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

Применение тория в качестве ядерного горючего затруднено прежде всего тем, что в побочных реакциях образуются изотопы с высокой активностью. Главный из таких загрязнителей 232U - а- и у-излучатель с периодом полураспада 73.6 года. Его использованию препятствует и то обстоятельство, что торий дороже урана поскольку уран легче выделить из смеси с другими элементами. Некоторые урановые минералы (уранит, урановая смолка) - это простые окислы урана. У тория таких. простых минералов (имеющих промышленное значение) нет. А попутное выделение из редкоземельных минералов осложнено сходством тория с элементами семейства лантана.

Главная проблема получения делящегося материала из тория состоит в том, что он изначально не присутствует в реальном реакторном топливе, в отличие от 238U. Для использования ториевого воспроизводства высокообогащенный делящийся материал ( U, U, Pu) должен использоваться в качестве топлива реактора с включениями тория только для возможности воспроизводства (т.е. не происходит или происходит незначительное выделение энергии, хотя сгорание 233U, полученного на месте, может внести вклад в выделение энергии). С другой стороны, тепловые бридерные реакторы (на медленных нейтронах) способны использовать ^Шторий цикл воспроизводства, особенно если в качестве замедлителя использовать тяжелую воду.

Содержание тория в земной коре 8*10-4 вес.%, примерно столько же, сколько свинца. В природных соединениях торий связан с ураном, редкоземельными элементами и цирконием. Основными промышленными минералами тория являются монацит (Ce, La, Th.. ,)PO4, торит ThSiO4 и торианит (Th,U)O2. Торит очень богат торием, но редок, так же как и другой богатый ториевый минерал - торианит (Th, U)O2, содержащий от 45 до 93% ThO2. Важный минерал тория - монацитовый песк. В общем виде его формулу записываю в виде (Ce, Th)PO4, но он содержит кроме церия еще лантан, празеодим, неодим и другие редкие земли, а также - уран. Тория в монаците - от 2.5 до 12%. Богатые монацитовые россыпи есть в Бразилии, Индии, США, Австралии, Малайзии. Известны и жильные месторождения этого минерала - на юге Африки.

Торий - серебристо-белый блестящий металл, стойкий к окислению в чистом виде, но обычно медленно тускнеющий до темного цвета с течением времени. До 1400оС устойчива кубическая гранецентрированная решетка, выше этой температуры кубическая объема центрированная. Торий медленно разрушается водой, но плохо растворяется в основных кислотах, за исключением соляной. Он малорастворим в серной и азотной кислотах. Порошок металлического тория пирофорен, поэтому обращаться с ним нужно с осторожностью. При нагреве в воздухе он загорается и горит ярким белым светом. Чистый торий - мягкий, очень гибкий и ковкий, с ним можно работать непосредственно (холодный прокат, горячая штамповка и т.п.), однако его протяжка затруднительна из-за низкого предела прочности на разрыв. Содержание оксида сильно затрагивает механические свойства тория; даже чистые образцы тория обычно содержат несколько десятых процента оксида тория. При сильном нагреве он взаимодействует с галогенами, серой и азотом.

Основные свойства тория: плотность: 11.724 г/см3; температура плавления: 1750°C; температура кипения: 4790

Торий по внешнему виду и температуре плавления напоминает платину, по удельному весу и твердости - свинец. В химическом отношении у тория много сходства с церием, а по структуре электронной оболочки атома - это равноправный член семейства актиноидов

Отделение тория от большинства элементов, кроме Y, Sc и лантаноидов, производится в виде оксалата

По сравнению с возрастом Земли - 4,5-109 лет - время жизни любого изотопа очень мало

Протактиний добывают из урановой руды. Протактиний, Ра, 91й элемент периодической системы, атомный вес 231,03588. Предсказан Д.И.Менделеевым (экатантал). Протактиний почти одновременно обнаружили О.Ган и Л.Майтнер в Германии и Ф.Содди и Дж.Крэнстон в Англии (1917).

Уран, U, элемент с порядковым номером 92, самый тяжелый из встречающихся в природе.


Космические ядерные аварии