Przedstawiono protokół produkcji syntetycznego szkła do stopu jądrowego, podobnego do trynitu.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Produkcja syntetycznego szkła ze stopu jądrowego
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Realistyczne zastępcze szczątki nuklearne są potrzebne w społeczności kryminalistyki nuklearnej do testowania i walidacji technik analizy po detonacji. W tym miejscu przedstawiamy nowatorski proces wytwarzania masowych odpadów powierzchniowych za pomocą pieca wysokotemperaturowego. Materiał opracowany w tym badaniu jest fizycznie i chemicznie podobny do trynitytu (stopionego szkła wytwarzanego w pierwszej próbie jądrowej). Zakłada się, że to syntetyczne szkło ze stopu jądrowego jest podobne do zeszklonego materiału wytwarzanego w pobliżu epicentrum (strefy zero) każdej powierzchniowej detonacji jądrowej w środowisku pustynnym. Opisany tutaj proces można zastosować do produkcji innych rodzajów szkła ze stopu jądrowego, w tym tego, które może powstać w środowisku miejskim. Można to osiągnąć po prostu modyfikując matrycę prekursora, do której stosuje się ten proces produkcyjny. Stopione szkło wytworzone w tym badaniu zostało przeanalizowane i porównane z trynitytem, ujawniając porównywalną morfologię krystaliczną, strukturę fizyczną, frakcję pustą i skład chemiczny.
Wprowadzenie
Obawy dotyczące potencjalnego złośliwego użycia broni jądrowej przez terrorystów lub państwa zbójeckie podkreśliły znaczenie analizy kryminalistycznej dla celów atrybucji. 1 Techniki szybkiej analizy po detonacji są pożądane w celu maksymalnego skrócenia czasu atrybucji. Opracowanie i walidacja takich technik wymaga realistycznych próbek szczątków jądrowych do testów. Próby jądrowe nie odbywają się już w Stanach Zjednoczonych, a szczątki powierzchni jądrowej z epoki prób nie są łatwo dostępne (z wyjątkiem trynitytu - stopionego szkła powstałego w wyniku pierwszej próby jądrowej na stanowisku Trinity) i dlatego potrzebne są realistyczne szczątki zastępcze. <....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Uwaga: Opisany tutaj proces obejmuje użycie materiałów promieniotwórczych (np. azotanu uranu sześciowodcianu) oraz kilku substancji żrących. Podczas przygotowania próbek należy stosować odpowiednią odzież i sprzęt ochronny (w tym fartuch laboratoryjny, rękawiczki, ochronę oczu oraz wyciąg laboratoryjny). Ponadto obszary laboratoryjne wykorzystywane do tych prac powinny być regularnie monitorowane pod kątem skażenia promieniotwórczego.
Uwaga: Potrzebne związki chemiczne wymieniono w Tabeli 1. Niniejsza receptura została opracowana na podstawie analizy wcześniej zgłoszonych danych składnikowych dla trinititu.10 Przedstawione tutaj ułamki masowe ok....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Próbki nieradiacyjne wytworzone w niniejszym badaniu porównano z trynitytem, a Rysunki 1-3 pokazują, że właściwości fizyczne i morfologia są rzeczywiście podobne. Rysunek 1 przedstawia fotografie ujawniające podobieństwa w kolorze i teksturze obserwowane na poziomie makroskopowym. Rysunek 2 prezentuje obrazy z elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM) uzyskane za pomocą detektora elektronów wtórnych (SE), które ukazują podobne cechy na poziomie mikronowym. Analizę SEM .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Uwaga dotycząca kroków 1.2.2 i 1.2.3: Dokładna ilość UNH będzie się różnić w zależności od symulowanego scenariusza. Wzory planistyczne opracowane przez Giminaro i wsp. mogą być wykorzystane do wyboru odpowiedniej masy uranu dla danej próbki13, jak omówiono w sekcji "Aktywacja próbki" niniejszego artykułu. Tlenek uranu (UO2 lubU3O8) może być również stosowany zamiast UNH, jeśli jest dostępny, i należy wziąć pod uwagę udział masowy 235U w związku (niezależnie.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Prace te zostały wykonane w ramach grantu nr DE-NA0001983 z programu Stewardship Science Academic Alliances (SSAA) Narodowej Administracji Bezpieczeństwa Jądrowego (NNSA).
Podziękowania
Fragmenty tego badania zostały wcześniej opublikowane w Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 3,13 Zgłoszono patent na tę metodę.
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Piec wysokotemperaturowy (HTF) | Carbolite | HTF 18 | 1,800 ° C HTF używany do topienia próbek |
| Wysokotemperaturowy piec kroplowy | CM Inc. | 1706 BL | 1,700 ° C Piec kroplowy używany do topienia próbek |
| Tygle grafitowe | SCP Science | 040-060-041 | 27 ml tygle grafitowe o wysokiej czystości (10 sztuk) |
| Szczypce do tygli | Grainger | 5ZPV0 | 26 cali, szczypce ze stali nierdzewnej do obsługi tygli |
| Rękawice żaroodporne | Grainger | 8814-09 | Rękawice używane do ochrony rąk przed gorącem podczas wprowadzania/wyjmowania próbki |
| Zaprawa i Tłuczek | Fisherbrand | S337631 | 300 ml, Moździerz ceramiczny i tłuczek do pudrowania i mieszania |
| Micro Balance | Grainger | 8NJG2 | 220 g Nasadka, precyzyjna skala do pomiaru masy proszku |
| Szpatułki | Fisherbrand | 14374 | Metalowe szpatułki do odmierzania małych ilości proszku |
| SiO2 | Sigma-Aldrich | 274739-5KG | Piasek kwarcowy Numer CAS: 14808-60-7 |
| Al2O3 | Sigma-Aldrich | 11028-1KG | Proszek tlenku glinu Numer CAS: 1344-28-1 |
| CaO | Sigma-Aldrich | 12047-2.5KG | Tlenek wapnia w proszku Numer CAS: 1305-78-8 |
| FeO | Sigma-Aldrich | 400866-25G | Tlenek żelaza w proszku Numer CAS: 1345-25-1 |
| MgO | Sigma-Aldrich | 342793-250G | Tlenek magnezu w proszku Numer CAS: 1309-48-4 |
| Na2O | Sigma-Aldrich | 36712-25G | Tlenek sodu w proszku Numer CAS: 1313-59-3 |
| KOH | Sigma-Aldrich | 278904-250G | Granulki wodorotlenku potasu Numer CAS: 12030-88-5 |
| MnO | Sigma-Aldrich | 377201-500G | Tlenek manganu w proszku Numer CAS: 1344-43-0 |
| TiO2 | Sigma-Aldrich | 791326-5G | Koraliki z tlenku tytanu Numer CAS: 12188-41-9 |
Bibliografia
- 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....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
