Ez a számláló a poszt nézettségét mutatja. Mindenképp olvasd el ezt a posztot a részletekért.

Atombomba vs. atomenergia

Egy jó ideje megy a vita Irán és a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség között Irán urándúsítási igyekvéseiről. Most nem a vitáról lesz szó, az engem nem érdekel, viszont adott a kérdés, hogyan dönthetjük el, hogy a szomszédban atombomba készül vagy atomerőmű?

Radioaktivitás, izotóp, magfúzió, láncreakció

http://www.npl.co.uk/upload/img_400/Radioactivity.jpgA radioaktivitás jelenségének felfedezése Henri Becquerel francia fizikus nevéhez fűződik. Az 1800-as években több tudós kutatott különféle sugárzások után, az egyik jelentős felfedezés a röntgensugárzás volt. ennek kapcsán Becquerel 1895-ben elkezdte vizsgálni, hogy a napsugárzásnak kitett ásványok bocsájtanak-e ki röntgensugarakat.

Egy átlagos napon, mikor az időjárás nem tette lehetővé a napsugárral folytatott vizsgálódásait, a vizsgált uránvegyületet egy fényképezőlemezzel együtt a fiókjába tette. Később előhívta a képet és láss csodát az ásvány körvonalai meglátszottak azon. Ennek a magyarázata az, hogy az uránérc magától, bármiféle külső behatás nélkül is igen erős sugárzást bocsájtott ki, elég erőset ahhoz, hogy a fényképezőpapíron áthatoljon.

A jelenséget tovább vizsgálta Pierre Curie és lengyel származású felesége Marie Curie. A kutatásuk célja, hogy az uránszurokércből eltávolítsák azt az izotópot, amely sugároz. Több éves megfeszített munka és kutatás után 8 tonna uránszurokércet felhasználva sikerült 0,1 gramm tiszta radioaktív anyagot nyerniük. Az uránon kívül további két radioaktív anyagot a rádiumot és a Marie Curie szülőhazájának tiszteletére polóniumra keresztelt elemet is előállítaniuk.

Pierre Curie halálát közvetlenül nem a radioaktív sugárzás okozta, ő ugyanis egy lovaskocsi kerekei alá esett, ennek következtében súlyos koponyasérülést szenvedett, ami később halálához vezetett. Azonban egyes híresztelek szerint szervezete annyira legyengült az őt ért sugárzástól, hogy ennek köszönhető esése. Marie Currei viszont már a radioaktív sugárzás áldozata lett. Mivel abban az időben még nem tudtak a radioaktív sugárzás veszélyes hatásairól, a Curie házaspárnak fogalma sem volt arról, milyen árat követelt kutatói munkájuk. Marie 1934 tavaszán Lengyelországba utazott. Ez volt utolsó látogatása; 1934. július 4-én leukémiában (csontvelőrák) a kelet-franciaországi Passy-ban, a Sancellemoz nevű szanatóriumban meghalt. Halálát majdnem biztosan a káros hatású, ionizáló sugárzás okozta. Marie a legkisebb elővigyázat nélkül dolgozott a radioaktív anyagokkal. Tesztelésre szánt, radioaktív izotópot tartalmazó csöveket hordozott a zsebében és tartott az íróasztala fiókjában, élvezve a szép kékeszöld fényt amit ezek az elemek a sötétben kisugároztak magukból.

A radioaktív elemek közös tulajdonsága, hogy atommagjuk nem stabilis és bárminemű külső behatás nélkül elbomlanak és radioaktív sugárzás kibocsájtása közben más atommagokká alakulnak. Az instabilis magok idővel elemi részecskék kibocsájtása közben és energia felszabadulás kíséretével más elem atommagjává alakulnak át. A távozó részecskék sugárzása elektromos és mágneses térben három részre bontható. A három részt α-, β- és γ-sugárzásnak nevezték el. Az α-sugárzás két protonból és két neutronból álló részecskéket, hélium-atommagokat, a β-sugárzás nagy sebességű elektronokat tartalmaz, míg a γ-sugárzás nagy energiájú elektromágneses hullám.

A radioaktivitás felfedezéséért Becquerel és a Curie házaspár 1903-ban Nobel-díjat kapott.

A radioaktív anyagokkal végzett vizsgálódások bebizonyították, hogy a sugárzás közben sokkal nagyobb energia szabadul fel, mint a hagyományos kémiai folyamatok során, ilyen pl. az égés is. Egyetlen gramm urán 235-ös izotóp maghasadása során annyi hő szabadul fel, mint 2,5 tonna tiszta, kiváló minőségű szén elégetésével. Nem meglepő tehát, hogy nagy erőkkel kezdődtek a kutatások, hogy lehetne hasznosítani és felszabadítani ezt a hatalmas energiát. Az alapelvet a láncreakció elvét Szilárd Leó ismerte fel.

Azokat a reakciókat nevezzük magreakcióknak, melyekben maga az atommag alakul át, az ebből felszabaduló energia az atomenergia.

A láncreakció lényege a következő: ha a hasadásra képes urán 235-ös izotópot neutronbesugárzás éri, az átalakul urán 236-os izotóppá. Ez azonban nem stabilis így azonnal kettéhasad egy 92-es kriptonná és egy 142-es báriumizotóppá. Melléktermékként újab szabad neutronok is keletkeznek (szám szerint 2). Ezek a reakciók mindaddig folytatódnak, amíg van hasadásra képes urán izotóp. A kritikus tömeg az a mennyiségű anyag, melyben beindul a láncreakció. Ezt a folyamatot nevezzük láncreakciónak.

A maghasadás felfedezése adta az izotópokban rejlő energiák kiaknázásának lehetőségét. Az uránmag és a neutron együttes tömege nagyobb, mint a hasadási termékek tömegének össze. A hiányzó tömeg alakul át energiává. A felszabaduló energia mennyisége óriási, a szabad neutronok pedig újabb reakciók beindításával tartják fent a láncreakciót.

Urán

Az uránnak a természetben a 234-es, 235-ös és 238-as tömegszámú izotópjai fordulnak elő. Mindegyik előfordulásnál döntően 238-as izotóp található, kis mennyiségben (0,72%) 235-ös, és nagyon kis mennyiségben 234-es izotóp, a pontos arányokat ld. a táblázatban. A jelenlegi atomerőművek szempontjából a ritkább 235-ös izotóp hasznosítható, a kis előfordulási arány miatt dúsítani kell (jellemzően néhányszoros koncentrációra).

A Föld keletkezésekor a 238-as izotóp kétszeres, a 235-ös mintegy százszoros mennyiségben fordult elő, így arányuk kiegyenlítettebb volt.

Az urán elszórtan az egész földkéregben megtalálható. Átlagos koncentrációja 3-5 gramm/tonna (3-5 ppm). A földkéreg urántartalma - 25 km mélységig számolva - 100 milliárd tonnára becsülhető, míg az óceánoké 10 millió tonnára. Gyakorlatilag sokkal kisebb mennyiség használható: csak azok az előfordulások, ahol az urán koncentrációja három nagyságrenddel magasabb. A talajok urántartalma 0,7-11 ppm között alakul (foszfor-műtrágya használatakor előfordul 15 ppm is). Egyes baktériumfajok testükben felhalmozzák az uránt, annak koncentrációja 300-szor magasabb lehet a környezeténél.

Legfontosabb érce az urán-szurokérc, amely jellemzően 0,5-0,8% (5-8 ezer ppm) uránt tartalmaz. Bányásznak 0,1-0,25% urántartalmú ércet, és előfordul (Kanadában) több tíz százalék urántartalmú érc is, amit meddővel keverve bányásznak ki. A Föld uránkészletének 40%-a Ausztráliában található.

A becslések szerint a világon 35 millió tonna uránérc termelhető ki, ebből műrevaló (gazdaságosan kitermelhető) mennyiség 5 millió tonna uránérc (ez a piaci ártól is függ). Az elmúlt években az árak erősen emelkedtek. A dúsított urán ára 2007-ben elérte a 130 USD/kg-ot (urán-hexafluoridra számolva).

2005-ben 17 ország állított elő több, mint 39 655 tonna uránércet. A legnagyobb termelő Kanada (a világtermelés 27,9%-ával) és Ausztrália (22,8%). Nagyobb termelők még: Kazahsztán (10,5%), Oroszország (8,0%), Namíbia (7,5%), Niger (7,4%), Üzbegisztán (5,5%). [forrás]

Atombomba vs. atomenergia


Ahhoz, hogy valaki atombombát- vagy éppen atomerőművet építsen sok pénz, idő és persze nyersanyag szükséges. Lássuk, hogy megy ez:

  1. Bányászd ki! Ahogy az előzőeben olvashattátok a nyers uránérc bányászása leginkább Kanadában, Ausztráliában és Kazahsztánban történik. Az uránérc kis százalékban tartalmaz felhasználható uránt. A bányászat után porrá zúzzák, ekkor sárgás por keletkezik, amit yellowcake-nek is neveznek. Ez a por 60-70%-ban urán-dioxidot tartalmaz. Ezt a por állagú anyagot fluorral keverik össze, így az urándúsítás alapanyagául szolgáló urán-hexafluorid gázt kapják.
  2. Dúsítsd! Az urán dúsítása nagy technikai nehézségekbe ütközik, mivel kémiailag a 235-ös identikus a 238-as izotóppal, így olyan eljárásokhoz folyamodnak, amik a tömegkülönbségen alapszanak. Ilyenek a diffúziós, a centrifugás, és a fúvókás módszer. Ehhez az uránt gázosítani kell (urán-hexafluorid UF6), majd csak ezután következik a dúsítás. Az urán-hexafluorid gázt bevezetik egy centrifugába, ennek mérete és felszereltsége csak pénz kérdése. A centrifuga mintegy 100,000-szer fordul meg egy perc alatt, aminek hatására a nehezebb urán 238-as izotópok a centrifuga falához közelebb kerülnek és lesüllyednek, míg a könnyebb urán 235-ös izotópok a centrifuga közepéhez közelebb esnek és felfelé mozdulnak el. A felfelé mozgó urán 235 dúsítottnak tekinthető. Az atomerőmű felépítésétől, valamint a moderátor anyagától függően a természetes urán 235-ös tartalmát 3-4%-ra kell növelni (összehasonlításképpen az atombombában 85% fölött kell hogy legyen a 235-ös urán részaránya).A lesüllyedő urán 238-as izotópot a katonaság használja fel lövedékek előállítására. Ennek a felhasználásnak semmi atomenergiai oka nincsen, hanem egyszerűen a lövedék tömegét növelik vele, hogy a lövedék mozgási energiáját, így áthatolóképességét, rombolóerejét növeljék.
  3. Sűrítsd össze és használd! Az előállított tiszta urán 235-ös izotóp használatra kész. Mint láthattuk csupán természetes urán 235-ös tartalma határozza meg mi hez is lesz. Azért megemlíteném, hogy egy atombombányi mennyiség előállításához egy évig közel 1500 centrifuga folyamatos működése szükséges! Az atomerőművi néhány %-os dúsításhoz ugyanazon gépek szükségesek, mint a fegyvertisztaságú (90 %-os) dúsításhoz, ezért mikor Irán dúsító centrifugatelepet helyezett üzembe, joggal nem lehetett tudni, hogy milyen mértékű dúsítást tervez vele. Az atombombák felépítéséről itt olvashatjátok, az atomreaktorokéról pedig itt.

Elvben tehát ilyen egyszerű atombombát létrehozni. Azonban mint láthatjátok ez korántsem olcsó. Az előállításhoz szükséges időről, infrastruktúráról és nyersanyag mennyiségről nem is beszélve. Az, hogy Iránban mire megy ki a "játék", nos majd kiderül. Azért remélem előbb, mint utóbb. Mindehhez azért hozzátartozik, hogy vessünk egy pillantást a nukleáris fegyvereket birtoklók névsorára. Az USA 9400 összes nukleáris fegyvere közül 2623 aktív, míg ez a szám Oroszországot nézve 13000-ből 4718. Továbbá Franciaországnak, Nagy-Britanniának, Kínának, Izraelnek, Indiának, Pakisztánnak és Észak-Koreának van nukleáris fegyvere, mint azt a lenti térképen is láthatjátok.

http://filipspagnoli.files.wordpress.com/2008/10/_40819667_nuclear_map416.gif

Itt kipróbálhatjátok, ha egy (általatok választott) atombomba mondjuk Budapesten robbanna mekkora pusztítást végezne.

Forrás volt

Bookmark and Share

Add a Twitter-hez Add a Facebook-hoz Add a Startlaphoz Add az iWiW-hez Add a Google Reader-hez Add az RSS olvasódhoz
Oppenheim 27 hozzászólás

A bejegyzés trackback címe:

http://biokemia.blog.hu/api/trackback/id/tr441467779

Trackbackek, pingbackek:

Trackback: 2009.10.22. 21:23:37

A Tudózsidó hírolvasója

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a Felhasználási feltételekben.

Sirjeti 2009.10.22. 21:42:24

Csak egy apró szösszenet, beírtam pl Washingtont mint célpontot. Mit csinál a progi? Semmit! London és Budapest lebombázható, de Washington nem! Én érzem úgy, hogy direkt nem lehet megnézni milyen pusztítást lehet elérni az USA fővárosában??

ugyhogy 2009.10.22. 21:48:42

Remek poszt! Van egy nem teljesen idevago kerdesem. A kemikusok mindig azt mondjak, hogy "stabilis", meg "instabilis". Miert nem stabil es instabil? Atkeresztezodott a "labilis" szobol? Vegy kerdezzem inkabb a korrektorblogot?

qwertzu 2009.10.22. 22:05:34

@Sirjeti:
Ez egy
1 CIA
2 Zsidó
3 Szabadkőműves
összeesküvés.

Szerencsére a "washington dc"-re a megfelelő helyre ugrik :)

Szindbad 2009.10.22. 22:12:37

@Sirjeti: Valoszinuleg azert, mert egy bena pocs vagy, nekem siman sikerult lebombazni.

Fittipaldi 2009.10.22. 22:14:39

És akkor mi a válasz a nagy kérdésre? :
"hogyan dönthetjük el, hogy a szomszédban atombomba készül vagy atomerőmű?"

Pl. hogy ezrével veszik a centrifugákat?

Oppenheim · http://mentok.blog.hu 2009.10.22. 22:18:59

@Fittipaldi: azért nem ilyen egyszerű, no meg nem egy megdönthetetlen bizonyíték :)

rajnaig 2009.10.22. 22:49:31

1.A tutibb atombombát plutóniumból csinálják, egy szaporítóreaktor pedig jeletősen eltér egy kommersz atomreaktortól.
2. Az izotóparányokat a hulladékból egy légigamma méréssel ki lehet szűrni (ja bocs, persze, nincs U2-esünk, meg blackbirdünk.)
3.Irán használjon CANDU reaktort, ahhoz nem kell dúsított urán, csak nehézvíz moderátornak. Kanadában működnek ilyenek. Egyébként ha jól tudom az utolsó atomfegyvereket 2002-ben vetette be a NATO (aka. USA) az afganisztáni misszióban, ezek voltak azok a 100 kilotonnás bunkerrombolók.

mm455367 2009.10.22. 23:00:03

Egy működő atomerőmű bőven elég ahhoz hogy atombomba gyártásra képes legyen egy ország. U-235- ből bődületes hülyeség bombát gyártani. Rettentő drága 90% közelébe finomítani az urániumot, mikor az erőműben a "hulladék" U-238-ból korlátlan mennyiségben gyártható Plutonium, Amit ráadásul bődületesen egyszerű kivonni a tenyésztő-fűtőelemből, nem kell hozzá más csak némi vegyész szaktudás és jól felszerelt labor. Persze a plutoniumból sem feltétlenül kell bombát csinálni, SŐT, mivel előállítani jóval olcsóbb mint urániumot dúsítani, ésszerű lenne az U-238-at átalakítva elfűteni ahelyett hogy a hadsereg hogy anti-tank lövedékeket gyárt belőle, ami becsapódva ráadásul durva vegyifegyver. De sajnos éppen az egyszerű kivonás teszi veszélyessé a plutoniumot. Ha esetleg rossz kezekbe kerül egy uránium fűtőelem szállítmány, akkor azt maximum szétszórhatják, de ha higított plutonium van a fűtőelemekben, akkor abból igen könnyen lehet atombomba.

molnibalage 2009.10.22. 23:16:50

@rajnaig: A II.Vh óta nem vetett be senki atomfegyvert.

molnibalage 2009.10.22. 23:22:04

@molnibalage: 100kt hatóerővel meg főleg nem.. 100 tonnás hatóreő elvben elképzelhető, de gyakorlatban is volt ilyen asszem. Különleges erők számára volt eg "atomhátizsák", kemény célok ellen.

Oppenheim · http://mentok.blog.hu 2009.10.22. 23:55:50

@rajnaig: Rákerestem és a következőt találtam: CANDU 6 reaktornak összesen 460 Mg (1 Mg, metrikus tonna = 1 köbméter víz ), míg egy Darlington reaktornak 592Mg deutériumra, vagyis nehézvízre van szüksége.

A 95% tisztaságú deutérium kilója $300, míg a 99,9%-os nehézvíz ára $430.
Ez: 460,000* 300 = 13,8000000 $
_____
Urán esetében a következőt találtam:
$47.50 / 1 pound U3O8. Az UF6 kilója $117.50.
29,200 kiló * 47,50 = 1,387000 $ (ez elvileg Paks éves urán szükséglete)

Így érthető, ha inkább az urándúsítással foglalkozik Irán.

Ha nem így van kérlek javíts ki!

Oppenheim · http://mentok.blog.hu 2009.10.23. 00:00:57

A témához jól értők mondják meg ha az előző posztomban leírtak hülyeségek vagy éppen nem!

misterx 2009.10.23. 00:12:17

Hé, ne írj hülyeségeket:
"Ezek a reakciók mindaddig folytatódnak, amíg van hasadásra képes urán izotóp, ez az un. kritikus tömeg."
A kritikus tömeg annyi U235 mennyiség, amely fölött (a légkörben normál esetben is jelen lévő kósza neutronok miatt) MAGÁTÓL beindul a láncreakció, és BUMM! Ezért tartják a hasadóanyagokat a kritikus tömeg alatti csomagokban. A bombában pedig a több, kritikus tömeg alatti urándarabot robbantáskor egymásba lövik. A reaktorban is kritikus tömeg fölötti mennyiségű urán van, de a láncreakciót kadmium szabályozó rudakkal a kritikus érték közelében tartják.

Sirjeti 2009.10.23. 00:13:52

@Szindbad: Köszönöm a megtisztelő szavakat, ritkán dicsérnek ilyen szépen meg...

@qwertzu: Kösz, DC volt a kimaradt varázsszó...

Jonas-R 2009.10.23. 00:41:50

azt soha nem fogom megerteni, hogy miert felnek az atombombatol. Azt celba juttatni maceras, kell hoza vagy megfelelo bombazo, vagy raketa.

holott ha nehany deka radioaktiv anyagot valaki beledob teszemazt egy viztarozoba, sokkal nagyobb kart okoz mintha ugyanazt a mennyiseget bombaban hasznalna fel... Persze nem tippeket akarok adni.

BiG_ 2009.10.23. 00:50:29

Itt olvasva a Washington bombázhatóságának kérdését, nosza klattyintottam a linkre. Egyből Washingtont adta ki.
Le is atomoztam egyből! :-DDD

BiG_ 2009.10.23. 00:56:00

Az uránbombát macera megcsinálni, viszonylag könnyebb robbantani (erre plusz neutronforrást is használnak), viszont nehézkes és nem hatékony.
A plutóniumot könnyebb előállítani, de sokkal nehezebb robbantani (implóziós robbantás), viszont kicsi és erős.
Lehet választani.
A piszkos bombák legalább olyan rosszak, sőt. A modern hadászati atomfegyverek viszonylag kevés visszamaradó radioaktivitást okoznak, vagy csak nagyon rövid ideig - neutronbomba.
A sufnituning bombáktól inkább kell tartani: nem ellenőrizhetők, és csúnyább a hatásuk.

taxi33 2009.10.23. 01:54:05

Hű mennyi profi hozzáértő szakember van itt! (Akik mind ki is próbálják Vas Ing Tom bombázását :-)) Egyszerű kíváncsi érdeklődő nem is téved ide?

taxi33 2009.10.23. 01:55:57

És mind éjszaka kommentel.Csak nem Ti is bütyköltök valami titkosat a pincében?

Lord_Cica (törölt) 2009.10.23. 02:08:39

A Tsar bomba Budapestre az nagyon tuti :)

közlekedési bűnöző (törölt) 2009.10.23. 07:02:36

Hmmm... azért az "Asteroid Impact" simán veri az oroszokat! :-)))

Beállítottam Pozsonyt a legerősebb bombával - Sopronban túlélnéd. Az aszteroida becsapódás ellenben eltörölné Európát.

közlekedési bűnöző (törölt) 2009.10.23. 07:04:07

Ukrajnának szvsz van atomfegyvere... (örökölték a Szovjetúniütól) az kimaradt a felsorolásból.

Oppenheim · http://mentok.blog.hu 2009.10.23. 07:41:37

Valóban Ukrajna, Fehéroroszország valamint Kazahsztán is örökölt nukleáris fegyvereket.

A Fehéroroszok 81 nukleáris robbanófejüket visszaszállították 1996-ra az Oroszokhoz.

Kazahsztán 1400 nukleáris robbanófejet szintén visszaszállított Oroszországba.

Ukrajna 5000 nukleáris robbanófejjel rendelkezik, megtartotta.

Dél-Afrika 6 nukleáris fegyvert készített de azokat leszerelte, így nem rendelkezik vele.

mavo · http://polmavo.blog.hu 2009.10.23. 09:14:29

@Sirjeti:

"Csak egy apró szösszenet, beírtam pl Washingtont mint célpontot."

fogadjunk, hogy nem washington d.c. néven kerested ...

közlekedési bűnöző (törölt) 2009.10.23. 12:16:06

Ezt a problémát feljebb valaki már megoldotta.
- Kapcsolja Washingtont!
- George-ot?
- Nem, D.C.-t! :-)