Сирек металдардың өндірісі және радиоактивті элементтердің ажыратылуы
Synthesis of precious metals
Сирек металдар: рутений, родий ядролық реакторларда өндіріледі. Радиоактивті изотоптарды ұзақ сақтаудан кейін бөлуге болады. Қауіпсіздік тексеру қажет.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сирек, жылтыр, жоғары өткізгіштігі бар элементтерді өндіру. Осы элементтерді синтездеу үшін ядролық реакторлар немесе бөлшектер үдеткіштері қолданылады.
Production of rare lustrous high conductivity elements
The synthesis of precious metals involves the use of either nuclear reactors or particle accelerators to produce these elements.
Құнды металдар, бөліну өнімдері ретінде пайда болады
Рутень мен родий – уранның ядролық бөлінуінен түзілген бөліну өнімдерінің шағын бөлігі ретінде алынатын құнды металдар. Ядролық бөліну кезінде түзілген осы элементтердің радиоизотоптарының ең ұзақ жартылай ыдырау периоды рутений үшін 373,59 күн, ал родий үшін 45 күнді құрайды. Бұл, бірнеше жыл сақтағаннан кейін пайдаланылған ядролық отыннан радиоактивті емес изотопты бөліп алуға мүмкіндік береді, алайда қолдану алдында алынған затта басқа элементтердің аз мөлшерінен туындаған радиоактивтілік тексерілуі тиіс.
Ruthenium and rhodium are precious metals produced as a small percentage of the fission products from the nuclear fission of uranium. The longest half lives of the radioisotopes of these elements generated by nuclear fission are 373.59 days for ruthenium and 45 days for rhodium. This makes the extraction of the non radioactive isotope from spent nuclear fuel possible after a few years of storage, although the extract must be checked for radioactivity from trace quantities of other elements before use.
Рутень
235U-дың әр килограммының бөліну өнімдерінде бір тәуліктен артық жартылай өмір сүретін 63,44 грамм рутений изотоптары болады. Типик пайдаланылған ядролық отынның құрамында шамамен 3% бөліну өнімдері болғандықтан, бір тонна пайдаланылған отында 1,9 кг рутений болады. 103Ru және 106Ru бөлінген рутенийді өте радиоактивті етеді. Егер бөліну бір сәтте жүрсе, содан кейін пайда болған рутений 103Ru үшін 109 TBq g−1 және 106Ru үшін 1,52 TBq g−1 белсенділікке ие болады. 103Ru-дың жартылай ыдырау мерзімі шамамен 39 күн, яғни 390 күн ішінде ол родийдің жалғыз тұрақты изотопы – 103Rh-қа ыдырайды, бұл кез келген қайта өңдеуден бұрын болады. 106Ru-дың жартылай ыдырау мерзімі шамамен 373 күн, яғни отынды қайта өңдеуге жібермес бұрын 5 жыл салқындатса, бастапқы санының шамамен 3% ғана қалады; қалғаны ыдырайды. ), бірақ родийді басқа металдардан бөлуге кеткен шығындарды ескеру қажет, алайда соңғы кездегі жоғары бағалар осы мүмкіндікті қарастыруға жағдай жасайды. 1924 жылы неміс ғалымы Адольф Мите осыған ұқсас нәтижеге қол жеткізгенін хабарлады, бірақ әлемдегі бірнеше қайталап жасау әрекеттерінен кейін бұл тәжірибелік қателік деп танылды. 1980 жылы Гленн Сиборг Лоуренс Беркли зертханасында бірнеше мың бисмут атомын алтынға айналдырды. Оның тәжірибелік әдісі бисмут атомдарынан протон мен нейтронды алып тастауға мүмкіндік берді. Сиборгтың әдісі алтынды үлкен көлемде өндіру үшін тым қымбат болды, бірақ оның жұмысы мифтік философ тасының кейбір аспектілерін имитациялауға ең жақын нәтиже.
Each kilogram of the fission products of 235U will contain 63.44 grams of ruthenium isotopes with halflives longer than a day. Since a typical used nuclear fuel contains about 3% fission products, one ton of used fuel will contain about 1.9 kg of ruthenium. The 103Ru and 106Ru will render the fission ruthenium very radioactive. If the fission occurs in an instant then the ruthenium thus formed will have an activity due to 103Ru of 109 TBq g−1 and 106Ru of 1.52 TBq g−1. 103Ru has a half life of about 39 days meaning that within 390 days it will have effectively decayed to the only stable isotope of rhodium, 103Rh, well before any reprocessing is likely to occur. 106Ru has a half life of about 373 days, meaning that if the fuel is left to cool for 5 years before reprocessing only about 3% of the original quantity will remain; the rest will have decayed. ), but the cost of the separation of the rhodium from the other metals needs to be considered, although recent high prices may create opportunity for consideration. In 1924, a German scientist, Adolf Miethe, reported achieving the same feat, but after various replication attempts around the world, it was deemed an experimental error. In 1980, Glenn Seaborg transmuted several thousand atoms of bismuth into gold at the Lawrence Berkeley Laboratory. His experimental technique was able to remove protons and neutrons from the bismuth atoms. Seaborg's technique was far too expensive to enable the routine manufacture of gold but his work is the closest yet to emulating an aspect of the mythical Philosopher's stone.