Уран существовал на земле в течение миллиардов лет, однако большинство людей узнало о нем лишь после создания ядерного оружия и атомных электростанций.
Чистый металлический уран блестит так же, как серебро. Однако, если его подержать несколько минут на воздухе, то поверхность куска металла тускнеет и приобретает коричневый оттенок. На нем образуется пленка оксида урана — соединения урана с кислородом, а процесс ее образования называется окислением. Пленка, образуясь на поверхности металла, препятствует проникновению кислорода внутрь образца и дальнейшему развитию процесса окисления.
Главным отличием урана от подавляющего большинства других элементов заключается в том, что он обладает естественной радиоактивностью. Это означает, что атомы урана сами по себе постепенно изменяются, испуская при этом определенные виды невидимых глазу лучей. Эти лучи бывают трех видов, называемых альфа-, бета- и гамма-излучениями.
В процессе изменений, претерпеваемых атомами урана, они превращаются в другой радиоактивный элемент. С новым элементом происходит то же самое, при этом выделяется новая порция излучения. Так проходит до тех пор, пока не образуется новый элемент, не являющийся радиоактивным.
Производство урана | Как это устроено? | Discovery
В этой цепочке превращений имеется 14 стадий. На одной из них образуется хорошо известный элемент радий, а на последней — свинец. Свинец — нерадиоактивный элемент, и поэтому на нем цепочка превращений заканчивается. Полный процесс превращения урана в свинец занимает миллиарды лет.
Уран имеет несколько изотопов. Изотопами называются атомы одного и того же элемента, имеющие различный атомный вес, который указывается цифрами после названия элемента. В качестве материала для атомных бомб и топлива для атомных электростанций используется уран-235. Другой элемент — плутоний, применяемый для тех же целей,— не существует в природе, и его получают из урана при помощи специальных устройств.
Источник: potomy.ru
Откуда уран пошел есть
Международная группа ученых из Австрии, Германии и Австралии под руководством Антона Волнера (Anton Wallner) из Австралийского национального института (Канберра) получила новые данные об образовании элементов в земной коре, исследовав грунт, поднятый со дна центральной части Тихого океана, сообщает официальный сайт института. Геофизики изучили концентрацию урана-244 в собранном материале и в конечном итоге пришли к выводу, что этот элемент не мог образоваться в результате взрыва сверхновой, как принято думать. Данные об этой работе опубликованы в Nature Communications.
Кора, которую таким образом изучали, имеет возраст по меньшей мере 25 млн лет. Именно в это время, по предположению ученых, на нее должна была осесть галактическая пыль, содержавшая интересующий их уран. Эта пыль не могла образоваться в момент создания Солнечной системы, поскольку весь появившийся тогда уран к настоящему времени уже должен был претерпеть полный распад.
Уран для АЭС
Авторы статьи пишут, что количество обнаруженного в образцах урана примерно в 100 раз меньше, чем они ожидали. Такие показатели противоречат современному представлению о том, что тяжелые элементы, такие как уран, плутон, а также железо и золото, попали на Землю из космоса, образовавшись при взрыве сверхновых звезд.
Новая гипотеза относительно происхождения упомянутых элементов, которую выдвинула группа, предполагает, что к появлению урана могло привести, в частности, слияние двух нейтронных звезд.
образование элементов в земной коре слияние двух нейтронных звезд уран-244
Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.
Источник: scientificrussia.ru
Выдвинута новая версия происхождения урана во Вселенной
«Когда примордиальная черная дыра сталкивается с нейтронной звездой, она начинает «выедать» ее изнутри. Этот процесс занимает примерно 10 тысяч лет. По мере того как нейтронная звезда «худеет», она раскручивается, в результате чего от нее начинают «отваливаться» куски материи. Эти куски могут быть фабриками тяжелых элементов», — рассказывает Александр Кусенко из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).
После Большого взрыва во Вселенной существовали только три элемента — водород, гелий и следовые количества лития. Однако через 300 миллионов лет, когда возникли первые звезды, стали появляться более тяжелые элементы, рожденные в ходе термоядерных реакций в недрах светил.
Сегодня ученые считают, что все элементы тяжелее железа, в том числе золото, уран, а также другие тяжелые и редкоземельные металлы возникли по большей части в результате взрывов сверхновых, так как температура и давление внутри звезд слишком низки для их быстрого формирования.
С другой стороны, последние попытки оценить количество золота и других тяжелых элементов, порожденных сверхновыми, говорят о том, что они формируют эти вещества крайне медленно. Это показывает, что в рождении этих элементов могли быть замешаны другие, более экзотические процессы, такие как столкновения нейтронных звезд.
Кусенко и его коллеги по университету полагают, что в этом процессе могут быть замешаны так называемые примордиальные черные дыры — небольшие аналоги «обычных» черных дыр звездной массы, возникавшие в первые мгновения жизни Вселенной из особо плотных скоплений темной материи.
Подобные объекты, как объясняет Кусенко, обладали множеством необычных свойств, в том числе и способностью проникать внутрь более крупных объектов, не разрывая их на части, как это делают их более крупные «кузины».
Анализируя различные сценарии взаимодействий примордиальных черных дыр и других объектов, существовавших в ранней Вселенной, Кусенко и его коллеги обратили внимание на то, что они будут крайне необычным образом влиять на поведение пульсаров.
Как показали расчеты ученых, в буквальном смысле эти объекты смогут раскручивать их до таких скоростей, что пульсары начнут распадаться на части. Это будет происходить по одной простой причине — попадая в центр пульсара, примордиальная черная дыра будет постепенно «выедать» его изнутри, постепенно уменьшая размеры выгоревшей звезды.
В соответствии с законами физики, уменьшение ее радиуса будет приводить к тому, что скорость вращения пульсара будет резко расти. В конечном итоге она достигнет таких значений, что внешние слои нейтронной звезды начнут отрываться от ее поверхности и будут периодически выбрасываться в открытый космос.
В свою очередь, экзотическая материя нейтронной звезды, обладающая сверхвысокой плотностью и полностью состоящая из нейтронов, станет нестабильной после подобного «катапультирования» и начнет превращаться в «обычную» материю, в том числе и в атомы тяжелых элементов.
Почему ученые считают подобный сценарий рождения золота и урана более вероятным, чем их формирование в недрах сверхновых? По словам Кусенко, подобный сценарий лучше всего объясняет то, почему золото и другие тяжелые вещества формируются сегодня необычно медленно — почти все или даже все примордиальные черные дыры должны были исчезнуть в первые эпохи жизни Вселенной.
Кроме того, эта гипотеза хорошо объясняет то, почему в центре Млечного Пути и других галактик присутствует необычно мало нейтронных звезд. Вдобавок подобные столкновения могут порождать несколько других загадочных и пока необъяснимых астрофизических феноменов, таких как FRB-радиовспышки и загадочное гамма-излучение, исходящее из ядра Галактики.
Источник: www.atomic-energy.ru