Испокон веков мерцающий блеск золота возбуждал людскую алчность, манил вдаль бесчисленных искателей приключений, становился причиной кровавых войн. «О, если бы оно могло быть совсем изгнано из жизни!» — восклицал Плиний Старший. Ещё в глубокой древности золотистый цвет металла ассоциировался в сознании людей с цветом солнца. Так, по одной из версий, русское название металла происходит от слова «солнце». Латинское название элемента (Aurum) в переводе означает «жёлтый».
Золото, не изменяющееся при хранении на воздухе, не поддающееся ржавлению, являлось символом вечности. Алхимики называли его царём металлов, совершеннейшим из всех веществ. Превращение неблагородных металлов в золото было заманчивой мечтой многих средневековых учёных.
Интересно, что сегодня это превращение стало возможным с помощью ядерных реакций, однако искусственное золото оказывается намного дороже природного. Образец такого золота, полученный при облучении нейтронами изотопа ртути 196 Hg, хранится в Чикаго в Музее науки и промышленности. Алхимики удивились бы ещё сильней, узнай они, что само золото в ядерных реакциях служит сырьём для получения изотопов франция и астата — элементов, которых практически нет в природе.
Ядерные реакции. Простой и понятный советский научный фильм.
Золотая фольга.
Промывание золотоносной руды. Гравюра из книги Г. Arриколы «О горном деле и металлургии». Издание 1557 г.
Добыча золота. Миниатюра из «Книги о простейших лечебных средствах» Платтеария Маттеуса. Франция. Середина XV в.
Золотой самородок.
Золото представляет собой золотисто-жёлтый металл (t пл = 1064 °С), настолько мягкий и пластичный, что легко раскатывается в тончайшую фольгу, которую можно растереть в порошок. «Золото через свой изрядно жёлтый цвет и блещущую светлость от прочих металлов отлично», — писал о нём М. В. Ломоносов.
В природе золото встречается в виде мелких зёрен, перемешанных с песком или гравием — продуктами разрушения золотоносных пород. Правда, иногда находят и крупные самородки — массой несколько десятки килограммов.
Древние египтяне выделяли золото из золотоносных жил, пронизывающих кварцевые породы. Многократно раскаляя скалу в огне и обливая её холодной водой, люди дробили камень, затем толкли его в ступах, мололи и лишь после этого промывали водой, раскладывая на наклонной плоскости. Отмытое золото сплавляли в слитки. Во времена Древнего Рима главным поставщиком золота была Испания, где его вымывали из земли, извлекаемой из рудников.
Добычу золота в Средние века подробно описал немецкий учёный Георг Агрикола (1494—1557). Золотоносную руду перемалывали в муку и перемешивали в специальных бочках, на дне которых находилась ртуть. Ртуть смачивала и частично растворяла золото с образованием амальгамы. Её отделяли от остальной породы и разлагали нагреванием. Ртуть при этом улетучивалась, а золото оставалось в перегонном аппарате.
How to make GOLD | Artificial gold from other elements|
С XIX в. для извлечения драгоценного металла стали применять цианидный метод: на воздухе золото взаимодействует с раствором цианида натрия, образуя комплексную соль — дицианоаурат ( I ) натрия:
а при обработке такого раствора цинком выделяется в свободном виде:
Около половины производимого в мире золота используется в ювелирном деле. Ювелиры никогда не работают с чистым металлом, ведь он настолько мягок, что легко царапается и деформируется. Золото, содержащее примеси других металлов — меди, серебра, железа, — часто имеет тот или иной цветовой оттенок: от жёлтого и красновато-коричневого до розоватого или даже зеленоватого.
Благодаря высокой электропроводности и химической инертности золото активно используется в современной технике: тонким слоем этого металла покрывают контакты, электронагреватели, корпусы часов. На изготовление американского космического корабля «Колумбия» было израсходовано около 40 кг золота.
Ещё одна область применения этого металла — медицина. В конце ХГХ в. немецкий микробиолог Роберт Кох обнаружил, что тетрацианоаурат (III) калия K[Au(CN)4] прекращает рост туберкулёзных бактерий, а с 20-х гг. XX в. препараты золота, например санокризин Na3[Au(S2O3)] •2Н2О, стали применять для лечения туберкулёза, артрита а также в качестве противовоспалительного средства.
Золото необычайно устойчиво к действию большинства окислителей: оно не реагирует с кислородом и не вытесняет водород из кислот. Однако говорить о полной инертности золота неверно: о его способности взаимодействовать с царской водкой знали уже алхимики. Наиболее традиционным методом окисления золота является обработка золотой фольги хлором в среде концентрированной соляной кислоты: 2Au+3Cl2+2НCl=2Н[AuCl4]. Из образующейся при этом золотохлороводородной кислоты получают другие соединения золота. Все они легко могут быть восстановлены до металла.
Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Источник: murzim.ru
Ядерная алхимия: как получить искусственное золото? 15:38
Небольшая экскурсия по миру ядерной физики и межатомных превращений. Подпишитесь на мой канал в Telegram: Поддержите проект через Boosty: Patreon:
Тема: Технологии
Теги: ядерная, получить, искусственное, золото, алхимия, на, boosty, через, проект, поддержите, telegram
Похожие
IC2EXSPERIMENT ЧАСТЬ15.1 Уран, Свинец, Плутоний — НАЧАЛО.
CATgehog GAMES
12,9 тыс. просмотров
Ступко Т.В. Элементы IV А группы Германий, Олово, Свинец
Красноярcкий ГАУ
14,2 тыс. просмотров
Степан Калмыков: Радиохимия: от ядерного оружия до ядерной медицины
Российская академия наук
12,9 тыс. просмотров
12-ая лекция, Основы ядерной энергетики, 24.11.2020
309 ХФ
12,9 тыс. просмотров
Ф Содди История атомной энергии
Aleku9
12,8 тыс. просмотров
-радиоактивность альфа и бета-распады 11 класс
Татьяна Куренчук
13,1 тыс. просмотров
Наше достояние. Как добывают уран в Казахстане
Телеканал Хабар 24
47,0 тыс. просмотров
Урок 223 (осн). Альфа- и бета-распад. Правила Содди.
Павел ВИКТОР
78,5 тыс. просмотров
Ядерная физика. Урок 3.4. Хронология
Образование для всех
13,4 тыс. просмотров
Калмыков С. Н. — Основы радиохимии — Детектирование ионизирующих излучений. Часть 2
teach-in
13,8 тыс. просмотров
Опыт с радоновой ловушкой
Max Midas
13,2 тыс. просмотров
Бычков А. Ю. — Геохимия отдельных элементов — Лекция 9
teach-in
13,1 тыс. просмотров
«Прорыв». Документальный фильм
Росатом
257,1 тыс. просмотров
Откуда мы знаем возраст Земли?
Теперь Ты Знаешь
17,3 тыс. просмотров
Широков Е.В. — Физика ядра и частиц — 11. Радиоактивные распады
teach-in
16,0 тыс. просмотров
Радиоактивность окружающей среды – Рамиз Алиев / ПостНаука
ПостНаука
29,2 тыс. просмотров
Широков Е.В. — Физика ядра и частиц — 12. Деление ядер
teach-in
14,2 тыс. просмотров
№65 Радиоактивность Закон радиоактивного распада
ВИДЕОУРОКИ АВПК
12,9 тыс. просмотров
Рассмотрение темы: «Ядерные реакции Альфа- и бета- распады»
Егор Леонидович Сидоров
13,7 тыс. просмотров
Откуда мы знаем возраст планет, звезд, галактик и всей Вселенной
The Big Beard Theory
19,4 тыс. просмотров
Основы изотопной геохронологии и геохимии радиогенных элементов. П.Л.Тихомиров, д.г.-м.н.
Группа ИГТ ДА
13,0 тыс. просмотров
Закон радиоактивного распада. Правила смещения при радиоактивном распаде. Видеоурок по физике
InternetUrok.ru
16,2 тыс. просмотров
Физика ОГЭ 2020 Е. Е. Камзеева 30 типовых вариантов, вариант 9, подробный разбор всех заданий
Физика ЕГЭ и ОГЭ 2023 — Владислав Карибьянц
14,4 тыс. просмотров
Закон радиоактивного распада
Andrei Kiselev
13,4 тыс. просмотров
Написать комментарий
Комментарии
Andreas Rogov
26.03.2023 09:23:41
Ничё не понял, но очень интересно.
Граф Дракула
18.03.2023 13:43:08
Масса берилия 8 больше масс гелия 4 — дефект масс обиделся, вышел из чата).Не понятно.
Андрей Кальмиус
09.01.2023 22:56:34
Слишком сложно(
Сергей М.
24.03.2023 14:32:09
О более дешёвой энергии всё уже сказаннно Острецовым. Можете не напрягаться.
Вася Броллер
26.03.2023 02:40:08
Два дня поговорил об примерно етом .и на мне в рекомендации . кто динамик использует . Мы — неееет )))
Vlad Pavlov
06.01.2023 01:12:19
С меня лайк и комент.
elkman
14.01.2023 10:08:23
Спасибо за видео! Такой контент не часто сейчас встретишь. У меня есть интересный вопрос: учёные считают элементарные частицы действительно элементарными, тоесть мельче их уже не откроют ничего, или всё-таки предполагают что и они состоят из более мелких частиц?
Wolfrex Grrog
25.03.2023 10:44:19
4:57 Вот было бы забавно,если бы туча просто внезапно целиком падала вниз наземлю огрмной каплей x)А по теме — задавался иногда вопросом что вот мол, вроде люди знают о ядерном распаде, слиянии. почему тогда не превращают одни элементы в другие. На житейско-бытовом уровне делать подобное кажется очевидным, а при этом почемуто не происходит. Оказывается происходит, просто масштабы не те, траты большие и както не особо это нужно видимо.
Источник: bucup.ru
Производить плутоний
Атомная бомба и атомный взрыв (для создания атомной бомбы необходимо, чтобы доля урана-235 достигала 20%, в США – 90%). Для создания первых атомных бомб нужно было решить многие практические задачи:
— обработка природного урана с целью извлечения из него изотопа урана-235 высокой степени чистоты (0,9999);
— получение плутония-239 из урана-238 при мощном воздействии нейтронов;
— создание конструкции, в которой соединение отдельных блоков, имеющих размер меньше критического, в единый блок происходило бы достаточно эффективно;
— создание испытательного полигона совершенно нового типа;
— создание средств доставки бомбы к точке взрыва.
Диффузия газообразного урана через пористые перегородки (США). В установке по разделению изотопов урана (СССР) центрифуга радиусом 1 м делает 16 тысяч оборотов в минуту (разделение по плотности). Поражающие факторы ядерного взрыва. КПД атомной бомбы 10 – 30%. «Отец» атомной бомбы в СССР И.В. Курчатов.
«Хороша наука – физика! Только жизнь коротка!».
И.В. Курчатов
«Нельзя допустить, чтобы люди направляли на свое собственное уничтожение те силы природы, которые они сумели открыть и покорить».
Ф. Жолио -Кюри
V. §§ 98-99 Упр. 13 № 7
«Пусть будет атом рабочим, а не солдатом!»
Урок 30. ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР
ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учеников с принципом действия ядерного реактора. Дать представление о возможностях преобразования ядерной энергии в другие виды энергии; познакомить учеников с работой АЭС.
ТИП УРОКА: комбинированный.
ОБОРУДОВАНИЕ: диафильм «Атомное ядро», кинофрагмент «Получение ядерной энергии » .
1. Вступительная часть 1-2 мин
3. Объяснение 20 мин
4. Закрепление 10 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II. Опрос фундаментальный: 1. Деление ядер урана. 2. Цепная ядерная реакция.
1. Сколько нейтронов будет в сотом поколении, если процесс деления начинается с 1000 нейтронов и происходит в среде с коэффициентом размножения 1,05? Во сколько раз при этом увеличивается мощность ядерного реактора?
2. Какая масса урана-235 подвергается делению при взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 20 килотонн, если тепловой эквивалент тротила 4,1 МДж/кг? Считать, что при делении одного ядра U-235 освобождается 200 МэВ энергии.
III. Топливо в ядерных реакторах и управляемая реакция деления. Блок-схема реактора. Основные элементы водо-водяного реактора (таблица). Замедлитель нейтронов и теплоноситель — вода (медленные нейтроны в 600 раз эффективнее быстрых).
Ядерное топливо – обогащенный уран (менее 10% урана -235). Регулирующие стержни, Осуществление в ядерном реакторе управляемой реакции деления.
Реакторы на быстрых нейтронах (обогащение урана превышает 20%); их основное преимущество (более компактны, поскольку им не нужны ни замедлители, ни отражатели нейтронов).
Основные особенности АЭС:
1. Чрезвычайно высокая «теплота сгорания» ядерного горючего.
2. Невозможность полного сгорания топлива за одну загрузку (раз в полгода и более выгоревшее топливо заменяется новым).
Справка: В водо–водяном реакторе мощностью 3 ГВт начальный состав топлива: U – 77350 кг, U – 2630 кг, U – 20 кг. Состав извлеченного топлива через 3 года: U – 75400 кг, U – 640 кг и т.д. Масса загруженного топлива на 3 кг превосходила массу выгруженного топлива.
Отличие АЭС: вид и обогащение топлива, по материалу замедлителя, по виду теплоносителя. Схема теплопередачи АЭС (по кадрам диафильма).
В настоящее время в мире эксплуатируется 446 энергоблоков АЭС, которые расположены в 30 странах и обеспечивают 17% общемирового производства электроэнергии. Сегодня в России действуют 12 АЭС, в составе которых 32 ядерных энергоблока общей мощностью 22,2 ГВт.
IV. Задачи:
1. Какое количество энергии выделяется в атомных реакторах ледокола «Ленин», если в сутки расходуется 62 г изотопа урана-235?
2. Сколько граммов урана потребляет урановый котел в час при КПД 30%, если его мощность равна 1 ГВт?
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ (получение золота). В 1947 году американские физики впервые получили золото из ртути в реакции: . Изотопа ртути – 196 в природе мало (для получения 34 грамм золота необходимо 50 кг ртути). Самый мощный источник нейтронов (ядерный реактор) должен облучать ртуть 4,5 года. На выделение капельки золота из ведра ртути необходимо еще затратить энергию.
Цена добытого таким образом золота в сотни раз превысит его цену на мировом рынке. Получение золота из других изотопов обойдется еще дороже.
V. § 100
1. Подготовить пятиминутное сообщение о жизни и научной деятельности И.В. Курчатова.
«…в многой мудрости много печали; и кто умножает познания, тот умножает скорбь».
Урок 31. ТЕРМОЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учащихся с условиями протекания управляемых термоядерных реакций и перспективами развития ядерной энергетики России.
ТИП УРОКА: комбинированный.
ОБОРУДОВАНИЕ: кинофильм «Ядерная энергетика в мирных целях».
1. Вступительная часть 1-2 мин
3. Объяснение 15 мин
4. Закрепление 15 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II. Опрос фундаментальный: 1. Ядерный реактор. 2. АЭС.
1. Какая электрическая мощность атомной электростанции, расходующей в сутки 220 г изотопа урана-235 и имеющей КПД 25%?
2. Какая энергия выделяется при ядерной реакции:
1. Почему вещества, занимающие места в середине и конце таблицы Менделеева, не применяют в качестве замедлителей нейтронов?
2. Почему в водо-водяных реакторах используют в качестве замедлителя тяжелую, а не обычную воду?
III. Обосновать возможность термоядерного синтеза на основе анализа графика удельной энергии связи. Возможные схемы термоядерного синтеза:
Неуправляемая термоядерная реакция. Преодоление кулоновского отталкивания частиц (Т = 10·10 6 К). «Запал » — атомная бомба.
В водородной бомбе специальная капсула, заполненная смесью дейтерия и трития, окружается урановым или плутониевым зарядом. Под действием ядерного взрыва, направленного внутрь капсулы, обеспечиваются условия, необходимые для протекания термоядерной реакции.
Взрыв Майк 1 ноября 1952 г (атолл Бикини ). Это была не бомба, а целая установка массой 60 т с жидким дейтерием при низкой температуре. Через пару лет на полигоне Семипалатинск был испытан отечественный вариант компактной водородной бомбы, в которой взрывчаткой служил дейтерид лития 2 D 6 Li. При взрыве атомного «запала» появлялся мощный поток излучения и нейтронов, под действием которых дейтерид лития распадался на изотоп лития и дейтерий. Необходимый тритий возникал в момент взрыва атомной бомбы в реакции: .
«Мы сделали дело дьявола».
Р. Оппенгеймер – один из «отцов» водородной бомбы в США
«Если блеск тысяч солнц Разом вспыхнет на небе,
Человек станет Смертью,
Угрозой Земле».
Бхагават — Гита
Термоядерные реакции в недрах Солнца и звезд.
Цикл ядерных превращений в недрах Солнца.
Благодаря слабому взаимодействию протон преобразуется в нейтрон. Углеродно-азотный цикл.
Проблемы управляемого термоядерного синтеза. Получение горячей плазмы: n = 10 15 см -3 , Т = 10 6 К. В 1968 г удалось получить плазму: n ≈ 10 13 см -3 ; Т ≈ 5·10 6 Кл.
Проблемы удержания горячей плазмы. Токамак (токовая камера с магнитными катушками). На большом токамаке (США) была достигнута температура 4·10 8 К, время удержания плазмы до 10 с, мощность 10 МВт. Начато строительство международного экспериментального реактора (): объем плазмы 2000 л, мощность 500 МВт, стоимость 5 млрд. евро. Почему технически очень сложно осуществить управляемую термоядерную реакцию на установках типа токамак?
Лазерный комплекс. Комплекс состоит из 192 мощных лазеров, которые будут одновременно направляться на миллиметровую мишень. Температура мишени будет достигать десятков миллионов градусов, при этом она сожмется в 1000 раз.
«Плазма – это крайне капризная субстанция, которая очень хорошо живет, пока ее не ограничивают. Но если ограничить степени ее свободы, она всячески начинает сопротивляться внешнему вмешательству».
Л.А. Арцимович
Наиболее перспективной в отношении высвобождения ядерной энергии является реакция: Н + Н → Не + n + 17,6 МэВ. Дейтерий присутствует в природном водороде в концентрации 0,015 % и может быть выделен в процессе переработки (электролиза) морской воды. Тритий β-радиоактивен с периодом полураспада 12 лет. Его получают в реакции: Li + n → H + He + 4,8 МэВ.
Для увеличения выхода нейтронов в реакторе можно использовать бериллий-9: Ве + n → 2· Не + 2·n. Эта реакция идет по типу цепной реакции. Таким образом, исходным топливом для термоядерного реактора являются литий и вода. Использование атомной энергии. Атомная энергетика России.
Наиболее экологически чистая реакция: . Лунный грунт богат гелием – 3 (солнечный ветер).
IV. Демонстрация кинофрагмента «Ядерная энергия в мирных целях».
1. Если природный дейтерий использовать в реакции ядерного синтеза, то сколько энергии можно получить из 1 кг воды? Сравните полученную величину с энергией, извлекаемой при сгорании 1 кг бензина (около 5·10 7 Дж).
2. В ядерной реакции Н + Н → Не + γ образуется медленно движущаяся по сравнению со скоростью света α -частица и квант света с энергией 19,7 МэВ. Пренебрегая скоростями вступающих в реакцию ядер, найдите скорость образовавшейся α — частицы. Энергию покоя α — частицы принять равной 3730 МэВ.
1. Что вы теперь знаете об атомном ядре?
2. Почему с повышением температуры плазмы она перестает нагреваться электрическим током?
3. Приведите примеры природных термоядерных реакторов.
4. Почему выделение внутриядерной энергии возможно как при реакциях деления тяжелых ядер, так и при синтезе легких ядер?
V. § 101
1. Каков КПД атомной бомбы и водородной бомбы? За расчет КПД атомной бомбы Л.Д. Ландау получил орден Ленина и Государственную премию второй степени, за водородную – звезду Героя и Государственную премию первой степени.
«Грубая сила, не подкрепленная мудростью, гибнет под собственной тяжестью.
Урок 32. ПОЛУЧЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ.
ЦЕЛЬ УРОКА: Познакомить учеников с применениями радиоактивных изотопов в народном хозяйстве, медицине и в других областях. Дать представление о биологическом действии радиоактивных излучений и их экологической безопасности.
ТИП УРОКА: комбинированный.
ОБОРУДОВАНИЕ: кинофрагмент «Ядерные реакции».
ПЛАН УРОКА: 1. Вступительная часть 1-2 мин
3. Объяснение 25 мин
4. Закрепление 5 мин
5. Задание на дом 2-3 мин
II. Опрос фундаментальный: 1. Термоядерные реакции. 2. Практическое использование термоядерной энергии»
1. Энергия излучения Солнца возникает вследствие цепочки ядерных реакций слияния, конечным результатом которых является превращение четырех атомов водорода в один атом гелия. Определить, сколько воды можно было бы нагреть от 0 0 С до кипения за счет превращения в гелий 4 г водорода.
2. Реакцию термоядерного синтеза Н + Н → Не + n изучают, направляя ускоренные до энергии 2 МэВ ядра дейтерия на тритиевую мишень. Детектор регистрирует нейтроны, вылетающие перпендикулярно направлению пучка ядер дейтерия. Определите энергию регистрируемых нейтронов, если в реакции выделяется энергия 1 7,6 МэВ.
III. Изотопы. Радиоактивные изотопы. Получение радиоактивных изотопов (продукты распада урана в ядерном реакторе). Облучение образца.
Мощные ускорители. Получение: плутоний — 238, америций-241, строн-ций-90, тулий-170 и т.д.
Применение радиоактивных изотопов:
Металлургия:
· Выявление факторов влияния на чугунно — и сталеварение (контроль содержания фосфора и серы).
· Контроль состояния внутренних полостей доменных печей.
· В лабораториях для изучения структуры сплавов.
· Гамма-дефектоскопия. Нейтронно-структурный анализ.
· Радиоизотопные следящие уровнемеры.
· При производстве проката для непрерывного измерения толщины стальной ленты.
Машиностроение:
- Определение степени износа движущихся частей машины.
- Непосредственная сигнализация о допустимом износе детали.
Текстильная промышленность: Для снятия статического заряда (ионизация воздуха).
Строительство:
Контроль плотности бетона. Сельское хозяйство: Консервация сельхозпродуктов. Космонавтика:
Энергетическая печка «Луноход-2» на .
Биология:
- Метод «меченых» атомов.
- Радиоуглеродный анализ ( C образуется в верхних слоях атмосферы).
Дополнительная информация: В ионизационных детекторах дыма имеется источник -излучения, ионизирующий воздух между металлическими пластинами-электродами, электрическое сопротивление между которыми постоянно измеряется с помощью специальной схемы. Образующиеся в результате -излучения ионы обеспечивают проводимость между электродами, а оказывающиеся там частицы дыма связываются с ионами и электронами, нейтрализуя их заряд и увеличивая таким образом сопротивление между электродами, на что реагирует электрическая схема.
Источник: mydocx.ru