Химические элементы

Дальше к изучению урана приложил руку сам Д. И. Менделеев в 1874 году, поместив его в свою периодическую таблицу элементов на самое последнее место, после всех известных на то время элементов. До Менделеева считалось, что атомный вес урана 120. Но Дмитрий Иванович обнаружил ошибку в вычислениях и определил, что атомный вес урана в 2 раза больше. В дальнейшем это подтвердилось экспериментально.

Поначалу уран имел совсем иное применение, нежели сейчас. Из него изготавливали краски, стекла, фарфор. Стеклянные и фарфоровые изделия на основе соединений урана можно встретить и сейчас в различных музеях.

В 1896 году Анри Беккерель открыл явление радиоактивности, и обнаружилось, что уран радиоактивен. С тех пор началось доскональное изучение свойств урана, а также это положило начало поискам новых областей применения этого металла.

В 1939 году была открыта цепная ядерная реакция деления ядер урана. Это очень редкое явления для природных изотопов урана, которое наблюдается в одном из миллиона случаев распада ядер урана. В этом случае ядро урана распадается на два новых ядра примерно равных по массе. Это явление очень заинтересовало военных, так как при этом процессе высвобождалось огромное количество энергии. Учитывая, что во всем мире шла II Мировая война, военные стремились получить тотальное преимущество перед своими противниками, создав оружие невиданной мощности, способное за раз уничтожить огромное количество людей.

Было обнаружено, что при делении ядер урана также образуется несколько новых нейтронов, которые сталкиваются с другими ядрами урана и вызывают их распад. Ученым всего мира стало очевидно, что подобно горению, ядерная реакция может сама себя поддерживать.

Количество ученых, занятых исследованием свойств урана и освоением ядерной реакции, резко возросло, а вот информация о них так же резко сократилась. Все было разом засекречено, и началась гонка вооружений: кто первый освоит и создаст оружие массового поражения на основе процесса деления ядер урана. В настоящее время многое из тех исследований уже широко известно. Но есть такие исследования, о которых до сих пор никто не знает. Если вы хотите увидеть своими глазами химические опыты, проводимые с ураном, то обязательно посмотрите видео на нашем YouTube-канале. Такого еще никто и никогда не показывал во всем мире.

Открытия 30-х годов легли в основу современной ядерной физики и атомной энергетики. Они помогли глубже понять строение атома. С помощью облучения урана потоком нейтронов научились получать другие химические элементы, которые порой были гораздо дороже золота. В некотором смысле уран сыграл роль философского камня, который ранее искали алхимики на протяжении нескольких сотен лет.

Вот таким неожиданным образом никому не нужный уран, не имевший практического применения, за 10–15 лет превратился в стратегическое сырье № 1. Были исследованы все уголки мира в поисках его месторождений.

В тонне гранита содержится примерно 25 граммов урана. Но полная энергия этих 25 граммов эквивалентна теплосодержанию 125 тонн каменного угля. Если собрать весь имеющийся на Земле уран и использовать его энергию деления, то она в миллионы раз больше, чем могут дать вместе взятые другие горючие ископаемые, имеющиеся на нашей планете. Если бы весь имеющийся в земле уран мгновенно распался, то выделившаяся энергия раскалила бы поверхность Земли до нескольких тысяч градусов.

Эпоха гонки за ядерным оружием закончилась в 40–50-ые годы прошлого столетия. Затем уран нашел свое применение в мирной сфере. К этому приложил огромные усилия Игорь Васильевич Курчатов, который считал своим долгом найти мирное применение урану. Под его руководством был создан первый в мире атомный реактор, предназначенный для мирных целей. Так родилась атомная энергетика.

Сейчас есть ряд задач в атомной энергетике, над которыми бьются ученые атомной промышленности. Например, при работе АЭС за время работы тепловыделяющей сборки (ТВС) выгорает не весь уран. Часть урана превращается в другие элементы, которые могут мешать дальнейшему использованию ТВС. Можно провести аналогию с обычной жизнью: представьте, что в вашем телефоне аккумулятор заряжен на 100 %, но вы можете разрядить его только на 5 %. Остальные 95 % вы не можете использовать, так как иначе аккумулятор по какой-то причине разбухнет и сломает телефон. Поэтому старую ТВС заменяют на новую. Однако в старой еще много урана. А в природных источниках, как вы знаете, очень мало. Поэтому остро стоит задача переработки старых ТВС и повторного использования уранового топлива. Когда будет замкнут ядерный топливный цикл, человечество совершит огромный технологический прорыв.

Металлический уран — очень капризный материал. Если его нагреть, то он реагирует со всеми применяемыми в металлургии тугоплавкими материалами. Порошкообразный уран реагирует со всеми составляющими атмосферы даже при комнатной температуре. Это накладывает определенные ограничения на методы работы с ним.