Er wordt een protocol gepresenteerd voor de productie van synthetisch kernsmeltglas, vergelijkbaar met trinitiet.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Productie van synthetische Nuclear Melt Glass
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Realistische surrogaat nucleaire debrijs is nodig binnen de nucleaire forensische gemeenschap om analysetechnieken na detonatie te testen en valideren. Hier schetsen we een nieuw proces voor het produceren van bulk oppervlaktedebris met behulp van een hoge temperatuur oven. Het materiaal dat in deze studie is ontwikkeld, is fysiek en chemisch vergelijkbaar met trinitiet (het smeltglas geproduceerd door de eerste nucleaire test). Dit synthetische nucleaire smeltglas wordt verondersteld vergelijkbaar te zijn met het gevitrificeerd materiaal dat geproduceerd wordt in de buurt van het epicentrum (grond nul) van elke oppervlaktenucleaire detonatie in een woestijnomgeving. Het hier geschetste proces kan worden toegepast om andere soorten nucleair smeltglas te produceren, inclusief dat welke waarschijnlijk in een stedelijke omgeving wordt gevormd. Dit kan worden bereikt door simpelweg de voorlopermatrix aan te passen waarop dit productieproces wordt toegepast. Het smeltglas geproduceerd in deze studie is geanalyseerd en vergeleken met trinitiet, waarbij een vergelijkbare kristallijne morfologie, fysieke structuur, holtefractie en chemische samenstelling is onthuld.
Inleiding
Zorgen over het potentiële kwaadaardige gebruik van kernwapens door terroristen of rogue staten hebben de belangrijkheid van nucleaire forensische analyse voor het doel van toewijzing benadrukt.1 Snelle analysetechnieken na detonatie zijn wenselijk om de toewijzingstijdlijn zoveel mogelijk te verkorten. De ontwikkeling en validatie van dergelijke technieken vereist realistische monsters van nucleaire puinhopen voor testen. Kernproeven vinden niet meer plaats in de Verenigde Staten en nucleair oppervlaktepuin uit het testtijdperk is niet gemakkelijk verkrijgbaar (met uitzondering van trinitiet - het smeltglas geproduceerd door de eerste kernproef op de Trini....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Opgelet: De hier geschetste werkwijze omvat het gebruik van radioactieve materialen (bijvoorbeeld uranium hexahydraat) en meerdere bijtende stoffen. Geschikte beschermende kleding en uitrusting moeten worden gebruikt (met inbegrip van een laboratoriumjas, handschoenen, oogbescherming, en een zuurkast) tijdens de voorbehandeling. Daarnaast dient het laboratorium gebieden die worden gebruikt voor dit werk regelmatig worden gecontroleerd op radioactieve besmetting.
Opmerking:. De chemische verbindingen nodig zijn in tabel 1 vermelde Deze formulering werd ontwikkeld door eerder onderzoek gerapporteerde samenstellingsgegevens voor trinitite 10 De m....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De niet-radioactieve monsters die in deze studie vergeleken met trinitite en Figuren 1-3 tonen aan dat de fysische eigenschappen en morfologie inderdaad vergelijkbaar. Figuur 1 geeft foto's die de overeenkomsten in kleur en textuur die worden waargenomen bij macroscopisch zichtbaar. Figuur 2 toont Scanning Electron Microscope (SEM) Secondary Electron (SE) beelden, die vergelijkbare functies op micronniveau onthullen. SEM analyse werd uitgevoerd met .......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Opmerking over stappen 1.2.2 en 1.2.3: Het exacte bedrag van UNH zal variëren afhankelijk van het scenario wordt gesimuleerd. De planning formules van Giminaro et al. Kan worden gebruikt om de juiste massa uranium kiezen voor een gegeven monster 13 zoals besproken in de paragraaf "Sample Activering" van dit document. Ook kan uraniumoxide (UO 2 of U 3 O 8) worden gebruikt in plaats van UNH, indien beschikbaar, en de massa fractie van 235 U in de ve.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Dit werk werd uitgevoerd onder subsidienummer DE-NA0001983 van het Stewardship Science Academic Alliances (SSAA) programma van de National Nuclear Security Administration (NNSA).
Dankbetuigingen
Delen van deze studie zijn eerder gepubliceerd in het Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry.3,13 Er is een octrooi aangevraagd voor deze methode.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| High Temperature Furnace (HTF) | Carbolite | HTF 18 | 1.800 °C HTF gebruikt om monsters te smelten |
| High Temperature Drop Furnace | CM Inc. | 1706 BL | 1.700 °C Drop Furnace gebruikt om monsters te smelten |
| Graphite Crucibles | SCP Science | 040-060-041 | 27 ml hoge zuiverheid grafiet smeltkroezen (10 stuks) |
| Smeltkroezentang | Grainger | 5ZPV0 | 66 cm, roestvrijstalen tang voor het hanteren van smeltkroezen |
| Hittebestendige handschoenen | Grainger | 8814-09 | Handschoenen gebruikt om handen te beschermen tegen hitte tijdens introductie/verwijdering van monsters |
| Mortel en stamper | Fisherbrand | S337631 | 300 ml, keramische mortel en stamper voor het vermalen en mengen |
| Microbalans | Grainger | 8NJG2 | 220 g Cap, hoogprecisiebalans voor het meten van poedermassa |
| Spatels | Fisherbrand | 14374 | Metalen spatels voor het meten van kleine hoeveelheden poeder |
| SiO2 | Sigma-Aldrich | 274739-5KG | Kwartszand CAS Nummer: 14808-60-7 |
| Al2O3 | Sigma-Aldrich | 11028-1KG | Aluminiumoxide Poeder CAS Nummer: 1344-28-1 |
| CaO | Sigma-Aldrich | 12047-2.5KG | Calciumoxide Poeder CAS Nummer: 1305-78-8 |
| FeO | Sigma-Aldrich | 400866-25G | IJzeroxide Poeder CAS Nummer: 1345-25-1 |
| MgO | Sigma-Aldrich | 342793-250G | Magnesiumoxide Poeder CAS Nummer: 1309-48-4 |
| Na2O | Sigma-Aldrich | 36712-25G | Natriumoxide Poeder CAS Nummer: 1313-59-3 |
| KOH | Sigma-Aldrich | 278904-250G | Kaliumhydroxide Pellets CAS Nummer: 12030-88-5 |
| MnO | Sigma-Aldrich | 377201-500G | Mangaanoxide Poeder CAS Nummer: 1344-43-0 |
| TiO2 | Sigma-Aldrich | 791326-5G | Titaniumoxide Korrels CAS Nummer: 12188-41-9 |
Referenties
- 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....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
