Трансурановых элементов

152. Кабельный транспортер ТКБ-5 с барабаном кабеля в транспортном положении

Наибольшая глубина копания, м Наибольший радиус копания, м Наибольшая высота выгрузки, м Габаритные размеры в транспортном положении, мм: длина ширина высота Масса, т 4 5,4 3 7 650 2400 3 800 7,25 4,15 5,4 3,2 8000 2 500 3 800 7,4 4,15 5,3 2,5 8 570 2 250 3 800 ! 8,2 4,15 5,3 3,5 7 000 2 500 3 800 ____1 6,1 4,7 7,98 5,63 8 350 2 500 3 180 12,4

Наибольшая глубина копания, м Наибольший радиус копания, м Наибольшая высота выгрузки, м Габаритные размеры в транспортном положении, мм: длина ширина высота 4,88 7,92 5,72 8 200 2 500 3 165 5,8 8,85 6,2 9 420 2 620 3 400 3,8 7,2 6,1 8 310 2 500 4000 4 6,8 4,4 7 860 2 500 3 830 5 8,2 5,42 8 200 2 750 2 950 5,65 9,4 5,1 5 570 3000 3 290 6,5 8,85 5,2 9 900 2 900 3 450

Глубина бурения, мм Диаметр бурения, мм Грузоподъемность, т Базовая машина Максимальная высота подъема крюка, м Габаритные размеры в транспортном положении, мм: длина ширина высота Масса, т 2 000 360; 500; 630; 800 1,25 мтз-82.1 6,5 6 020 2 012 3 400 5,8 5 000 360; 500; 630; 800 2,00 Урал-43206 8 8 800 2 500 3 700 11,0 3000 360; 500; 630; 800 1,25 ДТ-75 7,2 7 600 2 520 3 300 9,2 3 000 360; 500; 630; 800 1,25 ГАЗ-3308 6,3 7 000 2 340 3 500 5,9 зооо 360; 500; 630; 800 1,25 тдт-55А 6,6 6 400 2 400 2 800 10,1

в транспортном положении:

Габаритные размеры в транспортном положении, мм:

Габаритные размеры крана в транспортном положении, мм:

с грузом в транспортном положении:

Напряжение, кВ Расстояние от людей и применяемых ими инструментов и приспособлений до временных ограждений, м Расстояние от механизмов и грузоподъемных машин в рабочем и транспортном положении, стропов, грузозахватных приспособлений и грузов, м

При проезде под линией электропередачи рабочие органы машины и стрела крана должны находиться в транспортном положении. Передвижение машин вне дорог под проводами электропередачи следует производить в месте наименьшего провисания проводов, т. е. ближе к опоре.

Подъемные и выдвижные части механизмов и грузоподъемных машин должны находиться в транспортном положении при проезде по территории ОРУ и под ВЛ.

депо синтезирование около тысячи ядер изотопа 102-го элемента с массовым числом 256 и с периодом полураспада 8 сек, позволившее исправить ошибки, допущенные в предшествовавших исследованиях учеными других стран, а годом позднее был синтезирован уже упоминавшийся 104-й элемент с массовым числом 260 и периодом полураспада 0,3 сек — первый из трансурановых элементов, выходящий за пределы группы актиноидов *.

* За синтезирование и исследование свойств трансурановых элементов члену-корреспонденту АН СССР Г. Н. Флёрову, В. А. Друину, С. М. Поливанову и чехословацкому ученому Иво Звара присуждена Ленинская премия 1967 г.

Предполагается, как это видно из 7.19, что ядерный топливный цикл должен быть замкнутым. В действительности он еще не является замкнутым. Отсутствует завершающая стадия топливного цикла —процесс переработки, при котором неиспользованный 235U и полученный в реакторе 239Ри разделяются, превращаются в форму, пригодную для изго-• товления топлива и возврата в топливный цикл. Существует множество причин, из-за которых отсутствует- это звено в ядерном топливном цикле (некоторые попытки по его созданию уже были предприняты). Для того, чтобы до конца представить сложившуюся ситуацию, вспомним, что реактор мощностью 1 ГВт(эл.), работая с полной нагрузкой, ежедневно потребляет 3 кг 235U. Это значит, что производится также около 3 кг побочных радиоактивных продуктов, а также значительное количество трансурановых элементов. В табл. 7.7 приведены сведения, дающие представление

В 1964 году в Женеве состоялась III международная конференция ООН по мирному использованию атомной энергии. На этой конференции особый интерес привлекли доклады, представленные советскими учеными. Они рассказали и об опыте эксплуатации первого в мире атомного ледокола «Ленин», и о первом в мире опытном реакторе, работающем на промежуточных нейтронах при водяном замедлителе, и о реакторе, предназначенном для получения трансурановых элементов. Но наибольший интерес вызвало сообщение об установке, в которой атомная энергия непосредственно превращается в электрическую.

На 30 схематически изображен один из быстрых реакторов. В первых из них в качестве ядерного топлива применялся природный уран, сильно обогащенный ура-ном-235. Однако для этих же целей можно с успехом использовать плутоний, который образуется из урана-238 по схеме, напоминающей одну из цепей бета-распада, описанных ранее (см. стр. 56). Правда, в данном случае мы имеем дело с трансурановым элементом, атомное число которого (см. сноску 7 на стр. 23) превышает атомное число урана (92) и как все подобные элементы практически не встречается в природе. Более подробным обсуждением свойств трансурановых элементов мы займемся в девятой главе, здесь же рассмотрим лишь два из них —

В современных реакторах можно искусственно получить не только новые изотопы хорошо известных природных элементов, но и элементов, совершенно не встречающихся в природе. Если все встречающиеся в природе химические элементы расставить по их атомным номерам — от Z = 1 (водород) до Z = 92 (уран), то в этой шеренге не будет хватать только двух элементов— Z = 43 (технеций) и Z = 61 (прометий). Эти элементы, так же как и трансурановые (с атомными номерами Z > 92), совершенно не имеют устойчивых изотопов, и, следовательно, если они даже и существовали когда-то на Земле, то давно уже превратились в другие элементы вследствие своего распада. К настоящему времени было получено несколько искусственных изотопов технеция, прометия (с периодами полураспада от нескольких секунд до 10 лет) и трансурановых элементов, включая нашего старого знакомого — плутония (Z = 94).

?4 В последнее время два из трансурановых элементов — нептуний и • плутонии — в очень незначительных количествах найдены в природных соединениях.

синтеза ядер. Впервые попытку синтезировать трансурановые элементы предпринял Ферми со своими сотрудникам в 1934 году в Риме. Они предположили, что ядро урана-238, имея 92 протона и 146 нейтронов, перегружено последними, и при поглощении еще одного нейтрона (с образованием ядра урана-239) должно произойти превращение по крайней мере одного из нейтронов ядра в протон с испусканием бета-частицы. Это привело бы к образованию нового химического элемента, ядро которого имеет 93 протона и 146 нейтронов. Как мы теперь знаем, подобный процесс действительно должен приводить к образованию нептуния-239, ядро которого с периодом полураспада 2,3 суток превращается в ядро нового элемента — плутония-239. Именно эта цепочка бета-распада применяется в настоящее время при производстве плутониевого топлива (см. стр. 87). К сожалению, в эксперименте 1934 года использовался не чистый уран-238, а природный уран, и при бомбар-. дировке нейтронами последнего происходит, в частности, и деление ядер урана-235. Таким образом, предприняв попытку синтезировать нептуний путем бомбардировки природного урана медленными нейтронами, Ферми, сам того не подозревая, впервые осуществил расщепление атомного ядра! Конечно, в данном эксперименте должно было образоваться некоторое количество нептуния-239, и на самом деле предварительный химический анализ якобы показывал, что в результате этого эксперимента образовался нептуний, но также... и еще несколько «трансурановых» элементов. Последние были не чем иным, как ядрами-осколками расщепленного ядра урана-235, образующимися в огромном количестве (до 60 ядер различных элементов) в процессе ядерного деления. Этого не мог подозревать Ферми, а также ряд других ученых, пытавшихся повторить римский эксперимент75. Лишь в 1940 году в США окончательно было

Одно время в среднем один раз в два года физиками синтезировался новый трансурановый химический элемент. В основном эта работа проводилась американскими учеными, но в последние полтора десятилетия больших успехов добились в СССР76. После синтезирования в 1964 году курчатовия (Z = 104) в Дубне были синтезированы в 1970 году нильсборий (Z — 105), а в 1974 году — элемент с атомным номером 106. Очевидно, что получение новых трансурановых элементов заметно замедляется. Это связано с тем, что уже ядра природных радиоактивных элементов являются весьма неустойчивыми. Следовательно, не удивительно, что трансурановые элементы обладают еще большей неустойчивостью и их все труднее и труднее получать в заметных количествах. Хотя нептуний-239 и плутоний-239 производят в современных ядерных реакторах тоннами, многие другие трансурановые элементы имеются лишь в незначительных количествах, а некоторые были синтезированы лишь в единичных случаях. Конечно, производство трансурановых элементов зависит в некоторой степени от спроса на них: как уже говорилось выше, потенциальные свойства калифорния-252 могут со временем привести к его массовому производству для нужд медицины. Но продолжающиеся попытки синтеза новых трансурановых элементов не только вызваны поисками новых «полезных» веществ. Существует интригующая возможность «добраться» в этих поисках до «острова устойчивости» — синтезировать сверхтяжелые элементы, содержащие «магическое» количество протонов или нейтронов в атомном ядре. Как мы знаем, ядра, содержащие нейтроны или протоны в количествах 2, 8, 20, 50, 82 и 126, исключительно устойчивы (см. стр. 41). Современная теория атомного ядра предсказывает наличие и больших «магических чисел», а в этом случае мы попадаем в область трансурановых элементов. В частности, такими устойчивыми ядрами, чей период полураспада оценивается примерно в 1 миллион лет, явля-

Таблица 7 Наиболее устойчивые изотопы трансурановых элементов

ются ядра трансурановых элементов с Z= 110 и 114. Вполне возможно, что следы этих устойчивых элементов существуют и в земной коре. В настоящее время их интенсивные поиски ведут советские и американские ученые, и я считаю, что в самые ближайшие годы эти элементы будут либо синтезированы в лаборатории, либо обнаружены в природных рудах. Изучение природных руд уже привело к обнаружению мельчайших вкраплений нептуния и плутония (период полураспада плутония-244 составляет около 70 миллионов лет). Возможно, в природе будут найдены устойчивые изотопы и других трансурановых элементов. К сегодняшнему дню идентифицировано уже более 100 изотопов трансурановых элементов, включая по крайней мере 14 изотопов плутония и 12 изотопов нептуния. В табл. 7 приведен список наиболее устойчивых изотопов каждого из трансурановых элементов, включая курчатовий (Z =. = 104).