BOMBA CU NEUTRONI

BOMBA CU NEUTRONI
(„arme cu radiatii intensificate”)

In cazul acestor bombe, dispozitivele explozive nucleare sunt proectate astfel incat o cantitate cat mai mare din energia eliberata prin reactiile nucleare sa fie degajata sub forma de radiatii penetrante (neutoni, gama ).O bomba cu neutroni nu este altceva dechit o forma modificta a bombei termonucleare (bomba fisiune-fuziune). Intr-o asemenea arma se utilizeaza energia degajata prin detonarea unei incarcaturi de material fisionabil (uraniu -235 sau plutoniu -239), adica o bomba atomica , pentru declansarea unei reactii explozive de fuziune intr-un amestec fuzionabil (izotopi grei ai hidrogenlui, deuteriului si tritiu , sau compus al deuteriului cu litiul -6).Neutronii produsi prin reactiile de fuziune interactioneaza cu un multiplicator de neutroni, cum ar fi un invelisi din fier sau beriliu.
Bombele cu neutroni determina efecte nimicitoare asupra fiintelor vii. Aceste efecte se datoreaza ciocnirilor neutronilor cnergetici cu protonii (nucleele atomilor cu hidrogen)din tesuturi. Au loc procese de ionizare ce rup cromozomii, produc umflarea celulelor, maresc permeabilitatea membranelor celulare si in final, distrug celule de ori ce fel.

URANIUL

Uraniul in natura
Uraniul si-a manifestat prezenta in unele minereuri mult inainte de a se cunoaste epocala sa destinatie. In secolul al XVI-lea la expluatarea zacamantului de argint de la Jachymov a fost depozitat un steril de culoare neagra, care stralucea noaptea intr-o lumina albastra-verzuie, provocand admiratia sau frica superstitioasa a oamenilor.Mineri se inbolnaveau frecvent de o boala grea, incurabila si necunoscuta pana atunci, care se stie astazi ca este boala actinica.
Uraniul este un element destul de raspindit in natura(mai raspandit decat aurul, argintul si platina), gasindu-se in numeroase roci, in apa marilor si oceanelor si chiar in organismele vii. Este adevarat ca uraniul este un element destul de dispersat, dar, cu toate acestea, se gasesc acumulari sub forma de mineralizati unde concentratia uraniului atinge valori destul de mari, chiar zeci de procemte. Valoarea medie a concentratiei uraniului in zacaminte aflate astazi in expluatare nu depaseste insa 1-2 zecimi de procente.
Rezervele de uraniu pe tot globul, calculate pe baza continutului mediu de 4 x 10-4 %, reprezinta 1,3 x 1014 tone, adica de 800 ori mai mari decit rezervele de aur si de 40 de ori decit cele de argint in scoarta pamintului. Uraniul este, de asemenea, mult mai raspindit decit mercurul, bismutul si cadmiul, utilizate in mod curent in tehnica.
Este evident ca cele 1,3 x 1014 t de uraniu aflate in scoarta pamintului nu pot fi extrase si valorificate in scopuri nucleare deci nu reprezinta rezervele reale. Rezervele considerate astazi valorificabile industrial sunt de 2-3 x 106 t, deci de cca o suta de milioane de ori mai mici. Datorita perfectioarii rapide a tehnologiilor de prelucrare a minereurilor, notiunea de rezerve valorificabile este foarte instabila nu numai in privinta materiilor prime uranifere, ci si in cazul multor altor substante minerale utile.
Astfel, in prezent, prin aplicarea procedeelor tehnologice la scara industriala se considera rationala prelucrarea unor minereuri de uraniu cu un continut de peste 0,1%. In multe tari se studiaza sustinut posibilitatile de valorificare a uraniului din substantele minerale cu un continut foarte redus de uraniu.
Este la ordinea zilei valorificarea uraniului din apa de mare, unde concentratia sa este de cca 4 x 106 g/l . In aceasta directie, in special in Japonia, s-au obtinut rezultate remarcabile chiar la scara semiindustriala. Astfel, rezervele valorificabile reale de uraniu pe pamint inca nu se cunosc astazi, insa se pot aprecia ca fiind mult mai mari decit rezervele oficial declarate.

Cele aproape 200 de minerale uranifere, care s-au format in urma unor procese geo-chimice, pot fi impartite dupa compozitia lor,in trei grupe:
-oxizi
-combinatii hidratate
-silicatii
Cele mai importante minerale primare ale uraniului sunt oxizii simpli -uraniu si pechblenda--din care se obtine majoritatea uraniului extras in lume.
Uraninitul este oxidul uraniului tretavalent avind formula UO2. Continutul de oxigen in acest mineral este variat (in general mai mare decit cel care corespunde stoechiometric formulei chimice ).Odata cu cresterea proportiei de oxigen in uraninit, acesta isi schimba culoarea; din negru devine cenusiu, duritatea si densitatea scad in schimb ii creste solubilitatea.
In afara de uraniu, uraninitul contine si alte elemente dintre care cele mai importante sunt elemente din grupa pamanturilor rare si toriul. Prezenta acestora confera uraninitului unele caracteristici tehnologice nefavorabile dat fiind faptul ca paminturile rare sunt impuritati daunatoare din punct de vedere nuclear.
Celalalt mineral al uraniului pechblenda, are formula chimica U3O8 si este un amestec de oxizi de uraniu tetravalent si hexavalent. Si aici, continutul de oxigen este variabil si aproape niciodata nu corespunde formulei chimice U3O8 . Ca si in cazul uraninitului marimea proportiei de oxigen conduce la cresterea solubilitati pechblendei .
Compozitia chimica a minereului de pechblenda, are formula chimica U3O8 si este un amestec de oxizi de uraniu tetravalent si hexavalent. Si aici, continutul de oxigen este variabil si aproape niciodata nu corespunde formulei chimice de U3O8.
Compozitia chimica a mineralului de pechblenda intalnit in scoarta terestra este foarte complexa deosebindu-se de uraninit prin faptul ca nu contine nici elemente din grupa paminturilor rare, nici toriu insa frecvent contine plumb,fier, cupru, calciu, nichel, cobalt.
Din grupa oxizilor naturali ai uraniului mai fac parte, in afara de uraninit si pechblenda, asa-numitii oxizi negri de uraniu. Acestia sunt oxizi naturali superiori, cu compozitie chimica variabila. Continutul lor in oxigen este, in general, mai ridicat decit al pechblendei, pe care o insotesc in zacaminte, ei fiind insa localizati in zonele scoartei pamintului mai aproape de suprafata. Ca aspect, se prezinta sub forma unei pulberi fine si amorfe, de culoare neagra, avind o duritate mica si o densitate redusa.
Prelucrarea tehnologica a mineralelor de uraniu devine cu atit mai avantajoasa cu cit continutul lor de oxigen creste, datorita cresterii solubilitatii lor in reactivii chimici.
Din mineralele primare ale uraniului - uraninit si pechblenda - s-au format, in urma unor procese geo-chimice care au avut loc in special la suprafata zacamintelor, minerale secundare. Initial, uraniul din uraninit si plechbenda s-au oxidat, sub influenta oxigenului si a apei, pina la forma hexavalenta. In prezenta apei s-au format diversi hidroxizi ai uraniului, care au reactionat cu oxizii altor metale ce se gaseau in aceeas zona. Din acest motiv, mineralele secundare se intilnesc in zona superficiala a tuturor zacamintelor de pechblenda si uraninit. Ele au, in general, o importanta economica mai redusa.
Dintre mineralele secundare ale uraniului se exploateaza pe scara industriala carnotita( uranovanadatul de potasiu) si minerale uranifere complexe, in care uraniul se gaseste asociat cu titanul, tantanul si niobiul.
Uraniul se gaseste si in alte minerale secundare sub forma de impuritate izomorfa, de asemenea in diferite substante minerale de origine organica a caror prelucrare nu s-a realizat in scara industriala pana in prezent, insa, in viitorul apropiat, valorificarea lor devine necesara.

Prinipalele propietati ale uraniului

Uraniul a fost descoperit in timpul revolutiei franceze, adica in 1789, de chimistul german Martin Heinrick Klaproth, insa meritul separari sale sub forma de metal pur ii apartine chimistului francez E. Peligot.
Uraniul ocupa locul 92 din sistemul periodic al elementelor, avand cea mai mare greutate atomica dintre elementele naturale.
Uraniul metalic, in sectiune proaspata, are o culoare alb-argintie, care se intuneca sub actiunea oxidanta a aerului.acest metal are greutatea specifica 19,05 g/cm3(fiind unul dintre cele mai dense metale) si temperatura de topire de 1133oC. Este important de mentionat ca uraniul metalic pur, pana la temperatura de 662oC,se afla cristalizat in sistemul cristalic rombic. Deasupra acestei temperaturi, isi schimba structura cristalina cu marirea volumului specific. Acest fenomen reprezinta un dezavantaj esential in utilizarea uraniului metalic in reactoarele nucleare,limitand temperatura de functionare a acestora.
Propietatile chimice ale uraniului sunt determinate de configuratia straturilor electronice de valenta. Astfel, uraniul se poate regasi in diferite combinatii chimice cu valente pozitive de 2, 3, 4, 5 si 6. Stabilitatea maxima o au insa combinatiile hexavalente, in care sunt folositi toti electronii de valenta (substraturile 5f3, 6d1 si 7s2).
Din punct de vedere termodinamic, cele mai stabile combinatii chimice ale uraniului sunt oxizii lui. Tocmai din aceasta cauza uraniul se gaseste in natura sub forma de oxizi.