Изотоп - плутоний
Cтраница 3
 |
Характеристики распада калифорния-252. [31] |
Захватывая нейтрон по реакции ( п 7), ядро-мишень ( в данном случае - изотопы плутония) увеличивает свою атомную массу на единицу, превращаясь в следующий изотоп того же элемента. Так продолжается до тех пор, пока очередь не дойдет до такого изотопа, избыточное количество нейтронов в ядре которого определит энергетическую необходимость ядерного превращения путем / 3-распада. При этом избыточный нейтрон превращается в протон и заряд ядра увеличивается на единицу - исходный химический элемент превращается в следующий. Это упрощенное описание дает общее представление о схеме образования новых химических элементов при нейтронном облучении. В действительности ядерные характеристики изотопов ТУЭ определяют более широкую палитру конкурирующих ядерных превращений, среди которых можно назвать электронный захват ( превращение протона ядра в нейтрон), различные изомерные переходы, а также характерные только для тяжелых ядер а-распад и спонтанное деление. Важно отметить, что для того, чтобы пройти путь от 238Ри до 252Cf, необходимо осуществить последовательность ядерных реакций, которая должна включать 14 нейтронных захватов. Чтобы провести этот процесс в разумное время и при этом накопить весовое количество целевых радионуклидов, необходимо обеспечить очень высокую плотность потока нейтронов в объеме облучаемого материала. [32]
Благодаря своей способности подвергаться делению и при этом служить источником ядерной энергии, подобно урану-235, изотоп плутония с атомным весом 239 приобрел важнейшее значение. [33]
Поэтому основной задачей получения америция является отделение его от больших количеств плутония и дочерних продуктов распада изотопов плутония, америция и более тяжелых актиноидов, среди которых имеются изотопы урана, нептуния, тория, а также от продуктов спонтанного деления тяжелых актиноидов. [34]
При подготовке жидких РАО к захоронению обычно осуществляется доизвлечение долгоживущих нуклидов - в том числе урана, изотопов плутония и трансплутонивых элементов. [35]
Концентрация U238 за время облучения изменяется только на несколько процентов, и в целях упрощения уравнений для изотопов плутония этими изменениями пренебрегают. [36]
 |
Схема цепочек деления н ядерных превращений ураиа и плутония под действием тепловых нейтронов в активной зоне ядерного реактора, загруженного урановым топливом. [37] |
Существенное значение для технических н экономических расчетов и оценок в ядерной энергетике имеет величина накопления в отработавшем топливе изотопов плутония. Они после извлечения из отработавшего топлива при химической переработке также являются товарной продукцией АЭС. [38]
В отличие от традиционного метода синтеза трансурановых элементов, когда в качестве мишени предпочтительно использовать наиболее тяжелые ядра - изотопы плутония, кюрия, калифорния ( они сами являются искусственными элементами) и наиболее легкие снаряды - ионы углерода, азота, кислорода, в нашем случае мишенью был выбран свинец, который бомбардировался ионами тяжелее аргона. [39]
С 1972 г. в США наряду с центрифужным интенсивно разрабатывался лазерный метод разделения изотопов урана, пригодный также для разделения изотопов плутония и других элементов. Работы велись одновременно в трех научно-исследова-довательских центрах ( Ливемор, Лос-Аламос, фирма Екссон), В 1982 г. Министерство энергетики США ( DOE) приняло решение финансировать в дальнейшем только работы Ливерморской национальной лаборатории им. [40]
Поскольку критическая масса атомного взрывчатого вещества зависит также от концентрации делящегося изотопа, она, вероятно, будет значительно выше для смеси изотопов плутония, что, безусловно, является дополнительным фактором безопасности. Для чистого плутония-239 критическая масса составляет 5 6 кг при максимальной скорости сближения докритических масс и оптимальном отражении нейтронов. [41]
Кроме долгоживущего Pir39 и изотопа Ри238 ( 90 лет), который обычно используется в качестве индикатора, известны и другие полученные синтетически изотопы плутония [ S93 ], а именно: Ри232 ( 22 мин. [42]
До сих пор общепризнано, что такое смешанное уран-плутониевое топливо наиболее экономически целесообразно использовать для активных зон реакторов-размножителей на быстрых нейтронах, где неделящиеся изотопы плутония будут полезно использованы и где можно достичь высокого значения KB ( в активной зоне К. Однако с конца 70 - х годов ранее прогнозированное развитие реакторов на быстрых нейтронах в мировой ядерной энергетике по ряду причин затормозилось прежде всего вследствие достаточных запасов относительно недорогого природного ураиа для ядерного топливообеспечения на ближайшие 15 - 25 лет. [43]
До сих пор общепризнано, что такое смешанное уран-плутониевое топливо наиболее экономически целесообразно использовать для активных зон реакторов-размножителей на быстрых нейтронах, где неделящиеся изотопы плутония будут полезно использованы и где можно достичь высокого значения KB ( в активной зоне К. Однако с конца 70 - х годов ранее прогнозированное развитие реакторов на быстрых нейтронах в мировой ядерной энергетике по ряду причин затормозилось прежде всего вследствие достаточных запасов относительно недорогого природного ураиа для ядерного топливообеспечения на ближайшие 15 - 25 лет. [44]
В настоящее время плутоний применяется в ядерном оружии, ядерном горючем, источниках нейтронов, пороговых детекторах для определения спектра нейтронов и в производстве высших изотопов плутония и трансплутониевых элементов. Во всем мире самая большая доля плутония предназначается для производства компонентов ядерного оружия. Однако в последнее время растет сознание того, что в ядерной энергетике, основанной на уране, в виде отходов получаются большие количества плутония. Более того, для эффективного использования мировых запасов урана широко распространенный неделящийся, но являющийся сырьем для получения горючего уран-238 необходимо превращать в делящийся плутоний-239. [45]
Страницы: 1 2 3 4