный период полураспада и является мягким /5-эмиттером. [c.223]

Возможность очистки топлива дистилляцией фторидов основана на различии в летучестях гексафторида урана UFa и фторидов продуктов деления. За редким исключением, фториды продуктов деления менее летучи, чем UFo. По этой причине даже при грубой перегонке можно добиться значительной очистки. Привлекательность этого метода для химиков и технологов, занимающихся проблемами разделения, объясняется двумя причинами. Во-первых, основные принципы и технология фракционной перегонки достаточно хорошо разработаны и освоены. Вторая причина связана с особой ролью UFg при разделении изотопов. Весьма выгодна с экономической точки зрения возможность регенерации урана этим методом непосредственно в виде UFe в тех случаях, когда регенерированный уран должен направляться на обогатительную установку для увеличения в нем концентрации урана-235. [c.469]

Уменьшение энергии смешанного Р-излучения при охлаждении горючего, очевидно, определяется предыдущей историей облучения топлива. По истечении приблизительно десяти дней наблюдается лишь относительно медленное уменьшение общей интенсивности выделения энергии. Величина времени охлаждения топлива перед химической переработкой определяется распадом некоторых определенных продуктов деления, как (период полураспада 8,0 суток), или тяжелых изотопов, как протактиний-233 или уран-237 (см. гл. 4). [c.52]

По этим причинам технологическая схема должна строиться таким образом, чтобы повторением однотипных окислительновосстановительных циклов можно было добиться высокой степени очистки от тех продуктов деления, которые не соосаждаются с ураном или плутонием при данном методе соосаждения, а затем повторять аналогичные операции с новым реагентом, который может привести к очистке раствора от радиоактивных изотопов, остающихся после первой ступени очистки. [c.87]

Предлагается после вьщеления накопившихся в топливе изотопов трансурановых элементов подвергнуть их нейтронной трансмутации в ядерных реакторах. Предполагается при этом, что трансмутации подвергаются также продукты деления с ярко выраженными мшра-ционными свойствами, такие как " 1 и Тс. Конечная радиотоксичность а-излучающих радионуклидов после длительного облучения высокими потоками нейтронов должна быть сравнима с радиотоксичностью пррфодно-го урана вместе с его продутсгами распада. Такие радиоактивные отходы можно захоранивать в тех местах на Земле, откуда была взята урановая руда. Принцип радиационной эквивалентности предполагает замыкание топливного цикла в определенную организацию потоков ядерных материалов с достаточно низкими потерями радионуклидов при переработке облученного топлива. Предполагается также, что после нескольких сот лет выдержки часть радиоактивных отходов, эквивалентных по радиотоксичности извлеченному урану, может быть окончательно захоронена в геологических формациях, оставшихся после добычи урана [13]. [c.170]

Эта группа исследователей бомбардировала уран медленными нейтронами и обнаружила целый ряд радиоактивных продуктов. В ближайшие годы после этого удалось наблюдать значительно большее число такого рода радиоактивных продуктов. Химические исследования (см. гл. 3) показали, однако, что они были изотопами известных элементов, образовавшимися в результате деления атомов урана на две приблизительно равные части. Десятки пар радиоактивных продуктов деления, испускающих 5-частицы, образовывались в результате реакций, подобных следующим [c.15]

Если стабильный цирконий широко применяется в атомной технике, потребляющей добрую половину выпускаемого металла, то искусственный радиоактивный изотоп циркония-95 доставляет радиохимикам много хлопот. Его приходится удалять на всех ступенях регенерации облученных материалов, как долгоживущий продукт деления, сопутствующий урану и плутонию. [c.161]

Переработка отходов от Редокс-процесса отличается главным образом тем, что кристаллизация квасцов для отделения цезия производится в начале процесса. Короткоживущие продукты деления выделяют отдельно из свежеоблученного урана. Из раствора урана, после извлечения йода и ксенона, выделяют цирконий и ниобий адсорбцией на силикагеле, затем отделяют уран экстракцией трибутилфосфатом. Далее отделяют редкие земли от щелочных земель соосаждением с оксалатом лаптана и разделяют обе группы на индивидуальные продукты деления при помощи ионного обмена. Из короткоживущих изотопов получают МЬ , Ва , [c.23]

Изотоп Гс (период полураспада 2-10 лет)-один иэ образующихся а наибольшем количестве продуктов деления урана (6,2% от общей массы осколков деления). Он может быть выделен иэ отработавшего в мдерном реакторе урана (для этого уран растворяют в НКОз и обрабатывают раствор сероводородом, лри этом выпадает осадок. ТсгЗ ). [c.522]

Продукты деления, заметно поглощаюш,ие нейтроны в тепловом реакторе, перечислены в табл. 7. 5. В последнем столбце таблицы, дается коэффициент отравления (см. гл. II) для каждого из этих изотопов, т. е. число нейтронов, поглош,аемых продуктом деления, на нейтрон, вызывающий деление в топливе. Значения коэффициента отравления вычислены для постоянной скорости деления и постоянного количества делящегося материала. Такие условия приближенно характерны для реактора, работающего на природном или слабообогащенном уране. Из короткоживущих продуктов деления только Xe содействует значительному поглощению нейтронов благодаря его необыкновенно большому нейтронному сечению. [c.282]

Получение. Технология У. тесно связана с урановым топливным циклом (см. Ядерный топливный цикл) и состоит из четырех составных частей, отличающихся изотопным составом перерабатываемых в-в и целями переработки. Производят соед. У. с прир. соотношением изотопов (цель - концентрирование и очистка, подготовка к рщделению изотопов или произ-ву Ри) соед., обогащенные изотопом 1) (цель -произ-во твэлов ядерных энергетич. установок в виде диоксида или сплавов У., а также ядерного оружия) соед., обедненные изотопом (цель - безопасное хранение, применение вне энергетики) соед., полученные из облученного ядерного горючего (т. наз. радиохим. произ-во, цель - отделение от Ри и Np, очистка от продуктов деления, подготовка к разделению изотопов и повторному изготовлению твэлов). Кроме того, создаются основы технологии У. применительно к уран-ториевому ядерному топливному циклу (высокотемпературные газовые ядерные реакторы с топливом из ТЬ и в виде смешанных диоксидов или карбидов) и к уран-плутониевое циклу (реакторы на быстрых нейтронах с топливом из Ри и 1) в виде смешанных диоксидов). [c.42]

Наиболее точным и чувствительным методом определения очень малых количеств урана является активационный метод. Одним из вариантов является облучение всей пробы или выделенного урана потоком тепловых нейтронов (плотностью 10 -10 см с ) с последующим измерением у-активности продуктов деления [9]. Пробу, содержащую уран, лучше облучать реакторными нейтронами в кадмиевом фильтре. В этом случае образуется на резонансных нейтронах, а наведенная у-активность за счет реакции (и, у) на изотопах других элементов будет во много раз меньше, что облегчает обработку полученных данных при активационном анализе проб без разрушения. При активационном анализе проб на содержание урана используется также реакция (и, 2 ) U при облучении быстрыми нейтронами ( > ЮМэВ) и реакция при облучении у-квантами тормозного излучения электронов Е акс - 15МэВ) [71]. В приведенных реакциях образующийся имеет период полураспада 6,75 сут., испускает р -частицы и у-кванты различных энергий. Чувствительность активационного метода в данном варианте составляет (0,5-ь2) 10 г/г пробы. При этом можно одновременно определять содержание в пробе и других элементов. [c.288]

U в растворах, образующихся в процессе переработки отработанных урановых блоков, обогащенных с предварительным отделением от других продуктов деления и от посторонних элементоЕ экстрагированием в 3%-ный раствор трибутилфосфата в н. гексане. Уран выделяли из органической фазы в виде UO -2Н2О, растворял в 12 jV HNO3, раствор выпаривали на металлической нити и относительное содержание изотопов определяли на масс-спектрометре. [c.236]

Трансурановые элементы. Ряд радиоактивных изотопов был обнаружен Ферми и его сотрудниками в Риме в первых работах по облучению урана медленными нейтронами. В течение последующих лет было найдено еще множество радиоактивных изотопов, большинство из которых в то время считали изотопами трансурановых элементов. Такое заключение было основано на том, что эти продукты распадались путем ряда последовательных процессов испускания Р -частиц, приводящих к образованию элементов с более высокими 2. Кроме того, было показано, что по химическим свойствам эти соединения отличаются от всех известных элементов, расположенных в периодической системе вблизи урана. Ответ на этот вопрос был получен благодаря открытию Хана и Штрассмана, показавших, что данные изотопы принадлежат элементам, значительно более легким, чем уран таким образом, было доказано, что при облучении урана нейтронами происходит расщепление его ядер. При дальнейшем исследовании процессов деления и возникающих при этом продуктов Макмиллан и Абельсон [30] показали, что один из радиоактивных изотопов, характеризующийся периодом полураспада 2,3 дня, не является продуктом деления. Этот изотоп представляет собой дочерний продукт 23-минутного р-излучателя образующегося по реакции и (ге, у)и . Макмиллан и Абельсон разработали методику отделения микроколичеств элемента номер 93 от [c.219]

ВОДИЛИ с помощью 0,5 М раствора НТТА в ксилоле, нанесенного на силанизированный стеклянный порошок. Нептуний(IV) избирательно извлекали из 0,5— 1 М НС1, содержащей хлорид гидроксиламина. Уран(VI) и продукты деления (кроме циркония) вымывали раствором, имеющим состав 0,1 М ННгОН-НС -]-+0,5 М НС1 затем 6 iM H I или этанолом элюировали Np. Радиохимическому определению нептуния, отделенного от облученного обогащенного урана, мешало присутствие других изотопов циркония поэтому методику необходимо было усовершенствовать. Было предложено отделять цирконий на той же самой колонке перед восстановлением нептуния(VI) до нептуния(IV) [31]. Описанный метод избирательного отделения Np применен также при определении субмикрограммовых количеств урана методом нейтронно-активационного анализа [32, 33]. [c.401]

Современная ядерная техника создала еще один источн ик получения цезия в металлическом уране, применяемом в качестве топлива в урановых реакторах, образуется в числе прочих продуктов деления урана также цезий в виде долгоживущего изотопа цезий-137. Есть сведения о том, что на 1000 кг урана образуется 108 г цез[ия. При таких количествах цезия можно пользоваться обычными методами его извлечения. После растворения урана и отделения других образовавшихся в нем осколков деления цезий остается в растворе, из которого его осаждают в виде квасцов или в виде двойного ферроц ианида с цинком. Применяется также осаждение фосфорновольфрамовои кислотой или тетрафенилборатом натрия. Полученный тем или [c.490]

Уран может быть выделен из расплавленных фторидов возгонкой его в токе фтора в виде UFe ( si. гл, 10). Этот метод применялся для регенерации урапа из горючего реактора ARE и был развит дальше для регенерации твердого горючего после растворения его во фторидном расплаве (см, раздел 10,9), Почти все продукты деления остаются в расплаве, который в том случае, если он содержит изотоп Li и довольно дорогой бериллий, представляет собой слишком большую цек-тгость, чтобы его выбрасывать в отходы. Смесь фтори дов лития и бериллия может быть отделена от большей части продуктов деления (а также от нептуния) растворением в 90%-ной HF, после чего нерастворимый твердый остаток отфильтровывается, а растворитель испаряется, Из осколков деления в регенерированной соли остается ббльшая часть цезия и стронщ Я. Тории остается с нерастворимым остатком, поэтому, если будет необходимо применить этот метод для регенерации солевых расплавов зоны воспроизводства, придется пойти на потери тория или потребуется дополнительный процесс регенерации. [c.389]

Для определения гафния в числе других микропримесей в урановых концентратах и в металлической урановой фольге разработан активационный метод с использованием изотопа [1171. Облученную пробу растворяют в 8-мол. HNO3, прибавляют растворы носителей, устанавливают в растворе кислотность 0,04-мол. HNO3 для удаления основной массы продуктов деления раствор пропускают через колонку с силикагелем. Уран из фильтрата экстрагируют эфиром. Гафний, после удаления редкоземельных продуктов деления урана, остается в водной фазе. Его извлекают адсорбцией на анионите дауэкс-1X8 и вымывают раствором 12-мол. по соляной кислоте и 0,5-мол. по фтористоводородной кислоте. Измерение активности проводят на 100-канальном сцинтилляционном у-спектрометре по который отсутствует среди продуктов деления урана. [c.446]

Еще с 1942 г. в реакторах используются оба изотопа естественного урана. Нейтроны, образующие при делении урана-235, поглощаются ядрами урана-238, превращая последние (через промежуточные короткоживущие ядра) в ядра искусственного элемента плутония-239 — весьма важного ядерного топлива, способного делиться по цепной реакции под действием нейтронов любой энергии. Когда в реакторе накопится достаточное количество плутония, его выделяют и очищают от многочисленных продуктов деления. Третий вид ядерного топлива — уран-233, получаемый из природного чистого тория путем нескольких превращений. Торий облучаютв реакторе нейтронами внешнего источника, обычно урана, обогащенного ураном-235. [c.148]

Вплоть до 1940 г. ни одно горнопромышленное предприятие не добывало уран в качестве основного продукта. Добыча урановых руд производилась исключительно для получения радия и всякое выделение урана было по существу побочным производством. Выпускалось небольшое количество урана для окраски керамических изделий и для применения его в качестве катализатора, но эти потребности были невелики. Открытие ядерного деления сделало настоятельным закупку больших количеств урана, и месторождения последнего, которые были совершенно не экономичны для получения радия, приобрели огромное значение как источники делящегося изотопа 11 . Очевидно, прежняя экономическая оценка стала не применима к такому стратегически важному материалу, каким стал уран. Месторождения урана, которые раньше не эксплуатировались вследствие низкого содержания зфана, теперь стали усиленно разрабатываться. В настоящее время накоплены результаты многочисленных исследований относительно экономических аспектов геологии урана. Большинство работ чисто геологического характера не имеет отношения к задачам настоящей книги, однако полезно сделать краткий обзор наиболее характерных особенностей некоторых важных месторождений с точки зрения химии. Ценный и авторитетный отчет о природе урановых месторождений был сделан Мак-Келви, Иверхартом и Гаррелсом [10]. [c.119]

В результате исследований И. Кюри и П. Савича, которые, облучая уран тсак быстрыми, так и медленными нейтронами, получили радиоактивное вещество, которое они предварительно обозначили символом Йз,д, потому TITO оно имело период полураспада, равный трем с половиной дням. В 1939 г. Ган и Штрасман нашли, что продукт R3,5 представляет собой смесь элементов в нее входят некоторые щелочноземельные металлы, которые в свою очередь превращаются, излучая р-частицы, в редкоземельные элементы. При бомбардировке ядро урана 235 разбивается на две -части, давая изотопы бария (атомный номер 56). Подобным же образом ведет себя торий. Подвергнутый нейтронной бомбардировке, он дает уран 233, который, как и уран 235, способен к делению. [c.423]

Помимо деления в реакторном горючем происходят другие превращения, оказывающие влияние на цикл реакторного горючего. Наибольшее значение имеет превращение воспроизводящих материалов в материалы, способные к делению, например превращение в плутоний или тория в Эти ценные продукты должны звлекаться из реакторного горючего в процессе его регенерации. Кроме того, изменяется также изотопный состав горючего. Естественный уран в процессе облучения несколько обедняется по изотопу При этом далее он не приносит пользы в реакторе, но содержание в нем достаточно, чтобы этот уран направить на газодиффузионные заводы. Обогащенный уран также несколько обедняется, но все же имеет высокую степень обогащения. Помимо изотопов естественного урана в нем содер- [c.25]

Исследования с индикаторными количествами этого изотопа позволили установить, что плутоний в своей высшей степени окисления подобен шестивалентному урану, а в низшей — четырехвалентным урану и торию. В 1941 г. был открыт изотоп как продукт распада заыр, полученного при облучении урана нейтронами на циклотроне. Вскоре было показано, что гзэрц подвергается делению медленными нейтронами сечение деления зэрц превышает сечение деления Это открытие [c.319]

Благодаря своей способности подвергаться делению и при этом служить источником ядерной энергии, подобно урану-235, изотоп плутония с атомным весом 239 приобрел важнейшее значение. Попытки обнаружить этот изотоп в продуктах распада нептуния-239 делались Кеннеди, Сегре, Уолом и автором этой книги одновременно с опытами, которые привели к открытию плутония. Изотоп плутоний-239 был идентифицирован весной [c.21]

В 1939 г. Ган и Штрасман нашли, что продукт представляет собой смесь элементов в нее входят некоторые щелочноземельные металлы, которые в свою очередь превращаются, налучая Р частицы, в редкоземельные элементы. При бомбардировке ядро урана 235 разбивается на две части, давая изотопы бария (атомный номер 51)). Подобным же образом ведет себя торий. Подвергнутый нейтронной бомбардировке, он дает уран 233, который, как и уран 235, способен к делению. [c.403]

Первый путь заключается в обогащении природного урана изотопом IJ235 дд такой степени, что в реакторе размножение нейтронов хотя бы ненамного превышало их потерю на поглощение без деления. Для этого нужно сильно обогатить уран изотопом Разделение изотопов урана диффузионным, электромагнитным или другими применяемыми для этого методами связано с очень большими технологическими и экономическими затруднениями. Оно может быть заменено добавлением к природному урану других расщепляющихся веществ, которые относительно деления ведут себя подобно U236 Этим свойством обладает плутоний Ри , который, как указывалось, образуется в реакторе в качестве побочного продукта путем захвата нейтронов ядрами Его периодически извлекают из урана, достаточно долго находившегося в работавшем реакторе. Вместо плутония можно применять другой изотоп урана который образуется из природного тория путем захвата нейтронов. [c.192]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология