(विपणन में) महत्वपूर्ण द्रव्यमान

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विश्वकोश शब्दकोश, 1998

क्रांतिक द्रव्यमान

विखंडनीय सामग्री का न्यूनतम द्रव्यमान जो आत्मनिर्भर परमाणु विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया के प्रवाह को सुनिश्चित करता है।

क्रांतिक द्रव्यमान

विखंडनीय पदार्थ का सबसे छोटा द्रव्यमान जिस पर परमाणु नाभिक के विखंडन की एक आत्मनिर्भर श्रृंखला प्रतिक्रिया हो सकती है; न्यूट्रॉन गुणन कारक के एकता में रूपांतरण की विशेषता। जिस उपकरण में श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है उसके संबंधित आयाम और आयतन को क्रिटिकल भी कहा जाता है (परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रियाएं, परमाणु रिएक्टर देखें)।

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क्रांतिक द्रव्यमान

क्रांतिक द्रव्यमान- परमाणु भौतिकी में, आत्मनिर्भर विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक विखंडनीय सामग्री का न्यूनतम द्रव्यमान। पदार्थ की इतनी मात्रा में न्यूट्रॉन गुणन कारक एक से अधिक या एक के बराबर होता है। क्रांतिक द्रव्यमान के अनुरूप आयामों को भी क्रांतिक कहा जाता है।

क्रांतिक द्रव्यमान का मान पदार्थ के गुणों (जैसे विखंडन और विकिरण कैप्चर क्रॉस सेक्शन), घनत्व, अशुद्धियों की मात्रा, उत्पाद के आकार और पर्यावरण पर भी निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, न्यूट्रॉन परावर्तकों की उपस्थिति महत्वपूर्ण द्रव्यमान को काफी कम कर सकती है।

परमाणु ऊर्जा में, महत्वपूर्ण द्रव्यमान पैरामीटर विभिन्न प्रकार के उपकरणों के डिजाइन और गणना में निर्णायक होता है जो अपने डिजाइन में विभिन्न आइसोटोप या तत्वों के आइसोटोप के मिश्रण का उपयोग करते हैं जो कुछ शर्तों के तहत भारी मात्रा में ऊर्जा की रिहाई के साथ परमाणु विखंडन में सक्षम होते हैं। . उदाहरण के लिए, शक्तिशाली रेडियोआइसोटोप जनरेटर को डिज़ाइन करते समय जो ईंधन के रूप में यूरेनियम और कई ट्रांसयूरेनियम तत्वों का उपयोग करते हैं, महत्वपूर्ण द्रव्यमान पैरामीटर ऐसे उपकरण की शक्ति को सीमित करता है। परमाणु और थर्मोन्यूक्लियर हथियारों की गणना और उत्पादन में, महत्वपूर्ण द्रव्यमान पैरामीटर विस्फोटक उपकरण के डिजाइन और इसकी लागत और भंडारण समय दोनों को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है। परमाणु रिएक्टर के डिजाइन और निर्माण के मामले में, महत्वपूर्ण द्रव्यमान के पैरामीटर भविष्य के रिएक्टर के न्यूनतम और अधिकतम दोनों आयामों को भी सीमित करते हैं।

जल न्यूट्रॉन परावर्तक के साथ पानी में शुद्ध विखंडनीय न्यूक्लाइड के लवणों के घोल का क्रांतिक द्रव्यमान सबसे कम होता है। यू के लिए, ऐसे समाधान का महत्वपूर्ण द्रव्यमान 0.8 किलोग्राम है, पु के लिए - 0.5 किलोग्राम, कुछ सीएफ लवण के लिए - 10 ग्राम।

परमाणु खतरनाक विखंडनीय पदार्थों के साथ सुरक्षित संचालन के लिए, उपकरण के पैरामीटर महत्वपूर्ण से कम होने चाहिए। परमाणु सुरक्षा के लिए नियामक मापदंडों के रूप में, निम्नलिखित का उपयोग किया जाता है: परमाणु खतरनाक विखंडनीय सामग्री की मात्रा, एकाग्रता और मात्रा; बेलनाकार आकार वाले उपकरण का व्यास; प्लेट के आकार के उपकरणों के लिए सपाट परत की मोटाई। मानक पैरामीटर अनुमेय पैरामीटर के आधार पर निर्धारित किया जाता है, जो महत्वपूर्ण पैरामीटर से कम है और उपकरण के संचालन के दौरान इसे पार नहीं किया जाना चाहिए। साथ ही, यह आवश्यक है कि महत्वपूर्ण मापदंडों को प्रभावित करने वाली विशेषताएँ कड़ाई से परिभाषित सीमाओं के भीतर हों। निम्नलिखित मान्य मापदंडों का उपयोग किया जाता है: एम ऐड की संख्या, वॉल्यूम वी ऐड, व्यास डी ऐड, परत मोटाई टी ऐड।

परमाणु खतरनाक विखंडनीय न्यूक्लाइड की सांद्रता पर महत्वपूर्ण मापदंडों की निर्भरता का उपयोग करते हुए, महत्वपूर्ण पैरामीटर का मान निर्धारित किया जाता है, जिसके नीचे, किसी भी एकाग्रता पर, एससीआरडी असंभव है। उदाहरण के लिए, प्लूटोनियम लवण और समृद्ध यूरेनियम के समाधान के लिए, महत्वपूर्ण द्रव्यमान, मात्रा, एक अनंत सिलेंडर का व्यास, एक अनंत सपाट परत की मोटाई इष्टतम मंदी के क्षेत्र में न्यूनतम होती है। पानी के साथ धात्विक समृद्ध यूरेनियम के मिश्रण के लिए, समाधान के रूप में महत्वपूर्ण द्रव्यमान, इष्टतम मंदी के क्षेत्र में एक स्पष्ट न्यूनतम है, और महत्वपूर्ण मात्रा, एक अनंत सिलेंडर का व्यास, और उच्च पर एक अनंत सपाट परत की मोटाई है मॉडरेटर की अनुपस्थिति में संवर्धन (>35%) का न्यूनतम मान होता है (आर एन /आर 5 =0); 35% से कम संवर्धन के लिए, मिश्रण के महत्वपूर्ण पैरामीटर इष्टतम मंदी पर न्यूनतम होते हैं। जाहिर है, न्यूनतम महत्वपूर्ण मापदंडों के आधार पर निर्धारित पैरामीटर संपूर्ण एकाग्रता सीमा पर सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं। इन मापदंडों को सुरक्षित कहा जाता है, ये न्यूनतम महत्वपूर्ण मापदंडों से कम हैं। निम्नलिखित सुरक्षित मापदंडों का उपयोग किया जाता है: मात्रा, एकाग्रता, आयतन, व्यास, परत की मोटाई।

सिस्टम की परमाणु सुरक्षा सुनिश्चित करते समय, विखंडनीय न्यूक्लाइड की सांद्रता (कभी-कभी मॉडरेटर की मात्रा) आवश्यक रूप से अनुमेय पैरामीटर द्वारा सीमित होती है, जबकि साथ ही, सुरक्षित पैरामीटर का उपयोग करते समय, एकाग्रता पर कोई प्रतिबंध नहीं लगाया जाता है ( या मॉडरेटर की मात्रा पर)

2 क्रिटिकल मास

श्रृंखला प्रतिक्रिया विकसित होगी या नहीं यह चार प्रक्रियाओं की प्रतिस्पर्धा के परिणाम पर निर्भर करता है:

(1) यूरेनियम से न्यूट्रॉन का निष्कासन,

(2) विखंडन के बिना यूरेनियम द्वारा न्यूट्रॉन का ग्रहण,

(3) अशुद्धियों द्वारा न्यूट्रॉन का ग्रहण।

(4) विखंडन द्वारा यूरेनियम द्वारा न्यूट्रॉन का ग्रहण।

यदि पहली तीन प्रक्रियाओं में न्यूट्रॉन की हानि चौथी में जारी न्यूट्रॉन की संख्या से कम है, तो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है; अन्यथा, यह संभव नहीं है। जाहिर है, यदि पहली तीन प्रक्रियाओं की बहुत संभावना है, तो विखंडन के दौरान जारी न्यूट्रॉन की अधिकता प्रतिक्रिया की निरंतरता सुनिश्चित करने में सक्षम नहीं होगी। उदाहरण के लिए, ऐसे मामले में जब प्रक्रिया (2) (विखंडन के बिना यूरेनियम द्वारा कब्जा) की संभावना विखंडन के साथ कब्जा करने की संभावना से बहुत अधिक है, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया असंभव है। प्राकृतिक यूरेनियम के आइसोटोप द्वारा एक अतिरिक्त कठिनाई पेश की जाती है: इसमें तीन आइसोटोप होते हैं: 234U, 235U, और 238U, जिनका योगदान क्रमशः 0.006, 0.7 और 99.3% है। यह महत्वपूर्ण है कि प्रक्रियाओं (2) और (4) की संभावनाएं अलग-अलग आइसोटोप के लिए अलग-अलग हैं और न्यूट्रॉन ऊर्जा पर अलग-अलग निर्भर करती हैं।

किसी पदार्थ में परमाणु विखंडन की श्रृंखला प्रक्रिया के विकास के दृष्टिकोण से विभिन्न प्रक्रियाओं की प्रतिस्पर्धा का आकलन करने के लिए, "महत्वपूर्ण द्रव्यमान" की अवधारणा पेश की जाती है।

क्रांतिक द्रव्यमानविखंडनीय पदार्थ का न्यूनतम द्रव्यमान है जो आत्मनिर्भर परमाणु विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया के प्रवाह को सुनिश्चित करता है। क्रांतिक द्रव्यमान जितना छोटा होता है, विखंडन आधा जीवन उतना ही कम होता है और विखंडनीय आइसोटोप के साथ कार्यशील तत्व का संवर्धन उतना ही अधिक होता है।

क्रांतिक द्रव्यमान -आत्मनिर्भर विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए आवश्यक विखंडनीय सामग्री की न्यूनतम मात्रा। पदार्थ की इतनी मात्रा में न्यूट्रॉन गुणन कारक इकाई के बराबर होता है।

क्रांतिक द्रव्यमानरिएक्टर के विखंडनीय पदार्थ का द्रव्यमान है, जो गंभीर अवस्था में है।

परमाणु रिएक्टर के महत्वपूर्ण आयाम- रिएक्टर कोर का सबसे छोटा आयाम, जिस पर आत्मनिर्भर परमाणु ईंधन विखंडन प्रतिक्रिया अभी भी की जा सकती है। आमतौर पर क्रिटिकल आकार के अंतर्गत सक्रिय क्षेत्र का क्रिटिकल वॉल्यूम लिया जाता है।

परमाणु रिएक्टर का क्रांतिक आयतन- गंभीर अवस्था में रिएक्टर कोर का आयतन।

यूरेनियम से उत्सर्जित न्यूट्रॉन की सापेक्ष संख्या को आकार और आकार बदलकर कम किया जा सकता है। एक गोले में, सतह प्रभाव वर्ग के समानुपाती होते हैं, और आयतन प्रभाव त्रिज्या के घन के समानुपाती होते हैं। यूरेनियम से न्यूट्रॉन का निकलना एक सतही प्रभाव है, जो सतह के आकार पर निर्भर करता है; विखंडन के साथ कैप्चर सामग्री द्वारा व्याप्त संपूर्ण मात्रा में होता है, और इसलिए होता है

बड़ा प्रभाव. यूरेनियम की मात्रा जितनी अधिक होगी, इसकी संभावना उतनी ही कम होगी कि यूरेनियम की मात्रा से न्यूट्रॉन का उत्सर्जन विखंडन के साथ कैप्चर पर प्रबल होगा और एक श्रृंखला प्रतिक्रिया को रोक देगा। गैर-विखंडन कैप्चर में न्यूट्रॉन की हानि एक बड़ा प्रभाव है, जो विखंडन कैप्चर में न्यूट्रॉन की रिहाई के समान है, इसलिए आकार बढ़ने से उनके सापेक्ष महत्व में कोई बदलाव नहीं होता है।

यूरेनियम युक्त उपकरण के महत्वपूर्ण आयामों को उन आयामों के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जिन पर विखंडन के दौरान जारी न्यूट्रॉन की संख्या उत्सर्जन और कैप्चर के कारण उनके नुकसान के बराबर होती है जो विखंडन के साथ नहीं होती है। दूसरे शब्दों में, यदि आयाम महत्वपूर्ण से कम हैं, तो, परिभाषा के अनुसार, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया विकसित नहीं हो सकती है।

केवल विषम समस्थानिक ही क्रांतिक द्रव्यमान बना सकते हैं। केवल 235 यू प्रकृति में पाया जाता है, और 239 पु और 233 यू कृत्रिम हैं, वे एक परमाणु रिएक्टर में बनते हैं (238 यू नाभिक द्वारा न्यूट्रॉन कैप्चर के परिणामस्वरूप)

और 232 वें के बाद दो बाद के β-क्षय)।

में प्राकृतिक यूरेनियम में, विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया यूरेनियम की किसी भी मात्रा के साथ विकसित नहीं हो सकती है, हालांकि, आइसोटोप जैसे कि 235 यू और 239 पु श्रृंखला प्रक्रिया अपेक्षाकृत आसानी से हासिल की जाती है। न्यूट्रॉन मॉडरेटर की उपस्थिति में, प्राकृतिक यूरेनियम में एक श्रृंखला प्रतिक्रिया भी होती है।

श्रृंखला प्रतिक्रिया के कार्यान्वयन के लिए एक आवश्यक शर्त पर्याप्त मात्रा में विखंडनीय सामग्री की उपस्थिति है, क्योंकि छोटे नमूनों में, अधिकांश न्यूट्रॉन किसी भी नाभिक से टकराए बिना नमूने के माध्यम से उड़ते हैं। परमाणु विस्फोट की श्रृंखला प्रतिक्रिया तब होती है जब

कुछ महत्वपूर्ण द्रव्यमान की विखंडनीय सामग्री।

मान लीजिए कि विखंडन में सक्षम पदार्थ का एक टुकड़ा है, उदाहरण के लिए, 235 यू, जिसमें एक न्यूट्रॉन प्रवेश करता है। यह न्यूट्रॉन या तो विखंडन का कारण बनेगा, या पदार्थ द्वारा व्यर्थ ही अवशोषित कर लिया जायेगा, या फैलकर बाहरी सतह से बाहर आ जायेगा। यह महत्वपूर्ण है कि अगले चरण में क्या होगा - क्या न्यूट्रॉन की औसत संख्या घटेगी या घटेगी, अर्थात। श्रृंखला प्रतिक्रिया को कमजोर करना या विकसित करना, अर्थात। क्या सिस्टम सबक्रिटिकल या सुपरक्रिटिकल (विस्फोटक) स्थिति में होगा। चूंकि न्यूट्रॉन का उत्सर्जन आकार (एक गेंद के लिए, त्रिज्या द्वारा) द्वारा नियंत्रित होता है, इसलिए महत्वपूर्ण आकार (और द्रव्यमान) की अवधारणा उत्पन्न होती है। विस्फोट के विकसित होने के लिए, आकार महत्वपूर्ण से बड़ा होना चाहिए।

यदि विखंडनीय पदार्थ में न्यूट्रॉन पथ की लंबाई ज्ञात हो तो विखंडनीय प्रणाली के महत्वपूर्ण आकार का अनुमान लगाया जा सकता है।

न्यूट्रॉन, पदार्थ के माध्यम से उड़ते हुए, कभी-कभी नाभिक से टकराता है, ऐसा लगता है कि इसका क्रॉस सेक्शन देखा जा सकता है। कोर के क्रॉस सेक्शन का आकार σ=10-24 सेमी2 (खलिहान)। यदि N एक घन सेंटीमीटर में नाभिकों की संख्या है, तो संयोजन L =1/N σ परमाणु प्रतिक्रिया के संबंध में माध्य न्यूट्रॉन पथ देता है। न्यूट्रॉन पथ की लंबाई एकमात्र आयामी मान है जो महत्वपूर्ण आकार के मूल्यांकन के लिए प्रारंभिक बिंदु के रूप में काम कर सकता है। किसी भी भौतिक सिद्धांत में, समानता विधियों का उपयोग किया जाता है, जो बदले में, आयामी मात्राओं, प्रणाली की विशेषताओं और पदार्थ के आयामहीन संयोजनों से निर्मित होते हैं। इतना आयामहीन

संख्या विखंडनीय पदार्थ के एक टुकड़े की त्रिज्या और उसमें न्यूट्रॉन के पथ की लंबाई का अनुपात है। यदि हम मान लें कि आयाम रहित संख्या एकता के क्रम की है, और पथ की लंबाई N = 1023 के विशिष्ट मान पर है, L = 10 सेमी

(σ = 1 के लिए) (आमतौर पर σ आमतौर पर 1 से बहुत अधिक होता है, इसलिए क्रांतिक द्रव्यमान हमारे अनुमान से कम होता है)। क्रांतिक द्रव्यमान किसी विशेष न्यूक्लाइड की विखंडन प्रतिक्रिया के क्रॉस सेक्शन पर निर्भर करता है। तो, एक परमाणु बम बनाने के लिए, लगभग 3 किलोग्राम प्लूटोनियम या 8 किलोग्राम 235 यू (एक विस्फोटक योजना के साथ और शुद्ध 235 यू के मामले में) की आवश्यकता होती है। ऐसा द्रव्यमान लगभग 8.5 सेमी है, जो आश्चर्यजनक रूप से अच्छी तरह से है हमारे अनुमान के अनुरूप

आर = एल = 10 सेमी)।

आइए अब विखंडनीय सामग्री के एक टुकड़े के महत्वपूर्ण आकार की गणना के लिए एक अधिक कठोर सूत्र प्राप्त करें।

जैसा कि ज्ञात है, यूरेनियम नाभिक के क्षय से कई मुक्त न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं। उनमें से कुछ नमूना छोड़ देते हैं, और कुछ अन्य नाभिकों द्वारा अवशोषित कर लिए जाते हैं, जिससे उनका विखंडन होता है। एक श्रृंखला प्रतिक्रिया तब होती है जब किसी नमूने में न्यूट्रॉन की संख्या हिमस्खलन की तरह बढ़ने लगती है। महत्वपूर्ण द्रव्यमान निर्धारित करने के लिए न्यूट्रॉन प्रसार समीकरण का उपयोग किया जा सकता है:

	∂C	डी सी + β सी
	∂t

जहां C न्यूट्रॉन सांद्रता है, β>0 न्यूट्रॉन गुणन प्रतिक्रिया दर स्थिरांक है (रेडियोधर्मी क्षय स्थिरांक के समान आयाम 1/सेकंड है, D न्यूट्रॉन प्रसार गुणांक है,

मान लीजिए कि नमूना त्रिज्या R के साथ गोलाकार है। फिर हमें समीकरण (1) का एक समाधान ढूंढना होगा जो सीमा शर्त को संतुष्ट करता हो: C (R,t )=0।

आइए, फिर परिवर्तन करें C = ν e β t

∂C

∂ν

वी = डी

+ βν ई

∂t

∂t

हमने ऊष्मा चालन का शास्त्रीय समीकरण प्राप्त किया है:

∂ν

डी वी

∂t

इस समीकरण का समाधान सर्वविदित है

π 2 एन 2

ν(आर, टी)=

पाप एन रे

π 2 एन

β −

सी(आर, टी) =

पाप एन रे

आर एन = 1

श्रृंखला प्रतिक्रिया इस शर्त के तहत होगी (अर्थात,

सी(आर, टी)

t →∞ → ∞ ) कि कम से कम एक n के लिए गुणांक

प्रतिपादक सकारात्मक है.

यदि β - π 2 n 2 D > 0,

फिर β > π 2 n 2 D और गोले की क्रांतिक त्रिज्या:

आर = एन

यदि π

≥ R, तो किसी भी n के लिए कोई बढ़ता हुआ घातांक नहीं होगा

यदि π

< R , то хотя бы при одном n мы получим растущую экспоненту.

हम स्वयं को श्रृंखला के पहले सदस्य, n = 1 तक सीमित रखते हैं:

आर = π

क्रांतिक द्रव्यमान:

एम = ρ वी = ρ

गेंद त्रिज्या का न्यूनतम मान जिस पर श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है, कहलाता है

क्रांतिक त्रिज्या , और संबंधित गेंद का द्रव्यमान हैक्रांतिक द्रव्यमान।

R के मान को प्रतिस्थापित करने पर, हमें क्रांतिक द्रव्यमान की गणना के लिए सूत्र मिलता है:

एम करोड़ = ρπ 4 4 डी 2 (9) 3 β

क्रांतिक द्रव्यमान का मान नमूने के आकार, न्यूट्रॉन गुणन कारक और न्यूट्रॉन प्रसार गुणांक पर निर्भर करता है। उनका निर्धारण एक जटिल प्रायोगिक समस्या है, इसलिए परिणामी सूत्र का उपयोग संकेतित गुणांक निर्धारित करने के लिए किया जाता है, और की गई गणना एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान के अस्तित्व का प्रमाण है।

नमूना आकार की भूमिका स्पष्ट है: घटते आकार के साथ, इसकी सतह के माध्यम से उत्सर्जित न्यूट्रॉन का प्रतिशत बढ़ जाता है, जिससे कि छोटे (महत्वपूर्ण से नीचे!) नमूना आकार में, अवशोषण की प्रक्रियाओं के बीच अनुकूल अनुपात के साथ भी एक श्रृंखला प्रतिक्रिया असंभव हो जाती है। और न्यूट्रॉन का उत्पादन।

अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम के लिए, महत्वपूर्ण द्रव्यमान लगभग 52 किलोग्राम है, हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम के लिए, 11 किलोग्राम। चोरी से परमाणु सामग्रियों की सुरक्षा पर नियामक दस्तावेज़ महत्वपूर्ण द्रव्यमान दर्शाते हैं: 5 किलो 235 यू या 2 किलो प्लूटोनियम (परमाणु बम की विस्फोट योजना के लिए)। तोप योजना के लिए, क्रांतिक द्रव्यमान बहुत बड़ा है। इन मूल्यों के आधार पर, आतंकवादी हमलों से विखंडनीय पदार्थों की सुरक्षा की तीव्रता का निर्माण किया जाता है।

टिप्पणी। 93.5% समृद्ध यूरेनियम धातु प्रणाली (93.5% 235 यू; 6.5% 238 यू) का क्रांतिक द्रव्यमान बिना रिफ्लेक्टर के 52 किलोग्राम है और जब सिस्टम बेरिलियम ऑक्साइड न्यूट्रॉन रिफ्लेक्टर से घिरा होता है तो 8.9 किलोग्राम होता है। यूरेनियम के जलीय घोल का क्रांतिक द्रव्यमान लगभग 5 किलोग्राम है।

क्रांतिक द्रव्यमान का मान पदार्थ के गुणों (जैसे विखंडन और विकिरण कैप्चर क्रॉस सेक्शन), घनत्व, अशुद्धियों की मात्रा, उत्पाद के आकार और पर्यावरण पर भी निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, न्यूट्रॉन परावर्तकों की उपस्थिति महत्वपूर्ण द्रव्यमान को काफी कम कर सकती है। किसी विशेष विखंडनीय सामग्री के लिए, महत्वपूर्ण द्रव्यमान बनाने वाली सामग्री की मात्रा व्यापक रूप से भिन्न हो सकती है और परावर्तक के घनत्व, विशेषताओं (सामग्री प्रकार और मोटाई) और किसी भी अक्रिय मंदक (जैसे यूरेनियम में ऑक्सीजन) की प्रकृति और प्रतिशत पर निर्भर करती है। ऑक्साइड, 238 यू आंशिक रूप से समृद्ध 235 यू या रासायनिक अशुद्धियों में)।

तुलनात्मक प्रयोजनों के लिए, यहां कुछ मानक घनत्व वाली कई प्रकार की सामग्रियों के लिए परावर्तक के बिना गेंदों के महत्वपूर्ण द्रव्यमान हैं।

तुलना के लिए, हम क्रांतिक द्रव्यमान के निम्नलिखित उदाहरण देते हैं: 10 किग्रा 239 पु, अल्फा चरण में धातु

(घनत्व 19.86 ग्राम/सेमी3); 52 किग्रा 94% 235 यू (6% 238 यू), धातु (घनत्व 18.72 ग्राम/सेमी3); 110 किग्रा यूओ2 (94% 235 यू)

11 ग्राम/सेमी3 के क्रिस्टलीय रूप में घनत्व पर; क्रिस्टलीय घनत्व पर 35 किग्रा पुओ2 (94% 239 पु)।

11.4 ग्राम/सेमी3 के रूप में। जल न्यूट्रॉन परावर्तक के साथ पानी में शुद्ध विखंडनीय न्यूक्लाइड के लवणों के घोल का क्रांतिक द्रव्यमान सबसे कम होता है। 235 यू के लिए क्रांतिक द्रव्यमान 0.8 किलोग्राम है, 239 पु के लिए यह 0.5 किलोग्राम है, 251 सीएफ के लिए यह है

क्रांतिक द्रव्यमान एम, क्रांतिक लंबाई एल से संबंधित है: एम एल एक्स, जहां एक्स नमूने के आकार पर निर्भर करता है और 2 से 3 तक होता है। आकार की निर्भरता सतह के माध्यम से न्यूट्रॉन के रिसाव से संबंधित है: सतह जितनी बड़ी होगी, क्रांतिक द्रव्यमान जितना अधिक होगा. न्यूनतम क्रांतिक द्रव्यमान वाला नमूना गोलाकार होता है। टैब. 5. परमाणु विखंडन में सक्षम शुद्ध आइसोटोप की मुख्य अनुमानित विशेषताएं

								न्यूट्रॉन
		रसीद		गंभीर	घनत्व	तापमान	गर्मी लंपटता	अविरल
			हाफ लाइफ
		(स्रोत)			जी/सेमी³	गलनांक °С
			टी 1/2					105 (कि.ग्रा.)
	231पा
	232यू	रिएक्टर चालू
		न्यूट्रॉन
	233यू
	235यू	प्राकृतिक	7.038×108 वर्ष
	236यू		2.3416×107 वर्ष? किलोग्राम
	237एनपी		2.14×107 वर्ष
	236पु
	238पु
	239पु
	240पु
	241पु
	242पु
	241 पूर्वाह्न
	242 पूर्वाह्न
	243 पूर्वाह्न
	243 पूर्वाह्न
	243 सेमी
	244 सेमी
	245 सेमी
	246 सेमी
	247 सेमी		1.56×107 वर्ष
	248 सेमी
	249सीएफ
	250Cf
	251सीएफ
	252Cf

आइए हम कुछ तत्वों के समस्थानिकों के महत्वपूर्ण मापदंडों पर अधिक विस्तार से ध्यान दें। आइए यूरेनियम से शुरुआत करें।

जैसा कि बार-बार उल्लेख किया गया है, 235 यू (0.72% क्लार्क) का विशेष महत्व है, क्योंकि यह थर्मल न्यूट्रॉन (σ एफ = 583 बार्न) की कार्रवाई के तहत विखंडित होता है, जबकि 2 × 107 किलोवाट / का "थर्मल ऊर्जा समतुल्य" जारी करता है। क। चूँकि, α-क्षय के अलावा, 235 U भी अनायास विभाजित हो जाता है (T 1/2 = 3.5 × 1017 वर्ष), न्यूट्रॉन हमेशा यूरेनियम के द्रव्यमान में मौजूद होते हैं, जिसका अर्थ है कि घटना के लिए परिस्थितियाँ बनाना संभव है एक आत्मनिर्भर विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया। 93.5% संवर्धन के साथ धात्विक यूरेनियम के लिए, महत्वपूर्ण द्रव्यमान है: परावर्तक के बिना 51 किलोग्राम; बेरिलियम ऑक्साइड रिफ्लेक्टर के साथ 8.9 किग्रा; फुल वॉटर बाफ़ल के साथ 21.8 कि.ग्रा. यूरेनियम और उसके यौगिकों के सजातीय मिश्रण के महत्वपूर्ण पैरामीटर दिए गए हैं

प्लूटोनियम आइसोटोप के महत्वपूर्ण पैरामीटर: 239 पु: एम करोड़ = 9.6 किलोग्राम, 241 पु: एम करोड़ = 6.2 किलोग्राम, 238 पु: एम करोड़ = 12 से 7.45 किलोग्राम तक। सबसे बड़ी रुचि आइसोटोप के मिश्रण हैं: 238 पु, 239 पु, 240 पु, 241 पु। 238 पु की उच्च विशिष्ट ऊर्जा रिहाई से हवा में धातु का ऑक्सीकरण होता है; इसलिए, इसका उपयोग ऑक्साइड के रूप में किए जाने की सबसे अधिक संभावना है। 238 पु प्राप्त होने पर, साथ वाला आइसोटोप 239 पु है। मिश्रण में इन आइसोटोप का अनुपात महत्वपूर्ण मापदंडों के मूल्य और मॉडरेटर की सामग्री को बदलने पर उनकी निर्भरता दोनों को निर्धारित करता है। 238 पु के नंगे धातु के गोले के लिए महत्वपूर्ण द्रव्यमान के विभिन्न अनुमान 9.6 किलोग्राम के 239 पु के लिए महत्वपूर्ण द्रव्यमान की तुलना में 12 से 7.45 किलोग्राम तक मान देते हैं। चूँकि 239 पु नाभिक में विषम संख्या में न्यूट्रॉन होते हैं, सिस्टम में पानी जोड़ने पर क्रांतिक द्रव्यमान कम हो जाएगा। 238 पु का क्रांतिक द्रव्यमान पानी मिलाने से बढ़ता है। इन आइसोटोप के मिश्रण के लिए, पानी मिलाने का शुद्ध प्रभाव आइसोटोप अनुपात पर निर्भर करता है। जब 239 पु की द्रव्यमान सामग्री 37% या उससे कम होती है, तो सिस्टम में पानी जोड़ने पर 239 पु और 238 पु आइसोटोप के मिश्रण का महत्वपूर्ण द्रव्यमान कम नहीं होता है। इस मामले में, 239 पु-238 पु डाइऑक्साइड की स्वीकार्य मात्रा 8 किलोग्राम है। दूसरों के साथ

238 पु और 239 पु डाइऑक्साइड के अनुपात में, क्रांतिक द्रव्यमान का न्यूनतम मान शुद्ध 239 पु के लिए 500 ग्राम से लेकर शुद्ध 238 पु के लिए 24.6 किलोग्राम तक भिन्न होता है।

टैब. चित्र 6. 235 यू संवर्धन पर यूरेनियम के क्रांतिक द्रव्यमान और क्रांतिक आयतन की निर्भरता।

टिप्पणी। मैं - धात्विक यूरेनियम और पानी का सजातीय मिश्रण; II - यूरेनियम डाइऑक्साइड और पानी का सजातीय मिश्रण; III - पानी में यूरेनिल फ्लोराइड का घोल; IV - पानी में यूरेनिल नाइट्रेट का घोल। * ग्राफ़िकल इंटरपोलेशन का उपयोग करके प्राप्त डेटा।

विषम संख्या में न्यूट्रॉन वाला एक अन्य आइसोटोप 241 पु है। 241 पु के लिए क्रांतिक द्रव्यमान का न्यूनतम मान 30 ग्राम/लीटर की सांद्रता पर जलीय घोल में प्राप्त किया जाता है और 232 किलोग्राम है। विकिरणित ईंधन से 241 पु प्राप्त होने पर, यह हमेशा 240 पु के साथ होता है, जो सामग्री में इससे अधिक नहीं होता है। आइसोटोप के मिश्रण में न्यूक्लाइड के समान अनुपात के साथ, 241 पु का न्यूनतम महत्वपूर्ण द्रव्यमान 239 पु के महत्वपूर्ण द्रव्यमान से अधिक है। इसलिए, न्यूनतम क्रांतिक द्रव्यमान के संबंध में, 241 पु आइसोटोप पर

यदि आइसोटोप के मिश्रण में समान मात्रा हो तो 239 पु को 239 पु से प्रतिस्थापित किया जा सकता है

241 पु और 240 पु.

टैब. 7. 233 यू में 100% संवर्धन के साथ यूरेनियम के न्यूनतम महत्वपूर्ण पैरामीटर।

आइए अब अमेरिकियम आइसोटोप की महत्वपूर्ण विशेषताओं पर विचार करें। मिश्रण में 241 Am और 243 Am समस्थानिकों की उपस्थिति से 242 m Am का क्रांतिक द्रव्यमान बढ़ जाता है। जलीय घोल के लिए, एक आइसोटोप अनुपात होता है जिस पर सिस्टम हमेशा सबक्रिटिकल होता है। जब 241 एम और 242 एम एम के मिश्रण में 242 एम एम की द्रव्यमान सामग्री 5% से कम होती है, तो सिस्टम 2500 ग्राम/लीटर के बराबर पानी के साथ समाधान और डाइऑक्साइड के यांत्रिक मिश्रण में अमेरिकियम की सांद्रता तक उप-महत्वपूर्ण रहता है। 243 Am को 242m Am के साथ मिलाने पर भी वृद्धि होती है

मिश्रण का महत्वपूर्ण द्रव्यमान, लेकिन कुछ हद तक, क्योंकि 243 एएम के लिए थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन 241 एएम की तुलना में कम परिमाण का एक क्रम है

टैब. 8. सजातीय प्लूटोनियम (239 पु+240 पु) गोलाकार संयोजनों के महत्वपूर्ण पैरामीटर।

टैब. 9. प्लूटोनियम यौगिकों के लिए क्रांतिक द्रव्यमान और आयतन की प्लूटोनियम की समस्थानिक संरचना पर निर्भरता

* मुख्य न्यूक्लाइड 94 239 पु है।

टिप्पणी। मैं - धात्विक प्लूटोनियम और पानी का सजातीय मिश्रण; II - प्लूटोनियम डाइऑक्साइड और पानी का सजातीय मिश्रण; III प्लूटोनियम ऑक्सालेट और पानी का सजातीय मिश्रण; IV - पानी में प्लूटोनियम नाइट्रेट का घोल।

टैब. चित्र 10. 242 m Am और 241 Am के मिश्रण में इसकी सामग्री पर 242 m Am के न्यूनतम महत्वपूर्ण द्रव्यमान की निर्भरता (एक जल परावर्तक के साथ गोलाकार ज्यामिति में AmO2 + H2 O के लिए महत्वपूर्ण द्रव्यमान की गणना की गई थी):

	क्रांतिक द्रव्यमान 242 मीटर एएम, जी

245 सेमी के छोटे द्रव्यमान अंश के साथ, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि 244 सेमी का मॉडरेटर के बिना सिस्टम में एक सीमित महत्वपूर्ण द्रव्यमान भी है। विषम संख्या में न्यूट्रॉन वाले अन्य क्यूरियम समस्थानिकों का न्यूनतम क्रांतिक द्रव्यमान 245 सेमी से कई गुना अधिक होता है। CmO2 + H2O के मिश्रण में, 243 Cm आइसोटोप का न्यूनतम महत्वपूर्ण द्रव्यमान लगभग 108 ग्राम है, और 247 Cm - लगभग 1170 ग्राम है।

क्रांतिक द्रव्यमान, हम मान सकते हैं कि 245 सेमी का 1 ग्राम 243 सेमी के 3 ग्राम या 247 सेमी के 30 ग्राम के बराबर है। न्यूनतम महत्वपूर्ण द्रव्यमान 245 सेमी, ​​जी, 244 सेमी के मिश्रण में 245 सेमी की सामग्री और СmО2 + के लिए 245 सेमी आइसोटोप पर निर्भर करता है

H2O को सूत्र द्वारा काफी अच्छी तरह वर्णित किया गया है

	एम करोड़ = 35.5 +
		ξ + 0.003

जहां क्यूरियम आइसोटोप के मिश्रण में ξ 245 सेमी का द्रव्यमान अंश है।

क्रांतिक द्रव्यमान विखंडन प्रतिक्रिया के क्रॉस सेक्शन पर निर्भर करता है। हथियार बनाते समय, सभी प्रकार की तरकीबें विस्फोट के लिए आवश्यक महत्वपूर्ण द्रव्यमान को कम कर सकती हैं। तो, एक परमाणु बम बनाने के लिए, 8 किलो यूरेनियम-235 की आवश्यकता होती है (एक विस्फोट योजना के साथ और शुद्ध यूरेनियम-235 के मामले में; 90% यूरेनियम-235 का उपयोग करते समय और एक परमाणु बम की स्टेम योजना के साथ, कम से कम 45 किलोग्राम हथियार-ग्रेड यूरेनियम की आवश्यकता है)। विखंडनीय सामग्री के नमूने को बेरिलियम या प्राकृतिक यूरेनियम जैसे न्यूट्रॉन को प्रतिबिंबित करने वाली सामग्री की एक परत के साथ घेरकर महत्वपूर्ण द्रव्यमान को काफी कम किया जा सकता है। परावर्तक नमूने की सतह के माध्यम से उत्सर्जित न्यूट्रॉन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा लौटाता है। उदाहरण के लिए, यदि आप यूरेनियम, लोहा, ग्रेफाइट जैसी सामग्रियों से बने 5 सेमी मोटे परावर्तक का उपयोग करते हैं, तो क्रांतिक द्रव्यमान "नंगे गेंद" के क्रांतिक द्रव्यमान का आधा होगा। मोटे रिफ्लेक्टर क्रांतिक द्रव्यमान को कम करते हैं। बेरिलियम विशेष रूप से प्रभावी है, जो मानक क्रांतिक द्रव्यमान का 1/3 महत्वपूर्ण द्रव्यमान प्रदान करता है। थर्मल न्यूट्रॉन प्रणाली में सबसे बड़ा क्रांतिक आयतन और सबसे छोटा क्रांतिक द्रव्यमान होता है।

विखंडनीय न्यूक्लाइड में संवर्धन की डिग्री एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। 0.7% 235 यू युक्त प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग परमाणु हथियारों के निर्माण के लिए नहीं किया जा सकता है, क्योंकि शेष यूरेनियम (238 यू) तीव्रता से न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है, जिससे श्रृंखला प्रक्रिया को विकसित होने से रोका जाता है। इसलिए, यूरेनियम आइसोटोप को अलग किया जाना चाहिए, जो एक जटिल और समय लेने वाला कार्य है। पृथक्करण को 95% से ऊपर 235 यू में संवर्धन की डिग्री तक किया जाना है। रास्ते में, उच्च न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन वाले तत्वों की अशुद्धियों से छुटकारा पाना आवश्यक है।

टिप्पणी। हथियार-ग्रेड यूरेनियम तैयार करते समय, वे न केवल अनावश्यक अशुद्धियों से छुटकारा पाते हैं, बल्कि उन्हें अन्य अशुद्धियों से प्रतिस्थापित करते हैं जो श्रृंखला प्रक्रिया में योगदान करते हैं, उदाहरण के लिए, वे तत्वों - न्यूट्रॉन प्रजनकों को पेश करते हैं।

यूरेनियम संवर्धन का स्तर महत्वपूर्ण द्रव्यमान के मूल्य पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। उदाहरण के लिए, 235U 50% से समृद्ध यूरेनियम का क्रांतिक द्रव्यमान 160 किलोग्राम (94% यूरेनियम के द्रव्यमान का 3 गुना) है, और 20% यूरेनियम का क्रांतिक द्रव्यमान 800 किलोग्राम है (अर्थात, महत्वपूर्ण द्रव्यमान से ~15 गुना अधिक) 94% यूरेनियम)। संवर्धन के स्तर पर निर्भरता के समान गुणांक यूरेनियम ऑक्साइड पर लागू होते हैं।

क्रांतिक द्रव्यमान सामग्री के घनत्व के वर्ग, M से ~1/ρ 2, के व्युत्क्रमानुपाती होता है। इस प्रकार, डेल्टा चरण (घनत्व 15.6 ग्राम/सेमी3) में धात्विक प्लूटोनियम का क्रांतिक द्रव्यमान 16 किलोग्राम है। कॉम्पैक्ट परमाणु बम डिजाइन करते समय इस परिस्थिति को ध्यान में रखा जाता है। चूंकि न्यूट्रॉन कैप्चर की संभावना नाभिक की एकाग्रता के लिए आनुपातिक है, नमूना घनत्व में वृद्धि, उदाहरण के लिए, इसके संपीड़न के परिणामस्वरूप, नमूने में एक महत्वपूर्ण स्थिति की उपस्थिति हो सकती है। परमाणु विस्फोटक उपकरणों में, विखंडनीय सामग्री का एक द्रव्यमान जो एक सुरक्षित सबक्रिटिकल अवस्था में होता है, उसे एक निर्देशित विस्फोट का उपयोग करके विस्फोटक सुपरक्रिटिकल अवस्था में स्थानांतरित किया जाता है जो चार्ज को उच्च स्तर के संपीड़न के अधीन करता है।

एक रहस्यमय उपकरण जो अवर्णनीय रूप से कम समय में गीगाजूल ऊर्जा जारी करने में सक्षम है, अशुभ रोमांस से घिरा हुआ है। कहने की जरूरत नहीं है, पूरी दुनिया में, परमाणु हथियारों पर काम को गहराई से वर्गीकृत किया गया था, और बम स्वयं किंवदंतियों और मिथकों के ढेर से भर गया था। आइए उनसे क्रम से निपटने का प्रयास करें।

एंड्री सुवोरोव

कोई भी चीज़ परमाणु बम जितनी दिलचस्पी पैदा नहीं करती

अगस्त 1945. परमाणु बम प्रयोगशाला में अर्नेस्ट ऑरलैंडो लॉरेंस

1954 बिकनी एटोल में विस्फोट के आठ साल बाद, जापानी वैज्ञानिकों ने स्थानीय जल में पकड़ी गई मछलियों में विकिरण के उच्च स्तर की खोज की है।

क्रांतिक द्रव्यमान

हर किसी ने सुना है कि परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू करने के लिए एक निश्चित महत्वपूर्ण द्रव्यमान प्राप्त करने की आवश्यकता होती है। लेकिन एक वास्तविक परमाणु विस्फोट होने के लिए, एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान पर्याप्त नहीं है - प्रतिक्रिया लगभग तुरंत बंद हो जाएगी, इससे पहले कि ध्यान देने योग्य ऊर्जा जारी होने का समय हो। कई किलोटन या दसियों किलोटन के पूर्ण पैमाने पर विस्फोट के लिए, एक साथ दो या तीन, और अधिमानतः चार या पांच महत्वपूर्ण द्रव्यमान एकत्र करना आवश्यक है।

यह स्पष्ट प्रतीत होता है कि दो या दो से अधिक भागों को यूरेनियम या प्लूटोनियम से बनाया जाना चाहिए और आवश्यक समय पर जोड़ा जाना चाहिए। निष्पक्षता में, यह कहा जाना चाहिए कि भौतिकविदों ने भी परमाणु बम का डिज़ाइन बनाते समय ऐसा ही सोचा था। लेकिन वास्तविकता ने अपना समायोजन कर लिया है।

बात यह है कि, यदि हमारे पास बहुत शुद्ध यूरेनियम-235 या प्लूटोनियम-239 होता, तो हम ऐसा कर सकते थे, लेकिन वैज्ञानिकों को वास्तविक धातुओं से निपटना था। प्राकृतिक यूरेनियम को समृद्ध करके, आप 90% यूरेनियम-235 और 10% यूरेनियम-238 युक्त मिश्रण बना सकते हैं, शेष यूरेनियम-238 से छुटकारा पाने के प्रयासों से इस सामग्री की लागत में बहुत तेजी से वृद्धि होती है (इसे कहा जाता है) अत्यधिक संवर्धित यूरेनियम)। प्लूटोनियम-239, जो यूरेनियम-235 के विखंडन के दौरान यूरेनियम-238 से परमाणु रिएक्टर में प्राप्त होता है, में आवश्यक रूप से प्लूटोनियम-240 का मिश्रण होता है।

आइसोटोप यूरेनियम235 और प्लूटोनियम239 को सम-विषम कहा जाता है क्योंकि उनके नाभिक में सम संख्या में प्रोटॉन (यूरेनियम के लिए 92 और प्लूटोनियम के लिए 94) और विषम संख्या में न्यूट्रॉन (क्रमशः 143 और 145) होते हैं। भारी तत्वों के सभी सम-विषम नाभिकों में एक सामान्य गुण होता है: वे शायद ही कभी अनायास विखंडित होते हैं (वैज्ञानिक कहते हैं: "सहज"), लेकिन न्यूट्रॉन नाभिक से टकराने पर वे आसानी से विखंडित हो जाते हैं।

यूरेनियम-238 और प्लूटोनियम-240 सम-सम हैं। इसके विपरीत, वे व्यावहारिक रूप से कम और मध्यम ऊर्जा के न्यूट्रॉन के साथ विखंडन नहीं करते हैं जो विखंडनीय नाभिक से बाहर निकलते हैं, लेकिन दूसरी ओर, वे अनायास सैकड़ों या दसियों हज़ार गुना अधिक बार विखंडन करते हैं, जिससे एक न्यूट्रॉन पृष्ठभूमि बनती है। यह पृष्ठभूमि परमाणु हथियार बनाना बहुत कठिन बना देती है, क्योंकि इसके कारण प्रतिक्रिया समय से पहले शुरू हो जाती है, चार्ज के दोनों हिस्सों के मिलने से पहले। इस वजह से, विस्फोट के लिए तैयार किए गए उपकरण में, महत्वपूर्ण द्रव्यमान के हिस्सों को एक दूसरे से काफी दूर स्थित होना चाहिए, और उच्च गति से जुड़ा होना चाहिए।

तोप बम

हालाँकि, 6 अगस्त, 1945 को हिरोशिमा पर गिराया गया बम बिल्कुल उपरोक्त योजना के अनुसार बनाया गया था। इसके दो हिस्से, लक्ष्य और गोली, अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम से बनाए गए थे। लक्ष्य 16 सेमी व्यास वाला और 16 सेमी ऊंचा एक सिलेंडर था। इसके केंद्र में 10 सेमी व्यास वाला एक छेद था। इस छेद के अनुरूप एक गोली बनाई गई थी। कुल मिलाकर बम में 64 किलोग्राम यूरेनियम था।

लक्ष्य एक खोल से घिरा हुआ था, जिसकी भीतरी परत टंगस्टन कार्बाइड से बनी थी, बाहरी परत स्टील से बनी थी। शेल का उद्देश्य दोहरा था: लक्ष्य से टकराने पर गोली को रोकना, और यूरेनियम से उत्सर्जित न्यूट्रॉन के कम से कम हिस्से को वापस प्रतिबिंबित करना। न्यूट्रॉन परावर्तक को ध्यान में रखते हुए, 64 किग्रा 2.3 क्रांतिक द्रव्यमान था। यह कैसे हुआ, क्योंकि प्रत्येक टुकड़ा सबक्रिटिकल था? तथ्य यह है कि सिलेंडर के मध्य भाग को हटाकर हम उसका औसत घनत्व कम कर देते हैं और क्रांतिक द्रव्यमान का मान बढ़ जाता है। इस प्रकार, इस भाग का द्रव्यमान धातु के ठोस टुकड़े के लिए महत्वपूर्ण द्रव्यमान से अधिक हो सकता है। लेकिन इस तरह गोली का द्रव्यमान बढ़ाना असंभव है, क्योंकि वह ठोस होनी चाहिए।

लक्ष्य और गोली दोनों को टुकड़ों से इकट्ठा किया गया था: कम ऊंचाई के कई छल्लों से एक लक्ष्य, और छह पक से एक गोली। कारण सरल है - यूरेनियम रिक्त स्थान का आकार छोटा होना चाहिए, क्योंकि रिक्त स्थान के निर्माण (ढलाई, दबाव) के दौरान, यूरेनियम की कुल मात्रा महत्वपूर्ण द्रव्यमान तक नहीं पहुंचनी चाहिए। गोली एक पतली दीवार वाली स्टेनलेस स्टील जैकेट में बंद थी, जिसमें लक्ष्य जैकेट की तरह टंगस्टन कार्बाइड कैप लगी थी।

गोली को लक्ष्य के केंद्र तक निर्देशित करने के लिए, हमने 76.2 मिमी कैलिबर की पारंपरिक एंटी-एयरक्राफ्ट गन की बैरल का उपयोग करने का निर्णय लिया। यही कारण है कि इस प्रकार के बम को कभी-कभी तोप बम भी कहा जाता है। बैरल को अंदर से 100 मिमी तक बोर किया गया था ताकि ऐसा असामान्य प्रक्षेप्य उसमें प्रवेश कर सके। बैरल की लंबाई 180 सेमी थी। सामान्य धुआं रहित पाउडर को इसके चार्जिंग कक्ष में लोड किया गया था, जिसने लगभग 300 मीटर / सेकंड की गति से एक गोली चलाई। और बैरल के दूसरे सिरे को लक्ष्य खोल के एक छेद में दबा दिया गया।

इस डिज़ाइन में बहुत सारी कमियाँ थीं।

यह अत्यंत खतरनाक था: एक बार जब बारूद को चार्जिंग कक्ष में लोड कर दिया गया, तो किसी भी दुर्घटना से इसमें आग लग सकती थी, जिससे बम पूरी शक्ति से फट सकता था। इस वजह से, जब विमान लक्ष्य तक उड़ गया तो पाइरोक्सिलिन हवा में पहले से ही चार्ज हो गया था।

विमान दुर्घटना की स्थिति में, यूरेनियम के हिस्से बिना बारूद के, बस जमीन पर एक जोरदार झटके से जुड़ सकते हैं। इससे बचने के लिए, गोली का व्यास बैरल में छेद के व्यास से एक मिलीमीटर बड़ा था।

यदि बम पानी में गिरता, तो पानी में न्यूट्रॉन की मात्रा कम होने के कारण, भागों के संयुक्त हुए बिना भी प्रतिक्रिया शुरू हो सकती थी। सच है, इस मामले में परमाणु विस्फोट की संभावना नहीं है, लेकिन एक थर्मल विस्फोट होगा, जिसमें एक बड़े क्षेत्र पर यूरेनियम का छिड़काव होगा और रेडियोधर्मी संदूषण होगा।

इस डिज़ाइन के बम की लंबाई दो मीटर से अधिक थी, और यह वस्तुतः दुर्गम है। आख़िरकार, एक गंभीर स्थिति पहुँच गई, और प्रतिक्रिया तब शुरू हुई जब गोली रुकने में अभी भी आधा मीटर का समय बाकी था!

अंततः, यह बम बहुत बेकार था: इसमें 1% से भी कम यूरेनियम को प्रतिक्रिया करने का समय मिला!

तोप बम का लाभ बिल्कुल एक था: यह काम करने में विफल नहीं हो सकता था। उसका परीक्षण भी नहीं होने वाला था! लेकिन अमेरिकियों को प्लूटोनियम बम का परीक्षण करना पड़ा: इसका डिज़ाइन बहुत नया और जटिल था।

प्लूटोनियम सॉकर बॉल

जब यह पता चला कि प्लूटोनियम-240 के एक छोटे (1% से भी कम!) मिश्रण के कारण तोप द्वारा प्लूटोनियम बम को इकट्ठा करना असंभव हो गया, तो भौतिकविदों को महत्वपूर्ण द्रव्यमान प्राप्त करने के अन्य तरीकों की तलाश करने के लिए मजबूर होना पड़ा। और प्लूटोनियम विस्फोटकों की कुंजी उस व्यक्ति द्वारा पाई गई जो बाद में सबसे प्रसिद्ध "परमाणु जासूस" बन गया - ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी क्लाउस फुच्स।

उनका विचार, जिसे बाद में "इम्प्लोज़न" कहा गया, तथाकथित विस्फोटक लेंस का उपयोग करके एक अपसारी से एक परिवर्तित गोलाकार शॉक तरंग बनाना था। इस शॉक वेव को प्लूटोनियम के एक टुकड़े को संपीड़ित करना था ताकि इसका घनत्व दोगुना हो जाए।

यदि घनत्व में कमी से क्रांतिक द्रव्यमान में वृद्धि होती है, तो घनत्व में वृद्धि से इसमें कमी आनी चाहिए! प्लूटोनियम के लिए, यह विशेष रूप से सच है। प्लूटोनियम एक अत्यंत विशिष्ट पदार्थ है। जब प्लूटोनियम के एक टुकड़े को उसके पिघलने के तापमान से कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है, तो यह चार चरण के संक्रमण से गुजरता है। उत्तरार्द्ध (लगभग 122 डिग्री) पर, इसका घनत्व अचानक 10% बढ़ जाता है। इस मामले में, कोई भी कास्टिंग अनिवार्य रूप से टूट जाएगी। इससे बचने के लिए प्लूटोनियम को किसी त्रिसंयोजक धातु के साथ मिलाया जाता है, तो ढीली अवस्था स्थिर हो जाती है। एल्यूमीनियम का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन 1945 में यह आशंका थी कि प्लूटोनियम नाभिक से उनके क्षय के दौरान उत्सर्जित अल्फा कण एल्यूमीनियम नाभिक से मुक्त न्यूट्रॉन को बाहर निकाल देंगे, जिससे पहले से ही ध्यान देने योग्य न्यूट्रॉन पृष्ठभूमि बढ़ जाएगी, इसलिए पहले परमाणु बम में गैलियम का उपयोग किया गया था।

98% प्लूटोनियम-239, 0.9% प्लूटोनियम-240 और 0.8% गैलियम युक्त मिश्र धातु से, केवल 9 सेमी व्यास और लगभग 6.5 किलोग्राम वजन वाली एक गेंद बनाई गई थी। गेंद के केंद्र में 2 सेमी व्यास वाली एक गुहा थी, और इसमें तीन भाग शामिल थे: दो हिस्से और 2 सेमी व्यास वाला एक सिलेंडर। यह सिलेंडर एक प्लग के रूप में कार्य करता था जिसके माध्यम से एक सर्जक को अंदर डाला जा सकता था आंतरिक गुहा - न्यूट्रॉन का एक स्रोत जो बम विस्फोट होने पर काम करता था। तीनों भागों को निकेल-प्लेटेड करना पड़ा, क्योंकि प्लूटोनियम हवा और पानी द्वारा बहुत सक्रिय रूप से ऑक्सीकृत होता है और अगर यह मानव शरीर में प्रवेश करता है तो यह बेहद खतरनाक है।

गेंद 7 सेमी मोटे और 120 किलोग्राम वजन वाले प्राकृतिक यूरेनियम-238 न्यूट्रॉन रिफ्लेक्टर से घिरी हुई थी। यूरेनियम तेज़ न्यूट्रॉन का एक अच्छा परावर्तक है, और इकट्ठे सिस्टम केवल थोड़ा सबक्रिटिकल था, इसलिए प्लूटोनियम के बजाय एक कैडमियम प्लग डाला गया, जो न्यूट्रॉन को अवशोषित करता था। रिफ्लेक्टर ने प्रतिक्रिया के दौरान महत्वपूर्ण असेंबली के सभी विवरण रखने का भी काम किया, अन्यथा अधिकांश प्लूटोनियम उड़ जाएगा, जिससे परमाणु प्रतिक्रिया में भाग लेने का समय नहीं मिलेगा।

इसके बाद 120 किलोग्राम वजन वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातु की 11.5 सेमी परत आई। परत का उद्देश्य उद्देश्यों के लेंस पर कोटिंग के समान है: यह सुनिश्चित करना कि विस्फोट तरंग यूरेनियम-प्लूटोनियम असेंबली में प्रवेश करती है, और इससे प्रतिबिंबित नहीं होती है। यह प्रतिबिंब विस्फोटकों और यूरेनियम (लगभग 1:10) के बीच बड़े घनत्व अंतर के कारण है। इसके अलावा, एक शॉक वेव में, एक संपीड़न तरंग के बाद एक रेयरफैक्शन तरंग होती है, जिसे तथाकथित टेलर प्रभाव कहा जाता है। एल्यूमीनियम परत ने रेयरफैक्शन तरंग को कमजोर कर दिया, जिससे विस्फोटक का प्रभाव कम हो गया। एल्युमीनियम को बोरॉन के साथ मिलाया जाना था, जो यूरेनियम -238 के क्षय से उत्पन्न होने वाले अल्फा कणों के प्रभाव में एल्यूमीनियम परमाणुओं के नाभिक से उत्सर्जित न्यूट्रॉन को अवशोषित करता था।

अंततः, वे "विस्फोटक लेंस" बाहर थे। उनमें से 32 थे (20 छह-तरफा और 12 पांच-तरफा), उन्होंने एक सॉकर बॉल के समान एक संरचना बनाई। प्रत्येक लेंस में तीन भाग होते हैं, बीच वाला एक विशेष "धीमे" विस्फोटक से बना होता है, और बाहरी और भीतरी भाग "तेज़" से बना होता है। बाहरी भाग बाहर से गोलाकार था, लेकिन इसके अंदर एक शंक्वाकार गुहा थी, जैसे किसी आकार के आवेश पर, केवल इसका उद्देश्य अलग था। यह शंकु धीमे विस्फोटकों से भरा हुआ था, और विस्फोटक तरंग एक सामान्य प्रकाश तरंग की तरह इंटरफ़ेस पर अपवर्तित हो गई थी। लेकिन यहां समानता बहुत सशर्त है। दरअसल, इस शंकु का आकार परमाणु बम के असली रहस्यों में से एक है।

1940 के दशक के मध्य में, दुनिया में ऐसे कोई कंप्यूटर नहीं थे जो ऐसे लेंसों के आकार की गणना कर सकें, और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि कोई उपयुक्त सिद्धांत भी नहीं था। इसलिए, वे विशेष रूप से परीक्षण और त्रुटि द्वारा बनाए गए थे। एक हजार से अधिक विस्फोट करने पड़े - और न केवल किए गए, बल्कि विस्फोट तरंग के मापदंडों को रिकॉर्ड करते हुए विशेष उच्च गति वाले कैमरों से तस्वीरें भी ली गईं। जब एक छोटे संस्करण पर काम किया गया, तो यह पता चला कि विस्फोटक इतनी आसानी से नहीं बढ़ते थे, और पुराने परिणामों को काफी हद तक सही करना आवश्यक था।

फॉर्म की सटीकता को एक मिलीमीटर से कम की त्रुटि के साथ देखा जाना था, और विस्फोटकों की संरचना और एकरूपता को अत्यधिक सावधानी से बनाए रखना था। हिस्से केवल ढलाई द्वारा बनाए जा सकते थे, इसलिए सभी विस्फोटक उपयुक्त नहीं थे। तेज़ विस्फोटक हेक्सोजन और टीएनटी का मिश्रण थे, जिसमें हेक्सोजन की मात्रा दोगुनी थी। धीमा - वही टीएनटी, लेकिन अक्रिय बेरियम नाइट्रेट के अतिरिक्त के साथ। पहले विस्फोटक में विस्फोट तरंग की गति 7.9 किमी/सेकेंड है, और दूसरे में - 4.9 किमी/सेकेंड।

डेटोनेटर प्रत्येक लेंस की बाहरी सतह के केंद्र में लगाए गए थे। सभी 32 डेटोनेटरों को अप्रत्याशित सटीकता के साथ एक साथ काम करना पड़ा - 10 नैनोसेकंड से भी कम, यानी एक सेकंड का अरबवां हिस्सा! इस प्रकार, शॉक वेव फ्रंट 0.1 मिमी से अधिक विकृत नहीं होना चाहिए। उसी सटीकता के साथ, लेंस की संभोग सतहों को संयोजित करना आवश्यक था, और फिर भी उनके निर्माण में त्रुटि दस गुना अधिक थी! अशुद्धियों की भरपाई के लिए मुझे बहुत सारे टॉयलेट पेपर और टेप में फेरबदल करना पड़ा और खर्च करना पड़ा। लेकिन यह प्रणाली एक सैद्धांतिक मॉडल की तरह नहीं रह गई है।

मुझे नए डेटोनेटर का आविष्कार करना पड़ा: पुराने डेटोनेटर उचित सिंक्रनाइज़ेशन प्रदान नहीं करते थे। वे विद्युत प्रवाह के एक शक्तिशाली आवेग के तहत तारों के विस्फोट के आधार पर बनाए गए थे। उनके संचालन के लिए, 32 हाई-वोल्टेज कैपेसिटर की एक बैटरी और समान संख्या में हाई-स्पीड डिस्चार्जर्स की आवश्यकता थी - प्रत्येक डेटोनेटर के लिए एक। पहले बम में बैटरी और कैपेसिटर चार्जर सहित पूरे सिस्टम का वजन लगभग 200 किलोग्राम था। हालांकि, 2.5 टन लगे विस्फोटक के वजन की तुलना में यह ज्यादा नहीं था.

अंत में, पूरी संरचना एक ड्यूरालुमिन गोलाकार शरीर में संलग्न थी, जिसमें एक विस्तृत बेल्ट और दो कवर शामिल थे - ऊपरी और निचले, इन सभी हिस्सों को बोल्ट पर इकट्ठा किया गया था। बम के डिज़ाइन ने इसे प्लूटोनियम कोर के बिना भी असेंबल करना संभव बना दिया। प्लूटोनियम को उसकी जगह पर रखने के लिए, यूरेनियम रिफ्लेक्टर के एक टुकड़े के साथ, केस के शीर्ष कवर को खोल दिया गया और एक विस्फोटक लेंस को हटा दिया गया।

जापान के साथ युद्ध समाप्त हो रहा था, और अमेरिकी जल्दी में थे। लेकिन विस्फोटित बम का परीक्षण करना पड़ा। इस ऑपरेशन को कोड नाम "ट्रिनिटी" ("ट्रिनिटी") दिया गया था। हाँ, परमाणु बम को उस शक्ति का प्रदर्शन करना था जो पहले केवल देवताओं के पास उपलब्ध थी।

शानदार सफलता

परीक्षण के लिए स्थान न्यू मैक्सिको राज्य में चुना गया था, जोर्नाडेल मुएर्टो (मौत का रास्ता) के सुरम्य नाम वाले स्थान पर - यह क्षेत्र अलामागोर्डो तोपखाने रेंज का हिस्सा था। 11 जुलाई, 1945 को बम को असेंबल करना शुरू किया गया। 14 जुलाई को, उसे 30 मीटर ऊंचे एक विशेष रूप से निर्मित टावर के शीर्ष पर ले जाया गया, तारों को डेटोनेटर से जोड़ा गया, और तैयारी के अंतिम चरण शुरू हुए, जो बड़ी मात्रा में मापने वाले उपकरणों से जुड़े थे। 16 जुलाई 1945 को सुबह साढ़े पांच बजे उपकरण में विस्फोट हो गया।

विस्फोट के केंद्र का तापमान कई मिलियन डिग्री तक पहुंच जाता है, इसलिए परमाणु विस्फोट की चमक सूर्य की तुलना में बहुत अधिक चमकीली होती है। आग का गोला कुछ सेकंड तक रहता है, फिर ऊपर उठना शुरू होता है, काला हो जाता है, सफेद से नारंगी, फिर लाल रंग का हो जाता है, और अब प्रसिद्ध परमाणु मशरूम बनता है। पहला मशरूम बादल 11 किमी की ऊंचाई तक उठा।

विस्फोट की ऊर्जा 20 kt TNT से अधिक थी। अधिकांश मापने वाले उपकरण नष्ट हो गए, क्योंकि भौतिकविदों ने 510 टन की गिनती की और उपकरण को बहुत करीब रख दिया। इसके अलावा, यह एक सफलता थी, एक शानदार सफलता!

लेकिन अमेरिकियों को क्षेत्र में अप्रत्याशित रेडियोधर्मी संदूषण का सामना करना पड़ा। रेडियोधर्मी पतन का गुबार उत्तर-पूर्व में 160 किमी तक फैला हुआ था। आबादी के एक हिस्से को बिंघम के छोटे शहर से निकाला जाना था, लेकिन कम से कम पांच स्थानीय निवासियों को 5760 रेंटजेन तक की खुराक मिली।

यह पता चला कि संदूषण से बचने के लिए, बम को पर्याप्त ऊंचाई पर, कम से कम डेढ़ किलोमीटर की दूरी पर विस्फोट किया जाना चाहिए, फिर रेडियोधर्मी क्षय उत्पाद सैकड़ों हजारों या लाखों वर्ग किलोमीटर के क्षेत्र में फैल जाते हैं। और वैश्विक विकिरण पृष्ठभूमि में विलीन हो जाता है।

इस डिज़ाइन का दूसरा बम इस परीक्षण के 24 दिन बाद और हिरोशिमा पर बमबारी के तीन दिन बाद 9 अगस्त को नागासाकी पर गिराया गया था। तब से, वस्तुतः सभी परमाणु हथियारों में विस्फोट तकनीक का उपयोग किया गया है। 29 अगस्त 1949 को परीक्षण किया गया पहला सोवियत बम आरडीएस-1, इसी योजना के अनुसार बनाया गया था।

यह साइट इलेक्ट्रोप्लेटिंग तकनीक की मूल बातें बताती है। इलेक्ट्रोकेमिकल और रासायनिक कोटिंग्स की तैयारी और अनुप्रयोग की प्रक्रियाओं, साथ ही कोटिंग गुणवत्ता नियंत्रण के तरीकों पर विस्तार से विचार किया गया है। इलेक्ट्रोप्लेटिंग दुकान के मुख्य एवं सहायक उपकरण का वर्णन किया गया है। गैल्वेनिक उत्पादन के मशीनीकरण और स्वचालन के साथ-साथ स्वच्छता और सुरक्षा सावधानियों के बारे में जानकारी दी गई है।

इस साइट का उपयोग उत्पादन में श्रमिकों के व्यावसायिक प्रशिक्षण के लिए किया जा सकता है।

सुरक्षात्मक, सुरक्षात्मक-सजावटी और विशेष कोटिंग्स का उपयोग कई समस्याओं को हल करना संभव बनाता है, जिनमें से धातुओं को संक्षारण से बचाने का एक महत्वपूर्ण स्थान है। धातुओं का क्षरण, यानी, पर्यावरण की विद्युत रासायनिक या रासायनिक क्रिया के कारण उनका विनाश, राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था को भारी नुकसान पहुंचाता है। हर साल, संक्षारण के परिणामस्वरूप, मूल्यवान भागों और संरचनाओं, जटिल उपकरणों और मशीनों के रूप में धातु के वार्षिक उत्पादन का 10-15% तक उपयोग से बाहर हो जाता है। कुछ मामलों में, जंग दुर्घटनाओं का कारण बनती है।

इलेक्ट्रोप्लेटेड कोटिंग्स संक्षारण संरक्षण के प्रभावी तरीकों में से एक हैं, इन्हें भागों की सतह पर कई मूल्यवान विशेष गुण प्रदान करने के लिए भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: बढ़ी हुई कठोरता और पहनने के प्रतिरोध, उच्च परावर्तन, बेहतर घर्षण-विरोधी गुण, सतह विद्युत चालकता, आसान सोल्डरेबिलिटी, और अंत में, केवल बाहरी प्रकार के उत्पादों में सुधार करना।

रूसी वैज्ञानिक धातुओं के विद्युत रासायनिक प्रसंस्करण के कई महत्वपूर्ण तरीकों के निर्माता हैं। इस प्रकार, इलेक्ट्रोफॉर्मिंग का निर्माण शिक्षाविद् बी.एस. जैकोबी (1837) की योग्यता है। इलेक्ट्रोप्लेटिंग के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण कार्य रूसी वैज्ञानिकों ई. ख. लेन्ज़ और आई. एम. फेडोरोव्स्की का है। अक्टूबर क्रांति के बाद इलेक्ट्रोप्लेटिंग का विकास वैज्ञानिक प्रोफेसरों एन. टी. कुद्रियात्सेव, वी. आई. लाइनर, एन. पी. फेडोटिव और कई अन्य लोगों के नामों के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है।

कोटिंग प्रक्रियाओं को मानकीकृत और सामान्य बनाने के लिए बहुत काम किया गया है। काम की तेजी से बढ़ती मात्रा, मशीनीकरण और इलेक्ट्रोप्लेटिंग दुकानों के स्वचालन के लिए प्रक्रियाओं के स्पष्ट विनियमन, कोटिंग के लिए इलेक्ट्रोलाइट्स का सावधानीपूर्वक चयन, इलेक्ट्रोप्लेटेड कोटिंग्स के जमाव और अंतिम संचालन से पहले भागों की सतह तैयार करने के लिए सबसे प्रभावी तरीकों के चयन की आवश्यकता होती है, जैसे साथ ही उत्पादों की गुणवत्ता नियंत्रण के लिए विश्वसनीय तरीके। इन परिस्थितियों में, एक कुशल इलेक्ट्रोप्लेटिंग कर्मचारी की भूमिका तेजी से बढ़ जाती है।

इस साइट का मुख्य उद्देश्य तकनीकी स्कूलों के छात्रों को एक इलेक्ट्रोप्लेटिंग कार्यकर्ता के पेशे में महारत हासिल करने में मदद करना है जो उन्नत इलेक्ट्रोप्लेटिंग दुकानों में उपयोग की जाने वाली आधुनिक तकनीकी प्रक्रियाओं को जानता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक क्रोमियम चढ़ाना रगड़ने वाले भागों के पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने, उन्हें जंग से बचाने के साथ-साथ सुरक्षात्मक और सजावटी परिष्करण की एक प्रभावी विधि है। घिसे हुए हिस्सों को पुनर्स्थापित करते समय क्रोम प्लेटिंग द्वारा महत्वपूर्ण बचत प्रदान की जाती है। क्रोमियम चढ़ाना की प्रक्रिया का राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। कई अनुसंधान संगठन, संस्थान, विश्वविद्यालय और मशीन-निर्माण उद्यम इसके सुधार पर काम कर रहे हैं। अधिक कुशल इलेक्ट्रोलाइट्स और क्रोमियम चढ़ाना मोड उभर रहे हैं, क्रोम भागों के यांत्रिक गुणों में सुधार के लिए तरीके विकसित किए जा रहे हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्रोमियम चढ़ाना का दायरा बढ़ रहा है। आधुनिक क्रोमियम चढ़ाना प्रौद्योगिकी की मूल बातों का ज्ञान मानक और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण के निर्देशों की पूर्ति और क्रोमियम चढ़ाना के आगे के विकास में चिकित्सकों की एक विस्तृत श्रृंखला की रचनात्मक भागीदारी में योगदान देता है।

साइट ने भागों की ताकत पर क्रोमियम चढ़ाना के प्रभाव के मुद्दों को विकसित किया, कुशल इलेक्ट्रोलाइट्स और तकनीकी प्रक्रियाओं के उपयोग का विस्तार किया, क्रोमियम चढ़ाना की दक्षता में सुधार करने के तरीकों पर एक नया खंड पेश किया। मुख्य अनुभागों को क्रोम प्लेटिंग प्रौद्योगिकी में nporpecsivnyh प्रगति को ध्यान में रखते हुए फिर से डिजाइन किया गया है। सस्पेंशन फिक्स्चर के दिए गए तकनीकी निर्देश और डिज़ाइन अनुकरणीय हैं, जो पाठक को क्रोम प्लेटिंग स्थितियों को चुनने और सस्पेंशन फिक्स्चर को डिजाइन करने के सिद्धांतों में मार्गदर्शन करते हैं।

मैकेनिकल इंजीनियरिंग और उपकरण निर्माण की सभी शाखाओं के निरंतर विकास से इलेक्ट्रोलाइटिक और रासायनिक कोटिंग्स के अनुप्रयोग के क्षेत्र में महत्वपूर्ण विस्तार हुआ है।

धातुओं के रासायनिक जमाव से, गैल्वेनिक धातु कोटिंग्स के साथ संयोजन में विभिन्न प्रकार के डाइइलेक्ट्रिक्स पर कोटिंग बनाई जाती है: प्लास्टिक, सिरेमिक, फेराइट, ग्लास-सिरेमिक और अन्य सामग्री। धातुयुक्त सतह के साथ इन सामग्रियों से भागों के निर्माण ने नए डिजाइन और तकनीकी समाधान, उत्पादों की बेहतर गुणवत्ता और उपकरण, मशीनों और उपभोक्ता वस्तुओं के सस्ते उत्पादन की शुरूआत सुनिश्चित की।

धातु कोटिंग वाले प्लास्टिक से बने हिस्सों का व्यापक रूप से ऑटोमोटिव उद्योग, रेडियो इंजीनियरिंग उद्योग और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन में पॉलिमरिक सामग्रियों के धातुकरण की प्रक्रियाएं विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो गई हैं, जो आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और रेडियो इंजीनियरिंग उत्पादों का आधार हैं।

ब्रोशर डाइलेक्ट्रिक्स के रासायनिक-इलेक्ट्रोलाइटिक धातुकरण की प्रक्रियाओं के बारे में आवश्यक जानकारी प्रदान करता है, धातुओं के रासायनिक जमाव की मुख्य नियमितताएं दी जाती हैं। प्लास्टिक के धातुकरण के दौरान इलेक्ट्रोलाइटिक कोटिंग्स की विशेषताएं बताई गई हैं। मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन की तकनीक, साथ ही धातुकरण प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले समाधानों के विश्लेषण के तरीकों, साथ ही उनकी तैयारी और सुधार के तरीकों पर काफी ध्यान दिया जाता है।

एक सुलभ और मनोरंजक तरीके से, साइट आयनकारी विकिरण और रेडियोधर्मिता की विशेषताओं में भौतिक प्रकृति का परिचय देती है, जीवित जीवों पर विकिरण की विभिन्न खुराक का प्रभाव, विकिरण के खतरे की सुरक्षा और रोकथाम के तरीके, पहचानने के लिए रेडियोधर्मी आइसोटोप का उपयोग करने की संभावनाएं और मानव रोगों का इलाज करें.