چه کسی و چه زمانی برای اولین بار تغییر عناصر را انجام داد. علم حرام تبدیل عنصر ممکن است! تاریخچه کشف و مسئله اولویت

آرتور کانن دویل داستانی به نام "کشف رافلز هاو" دارد. قهرمان او به ترتیب راهی برای تبدیل عناصر شیمیایی از یکی به دیگری - و تولید طلا - اختراع می کند. اما این دانشمند عجله ای برای انتشار کشف خود ندارد. در این مورد، هاو استدلال می کند، طلا بلافاصله کاهش می یابد و چیز دیگری جای آن را می گیرد.

این دانشمند ترجیح می دهد طلاهای خود را مخفیانه معامله کند و از درآمد حاصل از آن برای امور خیریه و کمک به نیازمندان استفاده می کند. مهندس گارین با الکسی تولستوی وظیفه مخالف خود را تعیین می کند. او به سوی ذخایر تمام نشدنی طلای زمین می شتابد تا اقتصاد جهان را هرج و مرج به ارمغان بیاورد و قدرت را به دست گیرد.

طلا رویای ابدی کیمیاگران است و نه تنها آنها. آنها می گویند به کیمیا - شبه علم می خندند و دیگر هیچ. در واقع، هیچ کس هنوز یاد نگرفته است که چگونه در آشپزخانه خود طلا بپزد. اما اگر هنوز هم فرض کنیم که مردم زمانی دارای اسرار دگرگونی عناصر بودند؟

خشم امپراتور دیوکلتیان

در اوایل دوران مسیحیت، بسیاری از کاهنان شک نداشتند مصر باستانراز بدست آوردن طلا را بدانید و به لطف فعالیت های آکادمی اسکندریه در قرون II-IV ، این اعتقاد فقط تقویت شد. کار به جایی رسید که دیوکلتیان امپراتور روم در سال 296 فرمان خاصی صادر کرد. دستور داد که تمام دست نوشته های مصری در مورد تولید مصنوعی طلا سوزانده شود.

بدون شک، دیوکلتیان درگیر مشکلاتی بود که چنین دانشی برای تجارت و منافع اقتصادی دولت با آن مواجه است. به سختی یک امپراتور روشن فکر آنقدر نادان بود که بدون دلیل موجه چنین حکمی صادر کند. دلایل چه بود - اکنون غیرممکن است ایجاد شود. بسیاری از گنجینه های اندیشه بشری در آتش جنگ ها و آتش سوزی ها از بین رفت، کتابخانه های اسکندریه و کارتاژ را به یاد بیاوریم که غارت و ویران شدند. چه دانش پنهانی در آنجا ذخیره شده بود؟

افسانه شهر ستاره ای

در اوایل فوریه 1517، کارول اسپرانزا، به فرماندهی کاپیتان رافائل رودریگز، در نزدیکی جزیره جامائیکا، در 300 مایلی جنوب شرقی کوبا، که در آن زمان توسط فرماندار پادشاه اسپانیا، چارلز پنجم، دیگو ولاسکز، اداره می شد، غرق شد. در یک اسکیف ویران، تقریباً بدون غذا و آب شیرین، 13 نفر بودند که توسط خود رودریگز رهبری می شد. به مدت 10 روز، این قایق شکننده در امتداد امواج تنگه یوکاتان حمل شد تا اینکه در سواحل مکزیک شسته شد.

از 13 ملوان، تنها هفت نفر زنده ماندند... آنها توسط سرخپوستان مایا به رهبری هالا کیار دستگیر و به شهر چمپوتون برده شدند. فرمانروای شهر موخ کوو دستور داد که پنج اسیر فوراً برای خدایان قربانی شوند... دو نفر زنده ماندند، رافائل رودریگز و مارتوس سانچز - نوبت آنها هنوز نرسیده است. اسپانیایی ها در خانه ای حبس شدند، اما توانستند دیوار را از بین ببرند و به جنگل فرار کنند.

پس از یک ماه سرگردانی گرسنه، ملوانان به اکسپدیشن فرانسیسکو هرناندز د کوردوبا پیوستند که در مارس 1517 با سه کشتی به مکزیک رسیدند. داستان آنها به گوش جهانیان رسیده است. اعتقاد بر این بود که کاپیتان رافائل رودریگز و شش ملوان خدمه نگون بختش اولین اروپاییانی بودند که پا به سرزمین مایاها گذاشتند.

اما طبق افسانه ای که مورد بحث قرار خواهد گرفت، این چنین نبود. در سال 1514، با برکت مقر مقدس، آلوارو آگیلری، اسقف تولدو، اعلیحضرت را مورد خطاب قرار داد، که هیچ کس در روم به دلیل ظلم بیش از حد او حتی برای یک بازپرس، نمی خواست او را ببیند. آگویلری به پادشاه پیشنهاد کرد که یک لشکرکشی به مکزیک بفرستد تا نور مسیحیت را به مردم از دست رفته برساند و آنها را تحت حمایت تاج اسپانیا قرار دهد. این پروژه پذیرفته شد ، اما یک راز دقیق نگه داشت - بنابراین در صورت عدم موفقیت می توان شرم شکست را پنهان کرد و در صورت موفقیت ، با درخشش پیروزی که رخ داد خیره شد.

آگیلری آماده سازی اکسپدیشن را بر عهده گرفت. مشکلات بیشتر از آنچه او انتظار داشت به وجود آمد و تنها در اواسط ژوئیه 1516 یک گروه مسلح متشکل از 100 نفر از کشتی 30 تفنگ اسپانیا در مکزیک فرود آمد. پس از مطالعه کامل منطقه و بازجویی از سرخپوستان، این گروه به داخل خاک حرکت کرد.

آگیلری مردم خود را نه به امپراتوری قدرتمند آزتک، که مونتزوما در آن حکومت می کرد، بلکه به سمت جنوب، به شهری پنهان در پشت جنگل ها و کوه ها، که به زبان سرخ پوستان ستاره نامیده می شد (آیا همان الدورادو اسطوره ای نیست؟) هدایت کرد. ثروت بی‌شمار شهر ستاره‌ای که سرخپوستان درباره آن گفتند، همان چیزی بود که اسقف را در راه می‌خواند.

دو ماه بعد، تیم آگیلری که به دلیل کمین های موذیانه، حملات شکارچیان، بیماری های ناشناخته و نیش مارها و حشرات سمی یک سوم لاغر شده بود، به هدف رسید. اسپانیایی ها که با فریب وارد شهر شدند، در چند ساعت تمام مقاومت ساکنان را که چیزی برای مقابله با سلاح گرم غریبه ها نداشتند، سرکوب کردند. شهری پر از طلا و وسوسه در زیر پای آگیلری قرار داشت و در معابد باشکوه به جای بت های شکسته صلیب های کاتولیک برافراشته بود.

به نظر می رسد وقت آن رسیده است که گزارش پیروزی و سینه های طلا را برای پادشاه بفرستیم ... اما آنجا نبود. آگیلری برنامه های دیگری هم در نظر گرفت. اسقف با دیدن مقدار زیادی طلا در اطراف، هدف خود را برای رسیدن به منبع آن قرار داد. در کمال تعجب او، هیچ ذخایر حاوی طلا تا کیلومترها در اطراف یافت نشد... پس، طلا از دور به شهر ستاره آورده شد؟ اما کجا و چگونه، در چنین مقادیر عظیمی، در غیاب کامل وسایل ارتباطی و وسایل نقلیه؟

اطلاعات در مورد سرنوشت اکسپدیشن آگویلری در اسپانیا منتظر نماند و به زودی آنها آن را فراموش کردند ، زیرا سوء استفاده های برجسته کورتس اولین تلاش برای یک مأموریت تمدنی در کشور بت پرستان را در سایه ها قرار داد. آگیلری که فقط به طلا وسواس داشت، نه به ذخایر متعدد مس و نه به تشریفات عجیب کاهنان مرتبط با ذوب فلزات توجهی نکرد. او بدون اینکه معما را حل کند مرد.

در اینجا چیزی است که باید به آنچه گفته شد اضافه شود. در سال 1978، در بلغارستان، در نزدیکی شهر وارنا، در حفاری های باستان شناسی محل دفن قرن های 6-5 قبل از میلاد، غنی ترین گنجینه اشیاء طلا کشف شد - در مجموع بیش از 400 کیلوگرم!

این در حالی است که در بالکان ذخایر طلا وجود نداشت و وجود ندارد، اما مس به وفور یافت می شود. آیا طلا از دور به اینجا آورده شده است؟ شاید. اما گنجینه های طلا هم در نیجریه و هم در بین النهرین یافت می شود، جایی که فلز گرانبها وجود ندارد، اما مس زیادی وجود دارد. پس آیا زمانی مس به عنوان ماده اولیه برای به دست آوردن طلا عمل نمی کرد؟

دگرگونی های قرون وسطی

اما کیمیاگران اروپای قرون وسطی چطور؟ موفقیت های آنها در این زمینه چه بود؟ یکی از مشتاقان خستگی ناپذیر «هشت طلا» کیمیاگر معروف هلندی ون هلمونت بود. درست است، او شخصا فرصتی برای اختراع سنگ فیلسوف نداشت. اما او بارها و بارها نمونه هایی از این ماده مرموز را از سایر کیمیاگران دریافت کرد و با آنها تغییر شکل داد.

بنابراین، او نوشت که در سال 1618 هشت اونس جیوه را با یک چهارم دانه این سنگ به طلای خالص تبدیل کرد. به گفته ون هلمونت، احتمال فریب از سوی کیمیاگری که نمونه را تحویل داده است، از آنجایی که او در تغییر شکل حضور نداشت، حذف شد.

همچنین مواردی از نمایش عمومی چنین تحولاتی وجود داشت. گاهی پس از مرگ کیمیاگران مشهور، شمش های طلا پیدا می شد. لئوناردو داوینچی در یادداشت های خود توصیه می کند: "با بررسی دقیق شاخه های طلا، در انتهای آنها خواهید دید که به آرامی و به تدریج رشد می کنند و آنچه را که با آن در تماس هستند به طلا تبدیل می کنند."

آیا اصولاً این امکان پذیر است؟ و در صورت امکان چگونه؟

چه طور ممکنه؟

حامل خواص شیمیایی هر عنصر، لایه الکترونی آن است، اما ساختار آن در هسته اتم "رمزگذاری" شده است. الکترون ها را می توان با واکنش های شیمیایی اضافه یا حذف کرد، اما تا زمانی که هسته ثابت بماند، عنصر همچنان ثابت باقی می ماند. در نتیجه، هرگونه تغییر شکل عناصر، واکنش های هسته ای است. آیا آنها در شرایط عادی، بدون دمای غول پیکر، فقط در یک انفجار اتمی قابل دستیابی هستند؟

تعدادی از دانشمندان برجسته معتقدند: بله، با کمک کاتالیزور ممکن است. در شیمی، اینها موادی هستند که روند یک واکنش را چندین برابر تسریع می کنند. اما این شیمی است، اما آیا کاتالیزورهای هسته ای ممکن است؟ از نظر تئوری بله. اگر امکان "باز کردن" هسته یک اتم، نزدیکتر کردن آن به اتم دیگر وجود داشت، در این صورت می توان از مس سبکتر طلا بدست آورد. از نظر تئوری، این غیرقابل انکار است، اما در عمل، علم مدرن هنوز با چنین نتایجی بسیار فاصله دارد.

پس آیا دانشمندان باستان می توانستند چنین دانشی داشته باشند؟ سخت است بدون ابهام پاسخ داد. اما باید در نظر داشت که دگرگونی‌ها در طبیعت خاصیت جهانی آن است و با انتخاب کاتالیزورهای مناسب می‌توان آن‌ها را بارها تسریع کرد. علاوه بر این، ما اغلب چیزهایی را که مدت‌هاست کشف شده‌ایم، البته نه به شیوه‌ای عقلانی، بلکه با یک رشته فکری شهودی، دوباره کشف می‌کنیم.

کنجکاوی ها

و من می خواهم این مقاله را با کنجکاوی های خنده دار مرتبط با موضوع خود به پایان برسانم. بنابراین، در سال 1854، تئوفیلوس تیفرو معینی به آکادمی علوم فرانسه آمد و دو شمش طلای مصنوعی را ارائه کرد، که ظاهراً ساخت آن را در مکزیک به او آموزش داده بودند. این مورد باعث تحریک شدید D.I. مندلیف، که آن را حمله ای به بنیادهای شیمی دانست.

و در پایان قرن نوزدهم، کلاهبرداری جاناتان اِمِنس، که پیشنهاد ... تبدیل دلارهای نقره ای مکزیک به طلا را داشت، در آمریکا سر و صدای زیادی به پا کرد. یک شرکت سهامی مربوطه ایجاد شد که به زودی به سلامت از بین رفت. جالب است که کلاهبردار آنقدر متقاعد کننده بود که توجه دانشمندان برجسته آن زمان مانند آرچیبالد گیکی و ویلیام کروکس را به خود جلب کرد.

با این حال، اجازه دهید شارلاتان ها را در المپ بسیار مشکوک خود رها کنیم. پس در مورد کیمیا، همانطور که مارکوس دلمونتی، راهب و بدعت گذار قرون وسطایی بیان کرد، «معنای درونی این علم تماماً صرف است، یعنی رابطه کل با اجزای سازنده آن. به درستی درک شده است، کیمیاگری با نیروی آگاهانه ای سر و کار دارد که بر جهش ها و دگرگونی ها در ماده، انرژی و حتی درون خود زندگی حاکم است...»

آندری بیستروف

تامارا ساخنوو ویکتور کوراشوفآموخته اند که چگونه عناصر فراسنگین ماورای اورانیوم را که قیمت آن به یک تریلیون دلار در هر گرم می رسد، سنتز کنند. به AiF-Kazan می گوید که آنها دقیقا چگونه این کار را انجام دادند و دانشمندان دیگر در مورد آن چه فکر می کنند، در روز علم که در هشتم فوریه جشن گرفته می شود.

دستکاری با گلوله های توپ

شیمیدانان-بیوتکنولوژیست ها چگونگی انجام واکنش های هسته ای را بدون استفاده از شتاب دهنده های شناخته شده برای فیزیکدانان مانند سنکروفازوترون کشف کرده اند. به گفته آنها میکروارگانیسم های زنده می توانند نقش شتاب دهنده را ایفا کنند. این میکروب ها برای زنده ماندن در یک محیط تهدیدآمیز قادر به انجام یک معجزه بودند - آنها خودشان شروع به انجام واکنش های هسته ای کردند - تا یک هسته را به هسته دیگر تبدیل کنند. بنابراین، در یک محلول با عناصر شیمیایی رادیواکتیو، آنها شروع به سرعت بخشیدن به فرآیندهای سنتز و فروپاشی کردند، به طوری که، در نتیجه، انواع عناصر شیمیایی را می توان در فلاسک پیدا کرد - به معنای واقعی کلمه کل جدول تناوبی. از نظر علمی، به این روش میکروبیولوژیک تبدیل عناصر شیمیایی می گویند.

عکس: از آرشیو شخصی ویکتور کوراشوف

ما چنین روشی را به ثبت رسانده‌ایم و مطمئن هستیم که می‌توانیم در مقادیر وزنی، یعنی نه در اتم، بلکه بر حسب گرم، هر عنصر جدول تناوبی، از جمله تکنسیوم، پلونیوم، فرانسیوم و عناصر فراسنگین ماورای اورانیوم را تولید کنیم. فرمیوم، انیشتینیوم، یکی از نویسندگان حق اختراع ویکتور کوراشوف می گوید. - هزینه چنین موادی میلیاردها دلار است و به عنوان مثال قیمت پولونیوم 209 به یک تریلیون دلار در هر گرم می رسد. نتایج آزمایش‌های ما برای به دست آوردن چنین عناصر ارزشمندی نتیجه‌گیری کارشناسان مؤسسه فیزیک و مؤسسه زمین‌شناسی و فناوری‌های نفت و گاز KFU را تأیید کرد.

ضمناً در دنیا فقط تکنسیوم، نپتونیم و پلوتونیوم به کیلوگرم در سال تولید می شود، زیرا اینها مواد زائد احتراق اورانیوم هستند و در طول مسیر ظاهر می شوند. مانع تولید مصنوعی عناصر با جرم های فوق سنگین و فوق سنگین به اصطلاح سد کولن می شود که از نزدیک شدن هسته ها به یکدیگر و جلوگیری از واکنش گرما هسته ای جلوگیری می کند. بنابراین، بسیاری از مواد در حجم کم به دست می آیند، به عنوان مثال، کالیفرنیا تنها 5-10 گرم در سال، پلونیوم-210، 9 گرم در سال تولید می کند. اکتینیم در کل تاریخ جهان فقط 12 گرم دریافت کرده است، اما مندلویوم، نوبلیوم، لاورنسیا، فرمیوم حتی یک گرم دریافت نکرده اند. این در حالی است که یک کیلوگرم فرمیم می تواند جایگزین تمام نفت، زغال سنگ و گاز تولید شده در یک سال شود!

دانشمندان کازان ادعا می کنند که در سال 2016 توانستند تمام مواد ذکر شده و حتی عناصر 104-118 را از جدول تناوبی که روی زمین نیستند به دست آورند. و همه اینها مواد شیمیاییدر نتیجه کار میکروارگانیسم ها در یک محلول ظاهر شد. در علم به این همجوشی هسته ای سرد می گویند، زیرا برای غلبه بر سد کولن نیازی به ایجاد شرایط نیست - افزایش دما، استفاده از انرژی قدرتمند.

یک عکس: از آرشیو شخصیتامارا ساخنو

تامارا ساخنو که 40 سال است در این تحقیق مشغول است، توضیح داد: «ما زیست توده را از طبیعت گرفتیم، آن را تطبیق دادیم و در محلولی با عناصر شیمیایی لازم برای سنتز قرار دادیم. - میکروب ها سنتز را تسریع می کنند، در نتیجه به مرور زمان مواد جدید بیشتری به دست می آیند. برخی از عناصر به سرعت - تنها در دو ساعت و برخی دیگر - در دو ماه ساخته می شوند. نکته اصلی این است که ما می توانیم در هر زمان این روند را متوقف کنیم تا دقیقاً آن عناصری را که نیاز داریم برجسته کنیم.

دانش مخفی

درست است، خود مواد هنوز در محلول باقی می مانند، دانشمندان آنها را جدا نمی کنند. «اگر کسی می‌پرسد که چرا مثلاً یک گرم فرمیوم را به عنوان مدرک ارائه نکردیم، بگذارید سعی کند با حداقل یک گرم اورانیوم در شهر قدم بزند. چگونه می توان این را تصور کرد؟ - ویکتور کوراشوف از سوالات حریفان جلوتر است.

با این حال، مکانیزمی که امکان دستیابی به چنین نتایجی را فراهم می کند، استادان همجوشی هسته ای سرد هنوز ثبت اختراع نکرده اند و آن را مخفی نگه می دارند. این همان چیزی است که مخالفان فیزیکدان آنها را به اهمیت خود دستاورد شک می کند. مثلاً اگر ادعا می کنید که از سد کولن غلبه کرده اید و قانون بقای انرژی را دور زده اید، لطفاً ابتدا توضیح دهید که چگونه این کار را انجام داده اید! اگر باکتری‌ها کاری را انجام می‌دادند که فیزیک نمی‌توانست انجام دهد، پس این یک ناک اوت تمام فیزیک هسته‌ای مدرن است.

راویل نیگماتولین، استاد گروه الکترونیک رادیویی و مهندسی اطلاعات و اندازه‌گیری در دانشگاه فنی ملی کازان، می‌گوید: «اگر این یک کشف است، پس من را به یاد داستان برادران رایت می‌اندازد، که اولین بار گفتند که یک هواپیما پرواز می‌کند. او همچنین در حال کار بر روی غلبه بر سد کولن است. - قبل از ساخت این هواپیما، آکادمی علوم لندن حتی یک پتنت برای هواپیماهای سنگین تر از هوا نمی پذیرفت. اما پس از آن نیکولای ژوکوفسکی پیدا شد که علت بلند شدن هواپیما را توضیح داد. بنابراین در مورد همجوشی هسته ای سرد - یک واقعیت وجود دارد، اما دلایل آن روشن نیست، بنابراین سوالات زیادی وجود دارد. واقعیت این است که تمام واکنش های هسته ای یک میلیون برابر بیشتر از فرآیندهای مربوط به میکروارگانیسم ها به انرژی نیاز دارند. و به این سوال که چگونه یک باکتری کوچک به طور ناگهانی یک میلیون بار شدیدتر درآمد دارد، هنوز پاسخی وجود ندارد. شاید باکتری ها به نوعی انرژی را از خلاء می گیرند، اما این از حوزه خیال است.

اما بیوتکنولوژیست ها به "ابر قدرت" میکروب ها اعتقاد دارند. ماکسیم شولایف، استاد گروه سایبرنتیک شیمیایی در دانشگاه فناوری ملی کازان می‌گوید: «فکر می‌کنم در جایی که موجودات زنده کار می‌کنند، توضیح همه چیز در آنجا دشوار است، بنابراین مکانیسم نامشخص است. - اما این یک مثال ساده است: مولکول های آب قوی ترین مولکول های جهان هستند، اگر سعی کنید اکسیژن را از آب "برداشتن" کنید - کار نمی کند! با این حال، با فتوسنتز با استفاده از آنزیم ساده کلروفیل، این امکان پذیر می شود. من معتقدم که هر قانون فیزیکی را می توان با کار موجودات زنده توضیح داد.

پروفسور تامارا ساخنو می گوید: "میکروب شناس معروف گریگوری کاراوایکو گفت که مکانیسم ها را می توان برای هزاران سال مطالعه کرد و درک نکرد، اما تولید کار خواهد کرد." - برای مثال، ترک خوردگی نفت و پیرولیز زغال سنگ قبل از توضیح مکانیسم آنها شروع به استفاده کرد. ما هزاران آزمایش انجام داده‌ایم و نتایج را با فلورسانس اشعه ایکس و طیف‌سنجی جرمی تأیید کرده‌ایم.»

با این حال، برای فیزیکدانان، چنین شواهد کافی به نظر نمی رسد. بسیاری بر این باورند که شیمیدان ها برای اعلام عمومی این کشف، هنوز نتایج آزمایش های خود را بیشتر تأیید نکرده اند. روش های دقیقو اثربخشی چنین آزمایشاتی را در شرایط جدید - در آزمایشگاه های دیگر تأیید کنید.

نظر نظریه پرداز

وبلاگ نویس ویدیویی علمی، فیزیکدان نظری ایگور دانیلوف:

تئوری هایی وجود دارد که امکان همجوشی هسته ای سرد را توضیح می دهد. به عنوان مثال، کار آلا کورنیلووا و ولادیمیر ویسوتسکی از مسکو. درست است، تامارا ساخنو و ویکتور کوراشوف اصرار دارند که واکنش های آنها میلیون ها بار قوی تر است. اما کورنیلووا و ویسوتسکی روش اثباتی دارند، در حالی که ساخنو و کوراشوف هنوز چنین مدرکی ارائه نکرده اند. به همین دلیل است که من به جرات پیشنهاد می‌کنم که دانشمندان کازان به سادگی محلول را فیلتر نکردند و فرمیوم و سایر عناصر فوق‌سنگین محصولات متابولیکی باکتری‌ها - مولکول‌های آلی پیچیده متشکل از صدها اتم کربن و هیدروژن را اشتباه گرفتند. از این گذشته، روش فلورسانس اشعه ایکس و طیف سنجی جرمی چنین خطایی را رد نمی کند. ما باید نتایج را با روش‌های پیشرفته‌تر بررسی کنیم، مثلاً تشدید مغناطیسی هسته‌ای.»

اخیراً انقلابی در شیمی و فیزیک رخ داده است. روشی برای تبدیل عناصر شیمیایی با استفاده از بیوشیمی کشف شده است. دو دانشمند عملی و شیمیدان برجسته روسی - تامارا ساخنو و ویکتور کوراشوف این کشف جهانی را انجام دادند. رویای کیمیاگران باستان - محقق شد...

چیزی به نام تغییر شکل وجود دارد. این برای بسیاری از تاریخ کیمیاگری شناخته شده است. این به معنای تبدیل برخی از عناصر شیمیایی به برخی دیگر یا یک ایزوتوپ از عناصر شیمیایی به برخی دیگر است.

تبدیل در کیمیاگری - تبدیل یک فلز به فلز دیگر. معمولاً به معنای تبدیل فلزات پایه به فلزات نجیب است. اجرای تبدیل هدف اصلی کیمیاگری بود که برای دستیابی به آن جستجو برای سنگ فیلسوف انجام شد. در مفهوم متافیزیکی که به حوزه معنوی نیز مربوط می شود، نه تنها مادی، بلکه شخص نیز در معرض دگرگونی است.

دگرگونی در فیزیک، تبدیل اتم های برخی از عناصر شیمیایی به برخی دیگر در نتیجه تجزیه رادیواکتیو هسته ها یا واکنش های هسته ای آنهاست. این اصطلاح امروزه به ندرت در فیزیک استفاده می شود.

با فناوری های امروزی، تغییر شکل یا در یک واکنش زنجیره ای هسته ای انجام می شود، زمانی که اورانیوم 235 اصلی در طی انفجار به عناصر دیگر تبدیل می شود، یا در راکتورهای هسته ای، زمانی که همان اورانیوم تحت تأثیر بمباران نوترونی به عناصر دیگر تبدیل می شود. . بنابراین، پلوتونیوم، کوریم، فرانسیم، کالیفرنیوم، آمریکیوم و غیره به طور مصنوعی به دست آمد - عناصری که یا در طبیعت وجود ندارند یا عملاً غیرممکن هستند که از منابع طبیعی به دست آیند.

با این حال، امروز انقلابی در شیمی و فیزیک ایجاد شده است. روشی برای تبدیل عناصر شیمیایی با استفاده از بیوشیمی کشف شده است.

با کمک معرف‌های شیمیایی و باکتری‌ها می‌توان بیشتر ایزوتوپ‌های با ارزش و به‌ویژه با ارزش شناخته شده را از سنگ معدنی حاوی اورانیوم ۲۳۸ طبیعی به‌دست آورد که قیمت هر کیلوگرم آن بین ۵۰ تا ۶۰ دلار است. شما می توانید اکتینیوم-227 را دریافت کنید، که کمتر از یک گرم در جهان است - در کیلوگرم و حتی تن. تنها این یک انقلاب در بخش انرژی جهانی را تضمین می کند، زیرا راندمان نیروگاه های هسته ای را 10 برابر افزایش می دهد، که در نهایت به دوران هیدروکربن پایان می دهد. شما می توانید کیلوگرم آمریکیوم دریافت کنید و انقلابی در تشخیص عیب های صنعتی و جستجوی مواد معدنی ایجاد کنید. شما می توانید پولونیوم دریافت کنید و ماهواره های زمین کیفیت متفاوتی از منبع تغذیه را به دست آورند.

ویکتور و تامارا 2000 آزمایش انجام دادند و در طی تغییر شکل، از مواد خام ارزان قیمت، از جمله طلا و پلاتین را به عنوان محصولات جانبی دریافت کردند. (سلام دارندگان طلا :).

علاوه بر این، این فناوری امکان استفاده از باکتری ها و معرف های ایجاد شده توسط تامارا و ویکتور را برای غیرفعال کردن 100٪ زباله های هسته ای فراهم می کند. باکتری ها همه چیز را تغییر می دهند. چیزی که قبلا فقط می توانست دفن شود و برای آن خطر ایجاد کند محیط، اکنون می تواند 100٪ غیرفعال شود. علاوه بر این، فرآیند غیرفعال‌سازی تغییر شکل، عناصر ارزشمندی از جمله طلا و پلاتین را به‌دست می‌آورد. هم ایزوتوپ های پایدار و هم ایزوتوپ های رادیواکتیو. به هر حال، ایزوتوپ طلای رادیواکتیو-198 برای درمان سرطان شناسی استفاده می شود.

اختراع ویکتور کوراشوف و تامارا ساخنو توسط ثبت اختراع RF در اوت 2015 تأیید شد. به پتنت RU 2 563 511 C2 در وب سایت Rospatent مراجعه کنید). نتایج توسط اساتید شیمی امضا شد که برخی از آنها برای اولین بار کوریم، فرانسیم و اکتینیم را در یک طیف‌نگاری مشاهده کردند.

یعنی یک بار دیگر تکرار می‌کنم - دگرگونی بیوشیمیایی یک کشف با اهمیت دورانی است. علاوه بر این، و این مهمترین چیز است، اینها تخمین های آزمایشگاهی نیستند، این در حال حاضر است تکنولوژی خارج از قفسه مناسب برای افزایش مقیاس صنعتی فوری. همه چیز از قبل انجام شده است.

واقعیت مهم دیگر این است که همه چیز منحصراً با بودجه خصوصی انجام شد. دانشمندان به مدت 25 سال هیچ ارتباطی با دولت روسیه نداشتند و در شیمی کاربردی مرتبط با پاکسازی آلودگی نفتی پول به دست می آوردند. به طوری که هیچ سوالی وجود نداشت و احتمال طبقه بندی وجود داشت، حتی از سنگ معدن خارجی برای تحقیق استفاده شد - از عربستان سعودی و از سواحل اقیانوس هند.

حالا من با این چه کار دارم؟ من مدیر این پروژه هستم.

واضح است که چنین ثروتی در فدراسیون روسیه از بسیاری جهات قابل تحقق نیست. سیاست را کنار بگذاریم، اصلاً در این موضوع یاد نمی شود. اما در واقعیت، در فدراسیون روسیه، از نقطه نظر منطق حتی تنگ نظرانه، غیرممکن است. نه به خاطر کرملین، کرملین و سیاست را فراموش کنیم. و چون بنابر حکمت دنیوی محال است. با شروع از احتمال ظهور برخی از متخصصان غیور با گردش غیرقانونی مواد رادیواکتیو در افق (بالاخره آنها یک مرد را به دلیل اینکه یک تن دانه خشخاش آشپزی آورده بود به زندان انداختند). یا در آنجا بررسی، حل و فصل و بررسی مجدد وجود دارد. و به همین ترتیب، تا ممنوعیت سفر برای نویسندگان و انواع شگفتی های مختلف.

از این رو، تصمیم بر این بود که این پرونده در ژنو به افکار عمومی جهانی ارائه شود. این کنفرانس در 21 ژوئن 2016 برگزار شد). به یک کشور بی طرف، که علاوه بر این، عضو ناتو نیست. کل این عملیات توسط من سازماندهی شد.

این یک رویداد در سطح جهانی است و در درجه اول برای روسیه مهم خواهد بود. اگرچه ممکن است اجرای آن در سوئیس باشد...

در 21 ژوئن 2016 در ژنو، سوئیس، یک کنفرانس مطبوعاتی در مورد کشف مهم تغییر شکل عناصر شیمیایی با روش بیوشیمیایی برگزار شد.
در این کنفرانس تامارا ساخنو، ویکتور کوراشوف - دانشمندانی که این کشف را انجام دادند و ولادیسلاو کارابانوف، مدیر و رهبر این پروژه، حضور داشتند.

ویکتور و تامارا آزمایشاتی را در مورد تغییر شکل، از مواد خام - اورانیوم، توریم انجام دادند. در نتیجه آزمایشات با مواد خام، فناوری به دست آمد که به استفاده از باکتری ها و معرف ها اجازه می دهد تا 100٪ زباله های هسته ای را غیرفعال کنند.
نتایج توسط صدها تجزیه و تحلیل آزمایشگاه‌های مستقل بر روی مدرن‌ترین ابزار تأیید شده است و با امضای شیمیدانان معتبر تأیید شده است (بعضی از آنها برای اولین بار در زندگی خود کوریم، فرانسیم و اکتینیم را در طیف‌نگار مشاهده کرده‌اند).
فناوری بر بسیاری از حوزه‌های فعالیت انسانی، پزشکی، انرژی تأثیر می‌گذارد. این امر در آینده منجر به تغییر کیفی زندگی انسان در سیاره زمین خواهد شد. به عصر جدید خوش آمدید.

مطالبه

این اختراع مربوط به حوزه بیوتکنولوژی و تغییر شکل عناصر شیمیایی است. مواد خام رادیواکتیو حاوی عناصر شیمیایی رادیواکتیو یا ایزوتوپ های آنها با یک سوسپانسیون آبی از باکتری های جنس تیوباسیلوس در حضور عناصر با ظرفیت متغیر درمان می شوند. سنگ معدن یا زباله های رادیواکتیو حاصل از چرخه های هسته ای به عنوان مواد خام رادیواکتیو استفاده می شود. این روش با تولید پلونیوم، رادون، فرانسیم، رادیوم، اکتینیم، توریم، پروتاکتینیم، اورانیوم، نپتونیم، آمریکیوم، نیکل، منگنز، برم، هافنیوم، ایتربیوم، جیوه، طلا، پلاتین و ایزوتوپ های آنها انجام می شود. اثر: اختراع به دست آوردن عناصر پرتوزای ارزشمند، غیرفعال کردن زباله های هسته ای با تبدیل ایزوتوپ های رادیواکتیو عناصر زباله به ایزوتوپ های پایدار را امکان پذیر می کند. 2 w.p. f-ly, 18 ill., 5 tab., 9 pr.

این اختراع به زمینه تبدیل عناصر شیمیایی و تبدیل ایزوتوپ های رادیواکتیو، یعنی تولید مصنوعی برخی از عناصر شیمیایی از سایر عناصر شیمیایی مربوط می شود. به طور خاص، این روش به دست آوردن عناصر کمیاب و ارزشمند: پلونیوم، رادون، فرانسیوم، رادیوم و اکتینیدها - اکتینیم، توریم، پروتاکتینیم، اورانیوم، نپتونیم و همچنین ایزوتوپ های مختلف عناصر ذکر شده و سایر عناصر را ممکن می سازد.

تبدیل عناصر شیمیایی، تشکیل ایزوتوپ‌های جدید عناصر و عناصر شیمیایی جدید در طول واپاشی هسته‌ای و سنتز عناصر شیمیایی، که در راکتورهای هسته‌ای سنتی، در نیروگاه‌های هسته‌ای (NPP)، در راکتورهای هسته‌ای علمی، به عنوان مثال، استفاده می‌شوند، شناخته شده است. هنگامی که عناصر شیمیایی با نوترون ها، پروتون ها یا ذرات آلفا تابش می شوند.

روشی برای تولید رادیونوکلئید نیکل-63 در یک راکتور از یک هدف شناخته شده است، که شامل بدست آوردن یک هدف نیکل-62 غنی شده با نیکل، تابش هدف در راکتور و به دنبال آن غنی سازی محصول پرتودهی شده با نیکل-63 هنگام استخراج است. ایزوتوپ نیکل-64 از محصول (RU 2313149، 2007). مزیت این روش تولید محصولی با کیفیت بالا است که برای استفاده در منابع مستقل انرژی الکتریکی، در آشکارسازهای مواد منفجره و غیره در نظر گرفته شده است. تکرارپذیری نتایج با تجزیه و تحلیل ترکیب ایزوتوپی عناصر توسط تجزیه و تحلیل ترکیب ایزوتوپی عناصر تأیید می شود. طیف سنجی جرمی

با این حال، این روش پیچیده و ناایمن است و نیاز به درجه ایمنی صنعتی دارد.

همچنین روشی برای تبدیل عناصر شناخته شده است - هسته های رادیواکتیو با عمر طولانی، از جمله آنهایی که در سوخت هسته ای تابیده شده ایجاد می شوند (RU 2415486، 2011). این روش شامل تابش مواد تبدیل شده با یک شار نوترونی است و تابش با نوترون های به دست آمده در واکنش های همجوشی هسته ای در پلاسمای از پیش تشکیل شده منبع نوترونی، با آرایش خاصی از محیط پراکنده نوترون انجام می شود. این روش مبتنی بر واکنش های همجوشی هسته ای در توکوماک است، همچنین پیچیده است و به تجهیزات خاصی نیاز دارد.

روشی شناخته شده برای تولید رادیونوکلئیدهای Th-228 و Ra-224 که در فناوری راکتور نیز اجرا می شود. این فناوری بسیار پیچیده است و دارای محدودیت های امنیتی است (RU 2317607، 2008).

بنابراین، در تولید عناصر شیمیایی و ایزوتوپ های آنها، واکنش های هسته ای به طور سنتی با استفاده از راکتورهای هسته ای و سایر تجهیزات پیچیده با هزینه های انرژی بالا استفاده می شود.

تلاش های شناخته شده ای برای حل مشکل به دست آوردن ایزوتوپ های رادیواکتیو در فرآیند تبدیل هسته ای عناصر به روشی ایمن تر، با استفاده از میکروارگانیسم ها وجود دارد. به طور خاص، روشی برای تبدیل ایزوتوپ ها با استفاده از میکروارگانیسم ها شناخته شده است که شامل کشت میکروبیولوژیکی Deinococcus radiodurans بر روی یک محیط غذایی حاوی اجزای ایزوتوپ اولیه لازم برای تبدیل و همچنین کمبود آنالوگ شیمیایی نزدیک عنصر هدف است. چنین اجزای اولیه ایزوتوپی وارد ترکیب محیط می شوند که رادیواکتیو هستند و در فرآیند تبدیل می توانند منجر به تشکیل عنصر شیمیایی هدف در قالب یک ایزوتوپ پایدار یا رادیواکتیو شوند که توسط کشت میکروبیولوژیکی جذب می شود. و سپس پایدار می ماند یا رادیواکتیو باقی می ماند یا به ایزوتوپ پایدار مورد نیاز تجزیه می شود (RU 2002101281 A، 2003). این روش بازده بالایی از ایزوتوپ هدف را ارائه نمی دهد و همچنین نیاز به استفاده از پرتوهای یونیزان به عنوان عامل شروع و حمایت کننده برای واکنش دارد.

همچنین روشی برای بدست آوردن ایزوتوپ های پایدار به دلیل دگرگونی هسته ای مانند همجوشی هسته ای در دمای پایین عناصر در فرهنگ های میکروبیولوژیکی شناخته شده است (RU 2052223، 1996). این روش شامل این است که سلول‌های میکروبی رشد کرده در یک محیط غذایی با کمبود ایزوتوپ هدف (ایزوتوپ‌های هدف) تحت تأثیر عواملی قرار می‌گیرند که به تخریب پیوندهای بین اتمی کمک می‌کنند و منجر به افزایش غلظت اتم‌های آزاد یا یون‌های ایزوتوپ‌های هیدروژن می‌شوند. محیط مغذی بر اساس آب سنگین تهیه شده و ایزوتوپ های ناپایدار فاقد کمبود برای محیط وارد آن می شوند که در نهایت با تشکیل ایزوتوپ های پایدار هدف، پوسیده می شوند. پرتوهای یونیزان به عنوان عاملی برای تخریب پیوندهای بین اتمی استفاده می شود. این روش مبتنی بر استفاده از تشعشعات یونیزان است، برای جرم گیری صنعتی در نظر گرفته نشده است و نیاز به هزینه های انرژی و مالی بالایی دارد.

همه عناصر شیمیایی فهرست شده، ایزوتوپ ها و محصولات جانبی آنها هنوز با روش های سنتی پیچیده و ناایمن با واکنش های هسته ای سنتی در مقادیر کم (گاهی اوقات در میکرو) به دست می آیند که به وضوح برای پاسخگویی به انرژی، فنی، صنعتی، فنی کافی نیستند. و نیازهای علمی بشر روش میکروبیولوژیکی توضیح داده شده برای تبدیل عناصر شیمیایی، دستیابی به تمام عناصر شیمیایی فوق و ایزوتوپ های آنها را در مقادیر عملا نامحدود، ساده برای انجام، ایمن برای پرسنل و عموم، روش سازگار با محیط زیست که نیازی به هزینه های گزاف مواد ندارد، ممکن می سازد. ، آب، گرما، برق و گرمایش، تامین این انرژی، مشکلات صنعتی، فنی و علمی تمدن را به همراه دارد. این عناصر و ایزوتوپ ها دارای ذخایر عظیم انرژی هستند، دارای ارزش و قیمت فروش بسیار بالایی در بازار هستند.

یک روش میکروبیولوژیکی برای تبدیل عناصر شیمیایی و تبدیل ایزوتوپ‌های عناصر شیمیایی پیشنهاد شده است که مشخص می‌شود مواد خام رادیواکتیو حاوی عناصر شیمیایی رادیواکتیو یا ایزوتوپ‌های آنها با سوسپانسیون آبی از باکتری‌های جنس تیوباسیلوس در حضور هر یک از آنها تصفیه می‌شوند. s، p، d، f-عناصر با ظرفیت متغیر. انتخاب عناصر با ظرفیت متغیر با توجه به اصل ایجاد پتانسیل ردوکس بالا انجام می شود. یعنی عامل کلیدی در چنین انتخابی یا صرفاً تمرکز بر عناصر خاص با ظرفیت متغیر وارد شده به محیط واکنش، پتانسیل ردوکس است که مقدار آن در محدوده 400-800 میلی ولت بهینه است (به عنوان مثال، در نمونه های 1، 2، 3، 4 Eh=635 mV، 798 mV، 753 mV و 717 mV به ترتیب).

عناصر با ظرفیت متغیر، هم به شکل احیا شده و هم اکسید شده، که پتانسیل اکسیداسیون و کاهش استاندارد را ایجاد می کنند، در اجرای مکانیسم های تحریک و کنترل برای شروع و تسریع واپاشی آلفا، بتا منهای و بتا پلاس ایزوتوپ های رادیواکتیو عناصر هر گروه نقش دارند. توسط باکتری از جنس تیوباسیلوس.

این روش منجر به تولید پلونیوم، رادون، فرانسیم، رادیوم، اکتینیم، توریم، پروتاکتینیم، اورانیوم، نپتونیم، آمریکیوم و ایزوتوپ های آنها و همچنین نیکل، منگنز، برم، هافنیوم، ایتربیوم، جیوه، طلا، پلاتین و آنها می شود. ایزوتوپ ها سنگ معدن یا زباله های رادیواکتیو حاصل از چرخه های هسته ای را می توان به عنوان مواد خام رادیواکتیو حاوی عناصر شیمیایی رادیواکتیو استفاده کرد.

طبق روش ادعا شده، عناصر زیر از مواد خام حاوی اورانیوم ۲۳۸ طبیعی و توریم ۲۳۲ به دست می‌آیند:

1. پروتاکتینیم، اکتینیم، رادیوم، پولونیوم و ایزوتوپ های مختلف این عناصر (جدول 1، 2، 3، 4؛ طرح های 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7؛ شکل های 1 تا 17).

2. فرانسیوس (شکل های 4، 5، 6، 7، 9، 14).

3. ایتربیوم، هافنیوم، گالیم، نیکل (جدول 1؛ شکل‌های 2، 3، 4، 5، 6، 7)، طلا (جدول 1؛ شکل‌های 6، 7)، جیوه (جدول 1، 2؛ طرح‌های 9، 10. شکل های 4، 5، 11)، پلاتین (جدول 1؛ طرح های 9، 10؛ شکل های 4، 5، 6، 7).

4. محتوای آهن در محیط کاهش می‌یابد، نیکل ظاهر می‌شود (نیکل در سنگ معدن اصلی وجود نداشت) و محتوای نیکل در دینامیک افزایش می‌یابد (جدول 1)، زیرا آهن ذرات آلفا را می‌گیرد که توسط باکتری‌ها از عناصر رادیواکتیو آلفا منتقل می‌شوند و تبدیل می‌شوند. به نیکل جدا شدن پروتون از هسته آهن منجر به افزایش محتوای منگنز در محیط (تبدیل آهن به منگنز) و بر این اساس به کاهش محتوای آهن می شود (جدول 1).

5. ایزوتوپ های مختلفی از تالیم، جیوه، طلا، پلاتین، از جمله ایزوتوپ های پایدار، از پولونیوم که محصول فروپاشی اکتینیدها در فرآیند میکروبیولوژیک تغییر شکل عناصر است به دست آمد (جدول 1، 2؛ طرح های 10، 11، جداول 1). ، 2؛ شکل های 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 11).

6. ایزوتوپ های کمیاب از پلوتونیوم-239 به دست آمد: اورانیوم-235، توریم-231، پروتاکتینیم-231، اکتینیم-227 (شکل 12).

7. از پلوتونیوم 241 که محصول جانبی احتراق اورانیوم در راکتور و در طبیعت و صنعت کمیاب است و ایزوتوپ های کمبود آمریکیوم و نپتونیوم 241 آمپر و 237 نیوتن p به دست آمد (شکل 13).

بنابراین، روش میکروبیولوژیکی توصیف شده، مشکلات تامین انرژی و مواد کمیاب کمیاب را در زمینه های مختلف صنعت، علم و فناوری حل می کند.

پیش از این، تمام عناصر ذکر شده و ایزوتوپ های مختلف آنها به طور مصنوعی در مقادیر کم و میکرو (بر حسب گرم، میلی گرم، میکروگرم و کمتر) در طی واکنش ها و فرآیندهای هسته ای، در راکتورهای هسته ای، به عنوان فرآورده های فروپاشی اورانیوم و توریم و همچنین به دست می آمد. به عنوان پلوتونیوم، رادیوم. ایزوتوپ های توریم و اورانیوم نیز به طور مصنوعی در واکنش های هسته ای به دست آمدند. عناصر زیر توسط نویسندگان با این روش به دست آمد: پلونیوم، رادون، فرانسیم، رادیوم و اکتینیدها - اکتینیم، توریم، پروتاکتینیم، اورانیوم، نپتونیم، پلوتونیوم، آمریکیوم و ایزوتوپ های مختلف عناصر ذکر شده، و همچنین ایزوتوپ های مختلف توریم. و اورانیوم - توریم-227، توریم- 228، توریم-230، توریم-234؛ اورانیوم-231، اورانیوم-232، اورانیوم-233، اورانیوم-234، اورانیوم-235، اورانیوم-236، اورانیوم-239، و همچنین منگنز، نیکل، گالیم، برم، هافنیوم، ایتربیوم، تالیم، جیوه، طلا، (به طرح های 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9، 10، 11، 12، 13 و جداول 1، 2، 3، 4 مراجعه کنید).

روش ادعایی تغییر شکل عناصر شیمیایی، دستیابی به تمام عناصر شیمیایی فوق و ایزوتوپ های آنها را در مقادیر عملا نامحدود ممکن می سازد.

روش توصیف شده برای تبدیل عناصر همچنین غیرفعال کردن و خنثی کردن زباله های هسته ای را امکان پذیر می کند، به عنوان مثال، زباله های حاصل از احتراق سوخت هسته ای (اورانیوم) از نیروگاه های هسته ای حاوی اورانیوم، پلوتونیوم، ایزوتوپ های آنها و محصولات شکافت و فروپاشی (انتقال ایزوتوپ) محصولات): ایزوتوپ های اورانیوم و پلوتونیوم (نگاه کنید به نمودار).

لازم به ذکر است که روش‌های راکتور هسته‌ای سنتی شناخته شده برای تولید و جداسازی پلونیوم، رادیوم، اکتینیم، پروتاکتینیم، نپتونیم، آمریکیوم، ایزوتوپ‌های آنها و ایزوتوپ‌های ارزشمند توریم و اورانیوم از نظر تکنولوژیکی دشوار، هزینه بالا، بر خلاف روش پیشنهادی به تجهیزات پیچیده گران قیمت نیاز دارند و برای سلامت انسان و محیط زیست خطرناک هستند. همچنین روش‌های شناخته شده راکتور هسته‌ای سنتی برای تولید و جداسازی پلونیوم، رادیوم، اکتینیم، پروتاکتینیم، نپتونیم، آمریکیوم، ایزوتوپ‌های آنها و ایزوتوپ‌های ارزشمند توریم و اورانیوم پاسخگوی نیاز انرژی و سایر زمینه‌های مختلف علم و فناوری نیست. در این عناصر شیمیایی و در ایزوتوپ های آنها.

در روش ادعا شده، باکتری‌های جنس تیوباسیلوس (به عنوان مثال، گونه‌های تیوباسیلوس آکوئسولیس یا تیوباسیلوس فرواکسیدان) در حضور عناصر با ظرفیت متغیر، فرآیندهای طبیعی واپاشی رادیواکتیو و انتقال ایزوتوپی عناصر رادیواکتیو را آغاز و تسریع می‌کنند. در همان زمان، زمان واکنش های هسته ای طبیعی و انتقال ایزوتوپی هزاران، میلیون ها و میلیاردها بار شتاب می گیرد - بسته به نیمه عمر طبیعی ایزوتوپ های اولیه عناصر شیمیایی خاص.

هر گونه مواد خام و مواد حاوی عناصر رادیواکتیو به عنوان خوراک مورد استفاده قرار می گیرد، یعنی: 1. اورانیوم طبیعی و توریم به شکل سنگ معدن: سنگ معدن اورانیوم و/یا توریم، یا ماسه، به عنوان مثال، ماسه های مونازیت حاوی توریم، فسفات ها/فسفوریت ها. هر سنگ معدن حاوی ناخالصی های توریم، اورانیوم، پلوتونیوم در هر مقدار و نسبت به یکدیگر. 2. پلوتونیوم (نگاه کنید به طرح های 12، 13)، اورانیوم، توریم و سایر عناصر رادیواکتیو به دست آمده در راکتورهای هسته ای، از جمله آنهایی که زباله های چرخه های هسته ای هستند. 3. سایر اجزاء صنعتی و ضایعات حاوی اکتینیدها، عمدتاً توریم، اورانیوم یا پلوتونیوم، به عنوان رایج‌تر، در دسترس‌تر و ارزان‌تر در بازار، هر یک از این عناصر با هر نسبتی بین خودشان. 4. محصولات تجزیه رادیواکتیو پلوتونیوم، اورانیوم، سری توریم: رادیوم، رادون، پلونیوم. 5. پولونیوم که محصول فروپاشی اکتینیدها در فرآیند میکروبیولوژیک تغییر شکل عناصر است، برای به دست آوردن ایزوتوپ های کمیاب مختلف تالیوم، جیوه، طلا، پلاتین، از جمله ایزوتوپ های پایدار آنها. 6. محصولات رادیواکتیو (قطعات) شکافت پلوتونیوم و اورانیوم - ایزوتوپ های رادیواکتیو استرانسیم، ایتریم، سزیم، ید و عناصر دیگر. تبدیل آنها به منظور تبدیل آنها به عناصر و ایزوتوپ های غیر رادیواکتیو و غیر خطرناک برای انسان و بهبود محیط زیست مفید است. 7. همه انواع مواد اولیه (عناصر) ذکر شده برای پردازش میکروبیولوژیکی به هر نسبت با یکدیگر به صورت جداگانه و با هم استفاده می شوند.

مواد خام حاوی هر یک از عناصر رادیواکتیو فوق با محلول آبی باکتری از جنس تیوباسیلوس، به عنوان مثال، تیوباسیلوس آکوئسولیس یا تیوباسیلوس فرواکسیدان، یا مخلوطی از آنها به هر نسبت نسبت به یکدیگر، یا هر نوع گوگرد تصفیه می شوند. باکتری های اکسید کننده، در حضور عناصر با ظرفیت متغیر، در شرایط عادی فعالیت میکروارگانیسم ها.

این روش به راکتورهای هسته ای گران قیمت و خطرناک برای مردم و محیط زیست نیاز ندارد، این روش در شرایط عادی، در ظروف معمولی و با دمای معمولیمحیط (مقادیر کاملا قابل قبول از 4 تا 60 درجه سانتیگراد)، در فشار اتمسفر معمولی، نیازی به مصرف آب شیرین ندارد.

مکانیزم ها

در روش ما، میکروارگانیسم ها واپاشی آلفا (-α)، بتا منهای (-β)، و بتا به علاوه (+β) واپاشی (گرفتن الکترون) را آغاز و تسریع می کنند. میکروارگانیسم ها در هسته عناصر سنگین (عمدتا در هر عنصر f و در عناصر سنگین s) پروتون ها، ذرات آلفا (دو پروتون و دو نوترون) و الکترون ها (بتا منهای واپاشی) را جذب می کنند، در حالی که پروتون های گرفته شده، ذرات آلفا را انتقال می دهند. و الکترونها به عناصر دیگر، عمدتاً به عناصر d و p، به عنوان مثال، به آرسنیک و آهن. همچنین، میکروارگانیسم‌ها می‌توانند پروتون‌ها، ذرات آلفا، الکترون‌ها و پوزیترون‌ها را به عناصر دیگر منتقل کنند، مثلاً به عنصر f ایتربیوم، اگر در محیط وجود داشته باشد. جذب باکتری و جدا شدن پروتون ها، ذرات آلفا و الکترون ها در عناصر رادیواکتیو گروه f و گروه s (طبق طبقه بندی سیستم تناوبی عناصر) اتفاق می افتد. باکتری ها همچنین شروع و تسریع واپاشی بتا پلاس (+β) (گرفتن الکترون) در هسته ایزوتوپ های رادیواکتیو بتا پلاس از عناصر هر گروه، الکترونی به دست آمده در فرآیند بتا منهای را به هسته این عناصر منتقل می کنند. -β) فروپاشی سایر ایزوتوپ‌هایی که در معرض فروپاشی بتا منهای قرار می‌گیرند، یا از عناصر با ظرفیت متغیر (نه رادیواکتیو) موجود در محیط در طی اکسیداسیون باکتریایی‌شان گرفته شده‌اند.

انتقال باکتری پروتون ها (P)، ذرات آلفا (α) و الکترون ها (e -) به عناصر گروه d (به عنوان مثال، به آهن و دیگران)، به عناصر گروه p (به عنوان مثال، به آرسنیک و دیگران انجام می شود. ) و به عناصر گروه s (استرانسیم، سزیم، رادیوم و غیره).

جذب و جدا شدن باکتری از پروتون‌ها، ذرات آلفا و الکترون‌ها در ایزوتوپ‌های رادیواکتیو آلفا و بتا از عناصر گروه f، گروه s و گروه p که خود به طور طبیعی (طبیعی) آلفا یا بتا رادیواکتیو هستند، رخ می‌دهد، در حالی که باکتری‌ها شروع و تسریع می‌کنند. فرآیندهای آلفا و بتا میلیون ها و میلیاردها بار تجزیه می شوند.

واپاشی بیو آلفا (-α)

در فرآیند فروپاشی آلفا، زمانی که هسته ها دو پروتون را از دست می دهند، عناصر گروه های f و s به عناصر سبک تری تبدیل می شوند (در جدول جدول تناوبی عناصر، دو سلول را به جلو منتقل می کنند).

باکتری‌ها پس از گرفتن و جدا کردن پروتون‌ها و ذرات آلفا از عناصر f و s، این پروتون‌ها و ذرات آلفا را به عناصر مختلف گروه‌های d، p و s منتقل می‌کنند و آنها را به عناصر دیگر تبدیل می‌کنند - به ترتیب در سیستم تناوبی. از عناصر شیمیایی (در جدول سیستم تناوبی عناصر یک یا دو سلول جلو بروید).

در انتقال باکتری ذرات آلفا از عناصر f به آهن، آهن به نیکل تبدیل می شود (جدول 1 را ببینید). در طی انتقال باکتری پروتون ها و ذرات آلفا از عناصر f به آرسنیک، آرسنیک به برم تبدیل می شود (جدول 1 را ببینید). در طی انتقال باکتری پروتون ها و ذرات آلفا از عناصر f به ایتربیوم، ایتربیوم به هافنیوم تبدیل می شود (جدول 1 را ببینید).

واپاشی بیو بتا (-β، +β)

باکتری ها هر دو نوع پوسیدگی بتا را تحریک کرده و به شدت تسریع می کنند: پوسیدگی بتا منهای و پوسیدگی بتا پلاس.

واپاشی بتا منهای (-β) گسیل یک الکترون توسط هسته است که در نتیجه یک نوترون با تبدیل عنصر به عنصر بعدی در موقعیت سیستم تناوبی عناصر شیمیایی به پروتون تبدیل می شود. (انتقال یک سلول به جلو در جدول سیستم تناوبی عناصر).

واپاشی بتا پلاس (+β) - گرفتن الکترون توسط هسته، در نتیجه، یک پروتون با تبدیل عنصر به عنصر قبلی از نظر مکان در سیستم تناوبی عناصر شیمیایی به نوترون تبدیل می شود. (بر اساس جدول سیستم تناوبی عناصر، یک سلول را به عقب برگردانید).

در فرآیند فروپاشی بتا که توسط باکتری ها تحریک و تسریع می شود، در تعدادی از موارد، انتشار بعدی به اصطلاح نوترون تاخیری رخ می دهد - به طور طبیعی، به طور خود به خود، طبق قوانین فیزیکی فروپاشی و انتقال ایزوتوپ، با تولید یک ایزوتوپ سبکتر از یک عنصر معین. استفاده از مکانیسم انتشار تاخیری نوترون امکان گسترش بیشتر لیست عناصر و ایزوتوپ های به دست آمده و همچنین پیش بینی و تنظیم فرآیند تبدیل زیستی (توقف آن را در زمان مناسب) فراهم می کند.

باکتری ها واپاشی بتا را آغاز و تسریع می کنند - انتشار یک الکترون از هسته یا ورود یک الکترون به هسته (گرفتن الکترون) عناصر شیمیایی بتا رادیواکتیو. باکتری‌ها تجزیه بتا ایزوتوپ‌های عناصر را که هم عمدتاً در مواد خام موجود در محیط هستند و هم ایزوتوپ‌های عناصری که به‌طور مصنوعی در یک فرآیند زیستی به‌دست می‌آیند، پس از واپاشی آلفا که توسط باکتری‌ها تحریک می‌شود، آغاز و تسریع می‌کنند. آخرین واقعیت - واپاشی بتا پس از واپاشی آلفای ناشی از باکتری‌ها از اهمیت عملی بالایی برخوردار است تا عناصر و ایزوتوپ‌های با ارزش کمیاب انرژی را به دست آورند.

باکتری‌ها همچنین الکترون‌هایی را از هسته‌هایی که سبک‌تر از عناصر f هستند، یعنی از ایزوتوپ‌های رادیواکتیو بتا منهای - محصولات شکافت ("قطعات") اورانیوم و پلوتونیوم، به عنوان مثال، از هسته‌های استرانسیوم-90، ایتریوم- گرفته و جدا می‌کنند. 90، ید-129، ید-130، سزیم-133، سزیم-137 و برخی عناصر دیگر که در طی این واپاشی بتا به عناصر پایدار تبدیل می شوند. در همان زمان، در هسته یک عنصر شیمیایی، یک نوترون به پروتون تبدیل می‌شود و شماره سریال عنصر طبق جدول سیستم تناوبی یک یا دو سلول (بسته به ایزوتوپ اولیه) به جلو منتقل می‌شود. عناصر. این فرآیند این امکان را فراهم می کند که زباله های بسیار پرتوزا از صنایع هسته ای و نیروگاه های هسته ای، به عنوان مثال، به طور رادیکال و از نظر زیست محیطی پاکیزه دفع شوند. از محصولات احتراق سوخت هسته ای که حاوی عناصر رادیواکتیو هستند - "قطعات" شکافت اورانیوم، پلوتونیوم و سایر عناصر فرااورانی - اکتینیدها، و همچنین محصولات شکافت توریم، اگر در چرخه هسته ای توریم استفاده شود.

الکترون جذب شده توسط باکتری ها در طی واپاشی بتا منهای توسط باکتری ها به هسته ایزوتوپ های رادیواکتیو بتا پلاس عناصر (در صورت وجود آنها در محیط) منتقل می شود. واکنش های ردوکس نیز در این فرآیند اتفاق می افتد. به عنوان مثال، هنگام انتقال باکتری الکترون ها به آهن (III)، دومی به آهن (II) و در هنگام انتقال باکتری الکترون ها به آرسنیک (V)، دومی به آرسنیک (III) تبدیل می شود. بار سطحی سلول های باکتریایی با تفکیک گروه های یونوژنیک دیواره سلولی که از پروتئین ها، فسفولیپیدها و لیپوپلی ساکاریدها تشکیل شده است، تعیین می شود. در مقدار pH فیزیولوژیکی سلول‌های میکروبی، باکتری‌ها بار منفی اضافی را بر روی سطح خود حمل می‌کنند که به دلیل تفکیک گروه‌های یون‌زا، عمدتا اسیدی، سطح سلول ایجاد می‌شود. سطح دارای بار منفی سلول های میکروبی یون های دارای بار مخالف را از محیط جذب می کند که تحت تأثیر نیروهای الکترواستاتیکی تمایل به نزدیک شدن به گروه های یونیزه غشای سلولی دارند. در نتیجه سلول توسط یک لایه الکتریکی دوگانه (جذب و انتشار) احاطه شده است. بار سلولی بسته به فرآیندهایی که در محیط انجام می شود دائماً در نوسان است. هنگامی که در معرض ذرات آلفا قرار می گیرند، بار منفی سلول ها (در مقدار مطلق) کاهش می یابد و به یک بار مثبت تبدیل می شود که فرآیندهای فروپاشی بتا را تسریع می کند. علاوه بر این، تحت تأثیر الکترون‌های آزاد شده در حین واپاشی بتا از عناصر رادیواکتیو، و همچنین الکترون‌هایی که از عناصر با ظرفیت متغیر به شکل کاهش‌یافته به لایه جذب میکروارگانیسم‌ها منتقل می‌شوند، بار منفی میکروارگانیسم‌ها افزایش می‌یابد (در مقدار مطلق)، و از مثبت تغییر می‌کند. به منفی، که فرآیندهای فروپاشی آلفا را تسریع می کند، پروتون ها و ذرات آلفا با بار مثبت را از اتم های عناصر شیمیایی می کشد. این فرآیندهای شتاب دهنده به دلیل برهمکنش های الکتریکی گروه های سطح سلولی دارای بار منفی و مثبت به ترتیب با ذرات آلفا و بتا عناصر رادیواکتیو رخ می دهند. در مرحله لگاریتمی رشد میکروارگانیسم ها، بار منفی سلول ها به حداکثر مقدار خود می رسد که منجر به حداکثر سرعت تبدیل، تبدیل عناصر می شود. فرآیندهای تبدیل عناصر شیمیایی می تواند هم در داخل سلول های باکتریایی و هم در سطح دیواره سلولی در لایه جذب لایه دوگانه الکتریکی رخ دهد.

بنابراین، سلول‌های میکروبی که به‌طور بی‌ثباتی ویژگی‌های شارژ خود را تغییر می‌دهند، یک سیستم تنظیم‌کننده و شتاب‌دهنده برای چندین نوع واپاشی رادیواکتیو و تبدیل برخی از عناصر به عناصر دیگر هستند.

به منظور سرعت بخشیدن به فرآیندهای تبدیل عناصر شیمیایی توسط میکروارگانیسم ها، هنگامی که بار میکروارگانیسم ها به نقطه ایزوالکتریک در محلول واکنش نزدیک می شود، از سورفکتانت ها استفاده می شود. پلی آمفولیت ها، سورفکتانت های یونی، اعم از سورفکتانت های آنیونی و کاتیونی که وارد محیط واکنش می شوند، با تغییر بار سلول ها (تغییر بار از نقطه ایزوالکتریک به سمت منفی یا مثبت)، به شروع باکتریایی و تشدید فرآیندها کمک می کنند. تغییر شکل عناصر شیمیایی (مثال 9).

اهمیت صنعتی و علمی و فنی اختراع

روش میکروبیولوژیک تبدیل عنصر، شتاب واکنش‌های هسته‌ای و انتقال ایزوتوپ، امکان دست‌یابی به عناصر پرتوزای با ارزش و کمیاب را در مقادیر نامحدود فراهم می‌کند که در بازار، فناوری، صنعت و تحقیقات علمی تقاضای زیادی دارند. این عناصر و ایزوتوپ ها دارای ذخایر عظیم انرژی هستند، دارای ارزش و قیمت فروش بسیار بالایی در بازار هستند. در ادامه محتوای کم و کمیاب در طبیعت این عناصر شیمیایی و ایزوتوپ‌های آنها، دشواری دستیابی به آنها در راکتورهای هسته‌ای که در نتیجه تولید جهانی آنها ناچیز است و قیمت بازار بسیار بالا است، مشخص می‌شود. حوزه های کاربرد عناصر به دست آمده و تقاضای جهانی برای آنها نیز تشریح شده است.

پولونیوم همیشه در کانی‌های اورانیوم و توریم وجود دارد، اما به اندازه‌ای ناچیز است که به‌دست آوردن آن از سنگ معدن با روش‌های سنتی شناخته‌شده غیرعملی و بی‌سود است. محتوای تعادلی پلونیوم در پوسته زمین حدود 2·10-14 درصد وزنی است. مقادیر ریز پولونیوم از ضایعات فرآوری سنگ معدن اورانیوم استخراج می شود. پولونیوم با استخراج، تبادل یونی، کروماتوگرافی و تصعید جداسازی می شود.

روش صنعتی اصلی برای به دست آوردن پلونیوم سنتز مصنوعی آن توسط واکنش های هسته ای است که گران و ناامن است.

پلونیوم-210 در آلیاژهای با بریلیم و بور برای تولید منابع نوترونی فشرده و بسیار قدرتمند استفاده می شود که عملاً تشعشع γ ایجاد نمی کنند (اما به دلیل عمر کوتاه 210 پو: T 1/2 \u003d 138.376 روز) - ذرات آلفای پلونیوم-210 در واکنش (α، n) نوترون روی هسته بریلیم یا بور ایجاد می کنند. اینها آمپول های فلزی مهر و موم شده هستند که حاوی یک گلوله سرامیکی کاربید بور با پوشش پلونیوم 210 یا کاربید بریلیم هستند. چنین منابع نوترونی سبک و قابل حمل هستند، در عملکرد کاملا ایمن و بسیار قابل اعتماد هستند. به عنوان مثال، منبع نوترونی شوروی VNI-2 یک آمپول برنجی به قطر دو سانتی متر و ارتفاع چهار سانتی متر بود که در هر ثانیه 90 میلیون نوترون ساطع می کرد.

پلونیوم گاهی اوقات برای یونیزه کردن گازها، به ویژه هوا استفاده می شود. اول از همه، یونیزاسیون هوا برای مبارزه با الکتریسیته ساکن (در تولید، هنگام دست زدن به تجهیزات حساس) ضروری است. به عنوان مثال، برس های حذف گرد و غبار برای اپتیک دقیق ساخته شده اند.

یکی از زمینه های مهم کاربرد پلونیوم استفاده از آن به شکل آلیاژهای سرب، ایتریم یا به تنهایی برای تولید منابع گرمایی قدرتمند و بسیار فشرده برای تاسیسات مستقل، به عنوان مثال، فضایی یا قطبی است. یک سانتی متر مکعب پلونیوم 210 حدود 1320 وات گرما آزاد می کند. به عنوان مثال، در وسایل نقلیه خودکششی شوروی برنامه فضایی لونوخود، از یک بخاری پلونیومی برای گرم کردن محفظه ابزار استفاده می شد.

پولونیوم 210 می تواند در آلیاژی با ایزوتوپ سبک لیتیوم (6 لیتیوم) به عنوان ماده ای که می تواند جرم بحرانی بار هسته ای را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و به عنوان نوعی چاشنی هسته ای عمل کند.

تاکنون مقادیر صنعتی و تجاری (بازار) پلونیوم میلی گرم و گرم پلونیوم بوده است.

در حال حاضر، رادیوم در منابع فشرده نوترونی استفاده می شود، برای این منظور، مقدار کمی از آن با بریلیم آلیاژ می شود. تحت تأثیر تابش آلفا، نوترون ها از بریلیم حذف می شوند: 9 Be + 4 He → 12 C + 1 n.

در پزشکی، رادیوم به عنوان منبع رادون، از جمله برای تهیه حمام رادون استفاده می شود. رادیوم برای قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت در درمان بیماری های بدخیم پوست، مخاط بینی و مجاری ادراری استفاده می شود.

استفاده اندک از رادیوم، از جمله، با محتوای ناچیز آن در پوسته زمین و در سنگ معدن، و با هزینه بالا و پیچیدگی به دست آوردن مصنوعی در واکنش های هسته ای مرتبط است.

در مدت زمانی که از کشف رادیوم می گذرد - بیش از یک قرن - تنها 1.5 کیلوگرم رادیوم خالص در سراسر جهان استخراج شده است. یک تن زمین اورانیوم، که کوری ها از آن رادیوم به دست آوردند، تنها حدود 0.0001 گرم رادیوم 226 داشت. تمام رادیوم طبیعی پرتوزا هستند - از تجزیه اورانیوم 238، اورانیوم 235 یا توریم 232 به دست می آید. در حالت تعادل، نسبت محتوای اورانیوم-238 و رادیوم-226 در سنگ معدن برابر است با نسبت نیمه عمر آنها: (4.468·10 9 سال)/(1617 سال)=2.789·106. بنابراین، به ازای هر سه میلیون اتم اورانیوم در طبیعت، تنها یک اتم رادیوم وجود دارد. روش میکروبیولوژیک تبدیل عناصر شیمیایی امکان به دست آوردن رادیوم-226 و سایر ایزوتوپ های رادیوم را از اورانیوم و توریم در مقادیر عملاً نامحدود (کیلوگرم، تن) و گسترش دامنه رادیوم و ایزوتوپ های آن فراهم می کند.

در حال حاضر فرانسیم و نمک های آن به دلیل نیمه عمر کوتاه، کاربرد عملی ندارند. طولانی ترین ایزوتوپ فرانسیم شناخته شده تا به امروز، 223 Fr، نیمه عمر 22 دقیقه دارد. با این وجود، به دست آوردن فرانسیم با روش میکروبیولوژیک تبدیل عناصر شیمیایی و تثبیت وجود فرانسیم در نمونه های فرآوری شده روی دستگاه ها (شکل های 4، 5، 6، 7، 9، 14)، در صورت عدم وجود فرانسیم در مواد اولیه، سیر کلی دگرگونی عناصر را ثابت می کند. در آینده، استفاده از فرانسیم برای اهداف علمی و غیره منتفی نیست.

اکتینیم یکی از نادرترین عناصر رادیواکتیو در طبیعت است. محتوای کل آن در پوسته زمین از 2600 تن تجاوز نمی کند در حالی که برای مثال مقدار رادیوم بیش از 40 میلیون تن است. سه ایزوتوپ اکتینیوم در طبیعت یافت شده است: 225 Ac، 227 Ac، 228 Ac. اکتینیم با سنگ معدن اورانیوم همراه است. بدست آوردن اکتینیم از سنگ معدن اورانیوم با روش های سنتی شناخته شده به دلیل محتوای کم آن در آنها و همچنین شباهت زیاد آن با عناصر خاکی کمیاب موجود در آن غیر عملی است.

مقادیر قابل توجهی از ایزوتوپ 227 Ac با تابش رادیوم با نوترون در یک راکتور به دست می آید. 226 Ra(n، γ) → 227 Ra(-β) → 227 Ac. بازده، به عنوان یک قاعده، از 2.15٪ از مقدار اولیه رادیوم تجاوز نمی کند. مقدار اکتینیوم در این روش سنتز بر حسب گرم محاسبه می شود. ایزوتوپ 228 Ac با تابش نوترون به ایزوتوپ 227 Ac تولید می شود.

227 Ac مخلوط با بریلیم منبع نوترون است.

منابع Ac-Be با بازده کم کوانتای گاما مشخص می شوند و در تجزیه و تحلیل فعال سازی برای تعیین منگنز، سی، آل در سنگ معدن استفاده می شوند.

225 Ac برای به دست آوردن 213 Bi و همچنین برای استفاده در رادیو ایمونوتراپی استفاده می شود.

227 Ac را می توان در منابع انرژی رادیوایزوتوپ استفاده کرد.

228 Ac به دلیل تابش پر انرژی β به عنوان ردیاب در تحقیقات شیمیایی استفاده می شود.

مخلوطی از 228 ایزوتوپ Ac-228 Ra در پزشکی به عنوان منبع شدید تابش γ استفاده می شود.

اکتینیم می تواند به عنوان یک منبع انرژی قدرتمند عمل کند که به دلیل هزینه بالای اکتینیوم و مقدار کمی اکتینیم به دست آمده با روش های شناخته شده و همچنین به دلیل دشواری بدست آوردن آن با روش های شناخته شده هنوز مورد استفاده قرار نمی گیرد. تمام روش های سنتی برای به دست آوردن و جداسازی اکتینیم پرهزینه، بی سود و برای سلامت انسان و محیط زیست خطرناک هستند. تولید اکتینیوم به روش میکروبیولوژیک تبدیل عناصر شیمیایی، دستیابی به اکتینیم و ایزوتوپ های آن را به صورت ارزان و ایمن در مقادیر نامحدود (کیلوگرم، تن، هزاران تن و ...) ممکن می سازد.

پروتاکتینیم

با توجه به محتوای کم در پوسته زمین (محتوای جرم زمین 0.1 میلیاردم درصد است)، این عنصر تاکنون کاربرد بسیار محدودی داشته است - یک افزودنی به سوخت هسته ای. از منابع طبیعی - باقی مانده های حاصل از پردازش رزین اورانیوم - فقط پروتاکتینیم 231 (231 Pa) را می توان با روش های سنتی به دست آورد. علاوه بر این، 231 Pa روش سنتیمی توان با تابش توریم-230 (230 Th) با نوترون های آهسته به دست آورد:

ایزوتوپ 233 Pa نیز از توریم به دست می آید:

به عنوان یک افزودنی به سوخت هسته ای، پروتاکتینیم به میزان 0.34 گرم پروتاکتینیم در هر تن اورانیوم اضافه می شود که ارزش انرژی اورانیوم و راندمان احتراق اورانیوم (مخلوطی از اورانیوم و پروتاکتینیم) را به شدت افزایش می دهد. به دست آوردن پروتاکتینیوم با روش میکروبیولوژیک تبدیل عناصر شیمیایی باعث می شود که پروتاکتینیم ارزان قیمت و به روشی مطمئن در مقادیر نامحدود (کیلوگرم، تن، هزاران تن و ...) به دست آید. به دست آوردن پروتاکتینیوم با روش میکروبیولوژیک تبدیل عناصر شیمیایی مشکل در دسترس بودن انرژی ارزان، مواد اولیه انرژی و محصولی با راندمان بالا را حل می کند و نیاز به پروتاکتینیم در سایر زمینه های علم و فناوری را تامین می کند.

ایزوتوپ های مختلف توریم (توریم-227، توریم-228، توریم-230، توریم-234 و سایرین)، دارای نیمه عمر متفاوت، غیر موجود در توریم طبیعی، به دست آمده با روش میکروبیولوژیک تبدیل عناصر شیمیایی، مورد توجه هستند. برای اهداف تحقیقاتی و همچنین به عنوان منابع انرژی و مواد خام برای به دست آوردن سایر ایزوتوپ ها و عناصر مورد توجه هستند.

اورانیوم و ایزوتوپ های آن

در حال حاضر 23 ایزوتوپ رادیواکتیو مصنوعی اورانیوم با اعداد جرمی 217 تا 242 شناخته شده است. مهم ترین و با ارزش ترین ایزوتوپ های اورانیوم اورانیوم 233 و اورانیوم 235 هستند. اورانیوم-233 (233 U, T 1/2 \u003d 1.59 10 5 سال) با تابش توریم-232 با نوترون ها به دست می آید و قادر به شکافت تحت تأثیر نوترون های حرارتی است که آن را به سوخت امیدوارکننده ای برای راکتورهای هسته ای تبدیل می کند:

اما این فرآیند بسیار پیچیده، پرهزینه و برای محیط زیست خطرناک است. محتوای ایزوتوپ ارزشمند اورانیوم 235 (235 U) در اورانیوم طبیعی کم است (0.72٪ اورانیوم طبیعی)، و جداسازی سنتی آن از سایر ایزوتوپ‌های اورانیوم (به عنوان مثال، سانتریفیوژ لیزری) و جداسازی آن با فنی و اقتصادی عالی همراه است. و مشکلات زیست محیطی، زیرا مستلزم هزینه های بالا، تجهیزات گران قیمت و پیچیده است و برای انسان و محیط زیست ناامن است. ایزوتوپ اورانیوم 233 (233 U) در اورانیوم طبیعی یافت نمی شود و تولید سنتی آن در راکتورهای هسته ای با مشکلات و خطرات مشابهی همراه است.

اورانیوم به طور گسترده در طبیعت توزیع می شود. محتوای اورانیوم در پوسته زمین 0.0003% (وزنی) و غلظت آن در آب دریا 3 میکروگرم در لیتر است. مقدار اورانیوم در لایه ای از لیتوسفر به ضخامت 20 کیلومتر 1.3·10 14 تن برآورد شده است.تولید اورانیوم جهانی در سال 2009 بالغ بر 50772 تن و منابع جهانی در سال 2009 بالغ بر 2438100 تن بوده است. بنابراین، ذخایر جهانی اورانیوم و تولید جهانی اورانیوم طبیعی بسیار زیاد است. مشکل این است که سهم اصلی ذخایر و تولید (99.27٪) بر روی ایزوتوپ طبیعی اورانیوم اورانیوم-238 (مرتبط با درصد ایزوتوپ های موجود در اورانیوم طبیعی) است. به کم مصرف ترین و کم انرژی ترین ایزوتوپ اورانیوم. علاوه بر این، جداسازی سنتی ایزوتوپ های اورانیوم از یکدیگر (در این مورد، اورانیوم 235 از اورانیوم 238) بسیار دشوار، پرهزینه و از نظر زیست محیطی ناامن است. بر اساس گزارش OECD، 440 راکتور هسته ای تجاری در جهان فعال هستند که 67000 تن اورانیوم در سال مصرف می کنند. این بدان معناست که تولید آن تنها 60 درصد مصرف آن را تامین می کند (بقیه آن از کلاهک های هسته ای قدیمی بازیابی می شود). با ارزش ترین در این مورد ایزوتوپ های اورانیوم - اورانیوم-233 و اورانیوم-235 (سوخت هسته ای) هستند که به خاطر آنها عناصر سوخت مصرف شده از نیروگاه های هسته ای و کلاهک های هسته ای حذف شده از وظیفه رزمی پس از پردازش مجددا استفاده می شوند. 238 هسته U فقط در صورت گرفتن تقسیم می شوند نوترون های سریعبا انرژی حداقل 1 مگا ولت. هسته های 235 U و 233 U با گرفتن نوترون های آهسته (حرارتی) و سریع شکافت می شوند و همچنین به طور خود به خود شکافت می شوند که بسیار مهم و ارزشمند است.

روش میکروبیولوژیک تبدیل عناصر شیمیایی امکان به دست آوردن در مقادیر عملا نامحدود از اورانیوم طبیعی (از ایزوتوپ اورانیوم-238) ایزوتوپ های کمیاب و ارزشمند اورانیوم - اورانیوم-232، اورانیوم-233، اورانیوم-234، اورانیوم-235 را فراهم می کند. اورانیوم-236 و سایر عناصر شیمیایی با ارزش و ایزوتوپ های آنها: نپتونیوم-236، نپتونیوم-237، نپتونیوم-238، پلوتونیوم-236، پلوتونیوم-238، آمریکیوم-241، پروتاکتینیم-231، پروتاکتینیم-222-234، توریم-228، توریم-230، اکتینیم-227، رادیوم-226، رادیوم-228، رادون-222، پلونیوم-209، پلونیوم-210. ارزش صنعتی، فنی و انرژی و همچنین ارزش بازار فروش این عناصر به دست آمده بسیار بالاتر از عنصر اصلی - اورانیوم 238 است.

نپتونیوم

نپتونیوم در زمین فقط در مقادیر کمی یافت می شود، این نپتونیم به طور مصنوعی از اورانیوم از طریق واکنش های هسته ای به دست آمده است.

با تابش نوترون به نپتونیوم-237، مقادیر وزنی پلوتونیوم-238 خالص ایزوتوپی به دست می آید که در منابع انرژی رادیوایزوتوپی با اندازه کوچک، در RTG ها (RTG - ژنراتور ترموالکتریک رادیوایزوتوپ)، در پیس میکرها، به عنوان منبع گرما در انرژی رادیوایزوتوپ استفاده می شود. منابع و منابع نوترونی . جرم بحرانی نپتونیوم-237 برای فلز خالص حدود 57 کیلوگرم است و بنابراین می توان از این ایزوتوپ عملا برای تولید سلاح های هسته ای استفاده کرد.

آمریکیوم

آمریکیوم 241 از تابش پلوتونیوم با نوترون به دست می آید:

آمریکیوم 241 یک عنصر شیمیایی کمیاب و ایزوتوپ با ارزش است، تولید سنتی آن در راکتورهای هسته ای با مشکلات معمول و هزینه بالا برای به دست آوردن اکتینیدها همراه است، در نتیجه آمریکیوم دارای ارزش بازار بالا، تقاضا و قابل استفاده در زمینه های مختلف علم، صنعت و فناوری.

روش میکروبیولوژیک تبدیل عناصر شیمیایی به دست آوردن مقادیر عملاً نامحدود نپتونیوم-236، نپتونیوم-237، نپتونیوم-238، پلوتونیوم-236، پلوتونیوم-238، آمریکیوم-241 و سایر ایزوتوپ های نپتونیم و آمر، پلوتونیوم را ممکن می سازد.

اختصارات رایج در نمودارها و جداول زیر:

اورانیوم-238، 238 U - در اینجا - 238 جرم اتمی نسبی است، یعنی تعداد کل پروتون ها و نوترون ها.

P یک پروتون است.

N یا n یک نوترون است.

α - ذره آلفا، به عنوان مثال. دو پروتون و دو نوترون

(-α) - ذره آلفا که از یک اتم (از یک عنصر) در واکنش های ما ساطع می شود، در حالی که شماره سریال (بار هسته ای) دو واحد کاهش می یابد و عنصر به ذره سبک تر تبدیل می شود که از طریق سلولی در جدول تناوبی قرار دارد. عناصر مندلیف (تغییر دو سلول به عقب). سپس جرم اتمی نسبی چهار واحد کاهش می یابد.

واپاشی بتا تبدیلی است که در آن تعداد ترتیبی یک عنصر (بار هسته ای) یک تغییر می کند، در حالی که جرم اتمی نسبی (تعداد کل پروتون ها و نوترون ها) ثابت می ماند.

(+β) - گسیل یک ذره پوزیترون با بار مثبت، یا گرفتن یک الکترون با بار منفی توسط هسته: در هر دو مورد، شماره سریال (بار هسته) عنصر یک کاهش می یابد.

پدیده های انتشار به اصطلاح "نوترون تاخیری" (بیشتر از یک یا دو) پس از واپاشی بتا مشاهده می شود. در همان زمان، یک عنصر شیمیایی جدید که در اثر واپاشی بتا، پس از گسیل یک نوترون تاخیری (نوترون) تشکیل شده است، مکان و سلول جدید خود را در جدول سیستم تناوبی عناصر حفظ می کند، زیرا بار هسته ای را حفظ می کند (تعداد پروتون ها)، اما جرم اتمی خود را از دست می دهد و ایزوتوپ های جدید و سبک تر را تشکیل می دهد.

(-n) - "نوترون تاخیری"، نوترونی که از یک اتم پس از واپاشی بتا ساطع می شود، در حالی که جرم اتمی عنصر جدید یک کاهش می یابد.

(-2n) - دو "نوترون تاخیری" که پس از واپاشی بتا از یک اتم ساطع می شود، جرم اتمی عنصر جدید دو واحد کاهش می یابد.

(ă) - ذره آلفا "تأخیر افتاده" (نوع فروپاشی ایزوتوپی) که از یک اتم (عنصر) پس از واپاشی بتا ساطع می شود. در این حالت، شماره سریال (بار هسته) دو واحد کاهش می یابد و جرم اتمی نسبی عنصر 4 واحد کاهش می یابد.

تغییر شکل دیگری از یک عنصر شیمیایی وجود دارد (دو سلول را مطابق جدول جدول تناوبی عناصر شیمیایی به عقب برگردانید).

T 1/2 یا T نیمه عمر ایزوتوپ یک عنصر است.

نویسندگان مجموعه‌ای از آزمایش‌های تکرارپذیر موفق را با سنگ‌ها و مواد خام مختلف انجام دادند. مواد خام حاوی عناصر رادیواکتیو با محلول آبی از باکتری های جنس تیوباسیلوس در حضور عناصر با ظرفیت متغیر هر عنصر s، p، d و f که پتانسیل اکسیداسیون و کاهش استاندارد ایجاد می کنند (به عنوان مثال، Sr 2+، نیتروژن، تیمار شدند. N 5+ /N 3-، گوگرد S 6+ /S 2- آرسنیک As 5+ /As 3+، آهن Fe 3+ /Fe 2+، منگنز Mn 4+ /Mn 2+، مولیبدن Mo 6+ /Mo 2 +، کبالت Co 3+ /Co 2+، وانادیم V 5+ /V 4+ و دیگران). باکتری های مختلف از جنس تیوباسیلوس، باکتری های اکسید کننده آهن و اکسید کننده گوگرد (ترموفیل و غیره) که در فرآیندهای اکسیداسیون و کاهش فلزات نقش دارند استفاده شد و همیشه یک اثر مثبت حاصل شد. نویسندگان 2536 آزمایش انجام دادند. داده‌های تجربی به‌دست‌آمده از نظر آماری پردازش شدند (جدول 1، 2، 3، 4 را ببینید) و در طرح‌های به دست آوردن ایزوتوپ‌های ارزشمند مختلف اورانیوم، پروتاکتینیم، توریم، اکتینیم، رادیوم، پلونیوم و سایر عناصر منعکس شدند (شکل‌های 1 تا 17 را ببینید. طرح های 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9، 10، 11، 12، 13). طرح‌های واکنش‌ها و انتقال ایزوتوپی متناقض نیستند، اما نظریه موجود واپاشی رادیواکتیو را تایید می‌کنند.

برای تبدیل عناصر شیمیایی و تولید عناصر و ایزوتوپ های جدید، از سنگ معدن سولفید عربستان سعودی حاوی اورانیوم و توریم به عنوان مواد خام برای پردازش میکروبیولوژیکی استفاده شد (جدول 1، شکل های 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7). . سنگ معدن عربستان سعودی همچنین حاوی عناصر فسفر، آرسنیک، وانادیم، عمدتاً به شکل اکسید شده (فسفات ها، آرسنات ها، وانادات ها) و آهن - هم به صورت اکسید شده و هم به صورت احیا شده است. بنابراین، برای ایجاد پتانسیل ردوکس بالا در تخمیر، ماده خام با میکروارگانیسم‌های تیوباسیلوس اسیدوفیلوس سویه DSM-700 در محلول آبی از عناصر با ظرفیت متغیر، که در محلول به شکل احیا شده هستند، تیمار شد: Mn +4، Co + 2، Fe +2، N-3، S-2 (به شکل نمک)، در مجموع جرم آنها 0.01٪ از جرم محیط است.

هنگام رشد میکروارگانیسم های تیوباسیلوس اسیدوفیلوس سویه DSM-700، از محیط های غذایی استاندارد استفاده شد (به عنوان مثال، محیط های لتن و واکسمن برای تیوباسیلوس فرواکسیدانس، محیط 9K و محیط برای سایر باکتری های اکسید کننده آهن و گوگرد). عناصر با ظرفیت متغیر به محیط های غذایی استاندارد - عناصر ترانس (عناصر حامل الکترون ها، به عنوان مثال، منیزیم، منگنز، کو، مو، روی، مس، آهن به شکل نمک) در مجموع جرم آنها 0.01٪ از جرم اضافه شد. محیط، محصولات هیدرولیز مواد خام آلی، به عنوان مثال، هیدرولیز ضایعات حاصل از پردازش ماهی، گوشت یا الوار (2٪ جرم، از محیط زیست) و مواد خام (اورانیوم یا توریم حاوی سنگ معدن یا ضایعات رادیواکتیو به مقدار 1.5 درصد جرم، از محیط زیست). در یک محیط تخمیر حاوی 10 درصد ماده خام (سنگ معدن)، محلول 10 درصد از محیط کشت با میکروارگانیسم های اتوتروف اختیاری انتخاب شده در مرحله رشد نمایی اضافه شد.

فرآیند تبدیل در ده فلاسک تکان دهنده تخمیر انجام شد. pH محلول با 10 اسید سولفوریک نرمال تنظیم شد، pH محلول در این فرآیند در محدوده 0.8-1.0 حفظ شد. دمای فرآیند 28-32 درجه سانتیگراد است. پتانسیل ردوکس (Eh) در حل فرآیند تبدیل در مرحله لگاریتمی 635 میلی ولت است. سرعت اختلاط 300 دور در دقیقه نسبت فاز جامد به مایع 1:10 (100 گرم سنگ معدن در یک لیتر محلول آبی) بود. روزانه هر 24 ساعت، pH و Eh محلول، غلظت عناصر شیمیایی و ایزوتوپ‌های موجود در محلول اندازه‌گیری می‌شد و فعالیت حیاتی میکروارگانیسم‌ها نیز پایش می‌شد. این فرآیند به مدت 9 روز انجام شد. روش های تجزیه و تحلیل محلول های آبی و سنگ معدن استفاده شد: برای تعیین محتوای عناصر، از روش فلورسانس اشعه ایکس استفاده شد، نوع ابزار: CYP-02 "Renom FV"; S2 PICOFOX. از روش جذب اتمی نیز استفاده شد. ترکیب ایزوتوپی توسط طیف سنجی جرمی تعیین شد. ویژگی های شارژ سلول های میکروبیولوژیکی با تحرک الکتروفورتیک بر روی میکروسکوپ اتوماتیک Parmoquant-2 تعیین شد. با توجه به داده های ابزار، ترکیب کیفی و کمی محصولات نهایی تعیین شد. نتایج آزمایش های انجام شده و پردازش آماری بسته به زمان انجام فرآیند در جدول 1 نشان داده شده است. شکل 1 طیف نگاری از سنگ معدن اصلی عربستان سعودی را بدون عملیات میکروبیولوژیکی و بدون تبدیل عناصر شیمیایی نشان می دهد. شکل‌های 2، 3، 4، 5، 6، 7 طیف‌نگاری از تحلیل‌های تغییر شکل عناصر شیمیایی را در طی فرآوری میکروبیولوژیکی سنگ معدن عربستان سعودی، بسته به زمان فرآیند پس از 48 ساعت (2 روز)، 72 ساعت (3) نشان می‌دهد. روز)، 120 ساعت (5 روز)، پس از 120 ساعت (5 روز)، پس از 168 ساعت (7 روز)، پس از 192 ساعت (8 روز)، به ترتیب.

طرح 2. تولید میکروبیولوژیکی پروتاکتینیم-231 (231 Pa) از اورانیوم-238 (238 U) به روش های مختلف.

طرح 6. تولید میکروبیولوژیکی رادیوم-226 (226 Ra) و رادیوم-228 (228 Ra) از اورانیوم-238 (238 U) (نگاه کنید به 6-1) و از توریم-232 طبیعی (232 Th) (نگاه کنید به 6 -2). ) به ترتیب:

روش انجام فرآیند مانند مثال 1 است. برای تبدیل عناصر شیمیایی و تولید عناصر و ایزوتوپ های جدید، سنگ معدن اورانیوم شمال غرب آفریقا حاوی اورانیوم، توریم، گوگرد و آرسنیک به شکل احیا شده (سولفیدهای فلزی) است. به عنوان یک ماده خام برای پردازش میکروبیولوژیکی استفاده شد. آرسنیدها، سولفوآرسنیدها). بنابراین، به منظور ایجاد پتانسیل اکسیداسیون و کاهش بالا، ماده خام با میکروارگانیسم‌های تیوباسیلوس آکوائزولیس سویه DSM-4255 در محلول آبی عناصر با ظرفیت متغیر که در محلول‌های اکسید شده N+5، P+5 هستند، تیمار شد. (به صورت فسفات)، به صورت 5+، S+6، Fe+3، منگنز +7، در مجموع جرم آنها 01/0 درصد از جرم محیط است. پتانسیل ردوکس (Eh) در حل فرآیند تبدیل در مرحله لگاریتمی 798 میلی ولت است. دمای فرآیند 30-35 درجه سانتیگراد، pH محیط 2-2.5 است. مدت زمان پروسه بیست روز می باشد. نتایج آزمایش‌های انجام‌شده و پردازش‌شده آماری، بسته به زمان فرآیند، در جدول 2 نشان داده شده است. از فرآیند، پس از 24 ساعت (1 روز)، پس از 144 ساعت (6 روز)، پس از 168 ساعت (7 روز)، پس از 192 ساعت (8 روز)، پس از 480 ساعت (20 روز) در شکل های 8، 9 نشان داده شده است. ، به ترتیب 10، 11.

طرح 1. تولید میکروبیولوژیکی ایزوتوپ های مختلف با ارزش اورانیوم، پروتاکتینیم، توریم، اکتینیم، رادیوم، پلونیوم از اورانیوم 238 (238 U):

طرح 2. به دست آوردن اورانیوم 233 (233 U) با روش میکروبیولوژیکی از اورانیوم 238 (238 U) به روش های مختلف.

طرح 4. تولید میکروبیولوژیکی توریم-230 (230 Th) از اورانیوم-238 (238 U).

علاوه بر این، اگر توریم-230 هدف نهایی فرآیند باشد، فرآیند یا متوقف می شود (و 230 Th آزاد می شود). یا این فرآیند تا زمانی ادامه می یابد که ایزوتوپ های رادیواکتیو ارزشمند و کمیاب رادیوم (226 Ra)، رادون، استاتین، پلونیوم، بیسموت، سرب به دست آید:

طرح 5. تولید میکروبیولوژیکی اکتینیم-227 (227 Ac) از اورانیوم-238 (238 U) به روش های مختلف.

طرح 7. به دست آوردن با ارزش ترین و پایدارترین ایزوتوپ های پولونیوم (210 Po, 209 Po, 208 Po) به روش میکروبیولوژیکی از اورانیوم-238 (238 U).

روش انجام فرآیند مانند مثال 1 است. برای تبدیل عناصر شیمیایی و تولید عناصر و ایزوتوپ های جدید، سنگ معدن اورانیوم اردن حاوی عناصر اورانیوم، توریم، فسفر، آرسنیک، آهن، وانادیم هر دو به صورت اکسید شده است. از فرم به عنوان ماده خام برای فرآوری میکروبیولوژیک (فسفات ها، آرسنات ها، وانادات ها) و به صورت احیا شده استفاده شد. بنابراین، برای ایجاد پتانسیل ردوکس بالا، ماده خام با میکروارگانیسم‌های تیوباسیلوس هالوفیلوس سویه DSM-6132 در محلول آبی از عناصر با ظرفیت متغیر که دارای توانایی اکسیداسیون و کاهش Rb +1، Sr +2، S 0 /S هستند، تیمار شد. -2، Re +4 / Re +7، As +3 /As +5، Mn +4 /Mn +7، Fe +2 /Fe +3، N -3 /N +5، P +5، S ​​-2 /S +6 در جرم کل آنها 0.01٪ از جرم محیط است. پتانسیل ردوکس (Eh) در حل فرآیند تبدیل در مرحله لگاریتمی 753 میلی ولت است. دمای فرآیند 28-32 درجه سانتیگراد، pH محیط 2.0-2.5 است. مدت زمان پروسه بیست روز می باشد. نتایج آزمایش‌های انجام‌شده و پردازش‌شده آماری، بسته به زمان فرآیند، در جدول 3 نشان داده شده است. ، پس از 24 ساعت (1 روز)، پس از 120 ساعت (پنج روز)، پس از 192 ساعت (8 روز)، به ترتیب در شکل های 12، 13، 14 نشان داده شده است.

طرح 3. تولید میکروبیولوژیکی پروتاکتینیم-231 (231 Pa) از اورانیوم-238 (238 U) به روش های مختلف.

طرح 4. تولید میکروبیولوژیکی توریم-230 (230 Th) از اورانیوم-238 (238 U).

علاوه بر این، اگر توریم-230 هدف نهایی فرآیند باشد، فرآیند یا متوقف می شود (و 230 Th آزاد می شود). یا این فرآیند تا زمانی ادامه می یابد که ایزوتوپ های رادیواکتیو ارزشمند و کمیاب رادیوم (226 Ra)، رادون، استاتین، پلونیوم، بیسموت، سرب به دست آید:

طرح 5. تولید میکروبیولوژیکی اکتینیم-227 (227 Ac) از اورانیوم-238 (238 U) به روش های مختلف.

نمودار 6-1. به دست آوردن رادیوم 226 (226 Ra) به روش میکروبیولوژیکی از اورانیوم 238:

طرح 7. به دست آوردن با ارزش ترین و پایدارترین ایزوتوپ های پولونیوم (210 Po, 209 Po, 208 Po) به روش میکروبیولوژیکی از اورانیوم-238 (238 U).

روش انجام فرآیند مانند مثال 1 است. برای تبدیل عناصر شیمیایی و تولید عناصر و ایزوتوپ های جدید، توریم مونازیت حاوی شن و ماسه از سواحل اقیانوس هند، حاوی عناصر توریم، فسفر، آرسنیک، سیلیکون. ، آلومینیوم و همچنین سریم و سایر لانتانیدها، عمدتاً به صورت احیا شده. بنابراین، برای ایجاد پتانسیل ردوکس بالا، ماده خام با سویه تیوباسیلوس فرواکسیدانس DSM-14882 در محلول آبی از عناصر با ظرفیت متغیر که در محلول به شکل اکسید شده هستند، تیمار شد: N +5، P +5، As + 5، S + 6، Fe + 3، منگنز +7، در مجموع جرم آنها 0.01٪ از جرم محیط است. پتانسیل ردوکس (Eh) در حل فرآیند تبدیل در مرحله لگاریتمی 717 میلی ولت است. دمای فرآیند 28-32 درجه سانتیگراد، pH محیط 1.0-1.5 است. پروسه ده روز طول می کشد. نتایج آزمایش‌های انجام‌شده و پردازش‌شده آماری، بسته به زمان فرآیند، در جدول 4 نشان داده شده است. در زمان انجام فرآیند، پس از 24 ساعت (1 روز)، پس از 120 ساعت (پنج روز)، پس از 240 ساعت (ده روز) به ترتیب در شکل های 15، 16، 17 نشان داده شده است.

نمودار 6-2. به دست آوردن رادیوم ۲۲۸ (۲۲۸ Ra) به روش میکروبیولوژیکی از توریم ۲۳۲ طبیعی:

طرح 8. به دست آوردن ایزوتوپ های مختلف توریم، اکتینیم، رادیوم، پلونیوم به روش میکروبیولوژیکی از توریم 232 طبیعی (232 Th):

روش انجام فرآیند مانند مثال 1 است. برای تبدیل عناصر شیمیایی و تولید عناصر و ایزوتوپ های جدید، پلونیوم 209 که در فرآیند ما از اکتینیدها به دست آمده است، به عنوان ماده خام برای پردازش میکروبیولوژیکی استفاده شد. ، که بیشتر به ایزوتوپ های جیوه، طلا و پلاتین تبدیل می شود (تجزیه می شود) (شکل 10). مواد اولیه با میکروارگانیسم‌های تیوباسیلوس آکوائسولیس سویه DSM-4255 در محلول آبی از عناصر با ظرفیت متغیر، با توانایی اکسیداسیون و کاهش: Rb +1، Sr +2، S 0 /S -2، Re +4 /Re +7، به عنوان تیمار شدند. +3 / به عنوان +5، Mn +4 /Mn +7، Fe +2 /Fe +3، N -3 /N +5، P +5، S ​​-2 /S +6 در جرم کل آنها 0.01٪ از جرم رسانه . پتانسیل ردوکس (Eh) در حل فرآیند تبدیل در مرحله لگاریتمی 698 میلی ولت است. دمای فرآیند 28-32 درجه سانتیگراد، pH محیط 2.0-2.5 است. مدت زمان پروسه بیست روز می باشد.

بر اساس داده های تجربی و پردازش آماری به دست آمده، نویسندگان طرح زیر را استنباط کردند:

طرح 10. به دست آوردن ایزوتوپ های پایدار جیوه و طلا (197 Au) با روش میکروبیولوژیکی با شروع و تسریع واکنش ها از پولونیوم-209 (209 Po):

.

روش انجام فرآیند مانند مثال 1 است. برای تبدیل عناصر شیمیایی و تولید عناصر و ایزوتوپ های جدید، پولونیوم 208 که در فرآیند ما از اکتینیدها به دست آمده است، به عنوان ماده خام برای پردازش میکروبیولوژیکی استفاده شد. ، که بیشتر به ایزوتوپ های جیوه، طلا و پلاتین تبدیل می شود (تجزیه می شود) (شکل 11). مواد اولیه با میکروارگانیسم‌های Thiobacillus ferrooxidans سویه DSM-14882 در محلول آبی از عناصر با ظرفیت متغیر، با توانایی اکسیداسیون و کاهش: Rb +1 , Sr +2 , S 0 /S -2 , Re +4 /Re +7 , As تیمار شدند. +3 / به عنوان +5، Mn +4 /Mn +7، Fe +2 /Fe +3، N -3 /N +5، P +5، S ​​-2 /S +6 در جرم کل آنها 0.01٪ از جرم رسانه . در حل فرآیند تبدیل در مرحله لگاریتمی Eh=753 mV. از میکروارگانیسم ها استفاده شد.دمای فرآیند 28-32 درجه سانتیگراد و pH محیط 1.0-1.5 بود. مدت زمان پروسه بیست روز می باشد. بر اساس داده های تجربی و پردازش آماری به دست آمده، نویسندگان طرح زیر را استنباط کردند:

طرح 11. به دست آوردن ایزوتوپ های پایدار جیوه، تالیم، پلاتین (195 Pt) و طلا (197 Au) با روش میکروبیولوژیکی با شروع و تسریع واکنش ها از پلونیوم-208:

روش انجام این فرآیند مانند مثال 1 است. برای تبدیل عناصر شیمیایی و به دست آوردن عناصر و ایزوتوپ های جدید، از نمونه های پلوتونیوم به عنوان مواد خام برای پردازش میکروبیولوژیکی استفاده شد تا پلوتونیوم-239 به اورانیوم-235، پروتاکتینیم- تبدیل شود. 231 و اکتینیوم-227 (شکل 12) ماده خام با میکروارگانیسم های تیوباسیلوس تیوپاروس سویه DSM-505 در محلول آبی از عناصر با ظرفیت متغیر، با توانایی ردوکس: Rb +1، Sr +2، S 0 /S - تیمار شد. 2, Re +4 /Re +7, As +3 /As +5 , Mn +4 /Mn +7 , Fe +2 /Fe +3 , N -3 /N +5 , P +5 , S -2 / S+6 در جرم کل آنها 0.01 درصد وزنی محیط است. پتانسیل ردوکس (Eh) در حل فرآیند تبدیل در لگاریتمی

مراحل فرآیند تبدیل Eh=759 mv. دمای فرآیند 28-32 درجه سانتیگراد، pH محیط 2.0-2.5 است. مدت زمان پروسه بیست روز می باشد. بر اساس داده های تجربی و پردازش آماری به دست آمده، نویسندگان طرح زیر را استنباط کردند:

طرح 12. به دست آوردن اورانیوم-235، توریم-231، پروتاکتینیم-231 و اکتینیم-227 با روش میکروبیولوژیکی با تسریع واکنش های فروپاشی از پلوتونیوم-239 (پلوتونیوم با درجه تسلیحاتی می توان استفاده کرد، یا پلوتونیوم محصول جانبی هسته ای است. احتراق میله های سوخت NPP که باید دفع شوند:

شما می توانید این فرآیند را در هر مرحله متوقف کنید، با به دست آوردن 235 U، یا 231 Th، یا 231 Pa، یا 227 Ac، یا مخلوطی از آنها به نسبت های مختلف. یا می توانید روند تبدیل عناصر و ایزوتوپ ها از اکتینیوم-227 به 210 پو، 209 پو، 208 پو را ادامه دهید، طبق طرح 7-1، عناصر میانی را بدست آورید.

روش انجام فرآیند مانند مثال 1 است. برای تبدیل عناصر شیمیایی و به دست آوردن عناصر و ایزوتوپ های جدید، از نمونه های پلوتونیوم به عنوان مواد خام برای پردازش میکروبیولوژیکی استفاده شد تا پلوتونیوم-241 به آمریکیوم-241 و نپتونیم- تبدیل شود. 237 (طرح 13). 241 Pu، محصول جانبی واکنش‌های هسته‌ای در طی احتراق میله‌های سوخت در نیروگاه‌های هسته‌ای، مشروط به دفع، به عنوان زباله هسته‌ای و محصول جانبی احتراق صنعتی اورانیوم در نظر گرفته شد. مواد اولیه با میکروارگانیسم های تیوباسیلوس تپیداریوس سویه DSM-3134 در محلول آبی از عناصر با ظرفیت متغیر، با توانایی اکسیداسیون و کاهش: Rb +1 , Sr +2 , S 0 /S -2 , Re +4 /Re +7 , As تیمار شدند. +3 / به عنوان +5، Mn +4 /Mn +7، Fe +2 /Fe +3، N -3 /N +5، P +5، S ​​-2 /S +6 در جرم کل آنها 0.01٪ از جرم رسانه . Eh=736 میلی ولت. دمای فرآیند 28-32 درجه سانتیگراد، pH محیط 2.0-2.5 است.

طرح 13. تولید میکروبیولوژیکی americium-241 (241 am) و نپتونیوم-237 (237 Np) از پلوتونیوم-241 با شروع و تسریع واکنش های فروپاشی:

این فرآیند را می توان در مرحله به دست آوردن آمریکیوم-241 با انتخاب دومی متوقف یا کند کرد. مثال 9

این مثال تشدید فرآیند تبدیل عناصر شیمیایی را هنگامی که تحت عوامل محدود کننده کند می شود نشان می دهد. روش انجام فرآیند و مواد خام مانند مثال 2 است. نوع کنترل: سنگ معدن اورانیوم شمال غرب آفریقا نیز به عنوان ماده خام مورد استفاده قرار گرفت، اما تفاوت با مثال 2 شامل محتوای بالاتر سنگ معدن در محلول بود: نسبت فاز جامد (سنگ معدن) به فاز مایع 1:3 (100 گرم سنگ معدن در 300 میلی لیتر محلول آبی) بود. مواد اولیه با میکروارگانیسم‌های Thiobacillus aquaesulis سویه DSM-4255 در محلول آبی از عناصر با ظرفیت متغیر، که در محلول به شکل اکسید شده هستند: N + 5، P + 5 (به شکل فسفات)، به عنوان +5، S ​​تیمار شدند. +6، Fe +3، منگنز +7، در جرم کل آنها 0.01٪ از جرم محیط، مانند مثال 2. Eh=410 میلی ولت. دمای فرآیند 30-35 درجه سانتیگراد، pH محیط 2.0-2.5 است. مدت زمان پروسه بیست روز می باشد. بار باکتری ها نزدیک به صفر است. تحرک الکتروفورتیک (EPM) سلول های میکروبی 0.01 V -1 × cm 2 × sec -1 است. محتوای اولیه اورانیوم 238 در محیط 280 گرم در لیتر بود. در روز پنجم فرآیند، محتوای اورانیوم-238 به 200.52 میلی گرم در لیتر کاهش یافت، اما ایزوتوپ های پروتاکتینیم-231، اکتینیم-227 و پلونیوم در محیط کشت یافت نشد، در حالی که ایزوتوپ های توریم-234، پروتاکتینیم-234 پروتاکتینیم-233، اورانیوم -234 (محصولات اولیه تبدیل اورانیوم-238). فرآیندهای تبدیل اورانیوم 238 و تشکیل عناصر و ایزوتوپ‌های جدید در مقایسه با مثال 2 که در آن نسبت فاز جامد (کانسنگ) به فاز مایع 1:10 (100 گرم سنگ معدن) بود، در زمان کند شد. در 1000 میلی لیتر محلول آبی). کندی فرآیند با افزایش غلظت یون های فلزی در محلول با مقدار کمی آب در هر سنگ همراه است. نوع آزمایشی: در همان محلول با آب محدود، که در آن نسبت فاز جامد (سنگ معدن) به فاز مایع 1:3 (100 گرم سنگ معدن در 300 میلی لیتر محلول آبی) بود، 0.001 گرم در لیتر اضافی. پلی آمفولیت - پلی اکریلیک اسید کاپرولاکتام (نسبت اسید اکریلیک به کاپرولاکتام 9:1). تحرک الکتروفورتیک (EPM) سلول های میکروبی برابر با 0.89 V -1 × cm 2 × sec -1 است، بار میکروارگانیسم ها از نقطه ایزوالکتریک به سمت منفی منتقل شده است. Eh=792 mV در روز پنجم، محتوای اورانیوم 238 در محلول برابر با 149.40 میلی گرم در لیتر شد، ایزوتوپ ها ظاهر شدند - محصولات تجزیه بیشتر: اورانیوم-232، اورانیوم-233، پروتاکتینیم-231، اکتینیم-227، رادیوم-226، پولونیوم -210، 209 و 208 همه در تعداد زیادی هستند. روند تسریع شده است. بر اساس داده های تجربی، یک طرح کلی از جهت ها و زنجیره های مختلف تجزیه اورانیوم 238 به دست آمد که ایزوتوپ های ارزشمند مختلف اورانیوم، پروتاکتینیم، توریم، اکتینیم، رادیوم، پلونیوم و سایر عناصر به روش میکروبیولوژیکی از آن به دست آمد. شکل 18).

انرژی انتقال الکترونیکی (keV) که برای تعیین عناصر شیمیایی با روش فلورسانس اشعه ایکس استفاده شد (شکل های 1 تا 17)، در جدول 5 نشان داده شده است.

1. یک روش میکروبیولوژیکی برای تبدیل عناصر شیمیایی و تبدیل ایزوتوپ های عناصر شیمیایی، که مشخصه آن این است که مواد خام رادیواکتیو حاوی عناصر شیمیایی رادیواکتیو یا ایزوتوپ های آنها با یک سوسپانسیون آبی از باکتری های جنس تیوباسیلوس در حضور عناصر تصفیه می شوند. با ظرفیت متغیر

2. روش طبق ادعای 1 که مشخصه آن این است که روش با تولید پلونیوم، رادون، فرانسیم، رادیوم، اکتینیم، توریم، پروتاکتینیم، اورانیوم، نپتونیم، آمریکیوم، نیکل، منگنز، برم، هافنیوم، ایتربیوم انجام می شود. جیوه، طلا، پلاتین و ایزوتوپ های آنها.

3. روش طبق ادعای 1 یا 2 که مشخصه آن این است که سنگ معدن یا زباله های رادیواکتیو حاصل از چرخه های هسته ای به عنوان مواد خام رادیواکتیو حاوی عناصر شیمیایی رادیواکتیو استفاده می شود.