Бериллий и альфа-частицы

[burbulis]

Добрый день!

Я тут задумался. А что произойдет, если какой-нибудь природный источник альфа-излучения, (например ториевый песок или кусок гранита) обмотать бериллиевой фольгой? По идее, бериллий, облучаемый альфой, должен испускать поток нейтронов. Получится ли сгенерировать поток нейтронов таким вот простым способом? Или у природных источников недостаточная мощность альфа-излучения?

[Максим0]

Проку не будет, размоли в пыль вытащи радий (хоть 226, хоть 228) и осади с сульфатом стронция (барий позволяет извлечь полнее, но удалить сам барий крайне тяжело) в концентрированном виде. Далее перевод в бромиды и дробная кристаллизация. Без балласта проку гораздо больше.

[burbulis]

В 06.06.2024 в 12:12, Максим0 сказал:

Проку не будет, размоли в пыль вытащи радий (хоть 226, хоть 228) и осади с сульфатом стронция (барий позволяет извлечь полнее, но удалить сам барий крайне тяжело) в концентрированном виде. Далее перевод в бромиды и дробная кристаллизация. Без балласта проку гораздо больше.

То есть монацитовый песок с бериллиевой фольгой просто так нейтронов не даст?

[Максим0]

В 06.06.2024 в 14:23, burbulis сказал:

То есть монацитовый песок с бериллиевой фольгой просто так нейтронов не даст?

Гейгером столь низкоинтенсивную нейтронную активацию не обнаружишь.

Потом бериллиевая фольга - ломкая, её можно согнуть в цилиндр, но при попытке сложить вдвое она разламывается пополам.

Лучше смешивать бериллиевый порошок с радиевым концентратом.

А ещё лучше соосаждение карбонатов радия и бериллия, с последующим обжигом и спеканием. Небольшая добавка карбоната лития резко упрощает спекание.

[burbulis]

А радий в монаците тоже содержится? Я думал что там только торий с ураном...

[Максим0]

В 06.06.2024 в 15:17, burbulis сказал:

А радий в монаците тоже содержится? Я думал что там только торий с ураном...

Про радиоактивные ряды слышал?

²³²Th(,α)²²⁸Ra(,α+2β^-)²²⁴Ra(,4α+2β^-)²²⁸Pb

²³⁵U(,3α+2β^-)²²³Ra(,4α+2β^-)²⁰⁷Pb

²³⁸U(,3α+2β^-)²²⁶Ra(,5α+4β^-)²⁰⁶Pb

Вообще если вскрываешь минералы с актиноидами, то для обеспечения экологичности процесса надо извлекать все долгоживущие изотопы. В случает тория таковых, кроме самого ²³²Th, нет. Ряд ²³⁵U содержит экологически значимый ²³¹Pa. Ряд ²³⁸U, кроме ²³⁸U, содержит экологически значимые ²³⁴U, ²³⁰Th и ²²⁶Ra.

Если сырьё содержит только торий (это редкая ситуация), с точки зрения экологии достаточно извлечь сам торий, ²²⁸Ra с периодом полураспада 5,7 лет экологического смысла извлекать нет - далеко утечь не успеет, но если нужен высокоактивный препарат - смысл появляется.

Если сырьё содержит уран (типичная ситуация), с точки зрения экологии обязательно надо кроме урана извлекать ещё протактиний, торий и радий - даже если их никто не купит, это будет оправданно отсутствием радиоактивных стоков, неизбежных в реальных условиях переработки руд.

При этом ²²⁶Ra важен для космической программы - как непосредственно для источников питания зондов отправляемых в межзвёздное пространство (если бы Вояджеры питались не от ²³⁸Pu, а от ²²⁶Ra, то срок их активного существования был бы намного дольше), так и для перековки в ²²⁷Ac (он гораздо мощнее ²³⁸Pu) для РИТЭГов марсианской программы. А ещё ²²⁶Ra позволяет сделать ядерное оружие с гарантийным сроком службы в тысячелетие! И ведь на Земле могли добыть много ²²⁶Ra - 340 кг на добытый миллион тонн урана, но не сделали - и теперь вместо всех этих ништяков он травит природу и население в местах добычи урана.

[chemister2010]

В 06.06.2024 в 17:16, Максим0 сказал:

При этом ²²⁶Ra важен для космической программы - как непосредственно для источников питания зондов отправляемых в межзвёздное пространство

(если бы Вояджеры питались не от ²³⁸Pu, а от ²²⁶Ra, то срок их активного существования был бы намного дольше), так и для перековки в ²²⁷Ac (он гораздо мощнее ²³⁸Pu) для РИТЭГов марсианской программы. А ещё ²²⁶Ra позволяет сделать ядерное оружие с гарантийным сроком службы в тысячелетие! И ведь на Земле могли добыть много ²²⁶Ra - 340 кг на добытый миллион тонн урана, но не сделали - и теперь вместо всех этих ништяков он травит природу и население в местах добычи урана.

 

У радия-226 слишком малое тепловыделение для РИТЭГов, поэтому используют плутоний-238.

 

Про ядерное оружие на радии-226 - мне кажется это фантастика. Радий-226 не поддерживает цепную реакцию деления.

 

Хотел как-то найти информацию, сколько сейчас производится радия, но ее нигде нет. Наверно секретно.

[burbulis]

Не, ну в кухонных условиях это нереально. Да даже в лабораторных условиях (обычная заводская лаборатория без специализированных установок и редких реактивов) выделить хотя бы микрограмм тория/урана/радия/ из монацита почти нереально

[Максим0]

В 06.06.2024 в 22:21, chemister2010 сказал:

У радия-226 слишком малое тепловыделение для РИТЭГов, поэтому используют плутоний-238.

Про ядерное оружие на радии-226 - мне кажется это фантастика. Радий-226 не поддерживает цепную реакцию деления.

Хотел как-то найти информацию, сколько сейчас производится радия, но ее нигде нет. Наверно секретно.

А если посчитать вспомнив о его дочках?

Про полониевые нейтронные инициаторы читал? Так полоний - дочка радия, причём не единственная α-активная. Просто класть надо щедрее чем полоний и предусмотреть выход для гелия.

[chemister2010]

В 06.06.2024 в 20:36, Максим0 сказал:

А если посчитать вспомнив о его дочках?

Про полониевые нейтронные инициаторы читал? Так полоний - дочка радия, причём не единственная α-активная. Просто класть надо щедрее чем полоний и предусмотреть выход для гелия.

 

Изотоп Ra-226 выделяет 544,2 Дж/(г·ч) тепла. Препараты радия, хранившиеся 2 года выделяют 542,1 Дж/(г·ч) тепла.

Для сравнения плутоний-238 выделяет 1641 Дж/(г·ч) тепла, но плутоний более доступен.

 

Нейтронный инициатор дает нейтроны за счет столкновения альфа-частиц с ядрами бериллия. Никакая дополнительная энергия там не выделяется.

Полоний используют, так как у него короче период полураспада и, как следствие, больше поток альфа-частиц.

Изменено 6 Июня, 2024 в 17:44 пользователем chemister2010