Hol és hogyan lehet a legdrágább fémet előállítani a világon

Ha úgy gondolja, hogy az arany és a platina a legértékesebb fémek a bolygón, akkor téved. Néhány mesterségesen előállított fémekhez képest az arany összehasonlítható a régi korong tetőfedő korróziójával. El tudod képzelni, hogy 27 000 000 USD ár / gramm anyag? Ennyit fizet a California 252 radioaktív elem. Csak az antianyag, amely a legdrágább anyag a világon, drágább (kb. 60 trillió dollár / gramm antihidrogén).

A mai napig csak 8 gramm Kalifornia-252 halmozott fel a világban, és évente legfeljebb 40 milligrammot termelnek. És csak 2 hely van a bolygón, ahol rendszeresen előállítják: az Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumban az Egyesült Államokban és ... Dimitrovgradban, az Ulyanovsk régióban.

Szeretné tudni, hogy a világ szinte legdrágább anyaga hogyan derül fényre, és miért van szükség erre?

Dimitrovgrad

Ragyog, de ne melegítse

A legerősebb

A 6 reaktor közül egy van, amelyet a RIAR tudósok a legkedveltebbek. Ő az első. Ő is a Legerősebb, amely neki a nevét - SM. 1961-ben az SM-1 50 MW teljesítményű volt, 1965-ben a modernizáció után SM-2 lett, 1992-ben - SM-3, amelynek működését 2017-ig tervezték. Ez egy egyedülálló reaktor, és a világon ez az egyetlen. Egyedisége abban rejlik, hogy a neutronfluxus nagyon magas, amit képes létrehozni. A neutronok képezik a RIAR fő termékeit. A neutronok felhasználásával sok problémát lehet megoldani az anyagok tanulmányozása és a hasznos izotópok létrehozása során. És még a középkori alkimisták álmának megvalósítása érdekében is - az ólmot aranyra kell fordítani (elméletileg).

Ha nem mész bele a részletekbe, akkor a folyamat nagyon egyszerű - egy anyagot minden oldalról neutronok vesznek és tüzelnek. Tehát például az uránból, a magjainak neutronokkal történő összetörésével, könnyebb elemek nyerhetők: jód, stroncium, molibdén, xenon és mások.

Az SM-1 reaktor üzembe helyezése és annak sikeres működése nagy rezonanciát váltott ki a tudományos világban, ösztönözve különösen az USA-ban a kemény neutron spektrummal rendelkező nagyfluxusú reaktorok építését - HFBR (1964) és HFIR (1967). A nukleáris fizika világítótestei, köztük a nukleáris kémia atyja, Glenn Seborg, többször jöttek a RIAR-ba, és átvették a tapasztalatokat. De mégis, senki más nem hozta létre ugyanazt a reaktort az elegancia és az egyszerűség szempontjából.

Az SM reaktor egyszerűen ragyogó. Magja majdnem egy 42 x 42 x 35 cm-es kocka, de ennek a kockanak a kiosztott teljesítménye 100 MW! A mag körül speciális csatornákban különféle anyagokkal ellátott csöveket helyeznek el, amelyeket neutronokkal kell elbocsátani.

Például nemrégiben kihúztak egy irídiumlombikot a reaktorból, amelyből a kívánt izotópot nyerték. Most lóg és lehűl.

Ezután egy kis, jelenleg radioaktív irídiumtartályt beraknak egy speciális, több tonna súlyú védő ólomtartályba, és autóval továbbítják az ügyfél számára.

A kiégett fűtőelemet (csak néhány gramm) ezután lehűtik, ólomhordóban konzerválják, és az intézet területén található radioaktív tárolóhelyre továbbítják tartós tárolás céljából.

Kék medence

Ebben a helyiségben több reaktor is található. Az SM mellett van még egy - az RBT - egy medence típusú reaktor, amely vele együtt működik. A tény az, hogy az SM reaktorban az üzemanyag csak a felét éri el. Ezért azt "meg kell égetni" az RBT-ben.

Általában véve az RBT egy csodálatos reaktor, amelyben belül is megnézheti (minket azonban nem engedtünk meg). Nem rendelkezik a szokásos vastag acél- és beton tokkal, és a sugárzás elleni védelem érdekében egyszerűen egy hatalmas vízmedencébe helyezik (innen a név). A vízoszlop az aktív részecskéket tartja, gátolja azokat. Ebben az esetben azok a részecskék, amelyek a közegben a fény fázissebességét meghaladó sebességgel mozognak, kékes fényt adnak, amely sok film számára ismert. Ezt a hatást a leíró tudósok nevei hívják - Vavilov - Cherenkov.

(A fénykép nem kapcsolódik az RBT vagy a RIAR reaktorhoz, hanem csak a Vavilov-Cherenkov hatást szemlélteti).

A mennydörgés szaga

A reaktorcsarnok szaga nem keverhető össze semmivel. Erősen az ózon szaga, mint a zivatar. A levegő ionizálódik a túlterhelés során, amikor az elhasznált részegységeket eltávolítják és hűtésre továbbítják a medencébe. Az O2 oxigén molekula O3-ra alakul. Egyébként az ózon egyáltalán nem friss illatú, inkább klórnak és ugyanolyan maró hatásúnak tűnik. Magas ózonkoncentráció esetén tüsszöghet és köhöghet, majd meghal. A káros anyagok első, legmagasabb veszélyességi osztályához tartozik.

A sugárzási háttér a csarnokban ebben a pillanatban emelkedik, de itt sem vannak emberek - minden automatizált, és az üzemeltető egy külön ablakon keresztül figyeli a folyamatot. Ennek ellenére sem szabad, hogy kesztyű nélkül érintse meg az előcsarnok korlátját - radioaktív szennyeződést foghat meg.

Mosson kezet, elöl és hátul

De nem szabad megengedni, hogy vele hazamenjen - a „piszkos zónából” való kilépéskor mindenkit béta-sugárzás-detektorral ellenőriznek, és ha rájössz, akkor te és a ruhád tüzelőanyagként megy a reaktorba. Joke :)

Mindenesetre a kezét szappannal kell mosni, miután meglátogatott ilyen területeket.

Nem módosítása

A reaktorban lévő folyosókat és lépcsőket speciális vastag linóleum borítja, amelynek szélei a falakhoz vannak hajlítva. Ez szükséges ahhoz, hogy radioaktív szennyeződés esetén az egész épületet ne ártalmatlanítsák, hanem egyszerűen feltekercseljék a linóleumot és fektessenek be egy újat. A tisztaság itt szinte olyan, mint a műtőben, mert a legnagyobb veszélyt a por és a szennyeződés érheti, amely a ruházatra, a bőrre és a test belsejébe kerülhet - az alfa- és béta-részecskék nem repülhetnek messze, de ha közel vannak az ütközésekhez, olyanok, mint ágyúgolyók, és az élő sejtek határozottan nem köszönj.

Távirányító piros gombbal

Reaktor vezérlőhelyisége.

Maga a konzol azt a benyomást keltheti, hogy mélyen elavult, de miért változtassa meg azt, amit sok éves működéshez terveztek? A legfontosabb dolog az, hogy a pajzsok mögött, és ott minden új. Ennek ellenére sok érzékelőt átvitték a felvevőkről az elektronikus kijelzőkre, sőt olyan szoftverrendszereket is, amelyeket egyébként a NIIAR-ban fejlesztenek.

Minden reaktornak számos független védettségi szintje van, tehát itt a "Fukushima" elvileg nem lehet. Ami a csernobili helyzetet illeti - nem azonos kapacitással, itt működnek a "zseb" reaktorok. A legnagyobb veszélyt néhány fény izotóp kibocsátása a légkörbe, de ez nem engedhető meg, hogy biztosak lehessünk benne.

Nukleáris fizikusok

Az intézet fizikusai amatőrök rajongói, és órákat tölthetnek érdekes beszélgetéssel munkájukról és reaktorokról. A kérdésekre fordított óra nem volt elég, és a beszélgetés két unalmas órát tartott. Véleményem szerint nincs olyan ember, akit nem érdekelne a nukleáris fizika :) És a Reaktor Kutatási Komplexum tanszékének igazgatója, Petelin Aleksej Leonidovics és a főmérnök számára igaza van, hogy a nukleáris reaktorok témájáról népszerű tudományos műsorokat folytatjon :)

Ha a NIIAR-n kívül a nadrágját zokniba dugja, akkor valószínűleg valaki fényképeket készít rólad, és nevetve felteszi a hálóra. Ez azonban itt szükségszerűség. Próbáld kitalálni, miért.

Üdvözöljük a szálloda californium-ban

Most a California-252-ről, és miért van rá szüksége. Már említettem a nagy fluxusú neutronreaktor SM-t és annak előnyeit. Képzelje el, hogy az az energia, amelyet egy SM reaktor termel, csak egy grammot (!) Kaliforniai táptalajt képes előállítani.
A California-252 egy hatalmas neutronforrás, amely lehetővé teszi rosszindulatú daganatok kezelésére, ahol az egyéb sugárterápia nem hatékony. Az egyedi fém lehetővé teszi, hogy a reaktorok részein, a repülőgép részein keresztül ragyogjon, és észlelje azokat a sérüléseket, amelyeket általában gondosan elrejt a röntgenfelvételektől. Segítségével megtalálható aranyban, ezüstben és olajban található készletek a föld bélén. Nagyon nagy szükség van rá a világon, és az ügyfelek olykor évek óta kénytelenek állni a kaliforniai áhított mikrogramm mellett! És mindez azért, mert ennek a fémnek a gyártása ... évet vesz igénybe. Egy gramm Kaliforniai-252 előállításához a plutóniumot vagy a curiumot hosszabb ideig tartó neutron besugárzásnak vetik alá egy nukleáris reaktorban 8, illetve 1,5 évig egymást követő transzformációkkal, a periódusos rendszer transzurán elemeinek szinte teljes sorát haladva. A folyamat ezzel nem ér véget - a kémiai besugárzásból származó termékekből maga a kalcium izolálódik több hónapig. Ez egy nagyon-nagyon gondos munka, amely nem bocsát meg a rohanást. A fém mikrogrammait szó szerint az atomok gyűjtik. Ez magyarázza az ilyen magas árat.

Mellesleg, a Kalifornia-252 fém kritikus tömege mindössze 5 kg (fémgömb esetén), sók vizes oldatának formájában - 10 gramm (!), Ami lehetővé teszi miniatűr nukleáris bombákban történő felhasználást. Mint azonban már írtam, eddig csak 8 gramm van a világon, és nagyon pazarló lenne bombaként felhasználni :) Igen, és a baj az, hogy 2 év elteltével a meglévő Kalifornia pontosan fele megmarad, és 4 év után teljesen megfordul. más stabilabb anyagok porába.