Номер 6, страница 172 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 7. Периодический закон и строение атома. Параграф 49. Классификация химических элементов. Подумай, ответь, выполни... - номер 6, страница 172.

Условие.

6. В некоторых ядерных реакторах жидкий натрий используют в качестве теплоносителя — вещества, переносящего тепло, вырабатываемое реактором. В чём опасность для окружающей среды такого использования натрия? Для ответа на этот вопрос воспользуйтесь Интернетом или дополнительной литературой.

Решение.

Решение 2.

Использование жидкого натрия в качестве теплоносителя в ядерных реакторах сопряжено с рядом серьёзных опасностей для окружающей среды, которые обусловлены его уникальными химическими и физическими свойствами.

Основные риски можно разделить на три категории:

1. Высокая химическая активность. Натрий — это щелочной металл, который бурно реагирует со многими веществами.
Реакция с водой: При контакте с водой (например, в случае утечки из первого контура во второй, пароводяной, или непосредственно в окружающую среду) происходит бурная экзотермическая реакция с выделением газообразного водорода и образованием едкого гидроксида натрия (каустической соды). Химическое уравнение реакции: $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \uparrow$. Выделяющееся тепло способно воспламенить водород, что может привести к взрыву и пожару. Такой пожар крайне сложно потушить, так как использование воды лишь усугубляет ситуацию.
Реакция с воздухом: Жидкий натрий может самовоспламениться на воздухе, особенно при высоких температурах, образуя едкий дым из оксидов натрия ($4Na + O_2 \rightarrow 2Na_2O$). Это создаёт дополнительную пожарную опасность.

2. Наведённая радиоактивность. Проходя через активную зону реактора, теплоноситель-натрий подвергается интенсивному нейтронному облучению. При этом стабильный изотоп натрий-23 ($^{23}Na$) захватывает нейтрон и превращается в радиоактивный изотоп натрий-24 ($^{24}Na$) по реакции: $^{23}Na + n \rightarrow ^{24}Na$. Натрий-24 является источником мощного гамма- и бета-излучения с периодом полураспада около 15 часов. В случае утечки такого радиоактивного натрия из контура охлаждения произойдёт серьёзное радиоактивное загрязнение окружающей среды. Несмотря на относительно короткий период полураспада, начальная активность в зоне утечки может быть чрезвычайно высокой.

3. Токсичность продуктов реакции. Гидроксид натрия ($NaOH$), образующийся при реакции натрия с водой, является сильной щёлочью. Его попадание в почву или водоёмы приводит к резкому изменению pH, вызывая химические ожоги и гибель местных экосистем.

Таким образом, главная опасность заключается в том, что авария с утечкой натриевого теплоносителя может вызвать комплексное бедствие: химическое загрязнение (щёлочью), термическое поражение (пожар, взрыв) и радиационное заражение местности (радиоактивным натрием-24).

Ответ: Опасность использования жидкого натрия в ядерных реакторах для окружающей среды заключается в его высокой химической активности (риск взрыва и пожара при контакте с водой или воздухом), способности становиться радиоактивным под действием нейтронов (образование изотопа $^{24}Na$), а также в токсичности и коррозионной активности продуктов его реакций (например, гидроксида натрия).