Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Productie van synthetische Nuclear Melt Glass

Published: January 4, 2016 doi: 10.3791/53473

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 massafracties hier gerapporteerd werden bepaald door het middelen van de massafracties voor verschillende trinitite monsters 10 De "ontbrekende" massa.. (de fracties om niet samen te vatten om de eenheid) bestaat om te zorgen voor een zekere flexibiliteit bij het toevoegen van brandstof, sabotage en andere bestanddelen. Onze onafhankelijke analyse van een aantal trinitite monsters suggereert dat kwarts is het enige minerale faseoverleven in trinitite. 5 Daarom, kwarts is het enige mineraal in onze Standaard Trinitite Formulering (STF). Hoewel overblijfsel korrels van andere mineralen gerapporteerd in trinitite, 11 betreft doorgaans uitzondering dan regel te zijn. In het algemeen kwarts enige mineraal in de smelt glas. 10,12 Ook kwartszand is een gemeenschappelijke component van asfalt en beton die belangrijk bij de vorming van stedelijke gesmolten glas nucleair zijn.

"> FeO 9px; "> 5.05x10 -4
Gemiddeld Trinitite Gegevens Standard Trinitite Formulering (STF)
Samenstelling Massafractie Samenstelling Massafractie
SiO 2 6.42x10 -1 SiO 2 6.42x10 -1
Al 2 O 3 1.43x10 -1 Al 2 O 3 1.43x10 -1
CaO 9.64x10 -2 CaO 9.64x10 -2
FeO 1.97x10 -2 1.97x10 -2
MgO 1.15x10 -2 MgO 1.15x10 -2
Na 2 O 1.25x10 -2 Na 2 O 1.25x10 -2
K 2 O 5.13x10 -2 KOH 6.12x10 -2
MnO 5.05x10 -4 MnO
TiO 2 4.27x10 -3 TiO 2 4.27x10 -3
Totaal 9.81x10 -1 Totaal 9.91x10 -1

Tabel 1. Lijst van chemische verbindingen.

1. Voorbereiding van de STF

Opmerking: Apparatuur die nodig is voorzien van een microbalans, metaal spatels, een keramische mortier en stamper, een zuurkast, latex handschoenen, een laboratoriumjas en oogbescherming.

  1. Mengen van niet-radioactieve bestanddelen
    1. Verwerven ten minste 65 g kwartszand (SiO 2), 15 g Al 2 O 3 </ sub> poeder, 10 g CaO poeder 2 g FeO poeder 2 g MgO poeder 2 g Na 2 O poeder, 7 g KOH pellets, 1 g MnO poeder en 1 g TiO 2 poeder ( verbindingen in tabel 1 genoemd).
    2. Gebruik een microbalans en kleine spatel om de massafracties van elke verbinding zoals opgesomd in Tabel 1 nauwkeurig te meten. De beste resultaten bereiden 100 g van de niet-radioactieve precursor matrix tegelijk.
    3. Gebruik een vijzel en stamper om te verpulveren (met ~ 10-20 urn size granules) grondig mengen van de verbindingen, het vormen van een homogeen poedermengsel met 64,2 g SiO 2, 14,2 g Al 2 O 3, 9,64 g CaO, 1,97 g FeO, 1,15 g MgO, 1,25 g Na 2 O. 6,12 g KOH, 0,0505 g MnO en 0,427 g TiO 2.
    4. Schud het mengsel met behulp van een bal mixer, kort voor de volgende stap genomen.
  2. Het mengen van STF met Uranium nitraathexahydraat (UNH)
    1. Acqutoorn ten minste 1 g UNH.
    2. Binnen een zuurkast, verpulveren enkele UNH kristallen (met behulp van een mortier en een stamper) om een ​​fijn poeder van 1-2 um korrels vormen.
    3. Voeg 33,75 ug UNH per gram van de niet-radioactieve precursor matrix (deze verhouding geschikt is voor een eenvoudige wapen gesimuleerd met een opbrengst van 1 kiloton). 13
    4. Meng het poedermengsel, zoals de UNH, met een vijzel en stamper. Voltooien laatste mengen kort voor het smelten stap.

2. De productie van 1 gram Smelt Glas Sample

Opmerking: Benodigdheden omvat een HTF begroot op 1600 ° C of hoger, hoge zuiverheid grafiet smeltkroezen, lange roestvrijstalen smeltkroes tang, hittebestendige handschoenen en oogbescherming. Hittebestendige handschoenen en oogbescherming te worden gedragen bij het inbrengen of verwijderen van monsters uit de oven. Getinte veiligheidsbril (of zonnebril) zijn nuttig als ze verminderen de schittering van de oven.

  1. Productie van niet-radioactief sample
    1. Vul een dikke keramische schaal (bijvoorbeeld een mortier) met ~ 100 g zuiver kwartszand en handhaven op kamertemperatuur nabij de locatie van de oven waar de monsters worden gesmolten.
    2. Verwarm de HTF tot 1500 ° C.
    3. Meet zorgvuldig 1,00 g van de niet-radioactieve poedermengsel en plaats het poeder een hoge zuiverheid grafiet kroes.
    4. Plaats de kroes in het verwarmde HTF (met behulp van een lange paar stalen smeltkroes tang) en smelt gedurende 30 minuten het mengsel.
    5. Verwijder het monster (opnieuw met de tang) en giet het gesmolten monster in de mortel gevuld met zand.
    6. Laat het glas kraal afkoelen voor 1-2 minuten voordat u.
    7. Polijsten de kraal om de resterende zand te verwijderen (indien nodig).
  2. Productie van een radioactief monster
    1. Herhaal de stappen 2.1.1 en 2.1.2 hierboven.
    2. Zorgvuldig meet 1,00 gram van de radioactieve poedermengsel (inclusief UNH) en plaats de powd er in een hoge zuiverheid grafiet kroes met behulp van een afzonderlijke spatel en microbalans om kruisbesmetting te voorkomen.
    3. Herhaal de stappen 2.1.4 - 2.1.6 hierboven.
    4. Bewaak de omgeving van de oven (met een handbediende stralingsdetector en / of vegen assays) controleren radioactiviteitsniveau.

3. Steekproef Activation

Opmerking: De vergelijkingen die volgen zijn afgeleid uitgaande van het gebruik van wapens waardering (verrijkt) uranium metal. De hoeveelheden UNH of uraniumoxide moet worden geschaald volgens de massafractie van elementair uranium en het niveau van 235 U verrijking.

  1. Activering van een Melt Glas Sample met Uranium Fue
    1. Bereken de massa fractie van uranium metalen die nodig zijn voor het monster met behulp van de onderstaande vergelijking 13 (waarbij m U vertegenwoordigt het uranium massafractie en Y het wapen opbrengst):
      473 / 53473eq1.jpg "/>
    2. Optioneel: Bereken de massa fractie van sabotage (bijv, natuurlijk uranium, lood, wolfraam) met behulp van de onderstaande vergelijking: 13
      Vergelijking 2
    3. Bereken het vereiste aantal splijtingen in het monster met de volgende formule 13 waarin M s staat voor de massa van het monster in gram en Nf vertegenwoordigt het aantal splijtingen geproduceerd in het monster tijdens bestraling:
      Vergelijking 3
    4. Bereken de benodigde bestraling tijd met behulp van de onderstaande vergelijking 13 waarbij m 235 vertegenwoordigt de 235 U massafractie (verrijking-niveau) en t IRR is de bestraling in seconden:
      Vergelijking 4
    5. Bestralen van het monstert IRR seconden bij een thermische neutronenflux van 4,0 x 10 14 n / cm 2 / sec. Bijvoorbeeld, een 60 sec bestraling Pneumatic Tube 1 (PT-1) en HFIR (met een thermisch resonantie verhouding van 35) circa 1,1 x 10 11 splitsingen produceren in een monster dat 870 ug UNH (equivalent aan 410 ug natuurlijk uranium, of 3,0 ug 235 U). Dit is bereikt voor een 0,433 g glazen kraal is ontworpen om een ​​smelt glas monster geproduceerd door een wapen met een 0,1 kiloton opbrengst te simuleren. Dit monster is grondig geanalyseerd door Cook et al. 14
    6. Volg de geldende veiligheidsvoorschriften protocollen voor de behandeling van de radioactieve monster na de bestraling.
  2. Activering van een Melt Glas Sample met Plutonium Fuel (Planning Factors)
    1. Bereken de massa fractie van plutonium metalen die nodig zijn voor het monster met behulp van de onderstaande vergelijking 13, waar ben Pu vertegents het plutonium massafractie en Y het wapen opbrengst:
      Vergelijking 5
    2. Herhaal stap 3.1.2 en 3.1.3 hierboven.
    3. Bepaal de bestralingstijd die nodig is om het gewenste aantal splijtingen in de smelt glas monster te verkrijgen. Dit zal afhangen van de samenstelling en kwaliteit van het plutonium en de neutronen energiespectrum.

Let op: Grote zorg moet worden genomen bij de behandeling van plutonium en aanvullende analyse nodig zullen zijn. Met ingang van dit schrijven, is alleen uranium is gebruikt in de synthetische smelt glas monsters geproduceerd aan de UT en bestraald bij HFIR.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

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 een SEM en SEM software. Tal van vides zijn waargenomen in beide trinitite en synthetische monsters. De defecten en heterogeniteit zijn vergelijkbaar bij zowel. Figuur 3 geeft een vergelijking van poeder Röntgendiffractie (P-XRD) spectra trinitite en synthetische voorbeelden. P-XRD analyse werd uitgevoerd op trinitite en synthetische smelt glas monsters met behulp van een X-ray diffractometer met een 3D detector. De röntgenbron een Cu anode ingesteld op 40 mA en 45 kV. Een spleetwindow of 1/4 ° 2θ werd gebruikt samen met een 1/8 ° 2θ anti-scatter diffraktieraster. Alle monsters werden gemeten met een silicium (001) geen achtergrond monsterhouder en werden op draaien op 4 omwentelingen / sec. Alle spectra werden verkregen van 10 ° 2θ tot 100 ° 2θ. Kwarts is de enige mineralen in beide gevallen, en de piek intensiteiten vergelijkbaar suggereert een vergelijkbare mate van amorfe 3. Deze resultaten zijn consistent met eerdere onderzoeken van trinitite 15,16,12,17 en andere soorten glas nucleaire smelten. 18,19

Figuur 1
Figuur 1. Macroscopische vergelijking van trinitite en synthetische smelten glas nucleaire. (A) Foto die het bovenoppervlak van een trinitite monster (B) Foto die het bovenoppervlak van een synthetische kern smelt glasmonster produc ed aan de UT, (C) Foto toont de interne structuur (in dwarsdoorsnede) van een trinitite monster, (D) Foto toont de interne structuur van een synthetische kern smelt glas monster. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Figuur 2
Figuur 2. Microscopische vergelijking van trinitite en synthetische smelt glas kernenergie. SEM foto toont de details van de microstructuur van trinitite (bovenste foto) en synthetische smelt glas nucleaire (onderste foto). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

d / 53.473 / 53473fig3.jpg "/>
Figuur 3. Kristallijn morfologie van trinitite en synthetische smelt glas kernenergie. P-XRD spectra van trinitite (blauwe lijn) en synthetische smelt glas nucleaire (rode lijn). De verticale, gestippelde groene lijnen geven de locaties van de pieken doorgaans geassocieerd met kwarts. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

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 verbinding (of UNH of uraniumoxide) moet worden beschouwd. Voor de experimenten besproken de UNH homogeen gemengd in de matrix precursor. Verwacht wordt dat het smeltproces de verdeling van uranium en andere elementen in het glas beïnvloeden. Kwalitatief lijkt de glazen heterogeen te zijn. Echter, werd splitsing spoor mapping nabestralingsonderzoek niet uitgevoerd om de verdeling van uranium en splijtingsproducten binnen de glas grondig te analyseren. Dit isa potentieel onderwerp voor een toekomstige studie.

Kwarts is de enige mineralen in de precursor poeder matrix omdat het de enige minerale verwacht dat het smeltproces overleven. 3,10,12 De hoeveelheid kwarts achterblijft in de gesmolten monsters dient als een monitor om de smelttemperatuur en tijd optimaliseren de oven 5. Aangenomen wordt dat een werkwijze die in een monster bij aanvang quartz de juiste mate van amorfe produceert een vergelijkbare amorf monster zal produceren wanneer andere mineralen zijn in de precursor.

Een radioactief monster verkregen in deze studie werd geactiveerd door bestraling met neutronen HFIR. Het uranium brandstof inhoud en bestraling tijden kunnen worden berekend op basis van uranium aanzienlijke hoeveelheden gerapporteerd door de Internationale Organisatie voor Atoomenergie 20 evenals vroege berekeningen van Glasstone en Dolan 21 over de relatie tussen wapen opbrengst en demassa van smelt glas geproduceerd door een nucleaire detonatie. Deze concepten worden geconsolideerd in de analyse van Giminaro et al. 13. Analyse van het ene geactiveerde monster werd uitgevoerd door Cook et al. 14

De nieuwe werkwijze hier beschreven kunnen worden gebruikt om synthetische "trinitite" monsters worden verkregen en vervolgens kunnen worden uitgebreid tot andere scenario forensische belang (bijvoorbeeld stedelijke smelten glazen kern). Eerdere pogingen om surrogaat nucleaire afval produceren gericht op de chemische en radioactieve eigenschappen van het glas. 22 De focus van de hier gepresenteerde werk is de productie van een surrogaat nauwkeurige fysische, chemische en morfologische kenmerken. Deze methode is uniek omdat het gebruik maakt van snelle verhitting in een oven, gevolgd door snelle afkoeling bij kamertemperatuur. Er is geen ramp-up of ramp-down fase en geen vermenging tijdens het smeltproces. De resulterende defecten (bijvoorbeeld scheuren en holten) en heterogeniteiten zijn Desirabaar (als een spannende wedstrijd te trinitite). Bovendien is de hier geschetste protocol is relatief eenvoudig (in vergelijking met methoden waarbij plasma of lasers 6) en toch de resultaten redelijk nauwkeurige en reproduceerbare 3.

De HTF gebruikt in deze studie is ontworpen om optimaal te presteren bij een geleidelijke "ramp up" en "ramp down" periode wordt gebruikt tijdens het verwarmen. Echter, deze werkwijze geleidelijk afkoelen fase niet wenselijk herkristallisatie kan optreden, het vernietigen van de amorfe aard van het monster. Daarom geproduceerde monsters in deze studie werden ingevoerd na de oven was gebracht piektemperatuur en vervolgens verwijderd en snel afgekoeld buiten de oven. Dit vereist dat de ovendeur tweemaal geopend terwijl de oven was piektemperatuur (die niet wordt aanbevolen door de fabrikant). Dit proces heeft de neiging om de verwarmingselementen te benadrukken en kan een negatieve invloed hebben op hun levensduur. Dit risico acceptabel voor onze purpo wasses. Wel dient de monsterintroductie werkwijze zorgvuldig overwogen en eventueel aangepast, afhankelijk van de gebruikte apparatuur en het gewenste eindproduct. Andere beperkingen van deze werkwijze worden in de volgende paragrafen.

Het gebruik van grafische kroezen worden enkele koolstof verontreiniging in de kunststof smelt glasstalen (vanwege de neiging van grafiet vluchtig bij hoge temperaturen). Deze verontreinigingen kunnen worden verwijderd door polijsten, post-synthese of de monsters kunnen worden gebroken en alleen de "clean" half bewaard voor analyse. De koolstof verontreiniging wordt gewoonlijk gelokaliseerd dichtbij de bodem van de glasparel. Met behulp van grafiet smeltkroezen in de open lucht leidt ook tot een oncontroleerbare (en dus onbekend) reductie / oxidatie toestand. Iron waarschijnlijk worden geoxideerd en Fe / C legeringen worden geproduceerd. Daarom andere typen smeltkroezen getest zoals platina en zirkoniumoxide echter grafiet blijft de beste option ondanks mogelijke koolstofverontreiniging en Fe / C koppeling problemen. Silica en platina binding maken het platina smeltkroezen onpraktisch. Zirkoniumoxide scheuren tijdens het blussen proces. Nader onderzoek kan een betere keuze te onthullen, maar met ingang van dit schrijven grafiet is de meest economische en experimenteel praktische keuze. Er zijn verschillende manieren om het milieu in de oven bedienen (bijvoorbeeld het vullen van een buisoven met argon) die dient te worden onderzocht in de toekomst. Voor de experimenten besproken het milieu in de oven werd niet gemanipuleerd en toch de belangrijkste kenmerken van het glas geproduceerde monsters geschikt voor hun doel waren. Opgemerkt wordt dat de huidige milieu aan de grond nul tijdens een nucleaire detonatie wordt niet goed begrepen.

Bestralen van monsters in de buispostsysteem bij HFIR introduceert enkele fout in de radioactieve eigenschappen van de surrogaten. Deze fout ontstaat als gevolg van de verschillende diffeRenče tussen kernwapen en reactor neutron energie spectra. Het splijtingsproducten spectrum zullen dus kenmerkend voor een reactor (geproduceerd door een thermisch neutron spectrum) in plaats van een wapen (geproduceerd door een snelle neutron spectrum). Bovendien zal de verhouding van splijtingsproducten met activatieproducten onnauwkeurig wanneer beide worden veroorzaakt door bestraling situ. Studies worden uitgevoerd om beter te begrijpen en mogelijk dit effect tegengaan. 23 veranderen van de chemie van de precursor matrix noodzakelijk zijn.

De methode die hier beschreven zal een nucleaire smelt glas surrogaat die nauwkeurige in termen van kleur, textuur, porositeit, microstructuur, minerale morfologie, compositorische heterogeniteit, en de mate van amorphousness is te produceren. Er zijn in essentie drie belangrijke stappen om de resultaten succesvol repliceren gepresenteerde: 1) voorzichtig bereiden STF poeder volgens voorschrift 2) veilig en snel het poeder tot een hoge temperatuur verhit (ruim bovenhet smeltpunt van de matrix), en 3) snel afkoelen (quench) om herkristallisatie te voorkomen. Het is belangrijk op te merken echter identieke procedures niet identieke monsters en dit is volkomen aanvaardbaar als hetzelfde geldt voor echte melt glas kern (trinitite monsters vertonen een hoge mate van variabiliteit ook). 3

De meest kritische stappen in het protocol zijn stappen 1.1.1 tot 2.1.6. Door deze stappen leiden tot de productie van een niet-radioactief monster met de gewenste eigenschappen. Een radioactief monster kan worden bereid door het volgen hoofdzaak dezelfde stappen met extra voorzichtigheid vanwege het gevaar van radioactief materiaal.

Deze methode wordt gebruikt in de toekomst stedelijke nucleair afval produceren surrogaten 13 en kan verder worden uitgebreid. De mogelijkheid bestaat ook om deze methode in de studie van radioactief afval immobilisatie die belangrijk is voor de toekomst van de nu dienstduidelijke energie-industrie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
High Temperature Furnace (HTF) Carbolite HTF 18 1,800 °C HTF used to melt samples
High Temperature Drop Furnace CM Inc. 1706 BL 1,700 °C Drop Furnace used to melt samples
Graphite Crucibles SCP Science 040-060-041 27 ml high purity graphite crucibles (10 pack)
Crucible Tongs Grainger 5ZPV0 26 in., stainless steele tongs for handling crucibles
Heat Resistent Gloves Grainger 8814-09 Gloves used to protect hands from heat during sample intro/removal
Mortar & Pestle Fisherbrand S337631 300 ml, Ceramic mortar and pestle for powdering and mixing
Micro Balance Grainger 8NJG2 220 g Cap, high precision scale for measuring powder mass
Spatulas Fisherbrand 14374 Metal spatulas for measure small quantities of powder
SiO2 Sigma-Aldrich 274739-5KG Quartz Sand  CAS Number: 14808-60-7
Al2O3 Sigma-Aldrich 11028-1KG Aluminum Oxide Powder  CAS Number: 1344-28-1
CaO Sigma-Aldrich 12047-2.5KG Calcium Oxide Powder  CAS Number: 1305-78-8
FeO Sigma-Aldrich 400866-25G Iron Oxide Powder  CAS Number: 1345-25-1
MgO Sigma-Aldrich 342793-250G Magnesium Oxide Powder  CAS Number: 1309-48-4
Na2O Sigma-Aldrich 36712-25G Sodium Oxide Powder  CAS Number: 1313-59-3
KOH Sigma-Aldrich 278904-250G Potasium Hydroxide Pellets  CAS Number: 12030-88-5
MnO Sigma-Aldrich 377201-500G Manganese Oxide Powder  CAS Number: 1344-43-0
TiO2 Sigma-Aldrich 791326-5G Titanium Oxide Beads  CAS Number: 12188-41-9

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Garrison, J. R., Hanson, D. E., Hall, H. L. Monte Carlo analysis of thermochromatography as a fast separation method for nuclear forensics. J Radioanal Nucl Chem. 291 (3), 885-894 (2011).
  3. Molgaard, J. J., et al. Development of synthetic nuclear melt glass for forensic analysis. J Radioanal Nucl Chem. 304 (3), 1293-1301 (2015).
  4. Fluegel, A. Modeling of Glass Liquidus Temperatures using Disconnected Peak Functions. ACerS 2007 Glas Opt Mater Div Meet, , (2007).
  5. Oldham, C. J., Molgaard, J. J., Auxier, J. D., Hall, H. L. Comparison of Nuclear Debris Surrogates Using Powder X-Ray Diffraction. Southeastern Undergraduate Research Conference, , (2014).
  6. Liezers, M., Fahey, A. J., Carman, A. J., Eiden, G. C. The formation of trinitite-like surrogate nuclear explosion debris ( SNED ) and extreme thermal fractionation of SRM-612 glass induced by high power CW CO 2 laser irradiation. J Radional Nucl Chem. 304 (2), 705-715 (2015).
  7. Harvey, S. D., et al. Porous chromatographic materials as substrates for preparing synthetic nuclear explosion debris particles. J Radioanal Nucl Chem. 298 (3), 1885-1898 (2013).
  8. Hanni, J. B., et al. Liquidus temperature measurements for modeling oxide glass systems relevant to nuclear waste vitrification. J Mater Res. 20 (12), 3346-3357 (2005).
  9. Weber, W. J., et al. Radiation Effects in Glasses Used for Immobilization of High-Level Waste and Plutonium Disposition. J Mater Res. 12 (8), 1946-1978 (1997).
  10. Eby, N., Hermes, R., Charnley, N., Smoliga, J. A. Trinitite-the atomic rock. Geol Today. 26 (5), 180-185 (2010).
  11. Bellucci, J. J., Simonetti, A. Nuclear forensics: searching for nuclear device debris in trinitite-hosted inclusions. J Radioanal Nucl Chem. 293 (1), 313-319 (2012).
  12. Ross, C. S. Optical Properties of Glass from Alamogordo, New Mexico. , (1948).
  13. Giminaro, A. V., et al. Compositional planning for development of synthetic urban nuclear melt glass. J Radional Nucl Chem. , (2015).
  14. Cook, M. T., Auxier, J. D., Giminaro, A. V., Molgaard, J. J., Knowles, J. R., Hall, H. L. A comparison of gamma spectra from trinitite versus irradiated synthetic nuclear melt glass. J Radioanal Nucl Chem. , (2015).
  15. Fahey, J., Zeissler, C. J., Newbury, D. E., Davis, J., Lindstrom, R. M. Postdetonation nuclear debris for attribution. Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (47), 20207-20212 (2010).
  16. Bellucci, J. J., Simonetti, A., Koeman, E. C., Wallace, C., Burns, P. C. A detailed geochemical investigation of post-nuclear detonation trinitite glass at high spatial resolution: Delineating anthropogenic vs. natural components. Chem Geol. 365, 69-86 (2014).
  17. Donohue, P. H., Simonetti, A., Koeman, E. C., Mana, S., Peter, C. Nuclear Forensic Applications Involving High Spatial Resolution Analysis of Trinitite Cross-Sections. J Radioanal Nucl Chem. , (2015).
  18. Eaton, G. F., Smith, D. K. Aged nuclear explosive melt glass: Radiography and scanning electron microscope analyses documenting radionuclide distribution and glass alteration. J Radioanal Nucl Chem. 248 (3), 543-547 (2001).
  19. Kersting, A. B., Smith, D. K. Observations of Nuclear Explosive Melt Glass Textures and Surface Areas. , Lawrence Livermore National Laboratory. (2006).
  20. IAEA Safeguards Glossary. , 2001st ed, IAEA. Vienna, Austria. (2001).
  21. Glasstone, S., Dolan, P. Effects of Nuclear Weapons. , 3rd ed, United States DOD/DOE. (1977).
  22. Carney, K. P., Finck, M. R., McGrath, C. A., Martin, L. R., Lewis, R. R. The development of radioactive glass surrogates for fallout debris. J Radioanal Nucl Chem. 299 (1), 363-372 (2013).
  23. Molgaard, J. J., Auxier, J. D., Hall, H. L. A Comparison of Activation Products in Different Types of Urban Nuclear Melt Glass. American Nuclear Society Annual Meeting, , American Nuclear Society. (2015).

Tags

Engineering nucleaire wapens nucleaire afval glas smelten trinitite verglazen amorfe kristallijne
Productie van synthetische Nuclear Melt Glass
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Molgaard, J. J., Auxier II, J. D.,More

Molgaard, J. J., Auxier II, J. D., Giminaro, A. V., Oldham, C. J., Gill, J., Hall, H. L. Production of Synthetic Nuclear Melt Glass. J. Vis. Exp. (107), e53473, doi:10.3791/53473 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter