Выбрасы радиоактивных веществ в атмосферу Газообразные выбросы АЭС Нормирование выбросов радиоактивных газов в атмосферу АЭС с реактором ВВЭР АЭС с быстрыми реакторами Химические свойства радиоактивных элементов
Рентгеновское излучение Ускорители элементарных частиц и ионов Реактор БИГР Атомные батареи в космосе Лекции по радиобиологии Загрязнение окружающей среды в результате ядерных взрывов

Химические свойства радиоактивных элементов

ХИМИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

В этой лекции мы рассмотрим химические свойства некоторых радиоактивных элементов. Нас будут интересовать те из них, которые не имеют стабильных изотопов, и которые представляют основной интерес с точки зрения ядерного топливного цикла на базе урана 235

Уран U является первичным ядерным горючим. Из всех изотопов, встречающихся в природе, это единственный изотоп, делящийся под действием медленных нейтронов (точнее сказать уран- 235 делится при любой энергии нейтронов) и выделяющий при этом более чем один вторичный нейтрон. Благодаря этому качеству можно осуществить систему с цепной реакцией. Число нейтронов, выделяющихся при делении, минус один нейтрон, необходимый для поддержания цепной реакции, приблизительно равно 1,3 на один акт деления. Эти избыточные нейтроны могут быть использованы для рождения новых изотопов, из которых по крайней мере два делятся медленными нейтронами и могут употребляться как вторичное ядерное горючее.

Плутоний Pu является первым вторичным ядерным горючим. Если 238U присутствует в первичном ядерном горючем, то большая доля избыточных нейтронов поглощается вследствие 238 239 реакции U(n,y) U. Продукт реакции подвергается последовательно двум в-процессам и образует 239Pu (период полураспада 24000 лет, что позволяет нарабатывать плутоний в килограммовых количествах, если имеется первичное ядерное горючее).

Другим вторичным горючим является 233U (период полураспада 160000 лет). Этот изотоп получается, когда 232Th помещен в качестве первичного ядерного горючего. Уран-233 делится медленными нейтронами и может служить в качестве ядерного топлива. Это особенно важно, поскольку торий, из которого изготавливается этот изотоп урана, более распространен в природе, чем уран.

Все интересующие нас нуклиды, относятся к актиноидам. Коротко остановимся на их общих свойствах.

Актиниды (от актиний и греч. eidos - вид) (актиноиды) - семейство из 14 радиоактивных химических элементов с атомными номерами 90 (Th) - 103 (Lr), расположенных в 7 периоде периодической системы элементов за актинием и относящихся, как и актиний, к III группе.

В семействе актиноидов по мере увеличения атомного номера новые электроны появляются не на внешней и даже не на предпоследней электронной оболочке, а еще ближе к ядру, в оболочке 5.

Актиноиды обладают близкими химическими свойствами, разделять их очень трудно, и "игра" на валентностях - основа большинства методов разделения.

Актиний не входит в число актиноидов, но исследование его свойств необходимо для понимания поведения следующей за ним группы элементов (так же, как знание свойств лантана помогает понять свойства семейства лантаноидов).

В 1828 году, анализируя редкий минерал, найденный в Швеции, Иенс Якоб Берцелиус обнаружил в нем окись нового элемента. Этот элемент был назван торием в честь всемогущего скандинавского божества Тора


Космические ядерные аварии