13 сентября 1987 года в жарком бразильском городе Гойяния произошла мелкая кража. Двое мужчин по имени Роберто Алвес и Вагнер Перейра, воспользовавшись отсутствием охраны, пробрались в заброшенный больничный корпус.
Разобрав на металлолом странную медицинскую установку, они погрузили детали в тачку и покатили ее домой к Алвесу. Никто не знал, что это начало самого пугающего инцидента с радиоактивными материалами в гражданской сфере.
Да, сотрудники Гойянского Института радиотерапии были в курсе, что при переезде в новое здание установленный в 1977 году громоздкий аппарат лучевой терапии остался на прежнем месте. Но собственник здания открыл имущественный спор с организацией.
В дело вступили страховщики, при поддержке полиции запретившие вывозить оставшееся оборудование. На это один из совладельцев Института, Карлос Фигуеиредо Безеррил, только сказал напоследок, что на президенте страховой компании Лисио Боргесе будет лежать ответственность за то, что произойдет с «цезиевой бомбой».
А цезиевая бомба, точнее — источник гамма-излучения в виде изотопа цезия-137, помещенного в капсулу с излучающим окошком и смонтированного в аппарате радиотерапии, в течение четырех месяцев пылилась в покинутом здании, пока ее не свинтили оттуда двое друзей-мародеров. Тем же вечером они приступили к разборке подвижной головки прибора, откуда в конце концов ими была извлечена злополучная капсула. Немного поблевав, друзья разошлись по своим делам: Перейра все же обратился в госпиталь, где ему диагностировали пищевое отравление, а Алвес на следующий день продолжил разборку капсулы. Несмотря на полученные непонятные ожоги, 16 сентября он успешно проковырял в окошке капсулы отверстие и вынул на кончике отвертки странный светящийся порошок. Попытавшись его поджечь, он в дальнейшем потерял интерес к капсуле и продал ее на свалку человеку по имени Девейр Феррейра. Ночью 18 сентября Феррейра увидел таинственный синий свет, исходящий от капсулы. Восхитившись невероятным феноменом, он тут же притащил столь замечательную вещь себе домой. Там он демонстрировал светящуюся капсулу своим родственникам и друзьям. Один из друзей 21 сентября доломал окошко капсулы, вытащив наружу несколько гранул вещества. Никто из них не знал, какой ящик Пандоры был ими взломан. Хлорид цезия-137 стал в буквальном смысле ходить по рукам. 24 сентября брат Феррейры Айво утащил светящийся порошок к себе домой, рассыпав его на бетонный пол. Его шестилетняя дочь ползала по этому полу, жуя бутерброд и с восторгом обмазываясь необычным светящимся веществом… Параллельно с этим жена Феррейры Габриэла серьезно заболела. 25 сентября тот взял странную капсулу и перепродал ее на соседний разбор металлолома. Однако Габриэла оказалась настоящей героиней в этой истории. Уже получив смертельную дозу радиации в 5,7 Грей, она сопоставила свое заболевание, похожие недомогания у знакомых и странную вещь, принесенную мужем. 28 сентября она нашла в себе силы пойти на вторую свалку, вытащить злополучную капсулу и вместе с ней поехать в больницу. В больнице, конечно, пришли в ужас, быстро распознав назначение странной детали, но к счастью, женщина упаковала фонивший материал и заражение в больнице оказалось незначительным. Габриэла умерла 23 октября в один день с маленькой племянницей Феррейры. Кроме них умерли еще двое работников свалки, раскурочивших капсулу до конца. МАГАТЭ назвало инцидент в Гойянии самым кошмарным радиационным инцидентом в мире. Только по благоприятному стечению обстоятельств последствия оказались локальными, но потенциально они могли затронуть огромное количество людей в густонаселенном городе. Всего заражены оказались 249 человек, 42 здания, 14 машин, 3 куста, 5 свиней и 50000 рулонов туалетной бумаги. Власти вывезли с мест заражения верхний слой почвы и почистили территорию ионообменными реагентами. Маленькую дочь Айво пришлось хоронить в герметичном гробу под протесты местных жителей, не желавших захоронения ее радиоактивного тела на кладбище.
В том же году мальчик из Мичигана по имени Дэвид Хан получил на десятый день рождения том «The Golden Book of Chemistry Experiments», который сделает его одиозным авантюристом, известным как «Радиоактивный Бойскаут».
Количество радиоактивных веществ, которое он наковырял из самых разных предметов, причем совершенно сознательно, поражает воображение.
Торий, америций, тритий, радий и даже собственноручно собранный ядерный реактор из этих материалов — то, к чему он навязчиво стремился всю свою жизнь.
Эти примеры показывают, что на самом деле в нашем быту до сих пор остается множество различных предметов, которые могли раньше считаться вполне безопасными, либо считались безопасными в руках специалистов, но из этих рук пошли гулять по другим, либо по какой-то причине оказались заброшенными, украденными и так далее.
В принципе об этих предметах дает представление Интернет в виде обсуждений на специализированных форумах, зачастую эпичных по объему и с весьма говорящим названием.
Но все же я решил более-менее классифицировать все те высокоэнергетические предметы, которые до сих пор в ходу в нашем мире, чтобы люди не слишком восхищались разного рода свечением, не брали в руки странные штуковины с окошками и не сдавали их на металлолом (наверное, вообще худшее, что можно сделать!).
Радиоактивная лечебная вода Radithor, выпускалась в США в 1918-1928 гг
Светомасса постоянного действия
Таким словосочетанием обозначается постоянно фосфоресцирующий состав, наносимый на все, что нужно видеть в темноте. До эры светодиодов, миниатюрных качественных лампочек и надежных элементов питания подсветить какую-нибудь шкалу прибора лампочкой было ненадежно. Куда как более дешево и безотказно действует светящаяся несколько десятилетий подряд краска.
Достаточно нанести краску на стрелки аналоговых (а других и не было) приборов, выполнить ей деления шкал — и прибор становится читаемым днем и ночью. Самым, наверное, знакомым для людей моего поколения таким прибором является популярный советский компас Андрианова: 
Ну а в целом, очень многие вещи военного назначения, «старой закалки», выполнялись с помощью радиоактивной краски. Часы, водолазные часы, шкалы с приборных досок военной техники. Все это выполнено светящейся зеленым краской на основе радия-226. В основном это все-таки касается авиации и флота, причем середины ХХ века. Поэтому если вы коллекционируете подобные предметы, восстанавливаете ретро-технику, помните: женщины, наносившие эту краску на стрелки приборов в военное время, страдали от серьезных проблем со здоровьем. Вам это не нужно. 
Авиационные приборы с радиевой краской на шкалах Конечно, такие количества краски, которую вы не наносите сами, а всего лишь наблюдаете уже на излете ее активности, дают минимальное излучение, но я вот как-то морщусь, вспоминая детский восторг от близко поднесенного к лицу фосфоресцирующего компаса. Ну а если краска уже облупляется, то дышать такими микрочастицами вообще точно не стоит. Сегодня радиевая краска запрещена уже почти полвека, а в состав СПД теперь входит тритий. Он считается более безопасным, хотя и сложен в получении. Ежегодно производится около 400 г трития, причем стоимость доходит до $30000 за грамм.
Минералы
Необязательно работать на урановых рудниках для облучения себя повышенным фоном. Обычные граниты тоже могут давать превышение естественного фона. Все зависит от конкретного состава минералов.
В России, на границе Иркутской области и Якутии, существует единственное в мире месторождение чароита — минерала с уникальным сиреневым цветом. Квота на добычу этого камня установлена республикой Саха-Якутия всего в 100 тонн в год. Поэтому изделия из него постоянно дорожают.
Однако помимо марганца, дающего характерную окраску, в жилах могут содержаться примеси редкоземельных элементов и тория. Эти примеси могут давать сырью существенный фон.
Маловероятно, но не исключено, что изделие из такого камня окажется неприятным источником излучения. Существуют, однако, гораздо более популярные, ныне уже не выпускаемые по объективным причинам, но все еще ходящие по рукам коллекционеров бытовые предметы из уранового стекла — вполне говорящее название, правда? Оно изготавливалось добавлением в стекло оксидов урана или ураната натрия. Помимо красивого зеленого цвета, предметы, отлитые из него, могут также испускать великолепное зеленое свечение под действием ультрафиолета. Изделия, изготовленные в СССР, обычно матово-зеленые либо коричневые, а сделанные в Европе — полупрозрачные, и называются на американском английском vaseline glass. 
Изделия из уранового стекла. лот ebay Вы вполне можете вбить это словосочетание в поиске на ebay, и получите множество симпатичных и забавных сувениров из этого материала, испускающего множество быстрых и веселых бета-частиц. Энергия такого излучения невысока, но лучше любоваться этими вещами из-за стекла, а не держать на обеденном столе. 
Конфетница в виде головы добермана, урановое стекло. лот ebay
Торий кроется в деталях
Также вам могут встретиться в жизни некоторые неприятные торированные предметы. Упоминавшийся «Радиоактивный Бойскаут» активно (извините за каламбур) использовал в своих опытах калильные сетки туристических ламп. Удобная вещь, умеющая превращать нагревание топливом в свет посредством эффекта кандолюминесценции — переизлучения тепла в видимый спектр.
Уже не выпускаются, но все еще продаются. Химик Карл Ауэр фон Вельсбах установил а начале ХХ века, что оптимальным составом для калильных сеток является 99% тория к 1% церия. Очень малоприятный состав, да еще для раскаленного добела сплава. Торий могут также содержать некоторые вольфрамовые электроды.
Если когда-либо придется с такими работать — обратите внимание на красную маркировку, и имейте в виду, что часть перегретого при сварке материала испаряется. 
Отдельная проблема с торием лежит в области раритетной фототехники. Существует большое количество моделей старых объективов с торированной оптикой. Торирование использовалось в качестве просветляющего напыления до 1970-х годов. Список торированных объективовSuper Takumar 35/2 (V2, 49mm filter) introduced 1968 S-M-C Takumar 35/2 1972 Super Takumar 50/1.4 (V2) 1967 S-M-C Takumar 50/1.4 1971 Super and S-M-C Takumar 6X7 105/2.4 1969 Kodak Ektar 101mm f/4.5 (Miniature Crown Graphic camera) lens mfg. 1946 Kodak Ektar 38mm f/2.8 (Kodak Instamatic 814 camera) lens mfg 1968—1970 Kodak Ektanar 50mm f/2.8 (Kodak Signet 80 camera) lens mfg. 1958—1962 (3 examples) Kodak Ektanar 90mm f/4 (Kodak Signet 80 camera) lens mfg. 1958—1962 Kodak Ektanar, 44mm f/2.8 (Kodak Signet 30, Kodak Signet 50, Kodak Automatic 35/Motormatic 35 cameras) lenses mfg. 1959—1969 Kodak Ektanon 50mm f/3.9 (Kodak Bantam RF camera) lens mfg. 1954—1957 Kodak Ektanon 46mm f/3.5 (Kodak Signet 40 camera) lens mfg. 1956—1959 Kodak Anastar 44mm f/3.5 (Kodak Pony IV camera) Kodak Color Printing Ektar 96mm f/4.5 lens mfg. 1963 ПРЕДПОЛОЖИТЕЛЬНО ТАКЖЕ Canon FL 58mm f/1.2 Canon FD 35mm f/2.0 (versions from the early 1970's) Canon FD 55mm f/1.2 S.S.C. Aspherical Carl Zeiss Jena Pancolar 55mm f1.4 (measured at 2360 nSv/h) Carl Zeiss Jena Pancolar 50mm f1.8 «Zebra» Carl Zeiss Jena Biometar 80mm f2.8 «Zebra» «(Only P6 mount version ) Carl Zeiss Jena Flektogon 50mm f4 «Zebra» «(Only P6 mount version ) GAF Anscomatic 38mm f/2.8 (GAF Anscomatic 726 camera)
Industar 61 L/Z MC (desert_beaver пишет в х, что использовавшийся вместо тория лантан все же безопаснее)
Kodak Aero-Ektars (various models) Kodak Ektanon 50mm f/3.9 (Kodak Bantam RF camera) Nikkor 35mm f/1.4 (early variant with thorium glass elements) Olympus Zuiko Auto-S 1:1,2/55 mm (first version with thorium glass elements) Olympus Zuiko Auto-S 1:1,4/50 mm (only first version «Silvernose» is Radioactive) Pentax Super Takumar 35mm f/2 (Asahi Optical Co.) Pentax Super Takumar 50mm f/1.4 (Asahi Optical Co.) SMC Takumar 35mm f/2.0 (Asahi Optical Co.) Super Takumar 35mm f/2.0 (Asahi Optical Co.) SMC Takumar 50mm f/1.4 (Asahi Optical Co.) Super Takumar 50mm f/1.4 (Only latest Version 2) SMC Takumar 55mm f/1.8 (Asahi Optical Co.) Super Takumar 6×7 105mm f2.4 (Asahi Optical Co.) Yashinon-DS 50mm f1.7 (Yashica) Yashinon 55mm f1.2 (Tomioka) Leitz Wetzlar Summicron 5cm f/2.0 (M39) Vivitar Series 1 28mm F1.9
Источник (опять каламбур, извините)
Специально созданные источники радиации
Если все предыдущее было недоразумением технологий первой половины XX века, когда еще не такое большое значение придавали радиоактивности предметов, то следующие устройства представляют серьезнейшую опасность и по идее вообще не должны попадаться вам в быту и вообще в какие-либо не те руки.
Это — штатные источники излучения, находящиеся в специальных приборах и устройствах. Если вы нашли что-то подобное и не умеете с ним обращаться — вызывайте МЧС и не дожидайтесь наступления вашего персонального Чернобыля.
Гамма-источники используются в качестве уровнемеров в каменоломнях и карьерах, в гамма-дефектоскопии и прочей промышленности. 
Сходный принцип действия с уровнемерами и у датчиков дыма. Радиоактивный источник постоянно облучает датчик напротив. Дым (твердые частицы) ослабляет поток, что замечается датчиком, и включается тревога. В датчиках дыма используется изотоп америция-241, хотя в старых советских РИД-1 применялся аж плутоний-239. Разбирать их или тем более выкидывать в мусор крайне не рекомендуется. 
Датчики РИД-1
И снова тот же самый принцип. Есть толщина чего-то, которая перекрывает путь ионизирующему излучению. На покрытом радиевой СПД табло загорается тревожная лампочка: «обледенение». На фото — датчик обледенения РИО-3, на отечественной авиации получил широкое распространение, поэтому вполне может внезапно встретиться на заброшенных аэродромах, военных базах тем, кто залезет туда посталкерить, с плачевными последствиями:
Допустим, прочитав эту статью, вы запаниковали и побежали сталкерить покупать недорогой и сердитый армейский или геологический дозиметр на Авито. Тем самым вы приобретаете и невзрачный, маленький, но совсем не безобидный контрольный источник, для калибровки прибора: 
Источник источника Это тоже радиоактивный источник, вполне серьезный и опасный для здоровья, несмотря на свою миниатюрность. Его нельзя терять, ломать, давить или выкидывать.
Если вы думаете, что целью статьи было показать, как страшно жить — вовсе нет.
Попробуйте посмотреть на это с другой стороны: вы предупреждены, и теперь не будете покупать для своих проектов на ардуино стильные аналоговые циферблаты от авиационных и флотских приборных панелей, поостережетесь сваривать ториевыми электродами и фотографировать на просветленный винтажный объектив. И тем более, чтобы заработать на все это денег — не потащите в металлолом найденный на каком-то заброшенном заводе пузатый гамма-источник с проушиной сверху.
Радиоактивные ряды (семейства) и трансурановые элементы
⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 23Следующая ⇒
| Доверь свою работу кандидату наук! |
Радиоактивные семейства(ряды)–генетически связанныепоследовательным радиоактивным распадом цепочки (ряды) ядер естественного происхождения.
Систематическое изучение радиоактивных элементов, встречающихся в природе, показало, что все они могут быть расположены в виде трех последовательных цепочек.
Первое семейство называется семейством урана. Оно начинается с α-активного изотопа урана 92U238, который с периодом полураспада 4.5∙109 лет превращается в 90Th234.
В свою очередь 90Th234 является α-радиоактивным изотопом и с периодом 24 дня превращается в β-радиоактивный протактиний 91Pa234 и т.д. Среди других ядер семейство урана содержит радий 88Ra226 и радиоактивный газ – радон (изотоп 86Rn222) и заканчивается стабильным изотопом свинца 82Pb206.
Второе семейство – семейство актиноурана начинается с другого α-активного изотопа урана 92U235, который с периодом полураспада примерно 7∙108 летпревращается в 90Th231, испускающий β-частицы и превращающийся в 91Pa231.
Этот изотоп в отличие от 91Pa234, является α-радиоактивным и превращается в актиний 89Ac227 и т.д.
Семейство актиноурана, как и семейство урана, содержит радиоактивный газ – радон (изотоп 86Rn219) и заканчивается вторым стабильным изотопом свинца 82Rb207.
Наконец, третье семейство – семейство тория начинается с α-радиоактивного изотопа тория 90Th232, имеющего период полураспада 1.4∙1010 лет и превращающегося в β-радиоактивный изотоп радия 88Ra228 и т.д.
Это семейство также содержит в своем составе радиоактивный газ – радон (изотоп 86Rn220) и заканчивается третьим стабильным изотопом свинца 82Pb208 (что указывает на особую устойчивость ядер свинца, содержащих магическое число протонов – 82).
1 Семейство тория.
2 Семейство актиноурана (вымирающее).
3 Семейство урана.
Из приведенных участков цепочек видно, что массовые числа элементов в пределах каждого радиоактивного семейства или не меняются совсем, или изменяются на четыре единицы. При этом в первом случае заряд следующего элемента повышается на единицу, а во втором – понижается на две единицы.
Эта закономерность, названная правилами смещения, очевидно, объясняется тем, что радиоактивное превращение сопровождается либо испусканием β-частицы (электрона), в результате чего заряд ядра повышается на единицу, а массовое число остается неизменным, либо испусканием α-частицы, уносящей четыре массовые единицы и двойной заряд. Правила смещения помогли правильно идентифицировать члены радиоактивных семейств, а в настоящее время используются при изучении трансурановых элементов.
- Из правил смещения вытекает, что массовые числа членов всех трех семейств описываются следующей формулой:
- A = 4n + C, (3.3)
- n – целое число.
C = 2 для семейства урана (n > 50), C = 3 для семейства актиноурана (n > 50), C = 0 для семейства тория (n > 51). Обращает на себя внимание отсутствие четвертого семейства при C = 1, существование которого в принципе можно ожидать. Такое семейство действительно существует, но оно состоит из изотопов, не встречающихся в природе.
Трансурановые эелменты– химические элементы с зарядом (числом протонов) большим, чем у урана, т.е. Z > 92. Все они были получены искусственным путем.
Первые трансурановые элементы, как отмечалось, были получены в результате облучения 238U нейтронами. В результате захвата нейтрона и последующего β—распадазаряд первоначального ядра увеличивается на единицу.
С созданием ядерных реакторов большой мощности стало возможным накапливать необходимые количества трансурановых элементов и использовать их в качестве мишеней для продвижения к большим Z путем облучения на циклотронах легкими заряженными частицами.
В частности, таким способом удалось получить достаточно большие количества изотопа239Pu, так как период полураспада его составляет 2.4·104 лет. Элементы с Z = 96-98 были получены впервые в результате облучения трансурановых мишеней α-частицами.
⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒
Date: 2015-05-18; view: 1614; Нарушение авторских прав
Радий — элемент-убийца, который долгое время считали лекарством. История Марии и Пьера Кюри
Уходящий 2019 был назван ЮНЕСКО (по предложению российской делегации) Годом периодической таблицы химических элементов, одного из самых важных научных достижений человечества.
26 декабря 1898 года, 121 год назад, супруги Мария и Пьер Кюри опубликовали сообщение «О новом радиоактивном веществе». Они открыли радий — великий элемент-обманщик.
Он сулил огромные выгоды, а стал знаменитым убийцей.
История радия началась 7 ноября 1867 года, за два года до открытия периодического закона Дмитрием Менделеевым. В этот день в Польше, в семье учителя Владислава Склодовского, родилась девочка. Семья была небогатой: мать болела чахоткой, отец работал и занимался воспитанием детей.
Мария, первая ученица в классе, мечтала стать учёным. Для конца XIX века это было исключительно экстравагантным решением: наука была делом мужчин и только мужчин.
А что говорить о небогатой девушке совсем не из высших кругов общества? Денег не было даже на то, чтобы получить образование.
Поэтому две сестры Склодовские, Мария и Бронислава, решили — пока одна учится, вторая работает, чтобы обеспечить двоих, и так по очереди.
Бронислава поступила в медицинский институт, а Мария работала гувернанткой и мечтала о науке, преподавая детям. В 1891 году пришла очередь 24-летней Марии отправиться в Париж, в Сорбонну. Она жила впроголодь, и всё было непросто.
Но Мария была счастлива и в итоге получила сразу два диплома — по физике и математике.
Владислав Склодовский с дочерьми Марией, Брониславой и Хеленой, 1890 год
В 1894 году Мария познакомилась с Пьером Кюри, руководителем лаборатории промышленной физики и химии, перспективным ученым. Мария поразила Пьера умом, но когда он сделал ей предложение, отказала. Ещё девочкой она решила посвятить жизнь науке, а не семье, и собиралась продолжить работу в Польше.
Друзья и родные убеждали Марию передумать: наукой заниматься на родине было проблематично, а Пьер был идеальной партией для женщины, увлеченной наукой, так что она согласилась. Осенью 1897 года у них родилась девочка, Ирен. Но домохозяйкой Склодовская-Кюри не стала и продолжала заниматься наукой.
Мария с Пьером Кюри, 1895 год
Еще в 1896 году Мария заинтересовалась исследованием явления, которое открыл французский физик Антуан Анри Беккерель. В опытах Беккереля соль урана помещали на фотопластинку, завернутую в плотную черную бумагу, и излучение сквозь неё засвечивало пластинку. Так было открыто явление проникающей радиации, его назвали «лучами Беккереля».
Мария Кюри заинтересовалась и обнаружила, что излучают, помимо урана, торий и его соединения. Она ввела в научный обиход понятие «радиоактивности»
Сегодня для нас это довольно привычное слово, а придумали его так: Склодовская-Кюри была патриоткой Польши и поклонницей поэта Адама Мицкевича. Один из друзей Мицкевича организовал в Вильно «Общество лучистых».
Он считал, что от каждого добродетельного человека исходят лучи, благотворно влияющие на окружающих. Видите, лучи здорово занимали тогда ум людей, и Кюри, конечно, о лучах и «Лучистом обществе» слышала.
Слово «радий» происходит от латинского radius — «луч», так что название элемента — «излучающий», «лучистый».
В 1897 году Мария обнаружила, что смоляная обманка (настуран, минерал урана) из рудника Иоахимсталь в Чехии излучает в несколько раз сильнее, чем сам уран. При этом тория в смоляной обманке нет. А вдруг в минерале — неизвестный элемент, радиоактивность которого в тысячи раз сильнее урана? А если несколько элементов — и все они излучают?
26 декабря 1898 года Мария и Пьер Кюри сделали доклад во Французской академии наук, в котором объявили о теоретическом открытии двух новых радиоактивных элементов. Теперь нужно было получить их, а значит, переработать тонны руды. Супруги работали в сарае, а химические реакции проводили в чанах. Анализы веществ делали в крохотной, плохо оборудованной лаборатории муниципальной школы.
Радий — 88-й элемент главной подгруппы второй группы, седьмого периода периодической таблицы. Обозначается символом Ra. Блестящий металл серебристо-белого цвета, темнеющий на воздухе, он относится к щелочно-земельным металлам с высокой химической активностью. Радиоактивен; (период полураспада ± 1600 лет).
В честь супругов Кюри названа единица радиации (Ки), основанная на активности 1 грамма радия-226. Радий редок: на каждые три миллиона атомов урана в природе приходится лишь один атом радия.
По традиции как первооткрыватели новых элементов супруги Кюри имели право назвать их. Элементы стали сенсацией (ведь их первооткрывательницей была женщина, уже удивительно).
Мария назвала первый полонием — в честь отсутствовавшей на карте мира родной Польши.
Ни один элемент ранее не был назван с политическим подтекстом, и Мария надеялась, что её выбор привлечёт международное внимание к проблеме независимости страны. Этого не случилось.
Больше повезло второму элементу — радию, он стал очень известен. Получить чистый радий в начале XX века стоило огромного труда. За четыре года тяжелейшей работы Пьер и Мария регулярно получали ожоги. Для учёных-химиков это было делом привычным. И лишь позже стало понятно, что ожоги имеют прямое отношение к самому явлению радиоактивности.
Мария и Пьер Кюри в лаборатории
Выделенный элемент представлял собой, как сейчас известно, изотоп радий-226, продукт распада урана-238. Чтобы получить всего 1 грамм чистого радия, нужно было несколько вагонов урановой руды, 100 вагонов угля, 100 цистерн воды и пять вагонов разных химических веществ. Поэтому на начало XX века в мире не было более дорогого металла.
В 1910 году радий оценивался в 180 тысяч долларов за грамм, что было эквивалентно 160 килограммам золота
Химический элемент стал знаменит, в какой-то мере даже моден; к супругам Кюри пришла известность. И могли прийти деньги. Но они, по воспоминаниям Марии, решили иначе: «Пьер Кюри занял позицию самую бескорыстную и самую щедрую.
В согласии со мной он отказался извлекать материальные выгоды из нашего открытия.
Поэтому мы не взяли никакого патента и опубликовали, ничего не скрывая, все результаты наших исследований, равно как и способ извлечения радия…»
Это стало толчком для исследований в области радиоактивности. Учёные разных стран стали изучать препараты радия и продукты его распада. Последовали открытия. В 1899 молодой французский физик Андре Дебьерн открыл новый элемент актиний.
В январе 1900 года английский ученый А. Дорн описал газообразное радиоактивное вещество — новый элемент радон. Излучение двух видов — α и β — обнаружено в 1899 году Резерфордом. В мае 1900 года было открыто гамма-излучение.
Цепная реакция выдающихся открытий в ядерной физике началась и развивалась неудержимо.
Две Нобелевские премии и первая женщина — профессор Сорбонны
Радий довольно редок. За прошедшее с момента его открытия время — больше столетия — во всём мире удалось добыть только 1,5 килограмма чистого радия. В сентябре 1902 года супруги Кюри выделили одну десятую грамма хлорида радия из нескольких тонн минерала.
В 1903 году Мария Склодовская-Кюри защитила диссертацию в Сорбонне. На обсуждении её работу назвали величайшим вкладом, когда-либо внесенным в науку докторской диссертацией.
В том же году супругам Кюри и Анри Беккерелю вручили Нобелевскую премию по физике «за изучение явления радиоактивности». Так Мария Кюри стала первой женщиной, получившей Нобелевку. Но на церемонии вручения не было ни Марии, ни Пьера: они болели.
Свои недомогания супруги связывали с нарушением режима отдыха и питания.
- «Можно думать, что в преступных руках радий станет очень опасным, и здесь уместно задать вопрос, заинтересовано ли человечество в дальнейшем раскрытии секретов природы, достаточно ли оно созрело для того, чтобы с пользой применить полученные знания, не могут ли они повлиять отрицательно на будущее человечества?
- Пример открытий Нобеля знаменателен: мощные взрывчатые вещества позволили осуществить замечательные работы, но одновременно — в руках великих преступников — они представляют ужасное средство уничтожения, которое влечет народы к войне. Я отношусь к числу тех, кто вместе с Нобелем думает, что человечество извлечет из новых открытий больше блага, чем зла…»
- Из Нобелевской речи Пьера Кюри
Открытие супругов Кюри перевернуло физику. Ведущие ученые взялись за исследования радиоактивных элементов, что к сороковым годам приведет к созданию первой атомной бомбы и атомной электростанции. Пьер стал профессором физики Сорбонны, а Мария заняла пост главы лаборатории промышленной физики и химии.
Мария и Пьер Кюри, 1905 год
Но 19 апреля 1906 года Пьер поскользнулся, попал под экипаж и мгновенно погиб. Это был удар для Марии. Пьер был для неё не только мужем, отцом их детей, но и единомышленником, соратником. Факультетский совет Сорбонны назначил её на кафедру физики, которую прежде возглавлял её муж.
Когда через шесть месяцев Склодовская-Кюри прочитала первую лекцию, она стала первой женщиной — преподавателем Сорбонны
Детская игра из 1950-х увлекала школьников ставить опыты с настоящим ураном
Сегодня в описаниях детского образовательного набора «Gilbert U-238 Atomic Energy Lab» неизменно фигурирует формулировка «самый опасный в мире». За то, что он в прямом смысле подталкивал детей играть с радиоактивными материалами, делая первые шаги в карьере физика-ядерщика. То было время «атомного романтизма», когда практически не рассуждали о лучевой болезни, но грезили мирным атомом в каждом автомобиле, холодильнике и телефоне.
Разработку набора Gilbert U-238 Atomic Energy Lab курировали такие люди, как Лесли Р. Гровс (директор Манхэттенского проекта) и Джон Р. Даннинг (физик, который продемонстрировал деление атома урана). На дворе стоял 1950-ый – мир уже познал ужасную мощь атомной бомбы, но ученые не хотели продолжать делать оружие.
Они считали, что мощь атомной энергии должна быть направлена в мирное русло, для чего миру понадобятся тысячи ядерщиков – физиков, инженеров, биологов и т.д.
И подобные игровые наборы предназначались для того, чтобы познакомить детей с природой радиоактивности, заинтересовать их, подготовить к самой идее «атомного мира».
Набор Gilbert U-238 Atomic Energy Lab был очень сложен. Он содержал элементы урана-238, отдельные источники альфа, бета и гамма излучения, счетчик Гейгера, электроскоп, облачную камеру. Плюс спинтарископ – инструмент для наблюдения за распадами атомов.
Инструкция учила работать только в перчатках, не вынимать и не переносить радиоактивные материалы, чтобы опасная пыль не осела на других предметах. К набору прилагался комикс, каждая серия которого описывала новый эксперимент с радиоактивными веществами.
Опасность игрового набора была символической, меньше, чем от излучения солнца в жаркий день – уран-238 считается условно безвредным.
Увы, производители других научно-популярных игр были менее щепетильны, поэтому на волне недовольства в США приняли закон, запрещающий все потенциально опасные детские игрушки. Набор для радиоактивных опытов однозначно подходил под формулировку закона, поэтому вскоре его изъяли из продажи.
Но они и ранее покупались неохотно, из-за огромной по тем временам цены в $50 за экземпляр. Gilbert U-238 Atomic Energy Lab так и не стал бестселлером, но вошел в историю как научный курьез.
Жолио-Кюри Фредерик
Викентьев И.Л.
Youtube
Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: А – Л, М., «Прогресс», 1992 г., с. 452-453.
В юности Фредерик Жолио-Кюри учился в Высшей школе физики и прикладной химии у физика Поля Ланжевена.
- С 05 сентября 2021 года продолжаются online-лекции и консультации И.Л. Викентьева в 19:59 (мск) о творчестве, креативе и новым разработкам по ТРИЗ. По многочисленным просьбам иногородних Читателей портала VIKENT.RU, с осени-2014 еженедельно идёт Internet-трансляция бесплатных лекций И.Л. Викентьевао Творческих личностях / коллективах и современных методиках креатива. Параметры online-лекций:
1) В основе лекций — крупнейшая в Европе база данных по технологиям творчества, содержащая уже более 58 000 материалов;2) Данная база данных собиралась в течение 41 года и легла в основу портала VIKENT.RU;
3) Для пополнения базы данных портала VIKENT.RU, И.Л. Викентьев ежедневно прорабатывает 5-7 кг (килограммов) научных книг;
4) Примерно 30-40% времени online-лекций будут составлять ответы на вопросы, заданные Слушателями при регистрации; 5) Материал лекций НЕ содержит каких-либо мистических и/или религиозных подходов, попыток что-то продать Слушателям и т.п. ерунды.
6) С частью видеозаписей online-лекций можно ознакомиться на видеоканале VIKENT.RU на Youtube.
Регистрация на XII-й сезон
Видео-интервью И.Л. Викентьева о проекте VIKENT.RU с навигацией по тематическим разделам - 48-я конференция VIKENT.RU «Стратегии творчества» 48-я конференция VIKENT.RU «Стратегии творчества», пройдёт 02 мая 2021 года (воскресенье).
Более 100 видеозаписей Докладов прошлых конференций. - В 2018 году нами опубликована рукопись создателя ТРИЗ и ТРТЛ Г.С. Альтшуллера, написанная им в 1946 году: «Роль личности в истории с точки зрения химической кинетики и теории катализа».
- Продолжаются ежедневные публикации в основных группах VIKENT.RU в соц-сетях:
«Новости изучения креатива | творчества» «Творческие личности и коллективы»
Gilbert U-238 Atomic Energy Laboratory — Википедия
Gilbert U-238 Atomic Energy Lab («Лаборатория исследования атомной энергии с ураном-238»[1]) — игровой лабораторный набор, произведённый Альфредом Карлтоном Гилбертом, американским легкоатлетом, фокусником, изготовителем игрушек, предпринимателем и изобретателем хорошо известных наборов Erector Set и Chemistry set. Набор U-238 Energy Lab был представлен A.C. Gilbert Company в 1950 году. Его предназначением было предоставить детям возможность проводить и наблюдать химические реакции, используя радиоактивные материалы.
Набор включал в себя камеру Вильсона, позволяющую наблюдать альфа-частицы, летящие со скоростью 12 000 миль в секунду, спинтарископ, показывающий результаты радиоактивного распада на флуоресцентном экране и электроскоп, измеряющий радиоактивность образцов из набора. Эта игрушка является опасной из-за содержания радиоактивных материалов, однако Гильберт утверждал обратное[2].
В отличие от других химических наборов Гильберта, которые компания продавала, U-238 Energy Lab не приобрел популярность и продавался только в 1950 и 1951 годах.
Туманная камера Гильберта, в сборе
Описание
Набор первоначально стоил $49.50 и содержал следующее:[3][4]
- Счётчик Гейгера
- Электроскоп
- Спинтарископ
- Камеру Вильсона
- Источники слабой радиации:
- Четыре образца урановой руды
- Альфа-частицы (Pb-210 и Po-210)[5]
- Бета-частицы (Ru-106)[5]
- Гамма-излучение (возможно Zn-65)[5]
- Набор шаров для изготовления молекулярных моделей альфа-частиц
- Prospecting for Uranium (Изыскание Урана) — книга
- Gilbert Atomic Energy Manual — руководство пользователя
- Learn How Dagwood Split the Atom (Узнайте как Дагвуг разделил атом) — комикс
- Три батарейки типа C
- 1951 Gilbert Toys catalog — каталог игрушек Гильберта
Каталог описывал это так: «Производит вдохновляющие явления! Позволяет вам видеть пути электронов и альфа-частиц, пролетающих со скоростями более чем 10 000 миль в секунду! Электроны перемещаются на фантастических скоростях, производя тонкие, замысловатые траектории электрической конденсации, за которыми интересно наблюдать. Наблюдение за туманной камерой помогает человеку наблюдать за атомами!».
Примечания
- ↑ Опубликован рейтинг самых опасных игрушек в истории США (неопр.) (недоступная ссылка). NEWSru.com (19 декабря 2006). Дата обращения: 15 августа 2010. Архивировано 16 января 2009 года.
- ↑ Gilbert, A.C. (1954) The Man Who Lives in Paradise (страницы 333—334)
- ↑ American Memorabilia (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 27 сентября 2016. Архивировано 3 сентября 2007 года.
Атомный могильник: как хранят радиоактивные отходы
Однако и без ОЯТ объемы радиоактивных отходов будут составлять тысячи тонн в год. Ведь санитарные правила требуют относить сюда все, что излучает выше определенного уровня или содержит больше положенного количества радионуклидов. В эту группу попадает почти любой предмет, который достаточно долго контактировал с ионизирующим излучением.
Детали кранов и машин, работавших с рудой и топливом, воздушные и водные фильтры, провода и оборудование, пустая тара и просто спецодежда, отслужившая свой срок и больше не имеющая ценности. МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии) разделяет радиоактивные отходы (РАО) на жидкие и твердые, нескольких категорий, начиная от очень низкоактивных и заканчивая высокоактивными.
И для каждой приняты свои требования к обращению.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Холодно: переработка
Самые большие экологические ошибки, связанные с атомной промышленностью, были сделаны в первые годы существования отрасли.
Еще не представляя всех последствий, сверхдержавы середины ХХ века спешили опередить конкурентов, полнее овладеть силой атома и обращению с отходами не уделяли особого внимания.
Однако результаты такой политики стали очевидны довольно скоро, и уже в 1957 году в СССР приняли постановление «О мероприятиях по обеспечению безопасности при работах с радиоактивными веществами», а год спустя открылись первые предприятия по их переработке и хранению.
Часть из предприятий действует до сих пор, уже в структурах Росатома, и одно сохраняет свое старое «серийное» название – «Радон». Полтора десятка предприятий передано в управление специализированной компании РосРАО.
Вместе с ПО «Маяк», Горно-химическим комбинатом и другими предприятиями Росатома они лицензированы для обращения с радиоактивными отходами разных категорий.
Впрочем, к их услугам прибегают не только атомщики: радиоактивные вещества применяются для самых разных задач, от лечения рака и биохимических исследований до производства радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РИТЭГов). И все они, отработав свое, превращаются в отходы.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Большинство из них низкоактивны – и конечно, со временем, по мере распада короткоживущих изотопов становятся безопаснее. Такие отходы обычно отправляются на подготовленные полигоны для хранения на протяжении десятков или сотен лет.
Предварительно их перерабатывают: то, что может гореть, сжигают в печах, очищая дым сложной системой фильтров. Золу, порошки и другие рыхлые компоненты цементируют или заливают расплавленным боросиликатным стеклом.
Жидкие отходы умеренных объемов фильтруют и концентрируют упариванием, извлекая из них радионуклиды сорбентами. Твердые сминают в прессах. Все помещают в 100- или 200-литровые бочки и снова прессуют, помещают в контейнеры и еще раз цементируют.
«Здесь все очень строго, – рассказал нам заместитель генерального директора РусРАО Сергей Николаевич Брыкин. – В обращении с РАО запрещено все, что не разрешено лицензиями».
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Для перевозки и хранения РАО используются специальные контейнеры: в зависимости от активности и вида излучения они могут быть железобетонные, стальные, свинцовые или даже из обогащенного бором полиэтилена.
Обработку и упаковку стараются производить на месте с помощью мобильных комплексов, чтобы снизить трудности и риски транспортировки, частично с помощью роботизированной техники. Маршруты перевозки заранее продумывают и согласовывают.
Каждый контейнер имеет собственный идентификатор, и судьба их прослеживается до самого конца.
Центр кондиционирования и хранения РАО в губе Андреева на берегу Баренцева моря работает на месте бывшей технической базы Северного флота.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Теплее: хранение
РИТЭГи, о которых мы вспоминали выше, сегодня на Земле почти не применяются. Некогда они обеспечивали питанием автоматические пункты мониторинга и навигации в далеких и труднодоступных точках.
Однако многочисленные инциденты с утечками радиоактивных изотопов в окружающую среду и банальным воровством цветмета заставили отказаться от их использования где-либо помимо космических аппаратов.
В СССР успели произвести и собрать больше тысячи РИТЭГов, которые демонтированы и продолжают утилизироваться.
Еще большую проблему представляет наследие холодной войны: за десятилетия одних только атомных подлодок было построено почти 270, а сегодня в строю остается менее полусотни, остальные утилизированы или ожидают этой сложной и дорогой процедуры. При этом выгружают отработавшее топливо, а реакторный отсек и два соседних вырезают.
С них демонтируют оборудование, дополнительно герметизируют и оставляют храниться на плаву. Так делалось годами, и к началу 2000-х в российском Заполярье и на Дальнем Востоке ржавело около 180 радиоактивных «поплавков».
Проблема стояла так остро, что обсуждалась на встрече лидеров стран «Большой восьмерки», которые договорились о международном сотрудничестве в уборке побережья.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
«Итарус»
Док-понтон для выполнения операций с блоками реакторных отсеков (85 х 31,2 х 29 м). Грузоподъемность: 3500 т; осадка при буксировке: 7,7 м; скорость при буксировке: до 6 узлов (11 км/ч); срок службы: не менее 50 лет. Строитель: Fincantieri. Оператор: Росатом. Место: Сайда Губа в Кольском заливе, рассчитанная на хранение 120 реакторных отсеков.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Сегодня блоки поднимают из воды и очищают, реакторные отсеки вырезают, на них наносят антикоррозийное покрытие. Обработанные упаковки устанавливаются для длительного безопасного хранения на подготовленных бетонированных площадках.
На недавно заработавшем комплексе в Сайда Губе в Мурманской области для этого даже снесли сопку, скальное основание которой дало надежную опору для хранилища, рассчитанного на 120 отсеков.
Выстроенные в ряд, густо покрашенные реакторы напоминают аккуратную заводскую площадку или склад промышленного оборудования, за которым следит внимательный хозяин.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Такой результат ликвидации опасных радиационных объектов на языке атомщиков называется «коричневой лужайкой» и считается совершенно безопасным, хотя и не очень эстетичным на вид.
Идеальная же цель их манипуляций – «зеленая лужайка», наподобие той, которая раскинулась над уже знакомым нам французским хранилищем CSA (Centre de stockage de l'Aube).
Водонепроницаемое покрытие и толстый слой специально подобранного дерна превращают крышу заглубленного бункера в поляну, на которой так и хочется прилечь, тем более что это разрешено. Только самым опасным РАО уготована не «лужайка», а мрачная тьма окончательного захоронения.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Горячо: захоронение
Высокоактивные РАО, в том числе отходы переработки ОЯТ, нуждаются в надежной изоляции на десятки и сотни тысяч лет.
Отправка отходов в космос слишком дорога, опасна авариями при старте, захоронения в океане или в разломах земной коры чреваты непредсказуемыми последствиями.
Первые годы или десятилетия их еще можно выдерживать в бассейнах «мокрых» наземных хранилищ, но затем с ними придется что-то делать. Например, перенести в более безопасное и долговременное сухое – и гарантировать его надежность на сотни и тысячи лет.
«Основная проблема сухих хранилищ – это теплообмен, – объясняет Сергей Брыкин. – Если нет водной среды, высокоактивные отходы нагреваются, что требует специальных инженерных решений».
В России такое централизованное наземное хранилище с продуманной системой пассивного воздушного охлаждения работает на Горно-химическом комбинате под Красноярском. Но и это лишь полумера: по-настоящему надежный могильник должен быть подземным.
Тогда защиту ему обеспечат не только инженерные системы, но и геологические условия, сотни метров неподвижной и желательно водонепроницаемой скальной или глинистой породы.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Такое подземное сухое хранилище с 2015 года используется и параллельно продолжает строиться в Финляндии. В Онкало высокоактивные РАО и ОЯТ будут заперты в гранитной скале на глубине порядка 440 м, в медных пеналах, дополнительно изолированных бентонитовой глиной, и сроком не менее 100 тыс. лет.
В 2017-м шведские энергетики из SKB объявили о том, что возьмут на вооружение этот метод и возведут собственное «вечное» хранилище под Форсмарком. В США продолжаются дебаты вокруг строительства в пустыне Невады репозитория Юкка-Маунтин, которое уйдет на сотни метров в вулканический горный хребет.
Всеобщее увлечение подземными хранилищами можно рассмотреть и с другой стороны: такое надежное и защищенное захоронение может стать хорошим бизнесом.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
«Черный квадрат XVII»
Тарин Саймон, 2015–3015 годы. Стекло, радиоактивные отходы. Остекловывание радиоактивных отходов запечатывает их внутри твердого инертного вещества на тысячелетия.
Американская художница Тарин Саймон использовала эту технологию в работе, посвященной столетию «Черного квадрата» Малевича.
Черный стеклянный куб с остеклованными РАО был создан в 2015 году для московского музея «Гараж» и с тех пор хранится на территории завода «Радон» в Сергиевом Посаде. В музей он попадет примерно через тысячу лет, когда станет окончательно безопасен для публики.
От Сибири до Австралии
Во-первых, в будущем технологии могут потребовать новых редких изотопов, которых немало в ОЯТ. Могут появиться и методы их безопасного дешевого извлечения. Во-вторых, за захоронение высокоактивных отходов многие страны готовы платить уже сейчас.
России же вовсе некуда деваться: высокоразвитой атомной отрасли необходим современный «вечный» могильник для таких опасных РАО. Поэтому в середине 2020-х недалеко от Горно-химического комбината должна заработать подземная научно-исследовательская лаборатория.
В гнейсовую, плохо проницаемую для радионуклидов породу уйдут три вертикальные шахты, и на глубине 500 м будет оборудована лаборатория, куда поместят пеналы с электронагревающимися имитаторами упаковок РАО.
В будущем спрессованные средне- и высокоактивные отходы, помещенные в специальные упаковки и стальные пеналы, будут укладываться в контейнеры и цементироваться смесью на основе бентонита.
Пока же здесь запланировано порядка полутора сотен экспериментов, и лишь после 15–20 лет испытаний и обоснования безопасности лабораторию преобразуют в многолетнее сухое хранилище РАО первого и второго классов – в малонаселенной части Сибири.
Населенность страны – важный аспект всех таких проектов. Люди редко приветствуют создание захоронений РАО в нескольких километрах от собственного дома, и в густонаселенной Европе или Азии непросто найти место для стройки. Поэтому ими активно стараются заинтересовать такие малонаселенные страны, как Россия или Финляндия.
С недавних пор к ним присоединилась и Австралия с ее богатыми урановыми рудниками. По словам Сергея Брыкина, страна выдвинула предложение по возведению на ее территории международного могильника под эгидой МАГАТЭ. Власти рассчитывают, что это принесет дополнительные деньги и новые технологии.
Но тогда России стать всемирной радиоактивной свалкой точно не грозит.
Загрузка...
