Production de synthétique fondre le verre nucléaire

Résumé

Un protocole pour la production de verre nucléaire fondu synthétique, similaire à la trinitite, est présenté.

Résumé

Des débris nucléaires de substitution réalistes sont nécessaires au sein de la communauté de la criminalistique nucléaire pour tester et valider les techniques d’analyse post-détonation. Nous décrivons ici un nouveau procédé de production de débris de surface en vrac à l’aide d’un four à haute température. Le matériau développé dans cette étude est physiquement et chimiquement similaire à la trinitite (le verre fondu produit par le premier essai nucléaire). On suppose que ce verre synthétique de fusion nucléaire est similaire au matériau vitrifié produit près de l’épicentre (point zéro) de toute détonation nucléaire de surface dans un environnement désertique. Le processus décrit ici peut être appliqué pour produire d’autres types de verre de fusion nucléaire, y compris celui susceptible de se former dans un environnement urbain. Cela peut être accompli en modifiant simplement la matrice précurseur à laquelle ce processus de production est appliqué. Le verre fondu produit dans cette étude a été analysé et comparé à la trinitite, révélant une morphologie cristalline, une structure physique, une fraction de vide et une composition chimique comparables.

Introduction

Les préoccupations concernant l’utilisation malveillante potentielle d’armes nucléaires par des terroristes ou des nations voyous ont mis en évidence l’importance de l’analyse médico-légale nucléaire à des fins d’attribution. ¹ Des techniques d’analyse post-détonation rapide sont souhaitables pour raccourcir autant que possible le délai d’attribution. La mise au point et la validation de telles techniques nécessitent des échantillons réalistes de débris nucléaires pour les essais. Les essais nucléaires n’ont plus lieu aux États-Unis et les débris nucléaires de surface de l’époque des essais ne sont pas facilement disponibles (à l’exception de la trinitite -....

Protocole

Attention: Le processus décrit ici comprend l'utilisation de matières radioactives (par exemple, l'hexahydrate de nitrate d'uranium) et de plusieurs substances corrosives. Les vêtements et les équipements de protection appropriés devraient être utilisés (y compris une blouse de laboratoire, des gants, des lunettes de protection, et une hotte) lors de la préparation de l'échantillon. En outre, les zones de laboratoire utilisées pour ces travaux doivent être surveillés régulièrement pour contamination radioactive.

Note:. Les composés chimiques nécessaires sont énumérés dans le tableau 1 Cette formulation a été développée pa....

Résultats

Les échantillons non-radioactifs produits dans cette étude ont été comparés à trinitite et les figures 1-3 montrent que les propriétés physiques et la morphologie sont en effet similaires. La figure 1 fournit des photos qui révèlent les similitudes couleur et de texture qui sont observées au niveau macroscopique. La figure 2 montre microscope électronique à balayage (MEB) secondaires images Electron (SE) qui révèlent des caractéristiques similaires au n.......

Discussion

Remarque concernant les étapes 1.2.2 et 1.2.3: Le montant exact de UNH va varier en fonction du scénario simulé. Les formules de planification élaborés par Giminaro et al. Peuvent être utilisés pour choisir la masse appropriée de l'uranium pour un échantillon donné ¹³ tel que discuté dans la section «Activation de l'échantillon" de ce document. En outre, l'oxyde d'uranium (UO _{2 ou U} 3 O 8) peut être utilisé à la place de UNH, si disponible, et la .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
Four à haute température (HTF)	Carbolite	HTF 18	1 800 ° ; C HTF utilisé pour faire fondre des échantillons
Four à goutte à haute température	CM Inc.	1706 BL	1 700 ° ; C Four à goutte utilisé pour fondre des échantillons
Creusets en graphite	SCP Science	040-060-041	27 ml Creusets en graphite de haute pureté (paquet de 10)
Pince à creuset	Grainger	5ZPV0	26 po, acier inoxydablePince pour la manipulation des creusets
Gants résistants à la chaleur	Grainger	8814-09	Gants utilisés pour protéger les mains de la chaleur lors de l’introduction/retrait des échantillons
Mortier et Pilon	Fisherbrand	S337631	300 ml, Mortier et pilon en céramique pour poudrier et mélanger
Micro Balance	Grainger	8NJG2	220 g Capuchon, balance de haute précision pour mesurer la masse de poudre
Spatules	Fisherbrand	14374	Spatules en métal pour mesurer de petites quantités de poudre
SiO2	Sigma-Aldrich	274739-5KG	Sable de quartz ; Numéro CAS : 14808-60-7
Al2O3	Sigma-Aldrich	11028-1KG	Poudre d’oxyde d’aluminium  ; Numéro CAS : 1344-28-1
CaO	Sigma-Aldrich	12047-2.5KG	Poudre d’oxyde de calcium  ; Numéro CAS : 1305-78-8
FeO	Sigma-Aldrich	400866-25G	Poudre d’oxyde de fer  ; Numéro CAS : 1345-25-1
MgO	Sigma-Aldrich	342793-250G	Poudre d’oxyde de magnésium  ; Numéro CAS : 1309-48-4
Na2O	Sigma-Aldrich	36712-25G	Poudre d’oxyde de sodium  ; Numéro CAS : 1313-59-3
KOH	Sigma-Aldrich	278904-250G	Pastilles d’hydroxyde de potasium  ; Numéro CAS : 12030-88-5
MnO	Sigma-Aldrich	377201-500G	Poudre d’oxyde de manganèse  ; Numéro CAS : 1344-43-0
TiO2	Sigma-Aldrich	791326-5G	. Numéro CAS : 12188-41-9

Billes d’oxyde de titane