Исследование истории открытия, физических и химических свойств урана. Характеристика процесса получения высокочистого урана из его галогенов. Изучение принципа действия атомных бомб. Варианты детонации. Пушечная и имплозивная схемы. Проект "Манхэттен".
Аннотация к работе
В 1942 году Френк Спеддинг разработал эффективный процесс получения высокочистого урана из его галогенов, что обеспечило успешную разработку атомной бомбы.Франк Гарольд Спеддинг - американский химик, член Национальной Академии Наук США (с 1952) - родился в Гамильтоне, Онтарио, Канада, 22 октября 1902 года в то время как его мать гостила там. Окончил Мичиганский университет в Анн-Арборе (1926) и Калифорнийский ун-т в Беркли (докт. философии, 1929), где учился у Г. Н. Льюиса. В 1934-1935 изучал теоретическую химию в Кембриджском университете в Англии под руководством Дж. Э. Леннард-Джонса. В 1935-1937 преподавал в Корнельском университете, с 1937 - в университет штата Айова в Эймсе (с 1941 проф., в 1945-1968 директор Института атомных исследований). Разработал (1940-е - начало 1950-х) совместно с Дааном способ выделения индивидуальных Редкоземельных Элементов с помощью ионообменной хроматографии.Чистый уран представляет собой металл белого цвета, часто имеющий желтоватый оттенок, вследствие присутствия нитридов. Это важно потому, что цепная реакция, например, в атомном реакторе может развиваться интенсивно, или медленно, или вообще, остановиться в зависимости от того, насколько очищен уран от примесей.Уран (старое название Ураний) - химический элемент с атомным номером 92 в периодической системе, атомная масса 238,029; обозначается символом U (Uranium), относится к семейству актиноидов. Первая важная дата в истории урана - 1789 год, когда немецкий натурфилософ и химик Мартин Генрих Клапрот восстановил извлеченную из саксонской смоляной руды золотисто-желтую «землю» до черного металлоподобного вещества. В честь самой далекой из известных тогда планет (открытой Гершелем восемью годами раньше) Клапрот, считая новое вещество элементом, назвал его ураном. Опираясь на разработанную им периодическую систему , он поместил уран в самой дальней клетке своей таблицы. Зельдович впервые теоретически показали, что при небольшом обогащении природного урана ураном-235 можно создать условия для непрерывного деления атомных ядер, то есть придать процессу цепной характер.Наибольшее применение имеет изотоп урана 235U, в котором возможна самоподдерживающаяся цепная ядерная реакция. Поэтому этот изотоп используется как топливо в ядерных реакторах, а также в ядерном оружии. Изотоп U238 способен делиться под влиянием бомбардировки высокоэнергетическими нейтронами, эту его особенность используют для увеличения мощности термоядерного оружия (используются нейтроны, порожденные термоядерной реакцией). В результате захвата нейтрона с последующим ?-распадом 238U может превращаться в 239Pu, который затем используется как ядерное топливо. Уран-233, искусственно получаемый в реакторах из тория (торий-232 захватывает нейтрон и превращается в торий-233, который распадается в протактиний-233 и затем в уран-233), может в будущем стать распространенным ядерным топливом для атомных электростанций (уже сейчас существуют реакторы, использующие этот нуклид в качестве топлива, например KAMINI в Индии) и производства атомных бомб (критическая масса около 16 кг).В микроколичествах (10-5-10-8 %) обнаруживается в тканях растений, животных и человека. В наибольшей степени накапливается некоторыми грибами и водорослями. Соединения урана всасываются в желудочно-кишечном тракте (около 1 %), в легких - 50 %. Содержание в органах и тканях человека и животных не превышает 10-7г.Но если в исходном сырье, как, например, в урановой смолке, уран находится в четырехвалентном состоянии, то этот способ неприменим: четырехвалентный уран в серной кислоте практически не растворяется. В этом случае нужно либо прибегнуть к щелочному выщелачиванию, либо предварительно окислять уран до шестивалентного состояния. Проблему выщелачивания урана из руд решает кислородная продувка. При этом из сернистых минералов образуется серная кислота, которая и вымывает уран. На следующем этапе из полученного раствора нужно избирательно выделить уран.Атомная бомба - снаряд для получения взрыва большой силы в результате весьма быстрого выделения ядерной (атомной) энергии.Для сообщения большой скорости частям заряда можно использовать взрыв обычного взрывчатого вещества. Все части ядерного заряда не только с огромной скоростью соединяться в единое целое, но и окажутся на некоторое время сжатыми со всех сторон огромным давлением продуктов взрыва и не смогут разделиться сразу, как только начнется в заряде цепная ядерная реакция. Увеличению мощности взрыва при том же количестве делящегося вещества способствует также отражатель нейтронов (наиболее эффективными отражателями являются бериллий , графит, тяжелая вода ). Например, 1 кг вещества, преобразованного в энергию был бы эквивалентен энергии, выпущенной, при взрыве 22 мегатонн тротила. В начале 1939 года французский физик Жолио-Кюри сделал вывод, что возможна цепная реакция, которая приведет к взрыву чудовищной разрушительной силы и что уран может стать источником энергии, как обычное взрывное вещество.В ходе работы над этим рефератом я узнала мн
План
Содержание
Введение
1. Биография Фрэнка Спеддинга
2. Процесс получения высокочистого урана
2.1 Уран. История его открытия. Физические и химические свойства урана
2.2 Применения урана
2.3 Физиологическое действие
2.4 Получение урана
3. Атомные бомбы
3.1 Принцип действия атомных бомб
3.2 Варианты детонации (Пушечная и имплозивная схемы)
4. Первые атомные бомбы. История их создания
4.1 Проект «Манхэттен»
4.2 «Little Boy» (“Малыш”)
4.3 «Fat Man» (“Толстяк”)
4.4 «Gadget»(“Штучка”)
Заключение
Список литературы
Введение
В 1942 году Френк Спеддинг разработал эффективный процесс получения высокочистого урана из его галогенов, что обеспечило успешную разработку атомной бомбы.