Сушеные изотопы
Сегодня по новостям скучно говорили про какие-то ноу-хау, под видеоряд достойный конца двадцатого века, но когда проскользнула фраза "высушенные изотопы", я понял что тема действительно интересная, и решил поделиться.
0 просмотренных постов скрыто
Как в СССР продавали радиоактивные вещества в обычном магазине
«Изотопы» — так назывался специализированный магазин в Москве, где продавались радиоактивные вещества. И спрос на них был очень высокий. Представить сегодня себе ситуацию, когда можно достать радиоактивные вещества, просто придя в магазин, довольно затруднительно, даже в самойдемократичной стране мира. «Магазин юного террориста», — так шутят сегодня, когда вспоминают, что именно такой магазин под названием «Изотоп» существовал в СССР! Он пользовался популярностью не только у всего Союза — сюда приезжали иностранцы, и сам магазин занимался экспортом.
Магазин этот был расположен по дороге к центру Москвы, на Ленинском проспекте. На крыше дома находилась огромная неоновая реклама с четырехцветным изображением атома и надписями на трех языках: «Atome pour la paix», «Атом для мира», «Atom for peace».
Именно эта фраза лучше всего объясняла причину создания подобного заведения: в конце 1950-х Советский Союз сделал ставку на «мирный атом». Речь шла о том, что радиоактивность входит в повседневную жизнь советского человека и отныне будет помогать ему во всем — сохранять картофель, избавляться от канализационных течей и даже считать рыбу. Облученная картошка Само по себе существование этого магазина стало возможным благодаря открытию, сделанному за 25 лет до этого, в 1934 году. Тогда французский физик Фредерик Жолио-Кюри доказал, что человек сам может создать радиоактивность. Невероятная по тем временам идея.
Ведь до этого считалось, что невозможна не только искусственная радиацию — невозможно даже управлять (замедлять или ускорять) радиоактивное излучением, это внутриатомный, обособленный процесс. Кюри продемонстрировал обратное: облучив алюминий полонием, в результате радиоактивного распада он получил не встречающиеся в природе ядра атомов фосфора. Иными словами, радиоактивный изотоп. Самое потрясающее в этом открытии было то, что изотоп сохранял радиоактивность лишь на короткий срок и его излучение можно было легко зарегистрировать. Именно эти свойства открыли изотопам широкую дорогу в промышленность, науку, медицину и даже мир искусства. Уже через год после открытия искусственной радиоактивности учеными было получено более пятидесяти радиоактивных изотопов.
Они работали как невидимые радиостанции, которые все время посылают сигналы о своем местонахождении. Фиксировать их могли дозиметры или счетчики заряженных частиц. С помощью них можно было, например, узнать, как быстро изнашиваются стенки домны. Больше не нужно было прерывать работу печи. Достаточно заложить в стене радиоактивное вещество, и после того, как домна начала работать, проверить пробы металла из каждой плавки на радиоактивность. Если радиация в чугуне была — это был признак износа домны. С помощью изотопов считали рыбу, не вынимая ее из воды, измеряли густоту меха, проверяли, хорошо ли усваивается удобрение растением, где идет утечка газа в газопроводе, определяли влажность почвы, диагностировали гастрит, язву желудка или рак, маркировали ценные предметы искусства, ювелирные изделия, купюры или облучали картофель, чтобы он не прорастал.
И это лишь малая доля того, где применялись изотопы. В середине 1950-х было ощущение, что Советы хотят пересадить на изотопные рельсы чуть ли не все отрасли. С точки зрения внешней политики это тоже выглядело привлекательно. Со своей мирной атомной повесткой СССР всячески противопоставляли себя милитаристским Соединенным Штатам, разбомбившим Хиросиму.
Чем велик советский атом? Тем, что он демобилизован. Да-да, не спорь! У нас он снял военную форму. С тех пор, как пустили первую атомную станцию, атом надел рабочую спецовку. Изотопы — это же атомы в спецовке, мирные труженики», — писал журнал «Огонек» в 1960 год.
Магазин «Изотопы» к тому моменту работал уже год.
Доставка от людей в погонах
На самом деле, это никогда не был просто обычный магазин. Начнем с того, что продавали реактивы не всем, а только тем, кто имел на них право.
Гамма-дефектоскоп типа РИД-21М в магазине «Изотопы»
А поскольку надобности у обычного человека ходить туда не было, не все жители Москвы понимали, что и в каком виде там продается. Любопытных визитеров ждало разочарование:
Было там пустынно и скучно: ни грозного блеска ртути, ни монументальности урановых слитков… Как в музее без экспозиции», — вспоминает Виктор из Москвы.
Здесь обязательно требовали справку с работы, которая подтверждала, что вы имеете право покупать подобные товары. Называли это «документом, устанавливающим санитарную подготовленность потребителей к приему, хранению и работе суказанной продукцией». Как правило, это были представители заводов, фабрик и научно-исследовательских институтов. Изотопы продавали в контейнерах, защищавших от радиации, которые нужно было вернуть в магазин в течение 15 дней.
Контейнеры различной формы и объема для перевозки радиоактивной продукции.
У продавцов была должность «научный руководитель магазина», и брали на нее только разбирающихся в предмете людей. По формату же «Изотопы» больше напоминали демонстрационный зал, чем стандартный магазин с прилавком, посколько увидеть продукт непосредственно было невозможно. Это были записи в каталоге и светящаяся таблица с указанием того, что есть в наличие. При этом поставляло все это в магазин непосредственно Министерство внутренних дел — люди в погонах.
В магазине «Изотопы»
Казалось бы, предприятие это должно было быть мега-успешным и долгоживущим, при таком спросе на изотопы. На 1950-е пришелся бум радиоизотопной техники и приборов — она отличалась высокой степенью простоты и дешевизны и стала практически синонимом слова «автоматизация». Но ситуация оказалась не такой простой и однозначной. Радиация на экспорт В социалистической плановой экономике, где дефицит был явлением привычным, поставки изотопов страдали нерегулярностью и проблемами с упаковкой (и, следовательно, безопасностью транспортировки). Эта радиационная угроза вызывала много вопросов у советской почты, которая довольно скоро озадачилась, а каким образом транспортировать изотопы без риска для окружающих?
Магазин «Изотопы» на Ленинском проспекте в Москве. Посетители в демонстрационном зале магазина.
Тем более, что сбои в советской системе были не только с поставками непосредственно веществ, но и с защитным оборудованием вроде свинцовых домиков и с дозиметрическими приборами. Дефицит, проблемы логистики, упаковки, транспортировки, средств безопасности свели на нет эйфорию вокруг изотопов внутри Советского Союза. Но не за его пределами. Советские изотопы, благодаря высокому качеству и низкой цене, высоко ценились на западном рынке. К примеру, 1 грамм изотопа высокого обогащения можно было продать за несколько тысяч долларов. Но помимо государственного монополиста, который занимался экспортом изотопной продукции, ее вывозили нелегально сами ученые из разных советских НИИ. На западе с ними обычно расплачивались научным оборудованием или возможностями проводить исследования в иностранных лабораториях с полным обеспечением. Такие сделки, как правило, оформлялись договорами о международном научно-техническом сотрудничестве.
Москва. Магазин «Изотопы»
С 1990-х такой экспорт принял массовый характер, и занялись им уже частные и филированные с институтами компании. Магазин «Изотопы», кстати, тоже закрылся незадолго до распада Советского Союза. В 1990 году на его месте открылся первый в стране магазин мгновенных камер «Светозор» с полароидами.
Показать полностью
10
Так вот в чем дело оказывается
И ещё Земля явно наткнулась чем-то на небесную ось и закрутилась назад.
“Брось и беги” - предупреждающая надпись на капсуле радиоактивного кобальта-60
3540 это Кюри, это оч мноро
Показать полностью
1
Как обогащают уран: метод центрифужного разделения изотопов
О запуске первого советского спутника 4 октября 1957 года с ликованием узнал весь мир. А событие, произошедшее 4 ноября того же года в Верх-Нейвинске, долго оставалось тайной для самых лучших разведок мира. Там был пущен опытный завод, на котором обогащать уран стали методом центрифужного разделения изотопов.
На заре создания ядерных вооружений одной из основных ключевых проблем стало разделение изотопов урана. Этот тяжелый радиоактивный металл встречается в природе в виде смеси двух основных изотопов. Основную долю (чуть меньше 99,3%) составляет уран-238. Содержание более легкого изотопа — урана-235 — составляет всего 0,7%, но именно он необходим для создания ядерного оружия и работы реакторов.
Разделить изотопы совсем не просто. Их химические свойства идентичны (в конце концов, это один и тот же химический элемент), а разница в атомной массе составляет чуть более 1%, так что физические методы для разделения должны иметь очень высокую избирательность. Этот вопрос в 1950-х стал одним из решающих моментов, которые определили успех советской ядерной отрасли и заложили основу для современной конкурентоспособности российской ядерной промышленности на мировом рынке.
Сквозь сито
Самым простым методом разделения является газовая диффузия — «продавливание» газообразного сырья (гексафторид урана) сквозь мелкопористую мембрану, при этом различные изотопы диффундируют сквозь поры с различной скоростью. Именно газовая диффузия стала первым методом, который использовался для получения промышленных количеств урана-235 на первых обогатительных комбинатах. В США разработки в области газовой диффузии для Манхэттенского проекта велись под началом лауреата Нобелевской премии Гарольда Юри. В СССР до 1954 года этим направлением руководил академик Борис Константинов, потом его сменил Исаак Кикоин.
Поначалу, как это нередко бывает, метод газовой диффузии казался доступнее в реализации. Но он требовал огромных затрат электроэнергии — Саяно-Шушенская ГЭС и первая очередь Белоярской атомной, как теперь выясняется, строились прежде всего для этих целей. Кроме общей дороговизны и низкого КПД, метод газовой диффузии был небезопасен для работающих — главным образом из-за высоких температур и шума в цехах. Плюс большие объемы химически активных смесей под давлением, а это потенциальные выбросы и загрязнение окружающей среды. Между тем альтернатива газодиффузионному методу была известна с конца XIX века — это центрифужный метод, сулящий весьма значительную экономию: когда в 1958 году завод в Верх-Нейвинске вышел на расчетный режим, оказалось, что энергопотребление на единицу разделения в 20 (!) раз меньше диффузионного метода, а себестоимость — вдвое меньше. Правда, на пути создания центрифуг конструкторов поджидали многочисленные технологические сложности.
Электромагнитное разделение. Основано на движении заряженных частиц (ионов) в магнитном поле. В зависимости от массы частиц кривизна их траектории при этом различна, и даже небольшая разница в атомной массе ядер изотопов урана дает возможность их разделения. Такие установки, называемые калютронами, использовались в американском Манхэттенском проекте, поскольку позволяли получить очень высокую степень обогащения урана за считанные проходы. Однако калютроны очень громоздки, дороги в обслуживании, потребляют много энергии и имеют низкую производительность, так что сейчас для промышленного обогащения урана не используются.
Немецкие корни
Истоки советской технологии центрифуг берут свое начало в нацистской Германии, где в рамках атомного проекта велись эксперименты по разделению урана. Один из участников этого проекта, инженер-физик Геронт Циппе, оказался среди других немецких военнопленных, отправленных в СССР. Под началом Макса Штеенбека, своего соотечественника и тестя, Циппе до 1954 года занимался экспериментальными исследованиями — сначала в Лаборатории «А» в Сухуми (будущий Сухумский физико-технический институт), а последние два года — в особом конструкторском бюро на Кировском заводе в Ленинграде.
Как свидетельствуют участники и очевидцы тех событий, немецкие ученые не знали отказа в материалах для исследований. И режим у них был почти такой же, как у наших секретных атомщиков, которых столь же плотно опекало ведомство Берии. В июле 1952 года специальным постановлением правительства Штеенбека и его помощников перевели из Сухумского института в Ленинград, в ОКБ Кировского завода. Да еще усилили группу выпускниками политехнического института с профильной кафедры ядерных исследований. Была поставлена задача изготовить и испытать два агрегата по схеме Циппе-Штеенбека. За дело взялись горячо, однако уже в первом квартале 1953-го работу прекратили, не доводя до испытаний: стало ясно, что предложенная конструкция не годится для серийного производства.
Газовая диффузия. Использует разницу в скоростях движения молекул газа, содержащего различные изотопы урана (гексафторид урана). Различная масса обуславливает различную скорость молекул, так что легкие проходят мембрану с тонкими порами (по диаметру сравнимыми с размерами молекул) быстрее тяжелых. Метод прост в реализации и использовался на заре атомной отрасли в СССР, в США используется до настоящего времени. Степень обогащения каждой ступени очень мала, так что необходимы тысячи ступеней. Это приводит к огромному потреблению энергии и высокой стоимости разделения.
Центрифуга Циппе была не первой советской машиной подобного назначения. Еще во время войны в Уфе другой немец, Фриц Ланге, бежавший из Германии в 1936 году, изготовил громоздкий аппарат на подшипнике. Однако специалисты, знакомые с перипетиями атомного проекта в СССР и США, отмечают одно безусловное достижение группы Штеенбека — оригинальную конструкцию опорного узла: ротор опирался на стальную иглу, а эта игла — на подпятник из сверхтвердого сплава в масляной ванне. И вся эта хитроумная конструкция удерживалась специальной магнитной подвеской в верхней части ротора. Его раскрутка до рабочей скорости также производилась посредством магнитного поля.
Советский конкурент
В то время как проект группы Штеенбека потерпел фиаско, в феврале того же 1953 года была выведена на рабочие обороты газовая центрифуга с жестким ротором конструкции советского инженера Виктора Сергеева. За год до этого Сергеев с группой специалистов из особого КБ Кировского завода, где он тогда работал, был командирован в Сухуми для ознакомления с экспериментами Штеенбека и его команды. «Именно тогда он задал Штеенбеку технический вопрос о расположении отборников газа в виде трубок Пито, — приоткрыл важные подробности ветеран центрифужного производства ПО «Точмаш» Олег Чернов, хорошо знавший Сергеева и работавший вместе с ним. - Вопрос был сугубо техническим и содержал, по сути, подсказку, как сделать конструкцию центрифуги работоспособной». Но доктор Штеенбек проявил категоричность: «Они станут тормозить поток, вызывать турбулентность, и никакого разделения не будет!» Спустя годы, работая над мемуарами, он об этом пожалеет: «Идея, достойная того, чтобы исходить от нас! Но мне она в голову не приходила…»
Газовое центрифугирование с помощью быстро вращающегося ротора закручивает поток газа таким образом, что молекулы, содержащие более тяжелые изотопы урана, центробежная сила отбрасывает к внешним краям, а более легкие – ближе к оси цилиндра. Центрифуги объединяют в каскады, подавая с выхода каждой ступени частично обогащенный материал на вход следующей ступени – так удается получать уран даже очень высокой степени обогащения. Центрифуги просты в обслуживании, надежны и характеризуются умеренным энергопотреблением. Метод используется в России и странах Европы.
По словам Олега Чернова, Циппе перед отъездом в Германию имел возможность ознакомиться с опытным образцом центрифуги Сергеева и гениально простым принципом ее работы. Оказавшись на Западе, «хитрый Циппе», как его нередко называли, запатентовал конструкцию центрифуги в 13 странах. Первые лица в советском атомном ведомстве, узнав о таком интеллектуальном коварстве, шум поднимать не стали — если следовать официальной версии, «чтобы не вызывать подозрений и повышенного интереса к этой теме у военно-технической разведки США». Пусть, мол, думают, что Советы довольствуются неэкономичным, как и у них, газодиффузионным методом… В 1957 году, переехав в США, Циппе построил там работающую установку, воспроизведя по памяти опытный образец Сергеева. И назвал ее, следует отдать должное, «Русской центрифугой». Однако увлечь американцев он не сумел. В отношении новой машины, как в свое время и по конструкции Штеенбека, был вынесен вердикт: для промышленного использования непригодна.
Степень обогащения одной газовой центрифуги невелика, поэтому их объединяют в последовательные каскады, в которых обогащенное сырье с выхода каждой центрифуги подается на вход следующей, а обедненное - на вход одной из предыдущих. При достаточном количестве центрифуг в каскаде можно получить очень высокую степень обогащения.
Правда, четверть века спустя в США все-таки решили перейти с газовой диффузии на центрифуги. Первая попытка не удалась — в 1985 году, когда были установлены первые 1300 машин, разработанные в Оук-Риджской национальной лаборатории, правительство США закрыло программу. В 1999 году на расконсервированной площадке в Пайктоне (штат Огайо) вновь начались работы по установке американских центрифуг нового поколения (в 10−15 раз больше российских по высоте и в два-три раза по диаметру) с ротором из углеродных волокон. По плану смонтировать 96 каскадов по 120 «волчков» предполагалось еще в 2005 году, но и к концу 2012 года проект все еще не запущен в коммерческую эксплуатацию.
Лазерное разделение изотопов урана основано на том, что молекулы, содержащие различные изотопы, имеют немного различные энергии возбуждения. Облучив смесь изотопов лазерным лучом строго определенной длины волны, можно ионизовать только молекулы с нужным изотопом, после чего разделить изотопы с помощью магнитного поля. Существует несколько разновидностей этого метода – воздействующие на атомный пар AVLIS (Atomic Vapor Laser Isotope Separation), SILVA (французский аналог AVLIS), и на молекулы – MLIS (Molecular Laser IsotopeSeparation), CRISLA (Chemical Reaction Isotope Separation) и SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation). В настоящее время корпорация General Electric пытается коммерциализировать технологию SILEX, разработанную специалистами из ЮАР и Австралии. Лазерная сепарация имеет низкое энергопотребление, низкую стоимость и высокую степень обогащения (поэтому она используется сейчас для получения малых количеств сверхчистых изотопов), однако пока существуют проблемы с производительностью, со сроком службы лазеров и отбором обогащенного материала без остановки процесса.
Секретные иголки
А тем временем в СССР, в малоприметном местечке Верх-Нейвинск на Среднем Урале, в обстановке строжайшей секретности монтировалась первая опытная линия разделительных газовых центрифуг. Исаак Кикоин еще в 1942 году сталкивался с газовой центрифугой конструкции Ланге и даже испытывал ее в своей лаборатории в Свердловске. Тогда эксперименты желаемых результатов не дали, и академик скептически относился к самой возможности создания промышленных газовых центрифуг. Главной бедой самых первых установок была их недолговечность. И хотя вращались они поначалу со скоростью «всего» 10000 оборотов в минуту, совладать с огромной кинетической энергией ротора было далеко не просто.
— Машины-то ваши разрушаются! — язвительно упрекнул разработчиков на одном из совещаний в Минсредмаше начальник главка Александр Зверев, имевший звание генерала НКВД.
— А вы что хотели? Чтобы они еще и размножались?! — дерзко парировал руководивший в то время проектом заместитель главного конструктора Анатолий Сафронов.
При центрифужном методе разделения за счет высокой скорости вращения создается центробежная сила, превышающая силу тяготения Земли в сотни тысяч раз. За счет этого более тяжелые молекулы гексафторида урана-238 «сбиваются» на периферии вращающегося цилиндра, а более легкие молекулы гексафторида урана-235 концентрируются возле оси ротора. Через раздельные выводные трубопроводы (типа трубок Пито, о которых говорил советский инженер Сергеев немцу Штеенбеку) газ, содержащий изотопы U-238, выводится «в отвал», а обогащенная фракция с возросшим содержанием урана-235 перетекает в следующую центрифугу. Каскад таких центрифуг, содержащий сотни и тысячи машин, позволяет быстро увеличивать содержание легкого изотопа. Условно говоря, их можно назвать сепараторами, на которых превращенное в газ урановое сырье (гексафторид урана, UF6) с низким содержанием изотопа U-235 последовательно переводят из консистенции парного молока в сливки и сметану. А при необходимости могут и «масло» сбить – довести обогащение до 45%, а то и 60%, чтобы использовать в качестве топлива в реакторах подводных лодок и на исследовательских установках. А еще недавно, когда это требовалось в большом количестве, крутили центрифуги до тех пор, пока не получали на выходе дорогущий «сыр» - оружейный уран с обогащением более 90%. Но к концу 1980-х на четырех советских комбинатах «насепарировали» столько оружейного урана, что его запасы на складах и в готовых ядерных зарядах были признаны избыточными, и производство высокообогащенного урана для военных целей было прекращено.
По первоначальным расчетам, толщина наружных стенок корпуса центрифуги должна была быть 70 мм — как танковая броня. Попробуй такую махину раскрути… Но методом проб и ошибок нашли-таки компромиссное решение. Был создан специальный сплав — прочнее и легче стали. Корпуса современных центрифуг, которые одному из авторов довелось увидеть и подержать в руках на ПО «Точмаш» во Владимире, никаких ассоциаций с танковой броней не вызывают: обычные с виду пустотелые цилиндры с отшлифованной до блеска внутренней поверхностью. Издали их можно принять за обрезки труб с соединительными фланцами на концах. Длина — не больше метра, в диаметре — сантиметров двадцать. А на Уральском электрохимическом комбинате из них собраны гигантские каскады длиною в сотни метров. Знаки на стенах и специальная разметка на окрашенном бетонном полу в технологических проходах указывают, что здесь принято перемещаться на велосипеде. Правда, не быстрее 5−10 км/ч.
А внутри гудящих едва слышно центрифуг совсем другие скорости — ротор на игле с корундовым подпятником, «подвешенный» в магнитном поле, делает 1500 оборотов в секунду! В сравнении с первым изделием ВТ-3Ф 1960 года выпуска его разогнали почти в десять раз, а срок безостановочной работы увеличили с трех лет до 30. Наверное, трудно найти другой пример, когда бы техника демонстрировала такую надежность при столь экстремальных параметрах. Как рассказал заместитель начальника центрифужного производства Валерий Лемперт, на комбинате в Новоуральске еще работают машины, которые «Точмаш» поставил туда 30 лет назад: «Это было, наверное, третье поколение центрифуг, а сейчас серийно производится восьмое и запускается в опытное производство девятое».
«В конструкции нашей центрифуги ничего сверхсложного нет. Все дело в отработке технологии до мельчайших деталей и строгом контроле качества, — объясняет Татьяна Сорокина, которая десятки лет «вела» на заводе технологию изготовления опорной иглы для ротора. — Такие иглы делают из обычной рояльной проволоки, из которой тянут струны. А вот способ закалки наконечника — это наше ноу-хау».
Свое объяснение секретам российской центрифуги дал на склоне лет и один из главных ее создателей — Виктор Сергеев. По свидетельству инженера Олега Чернова, на вопрос спецслужб, а что же нужно охранять в этом изделии и в чем его главный секрет, конструктор ответил лаконично: «Люди».
Показать полностью
9
С браконьерами в ЮАР начали бороться с помощью радиации
Небольшие дозы радиоактивного вещества – и носороги спасены.
В мае 2021 года стартовал Международный инновационный проект Rhisotope Project (производная от английских слов «носорог» (rhino) и «изотоп» (isotope)), направленный на борьбу с истреблением носорогов. Сейчас участники Rhisotope сообщили о начале второй фазы проекта после успешного завершения первой.
Проект предполагает маркирование с помощью нанесения изотопных меток на рога носорогов. Суть его в том, что радиоактивный материал, которым помечают рог, делает невозможным его вывоз через любые аэропорты мира. Эксперты уверены, что благодаря более чем 10 тысячам устройств обнаружения радиации, установленным в различных пунктах пересечения границ, транспортировка рогов перестанет быть привлекательной для браконьеров.
Как сообщает «Росатом», участвующий в проекте, в рамках первой фазы проекта в рога двум носорогам из ЮАР было введено следовое количество стабильных нерадиоактивных изотопов С-13 (углерод) и N-15 (азот). В течение четырёх следующих месяцев исследователи наблюдали за состоянием самцов по имени Игорь и Денвер, с целью убедиться, что стабильные изотопы, введенные в их рога, не мигрируют в тела животных.
Носорогов поместили в отдельный лагерь, где высококвалифицированные рейнджеры ежедневно собирали и анализировали отходы животных и брали пробы крови. Образцы были протестированы и показали, что движения радиоизотопа из рогов животных не произошло.
«Проект Rhisotope достиг важной вехи в возможности продемонстрировать регулирующему органу, университетскому комитету по этике животных и заинтересованным сторонам в благополучии носорогов, что он полностью безопасен для животных», – заявил Джеймс Ларкин, основатель проекта из Витватерсрандского университета.
В конце января представители Rhisotope сообщили, что переходят ко второй фазе проекта. На этом этапе с помощью суперкомпьютера и 3D-принтера определят подходящий радиоизотоп и его количество для маркировки рогов.
В третьей фазе, которая также состоится в этом году, планируется введение радиоактивного изотопа в рога 10-15 носорогов, за которыми будут тщательно следить в течение шести месяцев. Сообщается, что при наличии должного финансирования команда разместит изотопные метки на тысяче носорогов в течение трёх лет.
Участниками уникальной исследовательской инициативы стали Университет WITS в ЮАР, Министерство инноваций, промышленности, науки и исследований Австралии (ANSTO), Университет штата Колорадо и «Росатом», который будет выступать поставщиком радиоизотопа на финальной стадии.
В Южной Африке проживает 90% мировой популяции носорогов. С 2010 по 2019 год в результате браконьерских нападений погибло более 9600 этих животных. Несмотря на то, что торговля рогом носорога является незаконной и запрещена на международном уровне, существует множество стран, которые способствуют незаконной продаже рогов (которые хоть и состоят из кератина, как наши ногти, в ряде стран считаются чудодейственным средством от многих недугов).
Показать полностью
1
А вы знали, что по легенде тамагочи — это инопланетяне?
Они прилетели, чтобы изучать нашу планету, но оказалось, что без защитной оболочки им тут не справиться. Но в ваших силах им помочь! Открывайте игру с тамагочи и сделайте электронного питомца счастливым. Это не так просто, как было в детстве. Если справитесь, получите награду в профиль.
Фальсификаты, палеодиета, криминалистика и многое другое в свете изотопной масс-спектрометрии
После моего комента к посту про определение подлинности меда, получил 13 новых подписчиков (на момент публикации 26), много просьб пилить пост по изотопным методам анализа и моральный долг перед Пикабу.
Специально для лиги детективов. Я работал руководителем на больших заводах, строил их и вводил в эксплуатацию, сидел без работы, решал экологические проблемы и много чего ещё делал в этой жизни. Мне уже много лет и примерно год назад мне выпал шанс заняться тем, что люблю - наукой. На заре своей трудовой деятельности я 10 лет отработал в НИИ от лаборанта до мнс.
И вот я опять в белом халате работаю с уникальным прибором изотопный масс-спектрометром.
Поехали.
Видов масс-спектрометрии много. Коснусь только одного направления Изотопная масс-спектрометрия именно такое наименование связано с изучением соотношений стабильных лёгких изотопов в различных объектах исследований. Как же это все тяжеловесно(( но я не объясню без вот этого всего. Я специализируюсь на изучении соотношений 13С/12С (углерод) и 15N/14N (азот). Вся органика содержит углерод и азот и что удивительно в окружающей среде есть такое явление - стабильные изотопы (что такое изотопы разговор достойный отдельного поста, если надо то напишу, но информации по этому вопросу много, ищите). Соотношение тяжёлых и лёгких изотопов постоянно и со временем не изменяется, на то они и стабильные. В ходе исследования этих соотношений в различных объектах и в различных уголках земли, обнаружили, что соотношение стабильных изотопов изменяется в зависимости от географии и в зависимости уровня в трофической цепи, а у растений ещё и от типа фотосинтеза (С3 или С4 с САМ растениями отдельный разговор). Исходя из этих интересных взаимосвязей удается вытянуть удивительную информацию.
Уфф... Добежали до конкретики.
Фальсификаты.
Мед.
Разделим мед на составляющие: белок, сахароза, глюкоза, фруктоза. Проанализируем каждый компонент на ,IRMS и получаем соотношения изотопов (дельту). Изотопное соотношение (они же дельты, они же изотопные подписи) Всех компонентов должны совпасть. Почему? Потому что все это исходит из пчёлки которая ест с одних и тех же цветов и из того что она съела она сделала сахара и белки меда. Все! Однозначно, неоспоримо! Подмешайте, что-то в мед и все дельты разлетятся на масспек вы увидите разнобой цифр. Обойти это исследование возможно только имея в своем распоряжении IRMS и беспредельное количество ресурсов и времени, а следовательно стоимость такого фальсификата будет настолько высока, что и представить себе сложно.
Алкоголь
Да и тут у нас все очень хорошо. IRMS не укажет, какой это спирт и не укажет плеснули туда глицерина это решается другими методами. Но изотопный масс-спектрометр и тут творит магию. IRMS анализ может ответить на вопрос какое происхождение спирта. Синтетический спирт имеет характерную изотопную подпись, ее ни с чем не спутаешь, но это не все. Спирт полученный из зерна, винограда или агавы так же сильно отличается по изотопному составу. Ну и все дальше почти как с медом. Есть ещё интересный аспект, можно отдельно проанализировать спирт напитка и углекислый газ того же напитка (шампанское, пиво) и если подписи не совпали то газ в напиток пришел извне, а не набродил
Сыр и другая молочка.
Очень интересная тема. Тут подход иной, определять пальмовое масло не интересно, для этого есть менее тяжеловесные методы. Помните про географию и зависимость изотопной подписи от региона. Вуаля! Мы можем установить регион происхождения, и понять, что этот пармезан ну ни как не из окрестностей Пармы, а наш родной из под Калуги.
Археология
последнее время появилось много работ по изучению диеты древних людей и не только людей. Все эти работы основаны на достижениях изотопной масс-спектрометрии. Ты то, что ты ешь. Из за рациона питания сдвигается соотношение стабильных изотопов (фракционирование). Последняя моя работа это изотопный анализ коллагена извлечённого из костных остатков людей железного века (IV век до нэ) живших на севере Сибири. По результатам получилось, что питались они в основном мясом теплокровных травоядных, а вот один из товарищ явно любил рыбку, шаман видимо (намечались мы с ним).
Криминалистика.
Тут только теория и опыт зарубежных коллег. Определить происхождения взрывчатых и других нехороших веществ. В некоторых случаях можно определить конкурентную лабораторию где, сварили ту или иную субстанцию. В этом разделе углубляться не буду по понятным причинам.
Изотопные исследования проводят и геологи, но тут я не силен. Знаю, что их объекты это карбонаты и вулканические газы, но что они там ищут не понимаю. А вот экологи и биологи это свои люди и их исследования вполне понятны, IRMS им помогает установить трофические цепи не разрушая биом.
Хотел ещё написать про исследования в области парниковых газов и кое какие интересные ответления, но Пикабу начал ругаться на длину поста.
PS. Огромная просьба не цепляться к орфографии и пунктуации, писал на телефоне, холодным вечером, ошибки править и стилистику никак не хотелось.
Будет продолжение? Понятия не имею, нужно ли.
Данной темой Я себя полностью деанонимизирую, прошу не надо всю тему превращать в аттракцион.
На вопросы постараюсь ответить, но не обещаю.
Показать полностью
2