关于铀的事实

铀矿石(图片版权)1945 8月6日,一枚长10英尺(3米)的炸弹从日本广岛落下。不到一分钟,炸弹爆炸一英里范围内的一切都被抹去了。一场巨大的暴风雪迅速摧毁了数英里以外的地区,造成数万人死亡。这是第一次在战争中使用原子弹。它使用一种著名的元素来制造灾难:铀。这种放射性金属的独特之处在于,它的同位素之一U-235是唯一能够维持核裂变反应的天然同位素。同位素是原子核中中子数不同的元素的一种形式。)

要了解铀,了解放射性是很重要的。铀具有天然放射性:其原子核不稳定,因此元素处于不断衰变的状态,寻求更稳定的排列。事实上,铀是使放射性的发现成为可能的元素。1897年,法国物理学家亨利·贝克雷尔在照相底片上留下了一些铀盐,作为研究光线如何影响这些盐的一部分。令他惊讶的是,板上有雾,这表明铀盐有一些放电。1903年,贝克雷尔因为这一发现与玛丽和皮埃尔·居里一起获得了诺贝尔奖。根据杰斐逊国家直线加速器实验室的研究,

事实是,铀的性质是:

铀的原子序数(Andrei Marincas Shutterstock): 92原子符号(元素周期表上):U原子量(平均原子质量):238.091密度:18.95g每立方厘米室温下相:固体熔点:2075华氏度(18。8华氏度(4131摄氏度)同位素数(同一元素的原子有不同的中子数):16。三种最常见的天然同位素是铀234(天然丰度为0.0054%)和铀235(天然丰度为0.7204%)。德国化学家马丁·海尔因兹·克拉普洛德的铀-K8(99.2742%自然丰度)历史在1789年发现了铀,尽管根据化学工程师的说法,氧化铀至少在公元79年就被知道了,当时它被用作陶瓷釉料和玻璃的着色剂。克拉普洛特在沥青铀矿中发现了元素,当时认为是锌和铁矿石。将矿物质溶解在硝酸中,然后将钾(钾盐)加入到剩余的黄色沉淀物中。克拉普洛特总结说,当钾盐和沉淀物之间的反应不遵循任何已知元素的反应时,他发现了一种新元素。他的发现原来是氧化铀,而不是他以为的纯铀。根据洛斯阿拉莫斯国家实验室的说法,“KDSP”和“KDSP”被命名为新发现的元素。这是最近发现的天王星,它是以希腊天空之神命名的。1841年,法国化学家尤金·梅尔基奥尔·培利戈特用钾加热四氯化铀,分离出纯铀。1896年,法国物理学家安托万·h·贝克尔发现铀具有放射性。贝克雷尔将铀样本留在未曝光的照相底片上,底片变得浑浊。根据皇家化学学会的说法,他得出的结论是它发出不可见光。这是放射性研究第一次开辟了一个新的科学领域。波兰科学家玛丽·居里在贝克雷尔发现放射性元素后不久就创造了“放射性”一词,并与法国科学家皮埃尔·居里继续研究,发现了其他放射性元素,如钋和镭。根据世界核协会的数据,宇宙中的铀形成于66亿年前的超新星。它遍布地球,在大多数岩石中约占百万分之二到四。它在最丰富的元素中排名第48位。高温玻璃中的铀酰化合物使其下沉时释放光子。固态氧化铀。这是铀在浓缩前通常出售的形式。根据世界核协会的数据,铀在20个国家开采,其中一半以上来自加拿大、哈萨克斯坦、澳大利亚、尼日尔、俄罗斯和纳米比亚。伦泰克认为,所有人类和动物都会自然接触到食物、水、土壤和空气中的微量铀。在大多数情况下,普通人可以安全地忽略摄入量,除非他们住在危险的垃圾场和矿场附近,或者作物生长在受污染的土壤中,或者用受污染的水浇灌。鉴于

铀在核燃料中的重要性,研究人员对铀的功能非常感兴趣,尤其是在熔毁期间。当反应堆周围的冷却系统出现故障,反应堆堆芯裂变反应产生的热量熔化燃料时,就会发生熔毁。这发生在切尔诺贝利核电站的核灾难期间,导致了一种叫做“象脚”的放射性物质。

了解核燃料融化时的行为对于核工程师建造安全壳非常重要。约翰·帕里斯说,2014 11年,帕里斯和来自阿贡国家实验室等机构的同事在《科学》杂志上发表了一篇论文,首次阐明了核燃料主要成分熔融二氧化铀的内部工作原理。Parise告诉LiveScience,二氧化铀在温度达到5432华氏度(3000摄氏度)之前不会熔化,所以很难测量物质变成液体时会发生什么——没有足够坚固的容器。我们的解决方案是用二氧化碳激光器从顶部加热二氧化铀球。“这个球漂浮在气流上,”帕里斯说。你有一个物质球漂浮在气流上,所以不需要容器。“kdspe”和“kdsps”,然后研究人员让x射线穿过二氧化铀气泡,用探测器测量x射线的散射。散射角揭示了二氧化铀的内部原子结构。KD SPE“KD SPs”.研究人员发现,在固体二氧化铀中,原子排列成一系列立方体,以网格模式交替排列,每个铀原子周围有8个氧原子。阿贡国家实验室的研究人员劳里·斯金纳(Lawrie Skinner)在一段关于实验结果的视频中说,当这种物质接近熔点时,氧气会变得“疯狂”。氧原子开始四处移动,充满了空间,从一个铀原子跳到另一个铀原子。

最后,当材料融化时,结构就像萨尔瓦多·达利的画,立方体变成了无序的多面体。帕里斯说,在这一点上,每个铀原子周围的氧原子数量(称为配位数)从八个减少到大约七个(一些铀原子周围有六个氧原子,而另一些有七个,帕里斯说:“每个铀的平均氧原子数量是6.7个。”KD SPE“kds PS”知道这个数字,这使得我们有可能对二氧化铀在高温下的行为进行建模。下一步是增加更多的复杂性。他说,原子核不仅仅是二氧化铀。它们还包括锆和任何用于保护反应堆内部的材料。研究小组现在计划添加这些材料,看看材料的反应如何变化。你需要知道纯二氧化铀液体的行为,这样当你开始观察少量添加剂的影响时,你能看出它们之间的区别吗?巴黎说:

绝大多数的铀被用来发电,通常是为了控制核反应。剩余的贫化铀可以回收并用于其他类型的能源,如太阳能。伊戈尔·乌索夫和米兰·赛科尔的2017专利。