Artikulli tregon se kur u zbulua një element i tillë kimik si uraniumi, dhe në cilat industri përdoret kjo substancë në kohën tonë.
Uranium është një element kimik në energjinë dhe industrinë ushtarake
Në çdo kohë, njerëzit janë përpjekur të gjejnë burime shumë efikase të energjisë, dhe në mënyrë ideale - të krijojnë një të ashtuquajtur makinë lëvizjeje të përhershme. Fatkeqësisht, pamundësia e ekzistencës së saj u vërtetua dhe u vërtetua teorikisht në shekullin e 19-të, por shkencëtarët ende nuk e humbën shpresën për të realizuar ëndrrën e një lloj pajisjeje që do të ishte në gjendje të prodhonte një sasi të madhe energjie "të pastër" për një kohë shumë të gjatë. shumë kohë.
Pjesërisht kjo u realizua me zbulimin e një substance të tillë si uraniumi. Një element kimik me këtë emër formoi bazën për zhvillimin e reaktorëve bërthamorë, të cilët në kohën tonë sigurojnë energji për qytete të tëra, nëndetëse, anije polare etj. Vërtetë, energjia e tyre nuk mund të quhet "e pastër", por vitet e fundit shumë kompani kanë zhvilluar "bateri atomike" kompakte me bazë tritium për shitje të gjerë - ato nuk kanë pjesë lëvizëse dhe janë të sigurta për shëndetin.
Megjithatë, në këtë artikull do të analizojmë në detaje historinë e zbulimit të një elementi kimiki quajtur uranium dhe reaksioni i ndarjes së bërthamave të tij.
Përkufizim
Uraniumi është një element kimik që ka numrin atomik 92 në tabelën periodike të Mendelejevit. Masa e tij atomike është 238.029. Përcaktohet me simbolin U. Në kushte normale, është një metal i dendur, i rëndë argjendi. Nëse flasim për radioaktivitetin e tij, atëherë vetë uraniumi është një element me radioaktivitet të dobët. Ai gjithashtu nuk përmban izotopë plotësisht të qëndrueshëm. Dhe më i qëndrueshëm nga izotopët ekzistues është uraniumi-338.
Ne kuptuam se çfarë është ky element dhe tani le të shohim historinë e zbulimit të tij.
Histori
Një substancë e tillë si oksidi natyror i uraniumit është i njohur për njerëzit që nga kohërat e lashta, dhe mjeshtrit e lashtë e përdornin për të bërë lustër, e cila përdorej për të mbuluar qeramika të ndryshme për rezistencën ndaj ujit të enëve dhe produkteve të tjera, si dhe të tyre. dekorime.
Viti 1789 ishte një datë e rëndësishme në historinë e zbulimit të këtij elementi kimik. Ishte atëherë që kimisti dhe Martin Klaproth me origjinë gjermane ishte në gjendje të merrte uraniumin e parë metalik. Dhe elementi i ri mori emrin e tij për nder të planetit të zbuluar tetë vjet më parë.
Për gati 50 vjet, uraniumi i marrë atëherë konsiderohej një metal i pastër, megjithatë, në vitin 1840, një kimist nga Franca, Eugene-Melchior Peligot, ishte në gjendje të provonte se materiali i marrë nga Klaproth, pavarësisht nga shenjat e jashtme të përshtatshme, nuk ishte fare metal, por oksid uraniumi. Pak më vonë, i njëjti Peligo moriuraniumi i vërtetë është një metal gri shumë i rëndë. Ishte atëherë që për herë të parë u përcaktua pesha atomike e një substance të tillë si uraniumi. Elementi kimik në 1874 u vendos nga Dmitri Mendeleev në tabelën e tij të famshme periodike të elementeve dhe Mendeleev dyfishoi peshën atomike të substancës dy herë. Dhe vetëm 12 vjet më vonë, u vërtetua eksperimentalisht se kimisti i madh nuk gaboi në llogaritjet e tij.
Radioaktiviteti
Por interesi me të vërtetë i përhapur për këtë element në komunitetin shkencor filloi në vitin 1896, kur Becquerel zbuloi faktin se uraniumi lëshon rreze që u emëruan sipas studiuesit - rrezet Becquerel. Më vonë, një nga shkencëtarët më të njohur në këtë fushë, Marie Curie, e quajti këtë fenomen radioaktivitet.
Data tjetër e rëndësishme në studimin e uraniumit konsiderohet të jetë viti 1899: ishte atëherë që Rutherford zbuloi se rrezatimi i uraniumit është johomogjen dhe ndahet në dy lloje - rrezet alfa dhe beta. Dhe një vit më vonë, Paul Villar (Villard) zbuloi llojin e tretë, të fundit të rrezatimit radioaktiv të njohur për ne sot - të ashtuquajturat rrezet gama.
Shtatë vjet më vonë, në vitin 1906, Rutherford, në bazë të teorisë së tij të radioaktivitetit, kreu eksperimentet e para, qëllimi i të cilave ishte përcaktimi i moshës së mineraleve të ndryshëm. Këto studime hodhën themelet, ndër të tjera, për formimin e teorisë dhe praktikës së analizës së radiokarbonit.
Fisioni i bërthamave të uraniumit
Por, ndoshta, zbulimi më i rëndësishëm, falë të cilitnxjerrja e gjerë dhe pasurimi i uraniumit për qëllime paqësore dhe ushtarake është procesi i ndarjes së bërthamave të uraniumit. Ndodhi në vitin 1938, zbulimi u krye nga fizikanët gjermanë Otto Hahn dhe Fritz Strassmann. Më vonë, kjo teori mori konfirmim shkencor në punimet e disa fizikantëve të tjerë gjermanë.
Thelbi i mekanizmit që ata zbuluan ishte si vijon: nëse rrezatoni bërthamën e izotopit të uraniumit-235 me një neutron, atëherë, duke kapur një neutron të lirë, ai fillon të ndahet. Dhe, siç e dimë të gjithë tani, ky proces shoqërohet me çlirimin e një sasie të madhe energjie. Kjo ndodh kryesisht për shkak të energjisë kinetike të vetë rrezatimit dhe fragmenteve të bërthamës. Pra, tani ne e dimë se si ndodh zbërthimi i uraniumit.
Zbulimi i këtij mekanizmi dhe rezultatet e tij është pika fillestare për përdorimin e uraniumit për qëllime paqësore dhe ushtarake.
Nëse flasim për përdorimin e tij për qëllime ushtarake, atëherë për herë të parë teoria se është e mundur të krijohen kushte për një proces të tillë si një reagim i vazhdueshëm i ndarjes së bërthamës së uraniumit (pasi nevojitet energji e madhe për të shpërthyer një bombë bërthamore) u vërtetua nga fizikanët sovjetikë Zeldovich dhe Khariton. Por për të krijuar një reagim të tillë, uraniumi duhet pasuruar, pasi në gjendjen e tij normale nuk i ka vetitë e nevojshme.
U njohëm me historikun e këtij elementi, tani do të kuptojmë se ku përdoret.
Përdorimet dhe llojet e izotopit të uraniumit
Pas zbulimit të një procesi të tillë si reaksioni i ndarjes së zinxhirit të uraniumit, fizikanët u përballën me pyetjen se ku ta përdornin atë?
Aktualisht, ekzistojnë dy zona kryesore ku përdoren izotopet e uraniumit. Kjo është një industri dhe ushtri paqësore (ose energjetike). Si i pari ashtu edhe i dyti përdorin reaksionin e ndarjes bërthamore të izotopit të uraniumit-235, vetëm fuqia dalëse ndryshon. E thënë thjesht, në një reaktor bërthamor, nuk ka nevojë të krijohet dhe mirëmbahet ky proces me të njëjtën fuqi që është e nevojshme për të kryer shpërthimin e një bombe bërthamore.
Pra, u renditën industritë kryesore në të cilat përdoret reaksioni i ndarjes së uraniumit.
Por marrja e izotopit të uraniumit-235 është një detyrë teknologjike jashtëzakonisht komplekse dhe e kushtueshme, dhe jo çdo shtet mund të përballojë ndërtimin e impianteve të pasurimit. Për shembull, për të marrë njëzet tonë karburant uraniumi, në të cilin përmbajtja e izotopit të uraniumit 235 do të jetë nga 3-5%, do të jetë e nevojshme të pasurohet më shumë se 153 ton uranium natyral, "të papërpunuar".
Izotopi i uraniumit-238 përdoret kryesisht në projektimin e armëve bërthamore për të rritur fuqinë e tyre. Gjithashtu, kur kap një neutron, i ndjekur nga një proces zbërthimi beta, ky izotop përfundimisht mund të shndërrohet në plutonium-239 - një lëndë djegëse e zakonshme për shumicën e reaktorëve bërthamorë modernë.
Megjithë të gjitha mangësitë e reaktorëve të tillë (kosto e lartë, kompleksiteti i mirëmbajtjes, rreziku i një aksidenti), funksionimi i tyre shpërblehet shumë shpejt dhe prodhojnë pakrahasueshëm më shumë energji se termocentralet klasike ose hidrocentralet.
Gjithashtu, reagimi i ndarjes së bërthamës së uraniumit bëri të mundur krijimin e armëve bërthamore të shkatërrimit në masë. Dallohet për forcën e tij të madhe, relativekompaktësia dhe fakti që është i aftë të bëjë sipërfaqe të mëdha toke të papërshtatshme për banim njerëzor. Vërtetë, armët moderne atomike përdorin plutonium, jo uranium.
Uranium i varfëruar
Ka gjithashtu një shumëllojshmëri të tillë të uraniumit të varfëruar. Ka një nivel shumë të ulët radioaktiviteti, që do të thotë se nuk është i rrezikshëm për njerëzit. Përdoret përsëri në sferën ushtarake, për shembull, i shtohet armaturës së tankut amerikan Abrams për t'i dhënë forcë shtesë. Përveç kësaj, pothuajse në të gjitha ushtritë e teknologjisë së lartë mund të gjeni predha të ndryshme me uranium të varfëruar. Përveç masës së tyre të lartë, ato kanë një tjetër veti shumë interesante - pas shkatërrimit të predhës, fragmentet e saj dhe pluhuri metalik ndizen spontanisht. Dhe nga rruga, për herë të parë një predhë e tillë u përdor gjatë Luftës së Dytë Botërore. Siç mund ta shohim, uraniumi është një element që është përdorur në fusha të ndryshme të veprimtarisë njerëzore.
Përfundim
Sipas parashikimeve të shkencëtarëve, rreth vitit 2030, të gjitha depozitat e mëdha të uraniumit do të shterohen plotësisht, pas së cilës do të fillojë zhvillimi i shtresave të tij të vështira për t'u arritur dhe çmimi do të rritet. Nga rruga, minerali i uraniumit në vetvete është absolutisht i padëmshëm për njerëzit - disa minatorë kanë punuar në nxjerrjen e tij për breza. Tani kemi kuptuar historinë e zbulimit të këtij elementi kimik dhe mënyrën se si përdoret reaksioni i ndarjes së bërthamave të tij.
Meqë ra fjala, dihet një fakt interesant - përbërjet e uraniumit janë përdorur prej kohësh si bojëra për porcelan dhexhami (i ashtuquajturi gotë uraniumi) deri në vitet 1950.
