32(2). Производство металлов (сталь, чугун, алюминий).

Металлургия –область науки техники про-ва связанная с промышленным производством металлов из природного сырья. Вся металлургия разделяется на цветную и черную. Черная металлургия включает добычу и обогащение руд черных металлов, а также пр-во чугуна, стали и ферросплавов. К цветной металлургии относят добычу обогащенных руд цветных Ме, пр-во цветных металлов и их сплавов. К цв.Ме относят все металлы и сплавы кроме железа и его сплавов (медь, свинец, никель, алюминий, цинк, олово, титан, магний). Чугуны – сплавы железа с углеродом, при содержании углерода более 2.14%. Чугун  выплавляют в доменных печах объемом до 5000 м3, куда руду, кокс и флюсы загружают чередующимися слоями, опускающимися вниз печи под влиянием собственной массы. В нижнюю часть печи — горн через отверстия — фурмы подают   под   давлением нагретый воздух, необходимый для поддержания горения топлива. Кокс, сгорая в верхней части горна, образует СО2,который поднимается вверх по печи и, встречая на своем пути раскаленный кокс, переходит в оксид углерода. Оксид углерода восстанавливает оксиды железа до чистого железа. Сталь – это сплавы железа с углеродом, при содержании углерода менее 2.14%. Сталь получают в кислородных конверторах, мартеновских печах и электропечах. Кроме углерода в чугунах и сталях могут содержаться и др компоненты- кремний, марганец, сера фосфор. Для получения чугунов и сталей с требуемыми св-вами (устойчивость карозии, опр упругость, ковкость,др) к ним добавляются лигирующие в-ва – Al, марганец, Cu,никель, хром. Алюминий-получают из оксида алюминия Al₂O₃ электролитическим методом. Используемый для этого оксид алюминия должен быть достаточно чистым, поскольку из выплавленного алюминия примеси удаляются с большим трудом. Очищенный Al₂O₃ получают переработкой природного боксита. Основное исходное в-во для пр-ва алюминия - оксид алюминия. Он не проводит электрический ток и имеет очень высокую температуру плавления (около 2050 ^oC), поэтому требуется слишком много энергии. Поэтому алюминиевые заводы наиболее выгодно строить в регионах, где есть свободный доступ к источникам электроэнергии.

33(2). Радиоактивность и закон радиоактивного распада. Изотопы. Технологии утилизации радиоактивных отходов и материалов. Радиоактивность- самопроизвольное превращение атомных ядер,сопровождающееся испусканием элементарных частиц или более легких ядер. Сущность радиоактивности: есть некоторые химические элементы и их изотопы, которые самопроизвольно могут излучать частицы или волны. Радиоактивный распад- процесс превращения. В 1896 Беккерель открыл явление радиоактивности. В 1899 Э.Резерфорд открыл,что уран излучает + и – заряженные частицы. Дозиметр- прибор для измерения естественной радиоактивности.(мкР/ч). Экспоненциальная доза измеряется в зивертах [Зв]. Во всех видах радиоактивности(кроме y-)изменяется состав ядра: Z-число p, А-массовое число. Виды радиоактивных лучей: 1)альфа лучи (поток ядер Не)- положит.заряженная, обладают большой ионизирующей способностью, но маленькой проникающей. 2)бета лучи-(поток электронов(-) и позитронов(+)). 3)гама лучи- (электромагнтиное коротковолновое жесткое излучение)

большая проникающая способность, но мал. ионизирующая.

Закон радиоактивного распада. N_{t =} N₀ * e ^{- t.}

Число радиоактивных ядер экспоненциально убывает со временем. Естественная радиоактивность— самопроизво-льный распад ядер элементов, встречающихся в природе. Распад, сопровождающийся испусканием альфа-частиц, назыв. альфа-распадом; распад, сопровождающийся испусканием бета-частиц - бета-распад. T ½ =ln*2/r - период полураспада(ПП). ПП – время, за кот распадается половина от первоначального к-ва ядер. Активность- величина обратная ПП. Изотопы – разновидности атомов одного химического элемента с разным к-вом нейтронов в ядре.(уран-235,-238, торий-232..).

Одним из самых надежных способов утилизации РАО является сплавление их со стеклом. Процесс ведется в стекловарных печах. Некоторые виды РАО, среди которых есть чрезвычайно активные, поступают в твердом виде. Переработка переводит их в порошки, пригодные для спекания в керамику, которую затем убирают в хранилище. Предлагается утилизация радиоактивных отходов (РО) в специальных СВЧ печах путем непрерывного процесса стеклования в толстом слое гарнисажа. Можно также использовать технологию заплавления РАО в стекло при температурах 1000-1300 С. При этом, проведение технологического процесса будет намного проще и безопаснее, чем в холодном тигле.