Um protocolo para a produção de vidro fundido nuclear sintético, semelhante à trinitita, é apresentado.
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Artigo de método
Produção de Synthetic Nuclear Melt vidro
Neste artigo
Resumo
Resumo
Detritos nucleares substitutos realistas são necessários dentro da comunidade forense nuclear para testar e validar técnicas de análise pós-detonação. Aqui, descrevemos um novo processo para produzir detritos superficiais a granel usando um forno de alta temperatura. O material desenvolvido neste estudo é física e quimicamente semelhante à trinitita (o vidro fundido produzido pelo primeiro teste nuclear). Supõe-se que este vidro nuclear sintético seja semelhante ao material vitrificado produzido perto do epicentro (marco zero) de qualquer detonação nuclear de superfície em um ambiente desértico. O processo descrito aqui pode ser aplicado para produzir outros tipos de vidro fundido nuclear, incluindo aquele que provavelmente será formado em um ambiente urbano. Isso pode ser feito simplesmente modificando a matriz precursora à qual esse processo de produção é aplicado. O vidro fundido produzido neste estudo foi analisado e comparado com a trinitita, revelando uma morfologia cristalina, estrutura física, fração de vazios e composição química comparáveis.
Introdução
Preocupações com o potencial uso malicioso de armas nucleares por terroristas ou nações desonestas destacaram a importância da análise forense nuclear para fins de atribuição. 1 Técnicas rápidas de análise pós-detonação são desejáveis para encurtar o cronograma de atribuição o máximo possível. O desenvolvimento e validação de tais técnicas requer amostras realistas de detritos nucleares para teste. Os testes nucleares não ocorrem mais nos Estados Unidos e os detritos nucleares da superfície da era dos testes não estão prontamente disponíveis (com exceção da trinitita - o vidro derretido produzido pelo primeiro teste nuclear no local da trindade) e, portanto....
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Protocolo
Atenção: O processo descrito aqui inclui o uso de material radioativo (por exemplo, Urânio Nitrato Hexahydrate) e várias matérias corrosivas. Vestuário de protecção adequado e equipamento deve ser utilizado (incluindo um jaleco, luvas, óculos de protecção, e um exaustor), durante a preparação da amostra. Além disso, áreas de laboratório utilizados para este trabalho deve ser monitorizado regularmente por contaminação radioativa.
Nota:. Os compostos químicos necessários estão listados na Tabela 1 Esta formulação foi desenvolvida através do exame anteriormente relataram dados relativos à composição para trinitite 10 As fracções ....
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Resultados
As amostras não radioactivos produzidos neste estudo foram comparados com trinitite e as Figuras 1-3 mostram que as propriedades físicas e morfologia são de fato semelhante. A Figura 1 fornece fotografias que revelam as semelhanças na cor e textura que são observados ao nível macroscópico. A Figura 2 mostra Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) imagens secundárias Electron (SE) que revelam características semelhantes ao nível micron. A análise SEM f.......
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Discussão
Nota sobre passos 1.2.2 e 1.2.3: A quantidade exata de UNH vai variar dependendo do cenário que está sendo simulado. As fórmulas de planeamento desenvolvidos por Giminaro et al., Pode ser utilizado para seleccionar a massa apropriada de urânio de uma determinada amostra 13, conforme discutido na secção "Amostra A activação" do presente documento. Além disso, óxido de urânio (UO 2 ou U 3 O 8) pode ser usado em lugar de UNH, se disponível, e a fracção de massa.......
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Divulgações
Este trabalho foi realizado sob o número de concessão DE-NA0001983 do Programa Stewardship Science Academic Alliances (SSAA) da National Nuclear Security Administration (NNSA).
Agradecimentos
Partes deste estudo foram publicadas anteriormente no Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 3,13 Uma patente está pendente para este método.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Forno de Alta Temperatura (HTF) | Carbolite | HTF 18 | 1.800 ° C HTF usado para derreter amostras |
| Forno de gota de alta temperatura | CM Inc. | 1706 BL | 1.700 &# 176; C Forno de gota usado para derreter amostras |
| Cadinhos de grafite | SCP Science | 040-060-041 | Cadinhos de grafite de alta pureza de 27 ml (pacote com 10) |
| Pinças de cadinho | Grainger | 5ZPV0 | 26 pol., pinças de aço inoxidável para manuseio de cadinhos |
| Luvas resistentes ao calor | Grainger | 8814-09 | Luvas usadas para proteger as mãos do calor durante a introdução/remoção da amostra |
| Argamassa & Pilão | Fisherbrand | S337631 | 300 ml, Almofariz e pilão de cerâmica para pó e mistura |
| Micro Balance | Grainger | 8NJG2 | 220 g Cap, balança de alta precisão para medir a massa de pó |
| Espátulas | Fisherbrand | 14374 | Espátulas de metal para medir pequenas quantidades de pó |
| SiO2 | Sigma-Aldrich | 274739-5KG | Quartz Sand Número CAS: 14808-60-7 |
| Al2O3 | Sigma-Aldrich | 11028-1KG | Óxido de Alumínio em Pó Número CAS: 1344-28-1 |
| CaO | Sigma-Aldrich | 12047-2.5KG | Pó de Óxido de Cálcio Número CAS: 1305-78-8 |
| FeO | Sigma-Aldrich | 400866-25G | Pó de Óxido de Ferro Número CAS: 1345-25-1 |
| MgO | Sigma-Aldrich | 342793-250G | Pó de Óxido de Magnésio Número CAS: 1309-48-4 |
| Na2O | Sigma-Aldrich | 36712-25G | Pó de Óxido de Sódio Número CAS: 1313-59-3 |
| KOH | Sigma-Aldrich | 278904-250G | Pellets de Hidróxido de Potássio Número CAS: 12030-88-5 |
| MnO | Sigma-Aldrich | 377201-500G | Pó de Óxido de Manganês Número CAS: 1344-43-0 |
| TiO2 | Sigma-Aldrich | 791326-5G | Contas de Óxido de Titânio Número CAS: 12188-41-9 |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
