Viene presentato un protocollo per la produzione di vetro sintetico per fusione nucleare, simile alla trinitite.
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Articolo metodologico
Produzione di sintetico Nucleare Melt Glass
In questo articolo
Sommario
Abstract
Sono necessari detriti nucleari surrogati realistici all'interno della comunità forense nucleare per testare e convalidare le tecniche di analisi post-detonazione. Qui descriviamo un nuovo processo per la produzione di detriti superficiali sfusi utilizzando un forno ad alta temperatura. Il materiale sviluppato in questo studio è fisicamente e chimicamente simile alla trinitite (il vetro fuso prodotto dal primo test nucleare). Si presume che questo vetro sintetico di fusione nucleare sia simile al materiale vetrificato prodotto vicino all'epicentro (ground zero) di qualsiasi detonazione nucleare superficiale in un ambiente desertico. Il processo qui descritto può essere applicato per produrre altri tipi di vetro fuso nucleare, incluso quello che può formarsi in un ambiente urbano. Ciò può essere ottenuto semplicemente modificando la matrice dei precursori a cui viene applicato questo processo di produzione. Il vetro fuso prodotto in questo studio è stato analizzato e confrontato con la trinitite, rivelando una morfologia cristallina, una struttura fisica, una frazione di vuoto e una composizione chimica comparabili.
Introduzione
Le preoccupazioni sul potenziale uso dannoso di armi nucleari da parte di terroristi o nazioni canaglia hanno evidenziato l'importanza dell'analisi forense nucleare ai fini dell'attribuzione. 1 Sono auspicabili tecniche di analisi rapida post-detonazione per abbreviare il più possibile la tempistica di attribuzione. Lo sviluppo e la convalida di tali tecniche richiede campioni realistici di detriti nucleari per i test. I test nucleari non si verificano più negli Stati Uniti e i detriti nucleari superficiali dell'era dei test non sono prontamente disponibili (con l'eccezione della trinitite - il vetro fuso prodotto dal primo test nucleare nel sito della trin....
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Protocollo
Attenzione: Il processo descritto qui include l'uso di materiale radioattivo (ad esempio, nitrato esaidrato Uranium) e diverse sostanze corrosive. Abbigliamento protettivo ed attrezzature devono essere utilizzati (tra cui un camice da laboratorio, guanti, occhiali di protezione, e una cappa) durante la preparazione del campione. Inoltre, le aree di laboratorio utilizzati per questo lavoro devono essere monitorati regolarmente per contaminazione radioattiva.
Nota:. I composti chimici necessari sono elencati nella tabella 1 Questa formulazione è stata sviluppata attraverso l'esame precedentemente riportato dati relativi alla composizione per Trinit....
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Risultati
I campioni non radioattivi prodotti in questo studio sono stati confrontati Trinitite e figure 1-3 mostrano che le proprietà fisiche e la morfologia sono effettivamente simili. La Figura 1 fornisce le fotografie che rivelano le somiglianze di colore e struttura che si osservano a livello macroscopico. La figura 2 mostra microscopio elettronico a scansione (SEM) secondari Electron (SE) le immagini che rivelano caratteristiche simili a livello di micron. .......
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Discussione
Nota relativa passi 1.2.2 e 1.2.3: L'importo esatto di UNH varia a seconda dello scenario in simulazione. Le formule di pianificazione sviluppati da Giminaro et al. Possono essere utilizzati per selezionare la massa appropriata di uranio per un dato campione 13 come discusso nella sezione "Attivazione Esempio" di questo documento. Inoltre, ossido di uranio (UO 2 o U 3 O 8) può essere usato al posto di UNH, se disponibile, e la frazione di massa di 2.......
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Dichiarazioni
Questo lavoro è stato svolto con il numero di sovvenzione DE-NA0001983 dal programma Stewardship Science Academic Alliances (SSAA) della National Nuclear Security Administration (NNSA).
Ringraziamenti
Parti di questo studio sono state precedentemente pubblicate sul Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 3,13 Per questo metodo è in attesa di brevetto.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Forno ad alta temperatura (HTF) | Carbolite | HTF 18 | 1.800 ° C HTF utilizzato per fondere i campioni |
| Forno a goccia ad alta temperatura | CM Inc. | 1706 BL | 1.700 ° C Forno a goccia utilizzato per fondere campioni |
| Crogioli di grafite | SCP Science | 040-060-041 | Crogioli in grafite ad alta purezza da 27 ml (confezione da 10) |
| Pinze per crogioli | Grainger | 5ZPV0 | 26 pollici, pinze in acciaio inossidabile per la manipolazione di crogioli |
| Guanti resistenti al calore | Grainger | 8814-09 | Guanti utilizzati per proteggere le mani dal calore durante l'introduzione/rimozione del campione |
| Malta e Pestello | Fisherbrand S337631 | 300 ml, Mortaio e pestello in ceramica per polverizzare e miscelare | |
| Micro | Balance Grainger | 8NJG2 | 220 g Cappuccio, scala ad alta precisione per misurare la massa di polvere |
| Spatole | Fisherbrand | 14374 | Spatole in metallo per misurare piccole quantità di polvere |
| SiO2 | Sigma-Aldrich | 274739-5KG | Sabbia di quarzo Numero CAS: 14808-60-7 |
| Al2O3 | Sigma-Aldrich | 11028-1KG | Polvere di ossido di alluminio... nbsp; Numero CAS: 1344-28-1 |
| CaO | Sigma-Aldrich | 12047-2.5KG | Polvere di ossido di calcio Numero CAS: 1305-78-8 |
| FeO | Sigma-Aldrich | 400866-25G | Polvere di ossido di ferro Numero CAS: 1345-25-1 |
| MgO | Sigma-Aldrich | 342793-250G | Polvere di ossido di magnesio Numero CAS: 1309-48-4 |
| Na2O | Sigma-Aldrich | 36712-25G | Polvere di ossido di sodio Numero CAS: 1313-59-3 |
| KOH | Sigma-Aldrich | 278904-250G | Pellet di idrossido di potassio Numero CAS: 12030-88-5 |
| MnO | Sigma-Aldrich | 377201-500G | Polvere di ossido di manganese Numero CAS: 1344-43-0 |
| TiO2 | Sigma-Aldrich | 791326-5G | Perline di ossido di titanio Numero CAS: 12188-41-9 |
Riferimenti
- Carnesdale, A. Nuclear Forensics: A Capability at Risk (Abbreviated Version). , Committee on Nuclear Forensics, National Research Council of the National Academies. Washington, D.C. (2010).
- Garrison, J. R., Hanson, D. E., Hall, H. L. Monte Carlo analysis of thermochromatog....
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Ristampe e permessi
