Rodiče chlapců by měli být připraveni na různé nouzové situace se svými dětmi, dokonce není na škodu vědět, co dělat, když váš syn najde plutonium.
Jak vypadá plutonium?
Nejprve si musíte představit, jak bude váš syn vypadat. Je to velmi, velmi těžký kov stříbrné barvy ve formě prášku, který se při čištění skvěle leskne. Ale díky svým elektronegativním vlastnostem nezůstane dlouho lesklý: nejprve vybledne, pak se pokryje světle žlutým filmem, který postupně přejde do tmavě fialové.
Přemýšlejte o tom, co jiného by mohlo vypadat jako stříbřitý bílý prášek, protože plutonium nenajdete poblíž houpačky nebo skluzavky. A i když vyleze na staveniště, chlapec se raději stane majitelem kusu drátu nebo hřebíku než hrsti plutonia.
Pokud si přesto dítě přinese domů to, co si myslíte, že je popsaný těžký kov, musíte urychleně zavolat policii nebo místní oddělení Ministerstva pro mimořádné situace, protože látka je radioaktivní, nebezpečná, kterou je třeba rychle odstranit a skrýt pryč.
Na „nález“ musíte okamžitě reagovat. To není životní situace, ve které můžete zavolat kamarádovi a zjistit to. Okurky, i ty kyselé, jsou totiž nebezpečné nanejvýš akutním průjmem. A pokud jste dostatečně chytří na to, abyste je po odfouknutí víčka nejedli, pak obecně nejsou žádnou zdravotní překážkou.
Vliv plutonia na lidský organismus
Plutonium (Pu) není tak neškodné jako kyselé okurky. Je to těžký kov, a proto musí být chemicky toxickou látkou. Tato vlastnost je však špatně popsána, protože hlavní nebezpečí spočívá v radiotoxicitě. Jeho toxicita je způsobena alfa radioaktivitou.
Alfa částice je pro tělo nebezpečná pouze tehdy, je-li její zdroj v lidském těle. Jednoduše řečeno, aby došlo k radioaktivnímu účinku, musí být tento kov požit. Zevně působí Pu na člověka neutrony a gama paprsky, ale nezpůsobuje velké škody kvůli jejich nízké hladině.
Alfa částice v lidském těle poškozují pouze ty tkáně, se kterými přicházejí do přímého kontaktu. Při vysokých úrovních radiace dochází k akutní otravě a okamžitě se dostavuje toxický účinek. Nízká úroveň radiace poškozuje tělo postupně a vytváří predispozici k rakovině.
Pu se v trávicím traktu špatně vstřebává. I když kov přijmete ve formě rozpustné soli, nemá tendenci se vstřebávat, ale mísí se se střevním obsahem. Mnoho plutonia se do těla nedostane z kontaminované vody, ale vysráží se z vodných roztoků a tvoří nerozpustné sloučeniny.
Chcete-li zemřít na akutní expozici během několika dnů nebo týdne, musíte sníst 500 mg Pu. Zároveň by měl být v dobře nasekané formě. Smrt na plicní edém do 10 dnů hrozí jedincům, kteří vdechnou 100 mg plutonia do plic. Menší dávky Pu v těle vytvářejí úrodnou půdu pro vznik a progresi rakoviny.
Potřebují lidé
Izotop 239Pu se používá ve formě jaderného paliva pro energetické reaktory, které pracují na rychlých a tepelných neutronech. Izotop 239Pu je také nepostradatelný při výrobě jaderných zbraní.
Jaderné elektrárny rozeseté po celém světě produkují asi 15 % světové elektřiny.
Atomové elektrobaterie obsahující Pu-236 mají životnost až 5 let. Lékaři používají takové baterie v kardiostimulátorech, které jsou všity do hrudníku pacientů a způsobují kontrakci srdce.
Pu-238 je nezbytným zdrojem energie pro kosmické lodě, které lidé používají k průzkumu vesmíru.
Fascinující fakta
Zvědavým chlapcům lze sdělit nezapomenutelná fakta o plutoniu, která pravděpodobně nebudou mít to štěstí najít v reálném životě.
Mořské organismy tento prvek silně akumulují, akumulační schopnost klesá v sérii smíšený plankton - řasy - rybí žaludek - hvězdice - rybí kosti.
Pu-244 je izotop transuraniových prvků s dlouhou životností. Jeho poločas rozpadu je 82,8 milionů let!
Pokud do slitiny přidáte plutonium, získáte odlitek bez jediné praskliny. Tato vlastnost je aktivně využívána metalurgy.
Nálože jaderných bomb jsou vyrobeny z plutonia. Kov je tak těžký, že malá kulička plutonia, kterou lze schovat do krychle 10*10 cm, váží 5-6 kilogramů.
Každý rodič by si přál, aby jeho syn nenašel plutonium a nenosil ho domů, ale v klidu si hrál s neškodnějšími hračkami.
Video: Plutonium-239 od RID-1
Lidstvo vždy hledalo nové zdroje energie, které by mohly vyřešit mnoho problémů. Nejsou však vždy bezpečné. Takže zejména ty, které se dnes široce používají, ačkoli jsou schopny generovat prostě kolosální množství elektrické energie, kterou každý potřebuje, stále představují smrtelné nebezpečí. Ale kromě mírových účelů se ho některé země na naší planetě naučily využívat i pro vojenské účely, zejména k výrobě jaderných hlavic. Tento článek se bude zabývat základem takových ničivých zbraní, jejichž název je plutonium pro zbraně.
Stručné informace
Tato kompaktní forma kovu obsahuje minimálně 93,5 % izotopu 239Pu. Plutonium pro zbraně bylo pojmenováno tak, aby se dalo odlišit od svého „reaktorového protějšku“. Plutonium se v zásadě vždy tvoří v absolutně jakémkoli jaderném reaktoru, který zase pracuje s nízko obohaceným nebo přírodním uranem, obsahujícím z větší části izotop 238U.
Aplikace ve vojenském průmyslu
Plutonium 239Pu pro zbraně je základem jaderných zbraní. Přitom použití izotopů s hmotnostními čísly 240 a 242 je irelevantní, protože vytvářejí velmi vysoké neutronové pozadí, což v konečném důsledku komplikuje tvorbu a konstrukci vysoce účinné jaderné munice. Navíc izotopy plutonia 240Pu a 241Pu mají výrazně kratší poločas rozpadu ve srovnání s 239Pu, takže části plutonia se velmi zahřívají. Právě v tomto ohledu jsou inženýři nuceni dodatečně přidávat prvky k odstranění přebytečného tepla do jaderných zbraní. Mimochodem, 239Pu ve své čisté formě je teplejší než lidské tělo. Nelze také nevzít v úvahu skutečnost, že produkty rozpadu těžkých izotopů vystavují krystalovou mřížku kovu škodlivým změnám, a tím se zcela přirozeně mění konfigurace částí plutonia, které v konečném důsledku mohou způsobit úplné selhání jaderného výbušného zařízení.
Celkově lze všechny výše uvedené obtíže překonat. A v praxi již byly testy na bázi „reaktorového“ plutonia provedeny více než jednou. Je však třeba si uvědomit, že u jaderných zbraní jejich kompaktnost, nízká vlastní hmotnost, odolnost a spolehlivost nejsou v žádném případě nejméně důležité. V tomto ohledu používají výhradně plutonium pro zbraně.
Konstrukční vlastnosti produkčních reaktorů
Téměř všechno plutonium v Rusku bylo vyrobeno v reaktorech vybavených grafitovým moderátorem. Každý z reaktorů je postaven kolem válcově sestavených bloků grafitu.
Po sestavení mají grafitové bloky mezi sebou speciální štěrbiny, které zajišťují nepřetržitou cirkulaci chladicí kapaliny, která využívá dusík. Sestavená konstrukce má také vertikálně umístěné kanály pro průchod vodního chlazení a paliva jimi. Samotná sestava je pevně nesena konstrukcí s otvory pod kanály sloužícími k vypouštění již ozářeného paliva. Každý z kanálků je navíc umístěn v tenkostěnné trubce odlité z lehké a extrémně pevné hliníkové slitiny. Většina popsaných kanálů má 70 palivových tyčí. Chladicí voda proudí přímo kolem palivových tyčí a odvádí z nich přebytečné teplo.
Zvyšování výkonu produkčních reaktorů
Zpočátku první reaktor Mayak pracoval s tepelným výkonem 100 MW. Hlavní vůdce sovětského programu jaderných zbraní však navrhl, aby reaktor pracoval na výkonu 170-190 MW v zimě a 140-150 MW v létě. Tento přístup umožnil reaktoru produkovat téměř 140 gramů vzácného plutonia denně.
V roce 1952 byly provedeny plnohodnotné výzkumné práce za účelem zvýšení výrobní kapacity provozovaných reaktorů pomocí následujících metod:
- Zvýšením průtoku vody používané k chlazení a proudění aktivními zónami jaderné elektrárny.
- Zvýšením odolnosti vůči jevu koroze, který se vyskytuje v blízkosti vložky kanálu.
- Snížení rychlosti oxidace grafitu.
- Zvýšení teploty uvnitř palivových článků.
V důsledku toho se po zvětšení mezery mezi palivem a stěnami kanálu výrazně zvýšila propustnost cirkulující vody. Podařilo se nám také zbavit koroze. K tomu byly vybrány nejvhodnější hliníkové slitiny a začal se aktivně přidávat bichroman sodný, což v konečném důsledku zvýšilo měkkost chladicí vody (pH se stalo asi 6,0-6,2). Oxidace grafitu přestala být naléhavým problémem poté, co byl k jeho chlazení použit dusík (dříve se používal pouze vzduch).
Koncem 50. let byly inovace plně realizovány v praxi, snížily se vysoce zbytečné nafukování uranu způsobené radiací, výrazně se snížilo tepelné tvrzení uranových tyčí, zlepšila se odolnost plátování a zvýšila se kontrola kvality výroby.
Výroba ve společnosti Mayak
"Čeljabinsk-65" je jednou z těch velmi tajných továren, kde bylo vytvořeno plutonium pro zbraně. Podnik měl několik reaktorů a my se na každý z nich podíváme blíže.
Reaktor A
Instalace byla navržena a vytvořena pod vedením legendárního N. A. Dollezhala. Pracoval s výkonem 100 MW. Reaktor měl 1149 vertikálně uspořádaných řídicích a palivových kanálů v grafitovém bloku. Celková hmotnost konstrukce byla asi 1050 tun. Téměř všechny kanály (kromě 25) byly zatíženy uranem, jehož celková hmotnost byla 120-130 tun. 17 kanálů bylo použito pro kontrolní tyče a 8 pro experimenty. Maximální návrhové tepelné uvolnění palivového článku bylo 3,45 kW. Nejprve reaktor produkoval asi 100 gramů plutonia denně. První kovové plutonium bylo vyrobeno 16. dubna 1949.
Technologické nevýhody
Téměř okamžitě byly identifikovány poměrně vážné problémy, které spočívaly v korozi hliníkových vložek a povlaku palivových článků. Uranové tyče také nabobtnaly a poškodily se, což způsobilo únik chladicí vody přímo do aktivní zóny reaktoru. Po každém úniku musel být reaktor zastaven až na 10 hodin, aby se grafit vysušil vzduchem. V lednu 1949 byly vyměněny vložky kanálu. Poté byla 26. března 1949 instalace zahájena.
Zbraňové plutonium, jehož výroba na reaktoru A provázely nejrůznější potíže, se vyrábělo v období 1950-1954 s průměrným jednotkovým výkonem 180 MW. Následný provoz reaktoru začal provázet intenzivnější provoz, což zcela přirozeně vedlo k častějším odstávkám (až 165x za měsíc). V důsledku toho byl reaktor v říjnu 1963 odstaven a provoz byl obnoven až na jaře 1964. Svou kampaň kompletně dokončila v roce 1987 a za celou dobu mnohaletého provozu vyrobila 4,6 tuny plutonia.
AB reaktory
Bylo rozhodnuto postavit tři reaktory AB v podniku Čeljabinsk-65 na podzim roku 1948. Jejich výrobní kapacita byla 200-250 gramů plutonia denně. Hlavním konstruktérem projektu byl A. Savin. Každý reaktor sestával z 1996 kanálů, z nichž 65 bylo kontrolních. Instalace využívala technickou inovaci – každý kanál byl vybaven speciálním detektorem úniku chladicí kapaliny. Tento krok umožnil výměnu vložek bez zastavení provozu samotného reaktoru.
První rok provozu reaktorů ukázal, že produkovaly asi 260 gramů plutonia denně. Již od druhého roku provozu se však kapacita postupně navyšovala a již v roce 1963 činila 600 MW. Po druhé generální opravě byl problém s vložkami zcela vyřešen a výkon byl již 1200 MW při roční produkci plutonia 270 kilogramů. Tyto indikátory zůstaly až do úplného uzavření reaktorů.
AI-IR reaktor
Čeljabinský podnik používal tuto instalaci od 22. prosince 1951 do 25. května 1987. Kromě uranu se v reaktoru vyráběl také kobalt-60 a polonium-210. Zpočátku zařízení vyrábělo tritium, ale později začalo vyrábět plutonium.
Také závod na zpracování zbrojního plutonia měl v provozu reaktory pracující na těžkou vodu a jeden lehkovodní reaktor (jmenoval se „Ruslan“).
sibiřský obr
„Tomsk-7“ byl název závodu, ve kterém bylo umístěno pět reaktorů na výrobu plutonia. Každá z jednotek používala grafit ke zpomalení neutronů a obyčejnou vodu k zajištění správného chlazení.
Reaktor I-1 pracoval s chladicím systémem, kterým voda prošla jednou. Zbývající čtyři zařízení však byla vybavena uzavřenými primárními okruhy vybavenými výměníky tepla. Tato konstrukce umožnila dodatečně generovat páru, která zase pomohla při výrobě elektřiny a vytápění různých obytných prostor.
Tomsk-7 měl také reaktor nazvaný EI-2, který měl zase dvojí účel: produkoval plutonium a díky vytvořené páře generoval 100 MW elektřiny a 200 MW tepelné energie.
Důležitá informace
Podle vědců je poločas rozpadu plutonia pro zbraně asi 24 360 let. Obrovské číslo! V tomto ohledu se stává obzvláště akutní otázka: „Jak správně naložit s odpadem z výroby tohoto prvku? Za nejlepší možnost se považuje výstavba speciálních podniků pro následné zpracování plutonia pro zbraně. Vysvětluje to skutečnost, že v tomto případě prvek již nelze použít pro vojenské účely a bude pod lidskou kontrolou. Přesně tak se v Rusku likviduje plutonium pro zbraně, ale Spojené státy americké se vydaly jinou cestou, čímž porušily své mezinárodní závazky.
Americká vláda tedy navrhuje zničit vysoce obohacený materiál nikoli průmyslovými prostředky, ale zředěním plutonia a jeho uložením do speciálních nádob v hloubce 500 metrů. Je samozřejmé, že v tomto případě lze materiál kdykoli snadno odstranit ze země a znovu použít pro vojenské účely. Podle ruského prezidenta Vladimira Putina se země původně dohodly, že plutonium zničí ne tímto způsobem, ale že ho zlikvidují v průmyslových zařízeních.
Zvláštní pozornost si zaslouží cena plutonia pro zbraně. Podle odborníků mohou desítky tun tohoto prvku stát i několik miliard amerických dolarů. Někteří odborníci dokonce odhadli, že 500 tun plutonia vhodného pro zbraně dosahuje až 8 bilionů dolarů. Částka je opravdu impozantní. Aby bylo jasnější, o kolik peněz se jedná, řekněme, že v posledních deseti letech 20. století byl průměrný roční HDP Ruska 400 miliard dolarů. To znamená, že ve skutečnosti se skutečná cena zbrojního plutonia rovnala dvaceti ročním HDP Ruské federace.
Plutonium bylo objeveno koncem roku 1940 na Kalifornské univerzitě. Byl syntetizován McMillanem, Kennedym a Wahlem bombardováním oxidu uranu (U 3 O 8) jádry deuteria (deuterony) vysoce urychlenými v cyklotronu. Později bylo zjištěno, že touto jadernou reakcí nejprve vzniká krátkodobý izotop neptunium-238 a z něj plutonium-238 s poločasem rozpadu asi 50 let. O rok později Kennedy, Seaborg, Segre a Wahl syntetizovali důležitější izotop, plutonium-239, ozařováním uranu vysoce urychlenými neutrony v cyklotronu. Plutonium-239 vzniká rozpadem neptunia-239; vyzařuje alfa paprsky a má poločas rozpadu 24 000 let. Čistá sloučenina plutonia byla poprvé získána v roce 1942. Poté se zjistilo, že v uranových rudách, zejména v rudách uložených v Kongu, bylo přírodní plutonium.
Jméno prvku bylo navrženo v roce 1948: McMillan pojmenoval první transuranový prvek neptunium kvůli skutečnosti, že planeta Neptun je první za Uranem. Analogicky se rozhodli nazvat prvek 94 plutonium, protože planeta Pluto je druhá po Uranu. Pluto, objevené v roce 1930, dostalo své jméno podle jména boha Pluta, vládce podsvětí v řecké mytologii. Na počátku 19. stol. Clark navrhl nazvat prvek baryum plutonium, přičemž toto jméno odvozoval přímo od jména boha Pluta, ale jeho návrh nebyl přijat.
Kolik váží 1 kostka plutonia, hmotnost 1 m3 plutonia. Počet kilogramů v 1 metru krychlovém, počet tun v 1 metru krychlovém, kg v 1 m3. Objemová hustota měrné hmotnosti plutonia.Co se dnes chceme naučit? Kolik váží 1 kostka plutonia, hmotnost 1 m3 plutonia?Žádný problém, počet kilogramů nebo počet tun zjistíte najednou, hmotnost (hmotnost jednoho metru krychlového, váha jedné krychle, váha jednoho metru krychlového, hmotnost 1 m3) je uvedena v tabulce 1. Pokud by to někoho zajímalo, můžete si prolétnout malý text níže a přečíst si některá vysvětlení. Jak se měří množství látky, materiálu, kapaliny nebo plynu, které potřebujeme? Kromě případů, kdy je možné zredukovat výpočet požadovaného množství na počítání zboží, výrobků, prvků v kusech (kusové počítání), je pro nás nejjednodušší stanovit požadované množství na základě objemu a hmotnosti (hmotnosti) . V běžném životě je pro nás nejběžnější jednotkou měření objemu 1 litr. Počet litrů vhodný pro výpočty domácnosti však není vždy použitelný způsob, jak určit objem pro podnikatelské aktivity. Navíc se u nás litry nestaly obecně uznávanou „výrobní“ a obchodní jednotkou pro měření objemu. Jeden krychlový metr, nebo ve zkrácené verzi - jedna krychle, se ukázal jako docela pohodlná a oblíbená jednotka objemu pro praktické použití. Jsme zvyklí měřit téměř všechny látky, kapaliny, materiály a dokonce i plyny v metrech krychlových. Je to opravdu pohodlné. Vždyť jejich náklady, ceny, sazby, míry spotřeby, tarify, dodavatelské smlouvy jsou téměř vždy vázány na metry krychlové (krychle), mnohem méně často na litry. Pro praktickou činnost je neméně důležitá znalost nejen objemu, ale i hmotnosti (hmotnosti) látky zabírající tento objem: v tomto případě mluvíme o tom, kolik váží 1 metr krychlový (1 metr krychlový, 1 metr krychlový, 1 m3). Znalost hmotnosti a objemu nám dává poměrně úplnou představu o množství. Návštěvníci stránek, když se ptají, kolik váží 1 kostka, často uvádějí konkrétní jednotky hmotnosti, ve kterých by chtěli znát odpověď na otázku. Jak jsme si všimli, nejčastěji chtějí znát hmotnost 1 krychle (1 metr krychlový, 1 metr krychlový, 1 m3) v kilogramech (kg) nebo tunách (t). V podstatě potřebujete kg/m3 nebo t/m3. Jedná se o úzce související jednotky, které definují množství. V zásadě je možný celkem jednoduchý nezávislý převod hmotnosti (hmoty) z tun na kilogramy a naopak: z kilogramů na tuny. Jak však praxe ukázala, pro většinu návštěvníků stránek by byla pohodlnější možnost okamžitě zjistěte, kolik kilogramů váží 1 krychlový (1 m3) plutonia nebo kolik tun váží 1 krychlový (1 m3) plutonia, bez přepočtu kilogramů na tuny nebo naopak - počet tun na kilogramy na metr krychlový (jeden metr krychlový, jeden metr krychlový, jeden m3). Proto jsme v tabulce 1 uvedli, kolik váží 1 metr krychlový (1 metr krychlový, 1 metr krychlový) v kilogramech (kg) a tunách (t). Sami si vyberte sloupec tabulky, který potřebujete. Mimochodem, když se ptáme, kolik váží 1 metr krychlový (1 m3), máme na mysli počet kilogramů nebo počet tun. Z fyzikálního hlediska nás však zajímá hustota nebo měrná hmotnost. Hmotnost jednotky objemu nebo množství látky obsažené v jednotkovém objemu je objemová hmotnost nebo měrná hmotnost. V tomto případě objemová hmotnost a měrná hmotnost plutonia. Hustota a měrná hmotnost se ve fyzice obvykle neměří v kg/m3 nebo tunách/m3, ale v gramech na centimetr krychlový: g/cm3. Proto jsou v tabulce 1 specifická hmotnost a hustota (synonyma) uvedeny v gramech na centimetr krychlový (g/cm3).
