เนปทูเนียม นิวเคลียร์? โลหะที่มีการศึกษาน้อยมีความสำคัญอย่างยิ่ง

นักวิทยาศาสตร์สร้างเนปทูเนียมเทียมขึ้นเป็นครั้งแรกในปี พ.ศ. 2483 (ค.ศ. 1940) ในช่วงเวลาที่พวกเขาสร้างอะตอมแรกของพลูโตเนียม แต่เนื่องจากพลูโทเนียมกลายเป็นอาวุธนิวเคลียร์ที่ดีกว่ามาก นักวิจัยจึงให้ความสนใจกับเนปทูเนียมเพียงเล็กน้อยรังนิวเคลียร์ เพื่อเร่งปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์ นักวิจัยได้ใส่ลูกบอลเนปทูเนียมที่หุ้มด้วยอะลูมิเนียมไว้ในเปลือกยูเรเนียมสีเข้ม

ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอส

ขณะนี้ ทีมงานที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอส (NM) ได้ตรวจวัดปริมาณเนปทูเนียมที่ต้องใช้ในการสร้างระเบิด ซึ่งเป็นมวลวิกฤตขององค์ประกอบด้วยความแม่นยำที่มากขึ้นกว่าที่เคยเป็นมา จากการวิเคราะห์ข้อมูลเบื้องต้น ผู้ตรวจสอบพบว่ามวลวิกฤตของเนปทูเนียมอยู่ที่ประมาณ 60 กิโลกรัม มวลวิกฤตของพลูโทเนียม-239 อยู่ที่ประมาณ 10 กก. และสำหรับยูเรเนียม-235 ซึ่งเป็นวัตถุระเบิดนิวเคลียร์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายรองจากพลูโทเนียม ก็คือประมาณ 50 กก.

หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ

หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี

ที่อยู่อีเมล*

ที่อยู่อีเมลของคุณ

ลงชื่อ

การวัดใหม่ของ neptunium-237 ซึ่งเป็นไอโซโทปที่พบได้บ่อยและเสถียรที่สุดของโลหะเทียม แสดงให้เห็นว่า “เป็นวัตถุระเบิดที่ดีพอๆ กับ U-235” Richard L. Garwin จากศูนย์วิจัย Thomas J. Watson ของ IBM ใน Yorktown Heights ให้ความเห็น นิวยอร์ก

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เชิงพาณิชย์สร้างเนปทูเนียมจำนวนมากต่อปีปะปนกับกากนิวเคลียร์อื่นๆ อันที่จริง ตั้งแต่ปี 1999 สำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศในกรุงเวียนนาได้เรียกร้องให้มีการตรวจสอบเนปทูเนียม อย่างไรก็ตาม จากข้อมูลของหน่วยงาน ความเสี่ยงของใครก็ตามที่ทำระเบิดเนปทูเนียมจากกากกัมมันตภาพรังสีสูงนั้นอยู่ในระดับต่ำ เพราะจะเป็นการยากที่จะแยกไอโซโทปออกมา

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ติดตาม

Rene G. Sanchez ผู้ร่วมเป็นผู้นำการวัดมวลวิกฤติกับ David J. Loaiza นับตั้งแต่ก่อตั้งขึ้นเมื่อกว่าครึ่งศตวรรษที่แล้ว โครงการอาวุธนิวเคลียร์ของสหรัฐฯ ได้สร้างเนปทูเนียมบริสุทธิ์ประมาณ 340 กิโลกรัม

Steven D. Clement สมาชิกทีม Los Alamos กล่าวว่า “เนปทูเนียม [บริสุทธิ์] ทั้งหมดในประเทศนี้ได้รับการติดตามและพิจารณา “เครื่องหมายคำถามคือประเทศอื่นๆ” รัสเซียอาจมีเนปทูเนียมบริสุทธิ์ในปริมาณมาก เขากล่าวเสริม

เมื่อโดนนิวตรอน นิวเคลียสของเนปทูเนียมและวัสดุนิวเคลียร์อื่นๆ สามารถแตกตัวเป็นนิวเคลียสที่เล็กกว่าสองนิวเคลียส เนื่องจากฟิชชันปล่อยนิวตรอนเพิ่มเติม ปฏิกิริยาลูกโซ่จึงเกิดขึ้นได้ มวลวิกฤตก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ยั่งยืนในตัวเอง หากควบคุมในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ปฏิกิริยาลูกโซ่ดังกล่าวสามารถสร้างพลังงานได้อย่างปลอดภัย หากไม่มีการควบคุม ปฏิกิริยาลูกโซ่สามารถปลดปล่อยระเบิดอันยิ่งใหญ่ได้

ในการวัดมวลวิกฤตของ neptunium-237 ทีมงานของ Los Alamos ได้โยนโลหะทรงกลมขนาด 6 กิโลกรัมขนาดซอฟต์บอลที่สามารถเข้าไปอยู่ในซีกโลกของยูเรเนียมได้สองซีก จากนั้นนักวิจัยก็นำซีกโลกของยูเรเนียมมารวมกัน

4 วันในอัตราที่ควบคุมอย่างระมัดระวัง

เมื่อซีกโลกทั้งสองอยู่ห่างกันประมาณ 3 มิลลิเมตร เครื่องตรวจจับจะบันทึกการผลิตนิวตรอนที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งสัญญาณว่าปฏิกิริยาลูกโซ่กำลังเข้าขั้นวิกฤติ จากมวลวิกฤตของส่วนประกอบเนปทูเนียม-ยูเรเนียม ทีมจึงคำนวณมวลวิกฤตแต่ละส่วนของเนปทูเนียม “เมื่อคุณวิจารณ์ สิ่งนั้นก็น่าตื่นเต้น” Clement กล่าว

นั่นคือความตื่นเต้นที่ผู้ออกแบบที่เก็บกากนิวเคลียร์ต้องการหลีกเลี่ยง “ถ้าคุณจะเก็บมัน คุณต้องรู้ว่าคุณสามารถเก็บมันได้มากแค่ไหนและยังปลอดภัยอยู่” Robert D. Busch ผู้เชี่ยวชาญด้านความปลอดภัยด้านนิวเคลียร์จาก University of New Mexico ใน Albuquerque กล่าว

Credit : สล็อตเว็บตรง