પ્રકૃતિમાં યુરેનિયમ કેવી રીતે બને છે. યુરેનિયમ ઓર

પરમાણુ તકનીકો મોટે ભાગે રેડિયોકેમિસ્ટ્રી પદ્ધતિઓના ઉપયોગ પર આધારિત છે, જે બદલામાં કિરણોત્સર્ગી તત્વોના પરમાણુ ભૌતિક, ભૌતિક, રાસાયણિક અને ઝેરી ગુણધર્મો પર આધારિત છે.

આ પ્રકરણમાં આપણે મુખ્ય ફિસિલ આઇસોટોપ્સ - યુરેનિયમ અને પ્લુટોનિયમના ગુણધર્મોના સંક્ષિપ્ત વર્ણન સુધી પોતાને મર્યાદિત કરીશું.

યુરેનસ

યુરેનસ ( યુરેનિયમ) U - એક્ટિનાઇડ જૂથનું તત્વ, સામયિક પ્રણાલીનો 7-0મો સમયગાળો, Z=92, અણુ સમૂહ 238.029; પ્રકૃતિમાં સૌથી ભારે જોવા મળે છે.

યુરેનિયમના 25 જાણીતા આઇસોટોપ્સ છે, તે બધા કિરણોત્સર્ગી છે. સૌથી સરળ 217U (Tj/ 2 =26 ms), સૌથી ભારે 2 4 2 U (7 T J/2 =i6.8 મિનિટ). ત્યાં 6 પરમાણુ આઇસોમર્સ છે. પ્રાકૃતિક યુરેનિયમમાં ત્રણ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ હોય છે: 2 8 અને (99, 2 739%, Ti/ 2 = 4.47109 l), 2 35 U (0.7205%, G, / 2 = 7.04-109 વર્ષ) અને 2 34 U (%6,005) Ti/ 2=2.48-યુઝ એલ). કુદરતી યુરેનિયમની ચોક્કસ કિરણોત્સર્ગીતા 2.48104 Bq છે, જે લગભગ 2 34 U અને 288 U વચ્ચે અડધા ભાગમાં વહેંચાયેલી છે; 2 35U નાનું યોગદાન આપે છે (કુદરતી યુરેનિયમમાં 2 zi આઇસોટોપની વિશિષ્ટ પ્રવૃત્તિ 2 3 8 U ની પ્રવૃત્તિ કરતાં 21 ગણી ઓછી છે). થર્મલ ન્યુટ્રોન કેપ્ચર ક્રોસ-સેક્શન અનુક્રમે 2 zzi, 2 35U અને 2 3 8 U માટે 46, 98 અને 2.7 બાર્ન છે; 2 zzi અને 2 z 8 અને અનુક્રમે વિભાગ 527 અને 584 કોઠાર; આઇસોટોપ્સનું કુદરતી મિશ્રણ (0.7% 235U) 4.2 કોઠાર.

ટેબલ 1. પરમાણુ ભૌતિક ગુણધર્મો 2 h9 Ri અને 2 35Ts.

ટેબલ 2. ન્યુટ્રોન કેપ્ચર 2 35Ts અને 2 z 8 C.

યુરેનિયમના છ આઇસોટોપ્સ સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન માટે સક્ષમ છે: 282 U, 2 zzi, 234 U, 235 U, 2 z 6 i અને 2 z 8 i. કુદરતી આઇસોટોપ્સ 2 33 અને 2 35 U બંને થર્મલ અને ઝડપી ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ વિભાજન, અને 2 3 8 ન્યુક્લી માત્ર ત્યારે જ વિઘટન માટે સક્ષમ છે જ્યારે તેઓ 1.1 MeV કરતાં વધુની ઊર્જા સાથે ન્યુટ્રોન મેળવે છે. જ્યારે ઓછી ઉર્જા સાથે ન્યુટ્રોન કેપ્ચર કરતી વખતે, 288 U ન્યુક્લી પ્રથમ 2 -i9U ન્યુક્લીમાં પરિવર્તિત થાય છે, જે પછી p-ક્ષયમાંથી પસાર થાય છે અને પહેલા 2 -"*9Np અને પછી 2 39Pu માં પરિવર્તિત થાય છે. થર્મલને પકડવા માટે અસરકારક ક્રોસ સેક્શન 2 34U, 2 ન્યુક્લી 35U અને 2 з 8 અને અનુક્રમે 2 35U નું સંપૂર્ણ વિભાજન 2-107 kWh/kg ની "થર્મલ એનર્જી સમકક્ષ" ની બરાબર છે 2 35U અને 2 zi નો ઉપયોગ પરમાણુ બળતણ વિભાજન સાંકળ પ્રતિક્રિયા તરીકે થાય છે.

ન્યુક્લિયર રિએક્ટર 227-^240 સમૂહ સંખ્યા સાથે યુરેનિયમના n કૃત્રિમ આઇસોટોપ ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાંથી સૌથી લાંબો સમય 233U (7) છે V 2 =i.62 *5 વર્ષ); તે થોરિયમના ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. થર્મોન્યુક્લિયર વિસ્ફોટના સુપર-શક્તિશાળી ન્યુટ્રોન પ્રવાહમાં, 239^257 ની સમૂહ સંખ્યા સાથે યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સ જન્મે છે.

ઉરણ-232- ટેક્નોજેનિક ન્યુક્લાઇડ, એ-એમિટર, T x / 2=68.9 વર્ષ, પિતૃ આઇસોટોપ્સ 2 h 6 Pu(a), 23 2 Np(p*) અને 23 2 Ra(p), પુત્રી ન્યુક્લાઇડ 228 મી. સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનની તીવ્રતા 0.47 વિભાગ/સે કિગ્રા છે.

યુરેનિયમ-232 નીચેના ક્ષયના પરિણામે રચાય છે:

ન્યુક્લાઇડનો P + -સડો *3 a Np (Ti/ 2 = 14.7 મિનિટ):

પરમાણુ ઉદ્યોગમાં, થોરિયમ ઇંધણ ચક્રમાં ફિસિલ (હથિયાર-ગ્રેડ) ન્યુક્લાઇડ 2 ઝી ના સંશ્લેષણ દરમિયાન 2 3 2 U ઉપ-ઉત્પાદન તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. જ્યારે 2 3 2 Th ન્યુટ્રોન સાથે ઇરેડિયેટ થાય છે, ત્યારે મુખ્ય પ્રતિક્રિયા થાય છે:

અને બે-પગલાની બાજુની પ્રતિક્રિયા:

થોરિયમમાંથી 232 U નું ઉત્પાદન માત્ર ઝડપી ન્યુટ્રોનથી થાય છે (ઇ„>6 MeV). જો પ્રારંભિક પદાર્થમાં 2 3°TH હોય, તો 2 3 2 U ની રચના પ્રતિક્રિયા દ્વારા પૂરક બને છે: 2 3°TH + u-> 2 3'TH. આ પ્રતિક્રિયા થર્મલ ન્યુટ્રોનનો ઉપયોગ કરીને થાય છે. સંખ્યાબંધ કારણોસર 2 3 2 U ની ઉત્પત્તિ અનિચ્છનીય છે. તેને 2 3°TH ની ન્યૂનતમ સાંદ્રતા સાથે થોરિયમનો ઉપયોગ કરીને દબાવવામાં આવે છે.

2 × 2 નો સડો નીચેની દિશામાં થાય છે:

228 મીમાં સડો (સંભાવના 10%, ક્ષય ઊર્જા 5.414 MeV):

ઉત્સર્જિત આલ્ફા કણોની ઊર્જા 5.263 MeV (31.6% કિસ્સાઓમાં) અને 5.320 MeV (68.2% કિસ્સાઓમાં) છે.

• - સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન (~ 12% કરતા ઓછી સંભાવના);
• - ન્યુક્લાઇડ 28 Mg ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો (5*10" 12% કરતા ઓછા સડોની સંભાવના):

ન્યુક્લાઇડ 2 ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો

યુરેનિયમ-232 એ લાંબી સડો સાંકળનો સ્થાપક છે, જેમાં ન્યુક્લાઇડ્સ - હાર્ડ વાય-ક્વોન્ટાના ઉત્સર્જકોનો સમાવેશ થાય છે:

^U-(3.64 દિવસ, a,y)-> 220 Rn-> (55.6 s, a)-> 21b Po->(0.155 s, a)-> 212 Pb->(10.64 કલાક, p, y) - > 212 Bi -> (60.6 m, p, y) -> 212 Po a, y) -> 208x1, 212 Po -> (3 "Yu' 7 s, a) -> 2o8 Pb (સ્ટેબ), 2o8 T1- >(3.06 m, p, y-> 2o8 Pb.

થોરિયમ ઊર્જા ચક્રમાં 2 zi ના ઉત્પાદન દરમિયાન 2 3 2 U નું સંચય અનિવાર્ય છે. 2 3 2 U ના ક્ષયમાંથી ઉદ્ભવતા તીવ્ર y-રેડિયેશન થોરિયમ ઊર્જાના વિકાસને અવરોધે છે. અસામાન્ય બાબત એ છે કે સમ આઇસોટોપ 2 3 2 11 ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ ઉચ્ચ વિભાજન ક્રોસ સેક્શન ધરાવે છે (થર્મલ ન્યુટ્રોન માટે 75 કોઠાર), તેમજ ઉચ્ચ ન્યુટ્રોન કેપ્ચર ક્રોસ સેક્શન - 73 બાર્ન. 2 3 2 U નો ઉપયોગ રાસાયણિક સંશોધનમાં કિરણોત્સર્ગી ટ્રેસરની પદ્ધતિમાં થાય છે.

2 h 2 અને લાંબી સડો શૃંખલાના સ્થાપક છે (2 h 2 T યોજના અનુસાર), જેમાં હાર્ડ y-ક્વોન્ટાના ન્યુક્લાઇડ્સ ઉત્સર્જકોનો સમાવેશ થાય છે. થોરિયમ ઊર્જા ચક્રમાં 2 zi ના ઉત્પાદન દરમિયાન 2 3 2 U નું સંચય અનિવાર્ય છે. 232 U ના સડોથી ઉદ્ભવતા તીવ્ર વાય-કિરણો થોરિયમ ઊર્જાના વિકાસને અવરોધે છે. અસાધારણ બાબત એ છે કે સમ આઇસોટોપ 2 3 2 U માં ન્યુટ્રોન (થર્મલ ન્યુટ્રોન માટે 75 કોઠાર), તેમજ ઉચ્ચ ન્યુટ્રોન કેપ્ચર ક્રોસ સેક્શન - 73 બાર્નના પ્રભાવ હેઠળ ઉચ્ચ વિભાજન ક્રોસ સેક્શન છે. 2 3 2 U નો ઉપયોગ ઘણીવાર રાસાયણિક અને ભૌતિક સંશોધનમાં કિરણોત્સર્ગી ટ્રેસર પદ્ધતિમાં થાય છે.

ઉરણ-233- માનવસર્જિત રેડિઓન્યુક્લાઇડ, એ-એમિટર (ઊર્જા 4.824 (82.7%) અને 4.783 MeV (14.9%)), Tvi = 1.585105 વર્ષ, પિતૃ ન્યુક્લિડ્સ 2 37Pu(a)-? 2 33Np(p +)-> 2 ззРа(р), પુત્રી ન્યુક્લાઇડ 22 9મી. થોરિયમમાંથી પરમાણુ રિએક્ટરમાં 2 zzi મેળવવામાં આવે છે: 2 z 2 Th ન્યુટ્રોન મેળવે છે અને 2 zzT માં ફેરવાય છે, જે 2 zzRa માં ક્ષીણ થાય છે અને પછી 2 zzi માં ફેરવાય છે. 2 ઝી (વિચિત્ર આઇસોટોપ) ના ન્યુક્લીઓ કોઈપણ ઊર્જાના ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન અને વિખંડન બંને માટે સક્ષમ છે, જે તેને અણુશસ્ત્રો અને રિએક્ટર ઇંધણ બંનેના ઉત્પાદન માટે યોગ્ય બનાવે છે. અસરકારક ફિશન ક્રોસ સેક્શન 533 બાર્ન છે, કેપ્ચર ક્રોસ સેક્શન 52 બાર્ન છે, ન્યુટ્રોન યીલ્ડ: ફિશન ઇવેન્ટ દીઠ - 2.54, શોષિત ન્યુટ્રોન દીઠ - 2.31. 2 zzi નું નિર્ણાયક દળ 2 35U (-16 kg) ના નિર્ણાયક દળ કરતાં ત્રણ ગણું ઓછું છે. સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનની તીવ્રતા 720 વિભાગ/સે કિગ્રા છે.

યુરેનિયમ-233 નીચેના ક્ષયના પરિણામે રચાય છે:

- (3 + -ન્યુક્લાઇડ 2 33Np નો ક્ષય (7^=36.2 મિનિટ):

ઔદ્યોગિક ધોરણે, ન્યુટ્રોન સાથે ઇરેડિયેશન દ્વારા 2 32Th થી 2 zi મેળવવામાં આવે છે:

જ્યારે ન્યુટ્રોન શોષાય છે, ત્યારે 2 zzi ન્યુક્લિયસ સામાન્ય રીતે વિભાજિત થાય છે, પરંતુ પ્રસંગોપાત ન્યુટ્રોનને પકડે છે, 2 34U માં ફેરવાય છે. જો કે 2 zzi સામાન્ય રીતે ન્યુટ્રોનને શોષ્યા પછી વિભાજીત થાય છે, તે કેટલીકવાર ન્યુટ્રોન જાળવી રાખે છે, 2 34U માં ફેરવાય છે. 2 ઝીરનું ઉત્પાદન ઝડપી અને થર્મલ રિએક્ટર બંનેમાં હાથ ધરવામાં આવે છે.

શસ્ત્રોના દૃષ્ટિકોણથી, 2 ZZI 2 39Pu સાથે તુલનાત્મક છે: તેની રેડિયોએક્ટિવિટી 2 39Pu ની 1/7 છે. (Ti/ 2 = 159200 લિટર વિરુદ્ધ 24100 લિટર Pu માટે), 2 zi નો નિર્ણાયક સમૂહ ^Pu (10 કિગ્રા વિરુદ્ધ 16 કિગ્રા) કરતા 60% વધારે છે, અને સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનનો દર 20 ગણો વધારે છે (bth - ' વિરુદ્ધ 310 10). 2 zzi માંથી ન્યુટ્રોન પ્રવાહ 2 39Pi કરતા ત્રણ ગણો વધારે છે. 2 zi પર આધારિત પરમાણુ ચાર્જ બનાવવા માટે ^Pi કરતાં વધુ પ્રયત્નોની જરૂર છે. મુખ્ય અવરોધ એ 2ZZI માં 232 U અશુદ્ધિની હાજરી છે, જેમાંથી ક્ષીણ પ્રોજેક્ટ્સનું વાય-રેડિયેશન 2ZZI સાથે કામ કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે અને તૈયાર શસ્ત્રોને શોધવાનું સરળ બનાવે છે. વધુમાં, 2 3 2 U નું ટૂંકું અર્ધ જીવન તેને આલ્ફા કણોનો સક્રિય સ્ત્રોત બનાવે છે. 1% 232 સાથે 2 zi અને શસ્ત્રો-ગ્રેડ પ્લુટોનિયમ કરતાં ત્રણ ગણી મજબૂત એ-એક્ટિવિટી ધરાવે છે અને તે મુજબ, વધુ રેડિયોટોક્સિસિટી છે. આ એ-પ્રવૃત્તિ શસ્ત્ર ચાર્જના પ્રકાશ તત્વોમાં ન્યુટ્રોનનું સર્જન કરે છે. આ સમસ્યાને ઘટાડવા માટે, Be, B, F, Li જેવા તત્વોની હાજરી ન્યૂનતમ હોવી જોઈએ. ન્યુટ્રોન પૃષ્ઠભૂમિની હાજરી ઇમ્પ્લોઝન સિસ્ટમ્સના સંચાલનને અસર કરતી નથી, પરંતુ તોપ સર્કિટને પ્રકાશ તત્વો માટે ઉચ્ચ સ્તરની શુદ્ધતાની જરૂર હોય છે. ). 1 + 0.2%.

2 ઝીનો સડો નીચેની દિશામાં થાય છે:

22 9th માં સડો (સંભાવના 10%, ક્ષય ઊર્જા 4.909 MeV):

ઉત્સર્જિત યાહર કણોની ઊર્જા 4.729 MeV (1.61% કિસ્સાઓમાં), 4.784 MeV (13.2% કિસ્સાઓમાં) અને 4.824 MeV (84.4% કિસ્સાઓમાં) છે.

• - સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન (સંભાવના
• - ન્યુક્લાઇડ 28 Mg ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો (1.3*10_13% કરતા ઓછી સડોની સંભાવના):

ન્યુક્લાઇડ 24 Ne (સડોની સંભાવના 7.3-10-“%) ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો:

2 zzi ની સડો સાંકળ નેપટ્યુનિયમ શ્રેણીની છે.

2 zi ની ચોક્કસ રેડિયોએક્ટિવિટી 3.57-8 Bq/g છે, જે પ્લુટોનિયમના -15% ની એ-એક્ટિવિટી (અને રેડિયોટોક્સિસિટી) ને અનુરૂપ છે. માત્ર 1% 2 3 2 U રેડિયોએક્ટિવિટી 212 mCi/g સુધી વધારી દે છે.

ઉરણ-234(યુરેનસ II, UII)કુદરતી યુરેનિયમનો ભાગ (0.0055%), 2.445105 વર્ષ, એ-એમિટર (એ-કણોની ઊર્જા 4.777 (72%) અને

4.723 (28%) MeV), પિતૃ રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ: 2 h 8 Pu(a), 234 Pa(P), 234 Np(p +),

પુત્રી આઇસોટોપ 2 z”th માં.

સામાન્ય રીતે, 234 U 2 h 8 u સાથે સંતુલનમાં હોય છે, તે જ દરે ક્ષીણ અને રચના કરે છે. કુદરતી યુરેનિયમની લગભગ અડધી રેડિયોએક્ટિવિટી 234U દ્વારા ફાળો આપે છે. સામાન્ય રીતે, 234U શુદ્ધ 2 × 8 Pu ની જૂની તૈયારીઓની આયન-વિનિમય ક્રોમેટોગ્રાફી દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. એક-સડો દરમિયાન, *zRi 2 34U ઉપજ આપે છે, તેથી 2 h 8 Ru ની જૂની તૈયારીઓ 2 34U ના સારા સ્ત્રોત છે. yuo g 238Pi એક વર્ષ પછી 776 mg 2 34U ધરાવે છે, 3 વર્ષ પછી

2.2 ગ્રામ 2 34U. અત્યંત સમૃદ્ધ યુરેનિયમમાં 2 34U ની સાંદ્રતા પ્રકાશ આઇસોટોપ્સ સાથે પ્રેફરન્શિયલ સંવર્ધનને કારણે ઘણી વધારે છે. 2 34u મજબૂત y-ઉત્સર્જન કરનાર હોવાથી, બળતણમાં પ્રક્રિયા કરવા માટે બનાવાયેલ યુરેનિયમમાં તેની સાંદ્રતા પર નિયંત્રણો છે. 234i ના વધેલા સ્તરો રિએક્ટર માટે સ્વીકાર્ય છે, પરંતુ પુનઃપ્રોસેસ કરેલા ખર્ચેલા ઇંધણમાં પહેલેથી જ આ આઇસોટોપના અસ્વીકાર્ય સ્તરો છે.

234i નો સડો નીચેની દિશામાં થાય છે:

A-સડો 2 3°Т પર (સંભાવના 100%, ક્ષય ઊર્જા 4.857 MeV):

ઉત્સર્જિત આલ્ફા કણોની ઊર્જા 4.722 MeV (28.4% કિસ્સાઓમાં) અને 4.775 MeV (71.4% કિસ્સાઓમાં) છે.

• - સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન (સંભાવના 1.73-10-9%).
• - ન્યુક્લાઇડ 28 Mg ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો (સડો થવાની સંભાવના 1.4-10%, અન્ય ડેટા અનુસાર 3.9-10%):

• - ન્યુક્લાઇડ્સ 2 4Ne અને 26 Ne (સડોની સંભાવના 9-10", 2%, અન્ય ડેટા અનુસાર 2,3-10_11%) ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો:

એકમાત્ર જાણીતો આઇસોમર 2 34ti (Tx/ 2 = 33.5 μs) છે.

2 34U થર્મલ ન્યુટ્રોનનો શોષણ ક્રોસ સેક્શન 100 બાર્ન છે, અને રેઝોનન્સ ઇન્ટિગ્રલ માટે વિવિધ મધ્યવર્તી ન્યુટ્રોન પર સરેરાશ 700 બાર્ન છે. તેથી, થર્મલ ન્યુટ્રોન રિએક્ટરમાં તે 238U (2.7 બાર્નના ક્રોસ-સેક્શન સાથે) 2 39Ru માં રૂપાંતરિત થાય છે તેના કરતાં વધુ ઝડપી દરે ફિસિલ 235U માં રૂપાંતરિત થાય છે. પરિણામે, ખર્ચાયેલા બળતણમાં તાજા બળતણ કરતાં 2 34U ઓછું હોય છે.

ઉરણ-235 4P+3 પરિવાર સાથે સંબંધ ધરાવે છે, જે વિખંડન સાંકળ પ્રતિક્રિયા પેદા કરવામાં સક્ષમ છે. આ પ્રથમ આઇસોટોપ છે જેમાં ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ દબાણયુક્ત પરમાણુ વિભાજનની પ્રતિક્રિયા મળી આવી હતી. ન્યુટ્રોનને શોષવાથી, 235U 2 zbi બને છે, જે બે ભાગમાં વિભાજિત થાય છે, ઊર્જા મુક્ત કરે છે અને ઘણા ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે. કોઈપણ ઊર્જાના ન્યુટ્રોન દ્વારા વિચ્છેદિત અને સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન માટે સક્ષમ, આઇસોટોપ 2 35U એ કુદરતી યુફાન (0.72%), એ-એમિટર (ઊર્જા 4.397 (57%) અને 4.367 (18%) MeV) નો ભાગ છે. Ti/j=7.038-8 વર્ષ, માતા ન્યુક્લિડ્સ 2 35Pa, 2 35Np અને 2 39Pu, પુત્રી - 23મી. સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન દર 2 3su 0.16 વિખંડન/s kg. જ્યારે એક 2 35U ન્યુક્લિયસ વિભાજન, 200 MeV ઉર્જા = 3.210 p J મુક્ત થાય છે, એટલે કે. 18 TJ/mol=77 TJ/kg. થર્મલ ન્યુટ્રોન દ્વારા ફિશનનો ક્રોસ સેક્શન 545 કોઠાર છે, અને ઝડપી ન્યુટ્રોન દ્વારા - 1.22 કોઠાર, ન્યુટ્રોન ઉપજ: ફિશન એક્ટ દીઠ - 2.5, શોષિત ન્યુટ્રોન દીઠ - 2.08.

ટિપ્પણી. આઇસોટોપ 2 sii (oo બાર્ન) ઉત્પન્ન કરવા માટે ધીમા ન્યુટ્રોન કેપ્ચર માટેનો ક્રોસ સેક્શન, જેથી કુલ ધીમો ન્યુટ્રોન શોષણ ક્રોસ સેક્શન 645 બાર્ન છે.

• - સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન (સંભાવના 7*10~9%);
• - ન્યુક્લિડ્સ 2 °Ne, 2 5Ne અને 28 Mg ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો (સંભાવનાઓ, અનુક્રમે, 8-io_10%, 8-kg 10%, 8*10", 0% છે):

ચોખા. 1.

એકમાત્ર જાણીતો આઇસોમર 2 35n»u (7/ 2 = 2b મિનિટ) છે.

વિશિષ્ટ પ્રવૃત્તિ 2 35C 7.77-4 Bq/g. પરાવર્તક સાથેના બોલ માટે શસ્ત્ર-ગ્રેડ યુરેનિયમ (93.5% 2 35U)નું નિર્ણાયક સમૂહ 15-7-23 કિગ્રા છે.

2 » 5U વિખંડનનો ઉપયોગ અણુશસ્ત્રોમાં, ઊર્જા ઉત્પાદન માટે અને મહત્વપૂર્ણ એક્ટિનાઇડ્સના સંશ્લેષણ માટે થાય છે. 2 35C ના વિભાજન દરમિયાન ઉત્પાદિત ન્યુટ્રોનના વધારાને કારણે સાંકળ પ્રતિક્રિયા જાળવવામાં આવે છે.

ઉરણ-236પૃથ્વી પર કુદરતી રીતે ટ્રેસ જથ્થામાં જોવા મળે છે (ચંદ્ર પર તે વધુ છે), એ-એમિટર (?

ચોખા. 2. કિરણોત્સર્ગી કુટુંબ 4/7+2 (-з 8 и સહિત).

અણુ રિએક્ટરમાં, 2 sz થર્મલ ન્યુટ્રોનને શોષી લે છે, ત્યારબાદ તે 82% ની સંભાવના સાથે વિભાજન કરે છે, અને 18% ની સંભાવના સાથે તે y-ક્વોન્ટમ બહાર કાઢે છે અને 2 sb માં ફેરવાય છે અને (ત્યાં 100 વિખંડિત ન્યુક્લી 2 35U માટે 22 રચાયેલા મધ્યવર્તી કેન્દ્ર છે 2 3 6 U) . ઓછી માત્રામાં તે તાજા બળતણનો ભાગ છે; જ્યારે યુરેનિયમ રિએક્ટરમાં ન્યુટ્રોન સાથે ઇરેડિયેટ થાય છે ત્યારે તે એકઠા થાય છે, અને તેથી ખર્ચાયેલા પરમાણુ બળતણ માટે "સિગ્નલિંગ ઉપકરણ" તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. 2 h b અને વપરાયેલ પરમાણુ બળતણના પુનર્જીવન દરમિયાન ગેસ પ્રસરણ દ્વારા આઇસોટોપ્સના વિભાજન દરમિયાન આડપેદાશ તરીકે રચાય છે. 236 U એ પાવર રિએક્ટરમાં રચાયેલ ન્યુટ્રોન ઝેર છે; પરમાણુ બળતણમાં તેની હાજરીની ભરપાઈ ઉચ્ચ સ્તરના સંવર્ધન 2 35 U દ્વારા કરવામાં આવે છે.

2 z b અને તેનો ઉપયોગ સમુદ્રના પાણીના મિશ્રણના ટ્રેસર તરીકે થાય છે.

યુરેનિયમ-237,T&= 6.75 દિવસ, બીટા અને ગામા ઉત્સર્જક, પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી મેળવી શકાય છે:

તપાસ 287 અને સાથે રેખાઓ સાથે હાથ ધરવામાં આંખ = o,ob MeV (36%), 0.114 MeV (0.06%), 0.165 MeV (2.0%), 0.208 MeV (23%)

રાસાયણિક સંશોધનમાં રેડિયોએક્ટિવ ટ્રેસર પદ્ધતિમાં 237U નો ઉપયોગ થાય છે. અણુશસ્ત્રોના પરીક્ષણોમાંથી પરિણામમાં એકાગ્રતા (2-4°Am) માપવાથી ચાર્જના પ્રકાર અને ઉપયોગમાં લેવાતા સાધનો વિશે મૂલ્યવાન માહિતી મળે છે.

ઉરણ-238- 4P+2 પરિવાર સાથે સંબંધ ધરાવે છે, ઉચ્ચ-ઊર્જા ન્યુટ્રોન (1.1 MeV થી વધુ) દ્વારા વિભાજન, સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન માટે સક્ષમ, કુદરતી યુરેનિયમ (99.27%), એ-એમિટર, 7’નો આધાર બનાવે છે; /2=4>468-109 વર્ષ, સીધા 2 34th માં ક્ષીણ થાય છે, સંખ્યાબંધ આનુવંશિક રીતે સંબંધિત રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ બનાવે છે, અને 18 ઉત્પાદનો પછી 206 Pb માં ફેરવાય છે. શુદ્ધ 2 3 8 U 1.22-104 Bq ની ચોક્કસ રેડિયોએક્ટિવિટી ધરાવે છે. અર્ધ જીવન ખૂબ લાંબુ છે - લગભગ 10 16 વર્ષ, તેથી મુખ્ય પ્રક્રિયાના સંબંધમાં વિભાજનની સંભાવના - આલ્ફા કણોનું ઉત્સર્જન - માત્ર 10" 7 છે. એક કિલોગ્રામ યુરેનિયમ પ્રતિ સેકન્ડમાં માત્ર 10 સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન આપે છે, અને તે જ સમયે આલ્ફા કણો 20 મિલિયન ન્યુક્લિડ્સનું ઉત્સર્જન કરે છે: 2 4 2 Pu(a), *38ra(p-) 234th, પુત્રી. ટી,/ 2 = 2 :i 4 ગુ.

યુરેનિયમ-238 નીચેના ક્ષયના પરિણામે રચાય છે:

2 (V0 4) 2 ] 8H 2 0. ગૌણ ખનિજોમાં, હાઇડ્રેટેડ કેલ્શિયમ યુરેનાઇલ ફોસ્ફેટ Ca(U0 2) 2 (P0 4) 2 -8H 2 0 સામાન્ય રીતે ખનિજોમાં યુરેનિયમ, ટાઇટેનિયમ હોય છે. ટેન્ટેલમ, દુર્લભ પૃથ્વી. તેથી, યુરેનિયમ ધરાવતા અયસ્કની જટિલ પ્રક્રિયા માટે પ્રયત્ન કરવો સ્વાભાવિક છે.

યુરેનિયમના મૂળભૂત ભૌતિક ગુણધર્મો: અણુ સમૂહ 238.0289 amu. (g/mol); અણુ ત્રિજ્યા 138 pm (1 pm = 12 m); આયનીકરણ ઊર્જા (પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન 7.11 eV; ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન -5f36d‘7s 2; ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ 6, 5, 4, 3; GP l = 113 2, 2 °; ટી ટી,1=3818°; ઘનતા 19.05; ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા 0.115 JDKmol); તાણ શક્તિ 450 MPa, ફ્યુઝનની ગરમી 12.6 kJ/mol, બાષ્પીભવનની ગરમી 417 kJ/mol, ચોક્કસ ગરમી 0.115 J/(mol-K); દાળ વોલ્યુમ 12.5 cm3/mol; લાક્ષણિકતા ડેબી તાપમાન © D =200K, સુપરકન્ડક્ટીંગ સ્ટેટમાં સંક્રમણનું તાપમાન લગભગ.68K.

યુરેનિયમ ભારે, ચાંદી-સફેદ, ચળકતી ધાતુ છે. તે સ્ટીલ કરતાં સહેજ નરમ, નમ્ર, લવચીક, સહેજ પેરામેગ્નેટિક ગુણધર્મો ધરાવે છે અને પાવડર સ્વરૂપમાં પાયરોફોરિક છે. યુરેનિયમમાં ત્રણ એલોટ્રોપિક સ્વરૂપો છે: આલ્ફા (ઓર્થોરોમ્બિક, એ-યુ, જાળીના પરિમાણો 0=285, b= 587, c=49b pm, 667.7° સુધી સ્થિર), બીટા (ટેટ્રાગોનલ, p-U, 667.7 થી 774.8° સુધી સ્થિર), ગામા (એક ઘન શરીર-કેન્દ્રિત જાળી સાથે, y-U, 774.8° થી ગલનબિંદુ સુધી અસ્તિત્વમાં છે, frm= ii34 0).

ઓરડાના તાપમાને, ઓર્થોરોમ્બિક એ-ફેઝ સ્થિર છે; ABC,અત્યંત અસમપ્રમાણ પ્રિઝમેટિક જાળીમાં. સ્તરોની અંદર, અણુઓ ચુસ્તપણે બંધાયેલા હોય છે, જ્યારે નજીકના સ્તરોમાં અણુઓ વચ્ચેના બોન્ડની મજબૂતાઈ ઘણી નબળી હોય છે (આકૃતિ 4). આ એનિસોટ્રોપિક માળખું અન્ય ધાતુઓ સાથે યુરેનિયમને મિશ્રિત કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. માત્ર મોલીબડેનમ અને નિઓબિયમ યુરેનિયમ સાથે ઘન-તબક્કાના એલોય બનાવે છે. જો કે, યુરેનિયમ ધાતુ ઘણા બધા એલોય સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, આંતરમેટાલિક સંયોજનો બનાવે છે.

668^775° રેન્જમાં છે (3-યુરેનિયમ. ટેટ્રાગોનલ પ્રકારની જાળીમાં સમતલની સમાંતર સ્તરો સાથે સ્તરવાળી માળખું હોય છે. abસ્થિતિમાં 1/4С, 1/2 સાથેઅને યુનિટ સેલનો 3/4C. 775° થી ઉપરના તાપમાને, શરીર-કેન્દ્રિત ઘન જાળી સાથે y-યુરેનિયમ રચાય છે. મોલીબડેનમનો ઉમેરો વાય-તબક્કાને ઓરડાના તાપમાને હાજર રહેવાની મંજૂરી આપે છે. મોલિબડેનમ y-યુરેનિયમ સાથે ઘન ઉકેલોની વિશાળ શ્રેણી બનાવે છે અને ઓરડાના તાપમાને y-તબક્કાને સ્થિર કરે છે. y-યુરેનિયમ બરડ a- અને (3-તબક્કા.

ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન યુરેનિયમના ભૌતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે, જેના કારણે નમૂનાના કદમાં વધારો થાય છે, આકારમાં ફેરફાર થાય છે, તેમજ યુરેનિયમ બ્લોક્સના યાંત્રિક ગુણધર્મો (ક્રીપ, એમ્બ્રીટલમેન્ટ) માં તીવ્ર બગાડ થાય છે. પરમાણુ રિએક્ટરનું સંચાલન. ઓછી ઘનતાવાળા તત્વોના અશુદ્ધિઓના વિભાજન દરમિયાન યુરેનિયમમાં સંચયને કારણે વોલ્યુમમાં વધારો થાય છે (અનુવાદ 1% ફ્રેગમેન્ટેશન તત્વોમાં યુરેનિયમ 3.4% દ્વારા વોલ્યુમ વધે છે).

ચોખા. 4. યુરેનિયમની કેટલીક સ્ફટિક રચનાઓ: એ - એ-યુરેનિયમ, બી - પી-યુરેનિયમ.

ધાતુની સ્થિતિમાં યુરેનિયમ મેળવવા માટેની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિઓ ક્ષાર અથવા આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ સાથેના ફ્લોરાઇડ્સમાં ઘટાડો અથવા પીગળેલા ક્ષારનું વિદ્યુત વિચ્છેદન છે. યુરેનિયમ ટંગસ્ટન અથવા ટેન્ટેલમ સાથેના કાર્બાઇડમાંથી મેટલોથર્મિક ઘટાડા દ્વારા પણ મેળવી શકાય છે.

ઇલેક્ટ્રોનને સરળતાથી છોડી દેવાની ક્ષમતા યુરેનિયમના ઘટાડાના ગુણધર્મો અને તેની મોટી રાસાયણિક પ્રવૃત્તિને નિર્ધારિત કરે છે. યુરેનિયમ +2, +3, +4, +5, +6 ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ પ્રાપ્ત કરીને, ઉમદા વાયુઓ સિવાય લગભગ તમામ તત્વો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. ઉકેલમાં મુખ્ય સંયોજકતા 6+ છે.

હવામાં ઝડપથી ઓક્સિડાઇઝિંગ, મેટાલિક યુરેનિયમ ઓક્સાઇડની બહુરંગી ફિલ્મથી ઢંકાયેલું છે. ફાઇન યુરેનિયમ પાવડર સ્વયંભૂ હવામાં સળગે છે (1504-175 ° તાપમાને), રચાય છે અને;) ઓવ. 1000° પર, યુરેનિયમ નાઈટ્રોજન સાથે જોડાય છે, જે પીળા યુરેનિયમ નાઈટ્રાઈડ બનાવે છે. પાણી ધાતુ સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, ધીમે ધીમે નીચા તાપમાને અને ઝડપથી ઊંચા તાપમાને. યુરેનિયમ હાઇડ્રોજન છોડવા માટે ઉકળતા પાણી અને વરાળ સાથે હિંસક પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે યુરેનિયમ સાથે હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે

આ પ્રતિક્રિયા ઓક્સિજનમાં યુરેનિયમના દહન કરતાં વધુ ઊર્જાસભર છે. યુરેનિયમની આ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ પરમાણુ રિએક્ટરમાં યુરેનિયમને પાણીના સંપર્કથી બચાવવા માટે જરૂરી બનાવે છે.

યુરેનિયમ હાઇડ્રોક્લોરિક, નાઈટ્રિક અને અન્ય એસિડમાં ઓગળી જાય છે, જે U(IV) ક્ષાર બનાવે છે, પરંતુ આલ્કલી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતું નથી. યુરેનિયમ અકાર્બનિક એસિડ અને પારો, ચાંદી, તાંબુ, ટીન, પ્લેટિનમ અને સોના જેવી ધાતુઓના મીઠાના દ્રાવણમાંથી હાઇડ્રોજનને વિસ્થાપિત કરે છે. જ્યારે જોરશોરથી હલાવવામાં આવે છે, ત્યારે યુરેનિયમના ધાતુના કણો ચમકવા લાગે છે.

યુરેનિયમ અણુના ઈલેક્ટ્રોન શેલની માળખાકીય વિશેષતાઓ (^/-ઈલેક્ટ્રોનની હાજરી) અને તેના કેટલાક ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મો યુરેનિયમને એક્ટિનાઈડ શ્રેણીના સભ્ય તરીકે વર્ગીકૃત કરવાના આધાર તરીકે કામ કરે છે. જો કે, યુરેનિયમ અને Cr, Mo અને W વચ્ચે રાસાયણિક સામ્યતા છે. યુરેનિયમ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે અને ઉમદા વાયુઓ સિવાયના તમામ તત્વો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. નક્કર તબક્કામાં, U(VI) ના ઉદાહરણો uranyl trioxide U0 3 અને uranyl ક્લોરાઇડ U0 2 C1 2 છે. યુરેનિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડ UC1 4 અને યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ U0 2

U(IV) ના ઉદાહરણો. U(IV) ધરાવતા પદાર્થો સામાન્ય રીતે અસ્થિર હોય છે અને લાંબા સમય સુધી હવાના સંપર્કમાં આવે ત્યારે તે હેક્સાવેલન્ટ બની જાય છે.

યુરેનિયમ-ઓક્સિજન પ્રણાલીમાં છ ઓક્સાઇડ સ્થાપિત થયેલ છે: UO, U0 2, U 4 0 9, અને 3 Ov, U0 3. તેઓ એકરૂપતાની વિશાળ શ્રેણી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. U0 2 એ મૂળભૂત ઓક્સાઇડ છે, જ્યારે U0 3 એમ્ફોટેરિક છે. U0 3 - સંખ્યાબંધ હાઇડ્રેટ બનાવવા માટે પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જેમાંથી સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે ડાય્યુરેનિક એસિડ H 2 U 2 0 7 અને યુરેનિક એસિડ H 2 1U 4. આલ્કલીસ સાથે, U0 3 આ એસિડના ક્ષાર બનાવે છે - યુરેનેટ્સ. જ્યારે U0 3 એસિડમાં ઓગળવામાં આવે છે, ત્યારે બમણું ચાર્જ યુરેનાઇલ કેશન U0 2 a+ ના ક્ષાર રચાય છે.

યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ, U0 2, સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક રચના ભુરો છે. જેમ જેમ ઓક્સાઈડમાં ઓક્સિજનનું પ્રમાણ વધે છે તેમ તેમ રંગ ઘેરા બદામીથી કાળો થઈ જાય છે. CaF 2 પ્રકારનું ક્રિસ્ટલ માળખું, એ = 0.547 એનએમ; ઘનતા 10.96 g/cm"* (યુરેનિયમ ઓક્સાઇડમાં સૌથી વધુ ઘનતા) T , pl =2875 0 , Tk " = 3450°, D#°298 = -1084.5 kJ/mol. યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ છિદ્ર વાહકતા અને મજબૂત પેરામેગ્નેટ સાથે સેમિકન્ડક્ટર છે. MPC = o.015 mg/m3. પાણીમાં અદ્રાવ્ય. -200°ના તાપમાને તે ઓક્સિજન ઉમેરે છે, રચના U0 2>25 સુધી પહોંચે છે.

યુરેનિયમ (IV) ઓક્સાઇડ નીચેની પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે:

યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ માત્ર મૂળભૂત ગુણધર્મો દર્શાવે છે; તે મૂળભૂત હાઇડ્રોક્સાઇડ U(OH) 4ને અનુરૂપ છે, જે પછી હાઇડ્રેટેડ હાઇડ્રોક્સાઇડ U0 2 H 2 0 માં રૂપાંતરિત થાય છે. યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ ધીમે ધીમે વાતાવરણીય ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં મજબૂત બિન-ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડમાં ઓગળી જાય છે. III + આયનોની રચના:

U0 2 + 2H 2 S0 4 ->U(S0 4) 2 + 2H 2 0. (38)

તે કેન્દ્રિત એસિડમાં દ્રાવ્ય છે, અને ફ્લોરિન આયન ઉમેરીને વિસર્જનનો દર નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકાય છે.

જ્યારે નાઈટ્રિક એસિડમાં ઓગળવામાં આવે છે, ત્યારે યુરેનાઇલ આયન 1O 2 2+ ની રચના થાય છે:

Triuranium octaoxide U 3 0s (યુરેનિયમ ઓક્સાઇડ) એ પાવડર છે જેનો રંગ કાળો થી ઘેરો લીલો હોય છે; જ્યારે મજબૂત રીતે કચડી નાખવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઓલિવ-લીલા રંગમાં ફેરવાય છે. મોટા કાળા સ્ફટિકો પોર્સેલેઇન પર લીલી છટાઓ છોડી દે છે. U 3 0 ના ત્રણ ક્રિસ્ટલ ફેરફારો જાણીતા છે h: a-U 3 C>8 - રોમ્બિક ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર (સ્પેસ ગ્રુપ C222; 0 = 0.671 nm; 6 = 1.197 nm; c = o.83 nm; ડી =0.839 એનએમ); p-U 3 0e - રોમ્બિક ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર (સ્પેસ ગ્રુપ એસટીએસટી; 0=0.705 nm; 6=1.172 એનએમ; 0=0.829 nm. વિઘટનની શરૂઆત oooo° (100 2 માં સંક્રમણ), MPC = 0.075 mg/m3 છે.

U 3 C>8 પ્રતિક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાય છે:

કેલ્સિનેશન દ્વારા U0 2, U0 2 (N0 3) 2, U0 2 C 2 0 4 3H 2 0, U0 4 -2H 2 0 અથવા (NH 4) 2 U 2 0 7 હવામાં 750 0 પર અથવા ઓક્સિજન વાતાવરણમાં ( p = 150+750 mmHg) stoichiometrically શુદ્ધ U 3 08 મેળવો.

જ્યારે U 3 0s ને T>oooo° પર કેલ્સાઈન કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઘટીને 10 2 થઈ જાય છે, પરંતુ હવામાં ઠંડુ થવા પર તે U 3 0s પર પાછું આવે છે. U 3 0e માત્ર કેન્દ્રિત મજબૂત એસિડમાં ઓગળે છે. હાઇડ્રોક્લોરિક અને સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં U(IV) અને U(VI) નું મિશ્રણ બને છે, અને નાઈટ્રિક એસિડમાં - uranyl નાઈટ્રેટ. ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો (નાઇટ્રિક એસિડ, પાયરોલુસાઇટ) ના ઉમેરાથી વિસર્જન દરમાં તીવ્ર વધારો થાય છે ત્યારે પણ પાતળું સલ્ફ્યુરિક અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ U 3 Os સાથે ખૂબ જ નબળી પ્રતિક્રિયા આપે છે; કેન્દ્રિત H 2 S0 4 U 3 Os ઓગાળીને U(S0 4) 2 અને U0 2 S0 4 બનાવે છે. નાઈટ્રિક એસિડ U 3 Oe ઓગાળીને યુરેનાઈલ નાઈટ્રેટ બનાવે છે.

યુરેનિયમ ટ્રાયઓક્સાઇડ, U0 3 - તેજસ્વી પીળા રંગનો સ્ફટિકીય અથવા આકારહીન પદાર્થ. પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. MPC = 0.075 mg/m3.

તે એમોનિયમ પોલીયુરેનેટ્સ, યુરેનિયમ પેરોક્સાઇડ, 300-500° પર યુરેનાઇલ ઓક્સાલેટ અને યુરેનાઇલ નાઈટ્રેટ હેક્સાહાઇડ્રેટને કેલ્સિન કરીને મેળવવામાં આવે છે. આ ઘનતા સાથે આકારહીન બંધારણનો નારંગી પાવડર બનાવે છે

6.8 g/cmz IU 3 નું સ્ફટિકીય સ્વરૂપ ઓક્સિજનના પ્રવાહમાં 450°h-750° તાપમાને U 3 0 8 ના ઓક્સિડેશન દ્વારા મેળવી શકાય છે. U0 3 (a, (3, y> §>?, n) ના છ સ્ફટિકીય ફેરફારો છે - U0 3 હાઇગ્રોસ્કોપિક છે અને ભેજવાળી હવામાં યુરેનાઇલ હાઇડ્રોક્સાઇડમાં ફેરવાય છે. તેનું 520°-^6oo° પર ગરમ થવાથી રચનાનું સંયોજન મળે છે. 1U 2>9, 6oo° સુધી વધુ ગરમ થવાથી વ્યક્તિ U 3 Os મેળવી શકે છે.

હાઇડ્રોજન, એમોનિયા, કાર્બન, આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વીની ધાતુઓ U0 3 થી U0 2 ઘટાડે છે. જ્યારે HF અને NH 3 વાયુઓનું મિશ્રણ પસાર થાય છે, ત્યારે UF 4 બને છે. ઉચ્ચ સંયોજકતા પર, યુરેનિયમ એમ્ફોટેરિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે. જ્યારે એસિડ U0 3 અથવા તેના હાઇડ્રેટના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે યુરેનાઇલ ક્ષાર (U0 2 2+) બને છે, રંગીન પીળો-લીલો:

મોટાભાગના યુરેનાઇલ ક્ષાર પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય હોય છે.

જ્યારે આલ્કલીસ સાથે ભળી જાય છે, ત્યારે U0 3 યુરેનિક એસિડ ક્ષાર બનાવે છે - MDKH યુરેનેટ્સ:

આલ્કલાઇન સોલ્યુશન્સ સાથે, યુરેનિયમ ટ્રાયઓક્સાઇડ પોલીયુરેનિક એસિડના ક્ષાર બનાવે છે - પોલીયુરેનેટ્સ DHM 2 Oy1U 3 pH^O.

યુરેનિક એસિડ ક્ષાર પાણીમાં વ્યવહારીક રીતે અદ્રાવ્ય હોય છે.

U(VI) ના અમ્લીય ગુણધર્મો મૂળભૂત કરતા ઓછા ઉચ્ચારવામાં આવે છે.

યુરેનિયમ ઓરડાના તાપમાને ફ્લોરિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. ફ્લોરાઇડ્સથી આયોડાઇડ્સમાં ઉચ્ચ હલાઇડ્સની સ્થિરતા ઘટે છે. ફ્લોરાઈડ્સ UF 3, U4F17, U2F9 અને UF 4 બિન-અસ્થિર છે, અને UFe અસ્થિર છે. સૌથી મહત્વપૂર્ણ ફ્લોરાઇડ્સ UF 4 અને UFe છે.

પ્રથા અનુસાર Ftppippiyanir okgilya t"yanya ppptrkart:

પ્રવાહી પથારીમાં પ્રતિક્રિયા સમીકરણ અનુસાર હાથ ધરવામાં આવે છે:

ફ્લોરિનેટીંગ એજન્ટોનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે: BrF 3, CC1 3 F (Freon-11) અથવા CC1 2 F 2 (Freon-12):

યુરેનિયમ ફ્લોરાઈડ (1U) UF 4 ("લીલું મીઠું") એ વાદળી-લીલાથી નીલમણિ-રંગીન પાવડર છે. G 11L = yuz6°; Гк,«,.=-1730°. DN° 29 8= 1856 kJ/mol. સ્ફટિક માળખું મોનોક્લિનિક છે (sp. gp. C2/s; 0=1.273 nm; 5=1.075 nm; 0=0.843 nm; d= 6.7 એનએમ; p=12b°20"; ઘનતા 6.72 g/cm3. UF 4 એ સ્થિર, નિષ્ક્રિય, બિન-અસ્થિર સંયોજન છે, જે પાણીમાં નબળી રીતે દ્રાવ્ય છે. UF 4 માટે શ્રેષ્ઠ દ્રાવક ફ્યુમિંગ પરક્લોરિક એસિડ HC10 છે 4. ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડમાં ઓગળી જાય છે. યુરેનાઇલ સોલ્ટ ; Al(N0 3) 3 અથવા AlC1 3 ના ગરમ દ્રાવણમાં તેમજ H 2 S0 4, HC10 4 અથવા HC1 સાથેના કોમ્પ્લેક્સિંગ એજન્ટોના દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે ઉદાહરણ તરીકે, Fe3 +, Al3 + અથવા બોરિક એસિડ, UF 4 ના વિસર્જનમાં પણ ફાળો આપે છે. અન્ય ધાતુઓના ફ્લોરાઇડ્સ સાથે તે સંખ્યાબંધ નબળા દ્રાવ્ય ક્ષાર (MeUFe, Me 2 UF6, Me 3 UF 7, વગેરે) બનાવે છે. 4 UF 5 ઔદ્યોગિક મહત્વ છે).

U(IV) ફ્લોરાઈડ એ તૈયારીમાં મધ્યવર્તી ઉત્પાદન છે

UF6 અને યુરેનિયમ મેટલ બંને.

UF 4 પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા મેળવી શકાય છે:

અથવા યુરેનાઇલ ફ્લોરાઇડના ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક ઘટાડા દ્વારા.

યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ UFe - ઓરડાના તાપમાને, ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે હાથીદાંતના રંગના સ્ફટિકો. ઘનતા

5.09 g/cmz, પ્રવાહી UFe ની ઘનતા - 3.63 g/cmz. અસ્થિર સંયોજન. Tvoag = 5^>5°> Gil=b4.5° (દબાણ હેઠળ). સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ વાતાવરણમાં 560° પર પહોંચે છે. રચનાની એન્થાલ્પી AH° 29 8 = -211b kJ/mol. સ્ફટિક માળખું ઓર્થોરોમ્બિક છે (અવકાશ જૂથ. આરપીટીએ; 0=0.999 nm; fe= 0.8962 એનએમ; c=o.5207 nm; ડી 5.060 એનએમ (25 0). MPC - 0.015 mg/m3. ઘન અવસ્થામાંથી, UF6 દબાણની વિશાળ શ્રેણી પર પ્રવાહી તબક્કાને બાયપાસ કરીને ગેસમાં સબલાઈમેટ (સબલાઈમેટ) કરી શકે છે. 50 0 50 kJ/mg પર ઉત્કર્ષની ગરમી. પરમાણુમાં કોઈ દ્વિધ્રુવ ક્ષણ નથી, તેથી UF6 સાંકળતું નથી. UFr વરાળ એક આદર્શ ગેસ છે.

તે તેના U સંયોજન પર ફ્લોરિનની ક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:

ગેસ-તબક્કાની પ્રતિક્રિયાઓ ઉપરાંત, પ્રવાહી-તબક્કાની પ્રતિક્રિયાઓ પણ છે

ઉદાહરણ તરીકે, halofluorides નો ઉપયોગ કરીને UF6 નું ઉત્પાદન

ફ્લોરિનનો ઉપયોગ કર્યા વિના UF6 મેળવવાની એક રીત છે - UF 4 ના ઓક્સિડેશન દ્વારા:

UFe શુષ્ક હવા, ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન અને C0 2 સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી, પરંતુ પાણીના સંપર્ક પર, તેના નિશાનો પણ, તે હાઇડ્રોલિસિસમાંથી પસાર થાય છે:

તે મોટાભાગની ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેમના ફ્લોરાઈડ્સ બનાવે છે, જે તેના સંગ્રહની પદ્ધતિઓને જટિલ બનાવે છે. UF6 સાથે કામ કરવા માટે યોગ્ય જહાજ સામગ્રી છે: જ્યારે ગરમ થાય છે, ની, મોનેલ અને Pt, ઠંડીમાં - ટેફલોન, એકદમ શુષ્ક ક્વાર્ટઝ અને કાચ, કોપર અને એલ્યુમિનિયમ પણ. 25-0°C ના તાપમાને તે ક્ષારયુક્ત ધાતુઓના ફ્લોરાઇડ અને 3NaFUFr>, 3KF2UF6 પ્રકારના ચાંદી સાથે જટિલ સંયોજનો બનાવે છે.

તે વિવિધ કાર્બનિક પ્રવાહી, અકાર્બનિક એસિડ અને તમામ હેલોફ્લોરાઇડ્સમાં સારી રીતે ઓગળી જાય છે. નિષ્ક્રિય થી શુષ્ક 0 2, N 2, C0 2, C1 2, Br 2. UFr સૌથી શુદ્ધ ધાતુઓ સાથે ઘટાડો પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. UF6 હાઇડ્રોકાર્બન અને અન્ય કાર્બનિક પદાર્થો સાથે જોરશોરથી પ્રતિક્રિયા આપે છે, તેથી UFe સાથે બંધ કન્ટેનર વિસ્ફોટ કરી શકે છે. UF6 25 -r100° ની રેન્જમાં આલ્કલી અને અન્ય ધાતુઓના ફ્લોરાઈડ્સ સાથે જટિલ ક્ષાર બનાવે છે. આ મિલકતનો ઉપયોગ યુએફના પસંદગીયુક્ત નિષ્કર્ષણ માટે ટેક્નોલોજીમાં થાય છે

યુરેનિયમ હાઈડ્રાઈડ્સ UH 2 અને UH 3 એ ધાતુમાં હાઈડ્રોજનના નક્કર દ્રાવણના પ્રકારના મીઠા જેવા હાઈડ્રાઈડ્સ અને હાઈડ્રાઈડ્સ વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે.

જ્યારે યુરેનિયમ નાઇટ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે નાઇટ્રાઇડ્સ રચાય છે. U-N સિસ્ટમમાં ચાર જાણીતા તબક્કાઓ છે: UN (યુરેનિયમ નાઇટ્રાઇડ), a-U 2 N 3 (સેક્વિનાઇટાઇડ), p- U 2 N 3 અને UN If90. યુએન 2 (ડાયનિટ્રાઇડ) ની રચના હાંસલ કરવી શક્ય નથી. યુરેનિયમ મોનોનિટ્રાઇડ યુએનનું સંશ્લેષણ વિશ્વસનીય અને સારી રીતે નિયંત્રિત છે, જે તત્વોમાંથી સીધા જ શ્રેષ્ઠ રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે. યુરેનિયમ નાઇટ્રાઇડ્સ પાવડરી પદાર્થો છે, જેનો રંગ ઘાટા ગ્રેથી ગ્રે સુધી બદલાય છે; મેટલ જેવો દેખાય છે. UN પાસે ઘન ચહેરો-કેન્દ્રિત સ્ફટિક માળખું છે, જેમ કે NaCl (0 = 4.8892 A); (/=14.324, 7^=2855°, 1700 0 સુધી શૂન્યાવકાશમાં સ્થિર. તે U અથવા U હાઇડ્રાઇડને N 2 સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. અથવા NH 3 , 1300° પર ઉચ્ચ U નાઇટ્રાઇડ્સનું વિઘટન અથવા યુરેનિયમ ધાતુ સાથે તેમનો ઘટાડો. U 2 N 3 બે પોલીમોર્ફિક ફેરફારોમાં જાણીતું છે: ઘન a અને ષટ્કોણ p (0 = 0.3688 nm, 6 = 0.5839 nm), N 2 ને 8oo° થી ઉપરના શૂન્યાવકાશમાં મુક્ત કરે છે. તે હાઇડ્રોજન સાથે યુએન 2 ને ઘટાડીને મેળવવામાં આવે છે. ઉચ્ચ N2 દબાણ હેઠળ N2 સાથે U પર પ્રતિક્રિયા કરીને UN2 ડાયનાટ્રાઇડનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. યુરેનિયમ નાઈટ્રાઈડ એસિડ અને આલ્કલી દ્રાવણમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય હોય છે, પરંતુ પીગળેલા આલ્કલી દ્વારા વિઘટિત થાય છે.

યુરેનિયમ નાઇટ્રાઇડ યુરેનિયમ ઓક્સાઇડના બે તબક્કાના કાર્બોથર્મિક ઘટાડા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:

આર્ગોનમાં 7M450 0 પર 10*20 કલાક માટે ગરમ કરો

ડાયનાઇટ્રાઇડ, UN 2 ની નજીકની રચનાનું યુરેનિયમ નાઇટ્રાઇડ UF 4 ને ઊંચા તાપમાન અને દબાણ પર એમોનિયાના સંપર્કમાં મૂકીને મેળવી શકાય છે.

જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે યુરેનિયમ ડાયનાઇટ્રાઇડ વિઘટિત થાય છે:

યુરેનિયમ નાઈટ્રાઈડ, 2 35 યુ પર સમૃદ્ધ, યુરેનિયમ ઓક્સાઈડ્સ કરતાં વધુ વિભાજન ઘનતા, થર્મલ વાહકતા અને ગલનબિંદુ ધરાવે છે - આધુનિક પાવર રિએક્ટરના પરંપરાગત બળતણ. તે પરંપરાગત ઇંધણ કરતાં સારી યાંત્રિક ગુણધર્મો અને સ્થિરતા પણ ધરાવે છે. તેથી, આ સંયોજન ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટર (જનરેશન IV પરમાણુ રિએક્ટર) માં પરમાણુ બળતણ માટે આશાસ્પદ આધાર તરીકે ગણવામાં આવે છે.

ટિપ્પણી. યુએનને ‘5N’ દ્વારા સમૃદ્ધ બનાવવું ખૂબ જ ઉપયોગી છે, કારણ કે .4 N ન્યુટ્રોનને પકડવાનું વલણ ધરાવે છે, (n,p) પ્રતિક્રિયા દ્વારા કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ 14 C પેદા કરે છે.

યુરેનિયમ કાર્બાઇડ UC 2 (?-ફેઝ) એ ધાતુની ચમક સાથે આછો ગ્રે સ્ફટિકીય પદાર્થ છે. યુ-સી સિસ્ટમ (યુરેનિયમ કાર્બાઇડ્સ) માં, યુસી 2 (?-તબક્કો), યુસી 2 (બી 2-તબક્કો), યુ 2 સી 3 (ઇ-ફેઝ), યુસી (બી 2-તબક્કો) - યુરેનિયમ કાર્બાઇડ્સ છે. યુરેનિયમ ડાયકાર્બાઇડ UC 2 પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા મેળવી શકાય છે:

U + 2C^UC 2 (54v)

યુરેનિયમ કાર્બાઈડ્સનો ઉપયોગ પરમાણુ રિએક્ટર માટે બળતણ તરીકે થાય છે;

યુરેનાઈલ નાઈટ્રેટ, યુરેનાઈલ નાઈટ્રેટ, U0 2 (N0 3) 2 -6H 2 0. આ મીઠામાં ધાતુની ભૂમિકા યુરેનાઈલ 2+ કેશન દ્વારા ભજવવામાં આવે છે. લીલોતરી રંગના પીળા સ્ફટિકો, પાણીમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય. જલીય દ્રાવણ એસિડિક છે. ઇથેનોલ, એસીટોન અને ઈથરમાં દ્રાવ્ય, બેન્ઝીન, ટોલ્યુએન અને ક્લોરોફોર્મમાં અદ્રાવ્ય. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે સ્ફટિકો ઓગળે છે અને HN0 3 અને H 2 0 છોડે છે. સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટ હવામાં સરળતાથી બાષ્પીભવન થાય છે. લાક્ષણિક પ્રતિક્રિયા એ છે કે NH 3 ની ક્રિયા હેઠળ એમોનિયમ યુરેનિયમનો પીળો અવક્ષેપ રચાય છે.

યુરેનિયમ ધાતુ-કાર્બનિક સંયોજનો બનાવવા માટે સક્ષમ છે. ઉદાહરણો U(C 5 H 5) 4 ની રચનાના સાયક્લોપેન્ટાડિનિલ ડેરિવેટિવ્ઝ અને તેમના હેલોજન-અવેજી u(C 5 H 5) 3 G અથવા u(C 5 H 5) 2 G 2 છે.

જલીય દ્રાવણમાં, યુરેનિયમ આયન U0 2 2+ ના સ્વરૂપમાં U(VI) ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં યુરેનિયમ સૌથી વધુ સ્થિર છે. થોડી હદ સુધી, તે U(IV) અવસ્થા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, પરંતુ તે U(III) સ્વરૂપમાં પણ થઈ શકે છે. U(V) ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ IO2+ આયન તરીકે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, પરંતુ અપ્રમાણસરતા અને જલવિચ્છેદનની વૃત્તિને કારણે આ સ્થિતિ ભાગ્યે જ જોવા મળે છે.

તટસ્થ અને એસિડિક દ્રાવણમાં, U(VI) U0 2 2+ - પીળા યુરેનાઇલ આયનના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. સારી રીતે દ્રાવ્ય યુરેનાઇલ ક્ષારમાં નાઇટ્રેટ U0 2 (N0 3) 2, સલ્ફેટ U0 2 S0 4, ક્લોરાઇડ U0 2 C1 2, ફ્લોરાઇડ U0 2 F 2, એસિટેટ U0 2 (CH 3 C00) 2 નો સમાવેશ થાય છે. આ ક્ષાર વિવિધ સંખ્યામાં પાણીના અણુઓ સાથે સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટના સ્વરૂપમાં ઉકેલોમાંથી મુક્ત થાય છે. સહેજ દ્રાવ્ય યુરેનાઇલ ક્ષાર છે: ઓક્સાલેટ U0 2 C 2 0 4, ફોસ્ફેટ્સ U0 2 HP0., અને UO2P2O4, એમોનિયમ યુરેનાઇલ ફોસ્ફેટ UO2NH4PO4, સોડિયમ યુરેનાઇલ વેનાડેટ NaU0 2 V0 4, ferro20 ide (ferro20) યુરેનાઇલ આયન જટિલ સંયોજનો બનાવવાની વૃત્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આમ, -, 4- પ્રકારના ફ્લોરિન આયનો સાથેના સંકુલ જાણીતા છે; નાઈટ્રેટ સંકુલ ' અને 2*; સલ્ફ્યુરિક એસિડ કોમ્પ્લેક્સ 2 " અને 4-; કાર્બોનેટ કોમ્પ્લેક્સ 4 " અને 2 ", વગેરે. જ્યારે આલ્કલી યુરેનાઇલ ક્ષારના દ્રાવણ પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે મી 2 યુ 2 0 7 પ્રકારના મૂત્રવર્ધક પદાર્થના ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય અવક્ષેપો છૂટા પડે છે (મોનોરેનેટ્સ મી 2 યુ0 4 ઉકેલોથી અલગ નથી, તેઓ આલ્કલીસ સાથે ફ્યુઝન યુરેનિયમ ઓક્સાઇડ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

આયર્ન, ઝીંક, એલ્યુમિનિયમ, સોડિયમ હાઇડ્રોસલ્ફાઇટ અને સોડિયમ એમલગમ દ્વારા U(IV) ના એસિડિક દ્રાવણમાં U(VI) નો ઘટાડો થાય છે. ઉકેલો લીલા રંગના હોય છે. ક્ષાર તેમાંથી હાઇડ્રોક્સાઇડ U0 2 (0H) 2, હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ - ફ્લોરાઇડ UF 4 -2.5H 2 0, ઓક્સાલિક એસિડ - ઓક્સાલેટ U(C 2 0 4) 2 -6H 2 0. U 4+ આયનની વૃત્તિ છે. યુરેનાઇલ આયન કરતા ઓછા સંકુલ બનાવે છે.

દ્રાવણમાં યુરેનિયમ (IV) U 4+ આયનોના સ્વરૂપમાં હોય છે, જે અત્યંત હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ અને હાઇડ્રેટેડ હોય છે:

એસિડિક ઉકેલોમાં, હાઇડ્રોલિસિસ દબાવવામાં આવે છે.

દ્રાવણમાં યુરેનિયમ (VI) યુરેનાઇલ ઓક્સોકેશન બનાવે છે - U0 2 2+ અસંખ્ય યુરેનાઇલ સંયોજનો જાણીતા છે, જેનાં ઉદાહરણો છે: U0 3, U0 2 (C 2 H 3 0 2) 2, U0 2 C0 3 -2(NH 4) ) 2 C0 3 U0 2 C0 3, U0 2 C1 2, U0 2 (0H) 2, U0 2 (N0 3) 2, UO0SO4, ZnU0 2 (CH 3 C00) 4, વગેરે.

યુરેનાઇલ આયનના હાઇડ્રોલિસિસ પર, સંખ્યાબંધ મલ્ટિન્યુક્લિયર કોમ્પ્લેક્સ રચાય છે:

વધુ હાઇડ્રોલિસિસ સાથે, U 3 0s(0H) 2 અને પછી U 3 0 8 (0H) 4 2 - દેખાય છે.

યુરેનિયમની ગુણાત્મક તપાસ માટે, રાસાયણિક, લ્યુમિનેસેન્ટ, રેડિયોમેટ્રિક અને સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છે. રાસાયણિક પદ્ધતિઓ મુખ્યત્વે રંગીન સંયોજનોની રચના પર આધારિત છે (ઉદાહરણ તરીકે, ફેરોસાયનાઇડ સાથે સંયોજનનો લાલ-ભુરો રંગ, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ સાથે પીળો, આર્સેનાઝો રીએજન્ટ સાથે વાદળી). લ્યુમિનેસન્ટ પદ્ધતિ યુવી કિરણોના સંપર્કમાં આવે ત્યારે પીળા-લીલા રંગની ચમક પેદા કરવાની ઘણા યુરેનિયમ સંયોજનોની ક્ષમતા પર આધારિત છે.

યુરેનિયમનું જથ્થાત્મક નિર્ધારણ વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે. તેમાંના સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે: વોલ્યુમેટ્રિક પદ્ધતિઓ, જેમાં U(VI) થી U(IV) ના ઘટાડાનો સમાવેશ થાય છે અને ત્યારબાદ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોના ઉકેલો સાથે ટાઇટ્રેશન; ગુરુત્વાકર્ષણ પદ્ધતિઓ - યુરેનેટ્સ, પેરોક્સાઇડ, યુ(IV) કપફેરેનેટ, હાઇડ્રોક્સીક્વિનોલેટ, ઓક્સાલેટ વગેરેનો વરસાદ. ત્યારબાદ 00° પર કેલ્સિનેશન અને U 3 0sનું વજન; નાઈટ્રેટ સોલ્યુશનમાં પોલેરોગ્રાફિક પદ્ધતિઓ 10*7-g10-9 ગ્રામ યુરેનિયમ નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે; અસંખ્ય કલરમેટ્રિક પદ્ધતિઓ (ઉદાહરણ તરીકે, આલ્કલાઇન માધ્યમમાં H 2 0 2 સાથે, EDTA ની હાજરીમાં આર્સેનાઝો રીએજન્ટ સાથે, ડિબેન્ઝોઇલમેથેન સાથે, થિયોસાયનેટ સંકુલના સ્વરૂપમાં, વગેરે); લ્યુમિનેસન્ટ પદ્ધતિ, જે તે નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે જ્યારે NaF to સાથે જોડવામાં આવે છે યુ 11 g યુરેનિયમ.

235U કિરણોત્સર્ગ સંકટ જૂથ A થી સંબંધિત છે, લઘુત્તમ નોંધપાત્ર પ્રવૃત્તિ MZA = 3.7-10 4 Bq, 2 3 8 અને - જૂથ D, MZA = 3.7-6 Bq (300 ગ્રામ) છે.

યુરેનસ (થોડા સમય પહેલા શોધાયેલ યુરેનસ ગ્રહ પરથી નામ આપવામાં આવ્યું છે; lat. યુરેનિયમ * a. યુરેનિયમ; n. યુરાન; f. યુરેનિયમ; i. યુરેનિયો), U, મેન્ડેલીવ સામયિક પ્રણાલીના જૂથ III નું કિરણોત્સર્ગી રાસાયણિક તત્વ છે, અણુ નંબર 92, અણુ સમૂહ 238.0289, એક્ટિનાઇડ્સથી સંબંધિત છે. કુદરતી યુરેનિયમમાં ત્રણ આઇસોટોપનું મિશ્રણ હોય છે: 238 U (99.282%, T 1/2 4,468.10 9 વર્ષ), 235 U (0.712%, T 1/2 0.704.10 9 વર્ષ), 234 U (0.006%, T /2 0.244.10 6 વર્ષ). યુરેનિયમના 11 જાણીતા કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ્સ પણ છે, જેમાં 227 થી 240 સુધીના સમૂહની સંખ્યા છે. 238 U અને 235 U એ બે કુદરતી સડો શ્રેણીના સ્થાપક છે, જેના પરિણામે તેઓ અનુક્રમે સ્થિર આઇસોટોપ્સ 206 Pb અને 207 Pb માં ફેરવાય છે.

યુરેનિયમની શોધ 1789 માં જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી એમ.જી. ક્લાપ્રોથ દ્વારા UO 2 ના સ્વરૂપમાં કરવામાં આવી હતી. યુરેનિયમ ધાતુ 1841 માં ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી ઇ. પેલીગોટ દ્વારા મેળવવામાં આવી હતી. લાંબા સમય સુધી, યુરેનિયમનો ખૂબ જ મર્યાદિત ઉપયોગ હતો, અને માત્ર 1896 માં રેડિયોએક્ટિવિટીની શોધ સાથે જ તેનો અભ્યાસ અને ઉપયોગ શરૂ થયો.

યુરેનિયમના ગુણધર્મો

તેની મુક્ત સ્થિતિમાં, યુરેનિયમ હળવા ગ્રે મેટલ છે; 667.7°C ની નીચે તે ઓર્થોહોમ્બિક (a=0.28538 nm, b=0.58662 nm, c=0.49557 nm) સ્ફટિક જાળી (a-સુધારા), તાપમાન શ્રેણીમાં 667.7-774°C - ટેટ્રાગોનલ = 195ma (ટેટ્રાગોનલ) દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. , c = 0.5656 nm; G-સુધારા), ઊંચા તાપમાને - શરીર-કેન્દ્રિત ઘન જાળી (a = 0.3538 nm, g-સુધારા). ઘનતા 18700 kg/m 3, ગલનબિંદુ 1135°C, ઉત્કલન બિંદુ લગભગ 3818°C, દાઢ ઉષ્મા ક્ષમતા 27.66 J/(mol.K), વિદ્યુત પ્રતિકારકતા 29.0.10 -4 (Ohm.m), થર્મલ વાહકતા 22, 5 W/(m.K), રેખીય વિસ્તરણનું તાપમાન ગુણાંક 10.7.10 -6 K -1. યુરેનિયમના સુપરકન્ડક્ટીંગ સ્ટેટમાં સંક્રમણનું તાપમાન 0.68 K છે; નબળા પેરામેગ્નેટિક, ચોક્કસ ચુંબકીય સંવેદનશીલતા 1.72.10 -6. ન્યુક્લી 235 U અને 233 U વિખંડન સ્વયંભૂ, તેમજ ધીમા અને ઝડપી ન્યુટ્રોનને પકડવા પર, 238 U વિખંડન માત્ર ઝડપી (1 MeV કરતાં વધુ) ન્યુટ્રોનને પકડવા પર. જ્યારે ધીમા ન્યુટ્રોનને પકડવામાં આવે છે, ત્યારે 238 U 239 Pu માં ફેરવાય છે. જલીય દ્રાવણમાં યુરેનિયમ (93.5% 235U) નો નિર્ણાયક સમૂહ 1 કિલો કરતા ઓછો છે, એક ખુલ્લા બોલ માટે તે લગભગ 50 કિલો છે; 233 U માટે નિર્ણાયક સમૂહ 235 U ના નિર્ણાયક સમૂહના આશરે 1/3 છે.

શિક્ષણ અને પ્રકૃતિમાં જાળવણી

યુરેનિયમનો મુખ્ય ઉપભોક્તા પરમાણુ ઊર્જા (પરમાણુ રિએક્ટર, પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ) છે. વધુમાં, યુરેનિયમનો ઉપયોગ પરમાણુ શસ્ત્રો બનાવવા માટે થાય છે. યુરેનિયમના ઉપયોગના અન્ય તમામ ક્ષેત્રો સખત ગૌણ મહત્વ ધરાવે છે.

લેખની સામગ્રી

યુરેનસ,યુ (યુરેનિયમ), એક્ટિનાઇડ પરિવારનું ધાતુનું રાસાયણિક તત્વ, જેમાં Ac, Th, Pa, U અને ટ્રાન્સયુરેનિયમ તત્વો (Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr) નો સમાવેશ થાય છે. પરમાણુ શસ્ત્રો અને પરમાણુ શક્તિમાં તેના ઉપયોગને કારણે યુરેનિયમને મહત્વ પ્રાપ્ત થયું છે. યુરેનિયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ કાચ અને સિરામિક્સને રંગવા માટે પણ થાય છે.

પ્રકૃતિમાં બનવું.

પૃથ્વીના પોપડામાં યુરેનિયમનું પ્રમાણ 0.003% છે અને તે ચાર પ્રકારના કાંપના સ્વરૂપમાં પૃથ્વીની સપાટીના સ્તરમાં જોવા મળે છે. સૌપ્રથમ, આ યુરેનિનાઈટ અથવા યુરેનિયમ પિચ (યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ UO 2) ની નસો છે, જે યુરેનિયમમાં ખૂબ સમૃદ્ધ છે, પરંતુ દુર્લભ છે. તેઓ રેડિયમ થાપણો સાથે છે, કારણ કે રેડિયમ એ યુરેનિયમના આઇસોટોપ સડોનું સીધું ઉત્પાદન છે. આવી નસો ઝાયર, કેનેડા (ગ્રેટ બેર લેક), ચેક રિપબ્લિક અને ફ્રાન્સમાં જોવા મળે છે. યુરેનિયમનો બીજો સ્ત્રોત થોરિયમ અને યુરેનિયમ અયસ્કનો સમૂહ છે અને અન્ય મહત્વપૂર્ણ ખનિજોના અયસ્ક છે. સમૂહમાં સામાન્ય રીતે પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં સોનું અને ચાંદી હોય છે, જેમાં યુરેનિયમ અને થોરિયમ સંકળાયેલ તત્વો હોય છે. આ અયસ્કનો મોટો ભંડાર કેનેડા, દક્ષિણ આફ્રિકા, રશિયા અને ઓસ્ટ્રેલિયામાં સ્થિત છે. યુરેનિયમનો ત્રીજો સ્ત્રોત ખનિજ કાર્નોટાઇટ (પોટેશિયમ યુરેનાઇલ વેનાડેટ) થી સમૃદ્ધ કાંપના ખડકો અને રેતીના પત્થરો છે, જેમાં યુરેનિયમ ઉપરાંત, વેનેડિયમ અને અન્ય તત્વોનો નોંધપાત્ર જથ્થો છે. આવા અયસ્ક યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના પશ્ચિમી રાજ્યોમાં જોવા મળે છે. આયર્ન-યુરેનિયમ શેલ્સ અને ફોસ્ફેટ ઓર કાંપનો ચોથો સ્ત્રોત છે. સ્વીડનના શેલ્સમાં સમૃદ્ધ થાપણો જોવા મળે છે. મોરોક્કો અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં કેટલાક ફોસ્ફેટ અયસ્કમાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં યુરેનિયમ હોય છે, અને અંગોલા અને મધ્ય આફ્રિકન રિપબ્લિકમાં ફોસ્ફેટના ભંડાર યુરેનિયમમાં પણ વધુ સમૃદ્ધ છે. મોટાભાગના લિગ્નાઈટ અને કેટલાક કોલસામાં સામાન્ય રીતે યુરેનિયમની અશુદ્ધિઓ હોય છે. ઉત્તર અને દક્ષિણ ડાકોટા (યુએસએ)માં યુરેનિયમ-સમૃદ્ધ લિગ્નાઈટ અને સ્પેન અને ચેક રિપબ્લિકમાં બિટ્યુમિનસ કોલસો મળી આવ્યા છે.

ઓપનિંગ.

યુરેનસની શોધ 1789 માં જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી એમ. ક્લાપ્રોથ દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમણે 8 વર્ષ અગાઉ યુરેનસ ગ્રહની શોધના સન્માનમાં તત્વનું નામ આપ્યું હતું. (ક્લાપ્રોથ તેમના સમયના અગ્રણી રસાયણશાસ્ત્રી હતા; તેમણે Ce, Ti અને Zr સહિત અન્ય તત્વોની પણ શોધ કરી હતી.) વાસ્તવમાં, ક્લેપ્રોથ જે પદાર્થ મેળવે છે તે એલિમેન્ટલ યુરેનિયમ ન હતું, પરંતુ તેનું ઓક્સિડાઇઝ્ડ સ્વરૂપ હતું, અને એલિમેન્ટલ યુરેનિયમ સૌપ્રથમ પ્રાપ્ત થયું હતું. 1841માં ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી ઇ. પેલિગો. શોધની ક્ષણથી 20મી સદી સુધી. યુરેનિયમનું આજે જેટલું મહત્વ છે તે નહોતું, જો કે તેના ઘણા ભૌતિક ગુણધર્મો તેમજ તેના અણુ સમૂહ અને ઘનતા નક્કી કરવામાં આવી હતી. 1896 માં, એ. બેકરેલએ સ્થાપના કરી હતી કે યુરેનિયમના ક્ષારમાં રેડિયેશન હોય છે જે અંધારામાં ફોટોગ્રાફિક પ્લેટને પ્રકાશિત કરે છે. આ શોધે રસાયણશાસ્ત્રીઓને રેડિયોએક્ટિવિટીના ક્ષેત્રમાં સંશોધન માટે સક્રિય કર્યા અને 1898માં, ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ પી. ક્યુરી અને એમ. સ્કોલોડોસ્કા-ક્યુરીએ કિરણોત્સર્ગી તત્વો પોલોનિયમ અને રેડિયમના અલગ ક્ષાર અને ઇ. રધરફોર્ડ, એફ. સોડી, કે. અને અન્ય વૈજ્ઞાનિકોએ કિરણોત્સર્ગી સડોનો સિદ્ધાંત વિકસાવ્યો, જેણે આધુનિક પરમાણુ રસાયણશાસ્ત્ર અને પરમાણુ ઊર્જાનો પાયો નાખ્યો.

યુરેનિયમનો પ્રથમ ઉપયોગ.

યુરેનિયમ ક્ષારની કિરણોત્સર્ગીતા જાણીતી હોવા છતાં, આ સદીના પ્રથમ ત્રીજા ભાગમાં તેના અયસ્કનો ઉપયોગ ફક્ત રેડિયમ મેળવવા માટે જ થતો હતો અને યુરેનિયમને અનિચ્છનીય આડપેદાશ માનવામાં આવતું હતું. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સિરામિક ટેકનોલોજી અને ધાતુશાસ્ત્રમાં કેન્દ્રિત હતો; આછા પીળાથી ઘેરા લીલા સુધીના રંગોમાં કાચને રંગવા માટે યુરેનિયમ ઓક્સાઇડનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો હતો, જેણે કાચના સસ્તા ઉત્પાદનના વિકાસમાં ફાળો આપ્યો હતો. આજે, આ ઉદ્યોગોના ઉત્પાદનોને અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો હેઠળ ફ્લોરોસન્ટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન અને તેના થોડા સમય પછી, કાર્બાઇડના રૂપમાં યુરેનિયમનો ઉપયોગ ટૂલ સ્ટીલ્સના ઉત્પાદનમાં મો અને ડબલ્યુની જેમ જ થતો હતો; 4-8% યુરેનિયમે ટંગસ્ટનનું સ્થાન લીધું, જેનું ઉત્પાદન તે સમયે મર્યાદિત હતું. 1914-1926માં ટૂલ સ્ટીલ્સ મેળવવા માટે, વાર્ષિક 30% (દળ) યુ ધરાવતા ઘણા ટન ફેરોરેનિયમનું ઉત્પાદન કરવામાં આવ્યું હતું, જો કે, યુરેનિયમનો આ ઉપયોગ લાંબો સમય ચાલ્યો ન હતો.

યુરેનિયમના આધુનિક ઉપયોગો.

યુરેનિયમ ઉદ્યોગ 1939 માં આકાર લેવાનું શરૂ થયું, જ્યારે યુરેનિયમ આઇસોટોપ 235 Uનું વિભાજન હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું, જેના કારણે ડિસેમ્બર 1942 માં યુરેનિયમ વિભાજનની નિયંત્રિત સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓનું તકનીકી અમલીકરણ થયું હતું. આ અણુના યુગનો જન્મ હતો. , જ્યારે યુરેનિયમ એક નજીવા તત્વમાંથી જીવન સમાજના સૌથી મહત્વપૂર્ણ તત્વોમાંના એકમાં વધારો થયો. પરમાણુ બોમ્બના ઉત્પાદન માટે યુરેનિયમનું લશ્કરી મહત્વ અને પરમાણુ રિએક્ટરમાં બળતણ તરીકે તેનો ઉપયોગ ખગોળીય રીતે યુરેનિયમની માંગમાં વધારો થયો. ગ્રેટ બેર લેક (કેનેડા) માં કાંપના ઇતિહાસના આધારે યુરેનિયમની માંગમાં વૃદ્ધિનો ઘટનાક્રમ રસપ્રદ છે. 1930 માં, આ તળાવમાં યુરેનિયમ ઓક્સાઇડનું મિશ્રણ ટાર બ્લેન્ડ મળી આવ્યું હતું અને 1932 માં, આ વિસ્તારમાં રેડિયમ શુદ્ધિકરણ તકનીકની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી. પ્રત્યેક ટન અયસ્ક (રેઝિન બ્લેન્ડ)માંથી 1 ગ્રામ રેડિયમ અને લગભગ અડધો ટન આડપેદાશ, યુરેનિયમ કોન્સન્ટ્રેટ, મેળવવામાં આવ્યું હતું. જો કે, ત્યાં થોડું રેડિયમ હતું અને તેનું ખાણકામ બંધ કરવામાં આવ્યું હતું. 1940 થી 1942 સુધી, વિકાસ ફરી શરૂ થયો અને યુરેનિયમ ઓર યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં મોકલવાનું શરૂ થયું. 1949 માં, કેટલાક સુધારાઓ સાથે સમાન યુરેનિયમ શુદ્ધિકરણનો ઉપયોગ શુદ્ધ UO 2 બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. આ ઉત્પાદન વધ્યું છે અને હવે તે સૌથી મોટી યુરેનિયમ ઉત્પાદન સુવિધાઓમાંની એક છે.

ગુણધર્મો.

યુરેનિયમ કુદરતમાં જોવા મળતા સૌથી ભારે તત્વોમાંનું એક છે. શુદ્ધ ધાતુ ખૂબ જ ગાઢ, નમ્ર, ઓછી વિદ્યુત વાહકતા સાથે ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ અને અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે.

યુરેનિયમમાં ત્રણ એલોટ્રોપિક ફેરફારો છે: a-યુરેનિયમ (ઓર્થોહોમ્બિક ક્રિસ્ટલ જાળી), ઓરડાના તાપમાનથી 668 ° સે સુધીની રેન્જમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે; b-યુરેનિયમ (ટેટ્રાગોનલ પ્રકારનું જટિલ સ્ફટિક જાળી), 668–774° સેની રેન્જમાં સ્થિર; g-યુરેનિયમ (શરીર-કેન્દ્રિત ક્યુબિક ક્રિસ્ટલ જાળી), 774°C થી ગલનબિંદુ (1132°C) સુધી સ્થિર. યુરેનિયમના તમામ આઇસોટોપ્સ અસ્થિર હોવાથી, તેના તમામ સંયોજનો કિરણોત્સર્ગીતા દર્શાવે છે.

યુરેનિયમના આઇસોટોપ્સ

238 U, 235 U, 234 U પ્રકૃતિમાં 99.3:0.7:0.0058 ના ગુણોત્તરમાં થાય છે, અને 236 U ટ્રેસ માત્રામાં થાય છે. 226 U થી 242 U સુધીના યુરેનિયમના અન્ય તમામ આઇસોટોપ્સ કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવે છે. આઇસોટોપ 235 U ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. ધીમા (થર્મલ) ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ, તે વિભાજિત થાય છે, પ્રચંડ ઊર્જા મુક્ત કરે છે. 235 U નું પૂર્ણ વિભાજન 2H 10 7 kWh h/kg ની "થર્મલ ઊર્જા સમકક્ષ" ના પ્રકાશનમાં પરિણમે છે. 235 U ના વિભાજનનો ઉપયોગ માત્ર મોટી માત્રામાં ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે જ નહીં, પરંતુ અન્ય મહત્વપૂર્ણ એક્ટિનાઇડ તત્વોને સંશ્લેષણ કરવા માટે પણ થઈ શકે છે. નેચરલ આઇસોટોપ યુરેનિયમનો ઉપયોગ પરમાણુ રિએક્ટરમાં 235 U ના વિખંડન દ્વારા ઉત્પાદિત ન્યુટ્રોન બનાવવા માટે કરી શકાય છે, જ્યારે સાંકળ પ્રતિક્રિયા દ્વારા જરૂરી ન હોય તેવા વધારાના ન્યુટ્રોન અન્ય કુદરતી આઇસોટોપ દ્વારા કબજે કરી શકાય છે, પરિણામે પ્લુટોનિયમનું ઉત્પાદન થાય છે:

જ્યારે 238 U ને ઝડપી ન્યુટ્રોન સાથે બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે, ત્યારે નીચેની પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે:

આ યોજના અનુસાર, સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ 238 U ને પ્લુટોનિયમ-239 માં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, જે 235 Uની જેમ ધીમા ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ વિભાજન માટે પણ સક્ષમ છે.

હાલમાં, યુરેનિયમના મોટી સંખ્યામાં કૃત્રિમ આઇસોટોપ્સ પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યા છે. તેમાંથી, 233 U ખાસ કરીને નોંધપાત્ર છે કારણ કે તે ધીમા ન્યુટ્રોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે વિભાજન પણ કરે છે.

યુરેનિયમના કેટલાક અન્ય કૃત્રિમ આઇસોટોપનો ઉપયોગ રાસાયણિક અને ભૌતિક સંશોધનમાં કિરણોત્સર્ગી ટ્રેસર તરીકે થાય છે; આ સૌ પ્રથમ છે b- ઉત્સર્જક 237 U અને a- ઉત્સર્જક 232 યુ.

જોડાણો.

યુરેનિયમ, અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુ, +3 થી +6 સુધીની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ ધરાવે છે, તે પ્રવૃત્તિ શ્રેણીમાં બેરિલિયમની નજીક છે, તે તમામ બિન-ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને Al, Be, Bi, Co, Cu, Fe, Hg સાથે આંતરમેટાલિક સંયોજનો બનાવે છે. , Mg, Ni, Pb, Sn અને Zn. બારીક કચડી નાખેલું યુરેનિયમ ખાસ કરીને પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે અને 500 ° સે ઉપરના તાપમાને તે ઘણીવાર યુરેનિયમ હાઈડ્રાઈડની લાક્ષણિકતાની પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશ કરે છે. ગઠ્ઠો યુરેનિયમ અથવા શેવિંગ્સ 700-1000 ° સે પર તેજસ્વી રીતે બળે છે, અને યુરેનિયમ વરાળ પહેલાથી જ 150-250 ° સે પર બળે છે, યુરેનિયમ 200-400 ° સે પર HF સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, UF 4 અને H 2 બનાવે છે. યુરેનિયમ સંકેન્દ્રિત HF અથવા H 2 SO 4 અને 85% H 3 PO 4 માં 90 ° સે તાપમાને પણ ધીમે ધીમે ઓગળી જાય છે, પરંતુ સરળતાથી conc સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. HCl અને HBr અથવા HI સાથે ઓછા સક્રિય. પાતળું અને કેન્દ્રિત HNO 3 સાથે યુરેનિયમની સૌથી વધુ સક્રિય અને ઝડપી પ્રતિક્રિયાઓ યુરેનાઇલ નાઈટ્રેટની રચના સાથે થાય છે ( નીચે જુઓ). HCl ની હાજરીમાં, યુરેનિયમ ઝડપથી કાર્બનિક એસિડમાં ઓગળી જાય છે, જે કાર્બનિક U4+ ક્ષાર બનાવે છે. ઓક્સિડેશનની ડિગ્રીના આધારે, યુરેનિયમ વિવિધ પ્રકારના ક્ષાર બનાવે છે (તેમાંના સૌથી મહત્વપૂર્ણ U 4+ સાથે છે, તેમાંથી એક UCl 4 એ સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ્ડ લીલું મીઠું છે); UO 2 (NO 3) 2 પ્રકારના યુરેનાઇલ ક્ષાર (રેડિકલ UO 2 2+) પીળા રંગના અને ફ્લોરોસ લીલા હોય છે. યુરેનાઇલ ક્ષાર એમ્ફોટેરિક ઓક્સાઇડ UO 3 (પીળો રંગ) ને એસિડિક માધ્યમમાં ઓગાળીને રચાય છે. આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં, UO 3 યુરેનેટ બનાવે છે જેમ કે Na 2 UO 4 અથવા Na 2 U 2 O 7. પછીનું સંયોજન ("પીળા યુરેનાઇલ") નો ઉપયોગ પોર્સેલિન ગ્લેઝના ઉત્પાદન માટે અને ફ્લોરોસન્ટ ચશ્માના ઉત્પાદનમાં થાય છે.

1940-1950માં યુરેનિયમ હલાઇડ્સનો વ્યાપકપણે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો, કારણ કે તેનો ઉપયોગ અણુ બોમ્બ અથવા પરમાણુ રિએક્ટર માટે યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સને અલગ કરવાની પદ્ધતિઓ વિકસાવવા માટે કરવામાં આવતો હતો. યુરેનિયમ ટ્રાઇફ્લોરાઇડ UF 3 હાઇડ્રોજન સાથે UF 4 ના ઘટાડા દ્વારા મેળવવામાં આવ્યું હતું, અને યુરેનિયમ ટેટ્રાફ્લોરાઇડ UF 4 વિવિધ રીતે UO 3 અથવા U 3 O 8 જેવા ઓક્સાઇડ સાથે HF ની પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા અથવા યુરેનાઇલ સંયોજનોના ઇલેક્ટ્રોલિટીક ઘટાડા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ UF 6 એ એલિમેન્ટલ ફ્લોરિન સાથે U અથવા UF 4 ના ફ્લોરિનેશન દ્વારા અથવા UF 4 પર ઓક્સિજનની ક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. હેક્સાફ્લોરાઇડ 64 ° સે (1137 mm Hg) પર ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે પારદર્શક સ્ફટિકો બનાવે છે; સંયોજન અસ્થિર છે (સામાન્ય દબાણ હેઠળ તે 56.54 ° સે પર ઉત્કૃષ્ટ થાય છે). યુરેનિયમ ઓક્સોહાલાઇડ્સ, ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સોફ્લોરાઇડ્સમાં UO 2 F 2 (યુરેનાઇલ ફ્લોરાઇડ), UOF 2 (યુરેનિયમ ઓક્સાઇડ ડિફ્લોરાઇડ) ની રચના હોય છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, પરમાણુ ઊર્જાનો વિષય વધુને વધુ સુસંગત બન્યો છે. પરમાણુ ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે, યુરેનિયમ જેવી સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવો સામાન્ય છે. તે એક્ટિનાઇડ પરિવારનું રાસાયણિક તત્વ છે.

આ તત્વની રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ એ હકીકતને નિર્ધારિત કરે છે કે તે મુક્ત સ્વરૂપમાં સમાયેલ નથી. તેના ઉત્પાદન માટે, યુરેનિયમ ઓર તરીકે ઓળખાતી ખનિજ રચનાઓનો ઉપયોગ થાય છે. તેઓ ઇંધણની એટલી માત્રામાં ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે જે આ રાસાયણિક તત્વના નિષ્કર્ષણને આર્થિક રીતે તર્કસંગત અને નફાકારક માનવામાં આવે છે. આ ક્ષણે, આપણા ગ્રહના આંતરડામાં આ ધાતુની સામગ્રી સોનાના ભંડાર કરતાં વધી ગઈ છે. 1000 વખત(સે.મી.). સામાન્ય રીતે, માટી, જળચર વાતાવરણ અને ખડકોમાં આ રાસાયણિક તત્વના થાપણોનો અંદાજ કરતાં વધુ છે. 5 મિલિયન ટન.

મુક્ત સ્થિતિમાં, યુરેનિયમ એ ગ્રે-સફેદ ધાતુ છે, જે 3 એલોટ્રોપિક ફેરફારો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: રોમ્બિક સ્ફટિકીય, ટેટ્રાગોનલ અને બોડી-કેન્દ્રિત ક્યુબિક જાળી. આ રાસાયણિક તત્વનું ઉત્કલન બિંદુ છે 4200 °C.

યુરેનિયમ એ રાસાયણિક રીતે સક્રિય પદાર્થ છે. હવામાં, આ તત્વ ધીમે ધીમે ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, એસિડમાં સરળતાથી ઓગળી જાય છે, પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, પરંતુ આલ્કલી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતું નથી.

રશિયામાં યુરેનિયમ અયસ્ક સામાન્ય રીતે વિવિધ માપદંડો અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. મોટેભાગે તેઓ શિક્ષણની દ્રષ્ટિએ અલગ પડે છે. હા, ત્યાં છે અંતર્જાત, એક્ઝોજેનસ અને મેટામોર્ફોજેનિક અયસ્ક. પ્રથમ કિસ્સામાં, તે ખનિજ રચનાઓ છે જે ઉચ્ચ તાપમાન, ભેજ અને પેગ્મેટાઇટ પીગળવાના પ્રભાવ હેઠળ રચાય છે. બાહ્ય યુરેનિયમ ખનિજ રચના સપાટીની સ્થિતિમાં થાય છે. તેઓ પૃથ્વીની સપાટી પર સીધા જ રચના કરી શકે છે. આ ભૂગર્ભજળના પરિભ્રમણ અને કાંપના સંચયને કારણે થાય છે. શરૂઆતમાં વિખરાયેલા યુરેનિયમના પુનઃવિતરણના પરિણામે મેટામોર્ફોજેનિક ખનિજ રચનાઓ દેખાય છે.

યુરેનિયમ સામગ્રીના સ્તર અનુસાર, આ કુદરતી રચનાઓ આ હોઈ શકે છે:

• અતિ સમૃદ્ધ (0.3% થી વધુ);
• સમૃદ્ધ (0.1 થી 0.3% સુધી);
• ખાનગી (0.05 થી 0.1% સુધી);
• ગરીબ (0.03 થી 0.05% સુધી);
• બેલેન્સ શીટની બહાર (0.01 થી 0.03% સુધી).

યુરેનિયમના આધુનિક ઉપયોગો

આજે, યુરેનિયમનો ઉપયોગ મોટાભાગે રોકેટ એન્જિન અને પરમાણુ રિએક્ટર માટે બળતણ તરીકે થાય છે. આ સામગ્રીના ગુણધર્મોને જોતાં, તેનો હેતુ પરમાણુ હથિયારની શક્તિ વધારવાનો પણ છે. આ રાસાયણિક તત્વ પેઇન્ટિંગમાં પણ તેનો ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે. તે પીળા, લીલો, ભૂરા અને કાળા રંગદ્રવ્યો તરીકે સક્રિયપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. યુરેનિયમનો ઉપયોગ બખ્તર-વેધન અસ્ત્રો માટે કોરો બનાવવા માટે પણ થાય છે.

રશિયામાં યુરેનિયમ ઓરનું ખાણકામ: આ માટે શું જરૂરી છે?

કિરણોત્સર્ગી અયસ્કનું નિષ્કર્ષણ ત્રણ મુખ્ય તકનીકો દ્વારા કરવામાં આવે છે. જો અયસ્કના થાપણો પૃથ્વીની સપાટીની શક્ય તેટલી નજીક કેન્દ્રિત હોય, તો તેમના નિષ્કર્ષણ માટે ઓપન-પીટ તકનીકનો ઉપયોગ કરવાનો રિવાજ છે. તેમાં બુલડોઝર અને ઉત્ખનકોનો ઉપયોગ સામેલ છે, જે મોટા છિદ્રો ખોદે છે અને પરિણામી ખનિજોને ડમ્પ ટ્રકમાં લોડ કરે છે. પછી તેને પ્રોસેસિંગ કોમ્પ્લેક્સમાં મોકલવામાં આવે છે.

જ્યારે આ ખનિજ રચના ઊંડે સ્થિત હોય છે, ત્યારે તે ભૂગર્ભ ખાણકામ તકનીકનો ઉપયોગ કરવાનો રિવાજ છે, જેમાં 2 કિલોમીટર ઊંડી ખાણ બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે. ત્રીજી તકનીક અગાઉના કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે. યુરેનિયમ થાપણો વિકસાવવા માટે જમીનમાં લીચિંગમાં કૂવાઓ ડ્રિલિંગનો સમાવેશ થાય છે જેના દ્વારા સલ્ફ્યુરિક એસિડને થાપણોમાં પમ્પ કરવામાં આવે છે. આગળ, બીજો કૂવો ડ્રિલ કરવામાં આવે છે, જે પૃથ્વીની સપાટી પર પરિણામી ઉકેલને પંપ કરવા માટે જરૂરી છે. પછી તે સોર્પ્શન પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે, જે આ ધાતુના ક્ષારને વિશિષ્ટ રેઝિન પર એકત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. SPV ટેક્નોલોજીનો છેલ્લો તબક્કો સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે રેઝિનની ચક્રીય સારવાર છે. આ તકનીકનો આભાર, આ ધાતુની સાંદ્રતા મહત્તમ બને છે.

રશિયામાં યુરેનિયમ ઓર થાપણો

યુરેનિયમ અયસ્કના ખાણકામમાં રશિયા વિશ્વના નેતાઓમાંનું એક માનવામાં આવે છે. છેલ્લા કેટલાક દાયકાઓમાં, રશિયાએ આ સૂચકમાં ટોચના 7 અગ્રણી દેશોમાં સતત સ્થાન મેળવ્યું છે.

આ કુદરતી ખનિજ રચનાઓની સૌથી મોટી થાપણો છે:

વિશ્વના સૌથી મોટા યુરેનિયમ ખાણ થાપણો - અગ્રણી દેશો

ઑસ્ટ્રેલિયા યુરેનિયમ ખાણકામમાં વિશ્વમાં અગ્રેસર માનવામાં આવે છે. વિશ્વના 30% થી વધુ અનામત આ રાજ્યમાં કેન્દ્રિત છે. ઓલિમ્પિક ડેમ, બેવરલી, રેન્જર અને હનીમૂન સૌથી મોટી ઓસ્ટ્રેલિયન થાપણો છે.

ઓસ્ટ્રેલિયાનો મુખ્ય હરીફ કઝાકિસ્તાન છે, જે વિશ્વના લગભગ 12% ઇંધણ અનામત ધરાવે છે. કેનેડા અને દક્ષિણ આફ્રિકામાં વિશ્વના 11% યુરેનિયમ ભંડાર, નામીબિયા - 8%, બ્રાઝિલ - 7% છે. રશિયા 5% સાથે ટોચના સાતમાં બંધ છે. નેતાઓની યાદીમાં નામીબિયા, યુક્રેન અને ચીન જેવા દેશોનો પણ સમાવેશ થાય છે.

વિશ્વના સૌથી મોટા યુરેનિયમ ભંડાર છે:

રશિયામાં યુરેનિયમ ઓરનો અનામત અને ઉત્પાદન વોલ્યુમ

આપણા દેશમાં યુરેનિયમના અન્વેષિત ભંડાર 400 હજાર ટનથી વધુ હોવાનો અંદાજ છે. તે જ સમયે, અનુમાનિત સંસાધનો 830 હજાર ટન કરતાં વધુ છે. 2017 સુધીમાં, રશિયામાં 16 યુરેનિયમ ભંડાર છે. તદુપરાંત, તેમાંથી 15 ટ્રાન્સબેકાલિયામાં કેન્દ્રિત છે. યુરેનિયમ અયસ્કનો મુખ્ય થાપણ સ્ટ્રેલ્ટસોવસ્કોઇ ઓર ક્ષેત્ર માનવામાં આવે છે. મોટાભાગની સ્થાનિક થાપણોમાં, શાફ્ટ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદન હાથ ધરવામાં આવે છે.

• યુરેનિયમની શોધ 18મી સદીમાં થઈ હતી. 1789 માં, જર્મન વૈજ્ઞાનિક માર્ટિન ક્લાપ્રોથ ઓરમાંથી ધાતુ જેવા યુરેનિયમનું ઉત્પાદન કરવામાં સફળ થયા. રસપ્રદ વાત એ છે કે આ વૈજ્ઞાનિક ટાઇટેનિયમ અને ઝિર્કોનિયમના શોધક પણ છે.
• યુરેનિયમ સંયોજનો ફોટોગ્રાફીના ક્ષેત્રમાં સક્રિયપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ તત્વનો ઉપયોગ હકારાત્મકને રંગ આપવા અને નકારાત્મકને વધારવા માટે થાય છે.
• યુરેનિયમ અને અન્ય રાસાયણિક તત્વો વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત તેની કુદરતી રેડિયોએક્ટિવિટી છે. યુરેનિયમના અણુઓ સમય સાથે સ્વતંત્ર રીતે બદલાતા રહે છે. તે જ સમયે, તેઓ માનવ આંખ માટે અદ્રશ્ય કિરણો બહાર કાઢે છે. આ કિરણોને 3 પ્રકારોમાં વહેંચવામાં આવ્યા છે - ગામા, બીટા અને આલ્ફા રેડિયેશન (જુઓ).

; અણુ ક્રમાંક 92, અણુ સમૂહ 238.029; ધાતુ કુદરતી યુરેનિયમમાં ત્રણ આઇસોટોપનું મિશ્રણ હોય છે: 238 U - 99.2739% અર્ધ જીવન સાથે T ½ = 4.51 10 9 વર્ષ, 235 U - 0.7024% (T ½ = 7.13 10 8 વર્ષ) અને 234 U - 70% (0. ½ = 2.48·10 5 વર્ષ).

11 કૃત્રિમ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપમાંથી 227 થી 240 સુધીના સમૂહની સંખ્યા સાથે, લાંબા સમય સુધી જીવતા 233 U (T ½ = 1.62·10 5 વર્ષ); તે થોરિયમના ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. 238 U અને 235 U એ બે કિરણોત્સર્ગી શ્રેણીના પૂર્વજો છે.

ઐતિહાસિક માહિતી.યુરેનિયમની શોધ 1789માં જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી એમ.જી. ક્લાપ્રોથ દ્વારા કરવામાં આવી હતી અને 1781માં ડબલ્યુ. હર્શેલ દ્વારા શોધાયેલ યુરેનસ ગ્રહના માનમાં તેમના દ્વારા નામ આપવામાં આવ્યું હતું. ધાતુની સ્થિતિમાં, યુરેનિયમ 1841માં ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી ઈ. પેલિગો દ્વારા પ્રાપ્ત થયું હતું. પોટેશિયમ મેટલ સાથે UCl 4. શરૂઆતમાં, યુરેનસને 120 નો અણુ સમૂહ સોંપવામાં આવ્યો હતો, અને માત્ર 1871 માં ડીઆઈ મેન્ડેલીવ આ નિષ્કર્ષ પર આવ્યા હતા કે આ મૂલ્ય બમણું થવું જોઈએ.

લાંબા સમય સુધી, યુરેનિયમ રસાયણશાસ્ત્રીઓના સાંકડા વર્તુળ માટે જ રસ ધરાવતું હતું અને પેઇન્ટ અને કાચના ઉત્પાદનમાં તેનો મર્યાદિત ઉપયોગ જોવા મળ્યો હતો. 1896 માં યુરેનિયમ અને 1898 માં રેડિયમમાં કિરણોત્સર્ગીતાની ઘટનાની શોધ સાથે, વૈજ્ઞાનિક સંશોધન અને દવામાં રેડિયમને કાઢવા અને તેનો ઉપયોગ કરવા માટે યુરેનિયમ અયસ્કની ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા શરૂ થઈ. 1942 થી, 1939 માં પરમાણુ વિભાજનની શોધ પછી, યુરેનિયમ મુખ્ય પરમાણુ બળતણ બની ગયું છે.

પ્રકૃતિમાં યુરેનસનું વિતરણ.યુરેનિયમ એ ગ્રેનાઈટ સ્તર અને પૃથ્વીના પોપડાના જળકૃત શેલ માટે એક લાક્ષણિક તત્વ છે. પૃથ્વીના પોપડા (ક્લાર્ક)માં યુરેનિયમની સરેરાશ સામગ્રી સમૂહ દ્વારા 2.5 10 -4% છે, એસિડિક અગ્નિકૃત ખડકોમાં 3.5 10 -4%, માટી અને શેલ્સમાં 3.2 10 -4%, મૂળભૂત ખડકોમાં 5 ·10 -5% છે. , આવરણના અલ્ટ્રાબેસિક ખડકોમાં 3·10 -7%. યુરેનિયમ ઠંડા અને ગરમ, તટસ્થ અને આલ્કલાઇન પાણીમાં સરળ અને જટિલ આયનોના સ્વરૂપમાં, ખાસ કરીને કાર્બોનેટ સંકુલના સ્વરૂપમાં જોરશોરથી સ્થળાંતર કરે છે. રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓ યુરેનિયમના ભૂ-રસાયણશાસ્ત્રમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, કારણ કે યુરેનિયમ સંયોજનો, એક નિયમ તરીકે, ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણવાળા પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય હોય છે અને ઘટાડતા વાતાવરણ (ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ) સાથેના પાણીમાં નબળી રીતે દ્રાવ્ય હોય છે.

લગભગ 100 યુરેનિયમ ખનિજો જાણીતા છે; તેમાંથી 12 ઔદ્યોગિક મહત્વ ધરાવે છે. ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ઇતિહાસ દરમિયાન, કિરણોત્સર્ગી સડોને કારણે પૃથ્વીના પોપડામાં યુરેનિયમની સામગ્રીમાં ઘટાડો થયો છે; આ પ્રક્રિયા પૃથ્વીના પોપડામાં Pb અને He અણુઓના સંચય સાથે સંકળાયેલી છે. યુરેનિયમનો કિરણોત્સર્ગી સડો પૃથ્વીના પોપડાની ઊર્જામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે, જે ઊંડી ગરમીનો નોંધપાત્ર સ્ત્રોત છે.

યુરેનિયમના ભૌતિક ગુણધર્મો.યુરેનિયમનો રંગ સ્ટીલ જેવો જ હોય ​​છે અને તે પ્રક્રિયા કરવા માટે સરળ હોય છે. તેમાં ત્રણ એલોટ્રોપિક ફેરફારો છે - તબક્કા પરિવર્તન તાપમાન સાથે α, β અને γ: α → β 668.8 °C, β → γ 772.2 °C; α-ફોર્મમાં ઓર્થોરોમ્બિક જાળી હોય છે (a = 2.8538Å, b = 5.8662Å, c = 4.9557Å), β-ફોર્મમાં ટેટ્રાગોનલ જાળી હોય છે (720 °C a = 10.759Å, b = 5.656Å પર), γ-સ્વરૂપ - શરીર-કેન્દ્રિત ઘન જાળી (850 °C a = 3.538 Å પર). α-સ્વરૂપમાં યુરેનિયમની ઘનતા (25 °C) 19.05 g/cm 3 છે; t pl 1132 °C; ઉત્કલન બિંદુ 3818 °C; થર્મલ વાહકતા (100-200 °C), 28.05 W/(m K), (200-400 °C) 29.72 W/(m K); ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા (25 °C) 27.67 kJ/(kg K); ઓરડાના તાપમાને વિશિષ્ટ વિદ્યુત પ્રતિરોધકતા લગભગ 3·10 -7 ઓહ્મ·સેમી હોય છે, 600 °C પર 5.5·10 -7 ઓહ્મ·સેમી; 0.68 K પર સુપરકન્ડક્ટિવિટી ધરાવે છે; નબળા પેરામેગ્નેટિક, ઓરડાના તાપમાને ચોક્કસ ચુંબકીય સંવેદનશીલતા 1.72·10 -6.

યુરેનિયમના યાંત્રિક ગુણધર્મો તેની શુદ્ધતા અને યાંત્રિક અને થર્મલ સારવારની પદ્ધતિઓ પર આધારિત છે. કાસ્ટ યુરેનિયમ માટે સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસનું સરેરાશ મૂલ્ય 20.5·10 -2 Mn/m 2 છે; ઓરડાના તાપમાને તાણ શક્તિ 372-470 Mn/m2; β- અને γ-તબક્કાઓથી સખ્તાઇ પછી તાકાત વધે છે; સરેરાશ બ્રિનેલ કઠિનતા 19.6-21.6·10 2 Mn/m 2 .

ન્યુટ્રોન પ્રવાહ દ્વારા ઇરેડિયેશન (જે પરમાણુ રિએક્ટરમાં થાય છે) યુરેનિયમના ભૌતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર કરે છે: ક્રીપ વિકસે છે અને નાજુકતા વધે છે, ઉત્પાદનોની વિકૃતિ જોવા મળે છે, જે વિવિધ યુરેનિયમના સ્વરૂપમાં પરમાણુ રિએક્ટરમાં યુરેનિયમના ઉપયોગને દબાણ કરે છે. એલોય

યુરેનિયમ એક કિરણોત્સર્ગી તત્વ છે. મધ્યવર્તી કેન્દ્ર 235 U અને 233 U ફિશન સ્વયંભૂ, તેમજ 508 10 -24 સેમી 2 (508 કોઠાર) અને 533 10 -24 સેમી 2 (533 10 -24 સેમી 2) ના અસરકારક વિભાજન ક્રોસ સેક્શન સાથે ધીમા (થર્મલ) અને ઝડપી ન્યુટ્રોન બંનેને પકડવા દરમિયાન 533 કોઠાર) અનુક્રમે. 238 ઓછામાં ઓછા 1 MeV ની ઉર્જા સાથે માત્ર ઝડપી ન્યુટ્રોન કેપ્ચર કરવા પર યુ ન્યુક્લી ફિશન; ધીમા ન્યુટ્રોનને પકડતી વખતે, 238 U 239 Pu માં ફેરવાય છે, જેનાં પરમાણુ ગુણધર્મો 235 U ની નજીક છે. જલીય દ્રાવણમાં યુરેનિયમનો નિર્ણાયક સમૂહ (93.5% 235 U) 1 કિલો કરતાં ઓછો છે, એક ખુલ્લા બોલ માટે - લગભગ 50 કિગ્રા, પરાવર્તક સાથેના બોલ માટે - 15-23 કિગ્રા; નિર્ણાયક દળ 233 U એ નિર્ણાયક સમૂહ 235 U ના આશરે 1/3 છે.

યુરેનિયમના રાસાયણિક ગુણધર્મો.યુરેનિયમ અણુના બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલનું રૂપરેખાંકન 7s 2 6d l 5f 3 છે. યુરેનિયમ એક પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુ છે; તે સંયોજનોમાં +3, +4, + 5, +6, ક્યારેક +2 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દર્શાવે છે; સૌથી સ્થિર સંયોજનો U (IV) અને U (VI) છે. હવામાં તે સપાટી પર ઓક્સાઇડ (IV) ફિલ્મની રચના સાથે ધીમે ધીમે ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, જે ધાતુને વધુ ઓક્સિડેશનથી સુરક્ષિત કરતું નથી. તેની પાઉડર સ્થિતિમાં, યુરેનિયમ પાયરોફોરિક છે અને તેજસ્વી જ્યોત સાથે બળે છે. ઓક્સિજન સાથે તે ઓક્સાઇડ (IV) UO 2, ઓક્સાઇડ (VI) UO 3 અને મોટી સંખ્યામાં મધ્યવર્તી ઓક્સાઇડ બનાવે છે, જેમાંથી સૌથી મહત્વપૂર્ણ U 3 O 8 છે. આ મધ્યવર્તી ઓક્સાઇડમાં UO 2 અને UO 3 જેવા જ ગુણધર્મો છે. ઊંચા તાપમાને, UO 2 માં UO 1.60 થી UO 2.27 સુધી એકરૂપતાની વિશાળ શ્રેણી હોય છે. 500-600 °C પર ફ્લોરિન સાથે તે UF 4 ટેટ્રાફ્લોરાઇડ (લીલી સોયના આકારના સ્ફટિકો, પાણી અને એસિડમાં સહેજ દ્રાવ્ય) અને UF 6 હેક્સાફ્લોરાઇડ (એક સફેદ સ્ફટિકીય પદાર્થ જે 56.4 ° સે પર પીગળ્યા વિના ઉત્કૃષ્ટ બને છે) બનાવે છે; સલ્ફર સાથે - સંખ્યાબંધ સંયોજનો, જેમાંથી યુએસ (પરમાણુ બળતણ) સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે. જ્યારે યુરેનિયમ હાઇડ્રોજન સાથે 220 °C પર પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે હાઇડ્રાઇડ UH 3 પ્રાપ્ત થાય છે; 450 થી 700 ° સે તાપમાને નાઇટ્રોજન અને વાતાવરણીય દબાણ સાથે - U 4 N 7 નાઇટ્રાઇડ વધુ નાઇટ્રોજન દબાણ અને સમાન તાપમાન, UN, U 2 N 3 અને UN 2 મેળવી શકાય છે; 750-800 °C પર કાર્બન સાથે - મોનોકાર્બાઇડ UC, ડાયકાર્બાઇડ UC 2, તેમજ U 2 C 3; ધાતુઓ સાથે તે વિવિધ પ્રકારના એલોય બનાવે છે. યુરેનિયમ ઉકળતા પાણી સાથે ધીમે ધીમે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને UO 2 nH 2 બનાવે છે, પાણીની વરાળ સાથે - તાપમાન શ્રેણી 150-250 ° સેમાં; હાઇડ્રોક્લોરિક અને નાઈટ્રિક એસિડમાં દ્રાવ્ય, કેન્દ્રિત હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડમાં સહેજ દ્રાવ્ય. U(VI) યુરેનાઇલ આયન UO 2 2+ ની રચના દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે; યુરેનાઇલ ક્ષાર પીળા રંગના હોય છે અને તે પાણી અને ખનિજ એસિડમાં અત્યંત દ્રાવ્ય હોય છે; U(IV) ક્ષાર લીલા અને ઓછા દ્રાવ્ય હોય છે; યુરેનાઇલ આયન અકાર્બનિક અને કાર્બનિક બંને પદાર્થો સાથે જલીય દ્રાવણમાં જટિલ રચના માટે અત્યંત સક્ષમ છે; ટેકનોલોજી માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્બોનેટ, સલ્ફેટ, ફ્લોરાઈડ, ફોસ્ફેટ અને અન્ય સંકુલ છે. મોટી સંખ્યામાં યુરેનેટ્સ (યુરેનિક એસિડના ક્ષાર શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અલગ નથી) જાણીતા છે, જેની રચના ઉત્પાદનની પરિસ્થિતિઓના આધારે બદલાય છે; બધા યુરેનેટ્સ પાણીમાં ઓછી દ્રાવ્યતા ધરાવે છે.

યુરેનિયમ અને તેના સંયોજનો કિરણોત્સર્ગ અને રાસાયણિક રીતે ઝેરી છે. વ્યવસાયિક એક્સપોઝર માટે મહત્તમ અનુમતિપાત્ર માત્રા (MAD) પ્રતિ વર્ષ 5 rem છે.

યુરેનસ પ્રાપ્ત.યુરેનિયમ 0.05-0.5% U ધરાવતા યુરેનિયમ અયસ્કમાંથી મેળવવામાં આવે છે. રેડિયમના γ-કિરણોત્સર્ગ પર આધારિત મર્યાદિત રેડિયોમેટ્રિક સોર્ટિંગ પદ્ધતિને બાદ કરતાં, અયસ્ક વ્યવહારીક રીતે સમૃદ્ધ થતું નથી, જે હંમેશા યુરેનિયમ સાથે હોય છે. મૂળભૂત રીતે, અયસ્કને સલ્ફ્યુરિક, ક્યારેક નાઈટ્રિક એસિડ અથવા સોડા સોલ્યુશન સાથે યુરેનિયમના એસિડિક દ્રાવણમાં UO 2 SO 4 અથવા જટિલ anions 4- ના રૂપમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે, અને સોડા દ્રાવણમાં - 4 સ્વરૂપમાં. -. ઉકેલો અને પલ્પમાંથી યુરેનિયમને કાઢવા અને કેન્દ્રિત કરવા માટે, તેમજ તેને અશુદ્ધિઓમાંથી શુદ્ધ કરવા માટે, આયન વિનિમય રેઝિન પર સોર્પ્શન અને કાર્બનિક સોલવન્ટ્સ (ટ્રિબ્યુટાઇલ ફોસ્ફેટ, આલ્કિલફોસ્ફોરિક એસિડ્સ, એમાઇન્સ) સાથે નિષ્કર્ષણનો ઉપયોગ થાય છે. આગળ, એમોનિયમ અથવા સોડિયમ યુરેનેટ્સ અથવા U(OH) 4 હાઇડ્રોક્સાઇડ ક્ષાર ઉમેરીને ઉકેલોમાંથી અવક્ષેપિત થાય છે. ઉચ્ચ શુદ્ધતાના સંયોજનો મેળવવા માટે, તકનીકી ઉત્પાદનોને નાઈટ્રિક એસિડમાં ઓગળવામાં આવે છે અને શુદ્ધિકરણ કામગીરીને આધિન કરવામાં આવે છે, જેમાંથી અંતિમ ઉત્પાદનો UO 3 અથવા U 3 O 8 છે; હાઇડ્રોજન દ્વારા આ ઓક્સાઇડ 650-800 °C પર ઘટાડીને UO 2 કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ 500-600 °C પર હાઇડ્રોજન ફ્લોરાઇડ ગેસ સાથે સારવાર દ્વારા UF 4 માં તેનું રૂપાંતર થાય છે. ઉકેલોમાંથી હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ સાથે સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટ UF 4 nH 2 O ના વરસાદ દ્વારા પણ UF 4 મેળવી શકાય છે, ત્યારબાદ હાઇડ્રોજનના પ્રવાહમાં 450 °C પર ઉત્પાદનનું નિર્જલીકરણ થાય છે. ઉદ્યોગમાં, UF 4 માંથી યુરેનિયમ મેળવવાની મુખ્ય પદ્ધતિ છે કેલ્શિયમ-થર્મલ અથવા મેગ્નેશિયમ-થર્મલ ઘટાડા સાથે 1.5 ટન સુધીના વજનવાળા ઇંગોટ્સને વેક્યૂમ ફર્નેસમાં શુદ્ધ કરવામાં આવે છે.

યુરેનિયમ ટેક્નોલોજીમાં એક ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા એ છે કે તેના 235 U આઇસોટોપનું સંવર્ધન અયસ્કમાં કુદરતી સામગ્રીથી ઉપર છે અથવા આ આઇસોટોપને તેના શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અલગ પાડવું, કારણ કે 235 U મુખ્ય પરમાણુ બળતણ છે; આ 238 U અને 235 U ના સમૂહમાં તફાવતના આધારે ગેસ થર્મલ પ્રસરણ, કેન્દ્રત્યાગી અને અન્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે; વિભાજન પ્રક્રિયાઓમાં, યુરેનિયમનો ઉપયોગ અસ્થિર હેક્સાફ્લોરાઇડ UF 6 ના રૂપમાં થાય છે. અત્યંત સમૃદ્ધ યુરેનિયમ અથવા આઇસોટોપ્સ મેળવતી વખતે, તેમના નિર્ણાયક સમૂહને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે; આ કિસ્સામાં સૌથી અનુકૂળ પદ્ધતિ એ કેલ્શિયમ સાથે યુરેનિયમ ઓક્સાઇડનો ઘટાડો છે; પરિણામી CaO સ્લેગ એસિડમાં વિસર્જન દ્વારા સરળતાથી યુરેનિયમથી અલગ થઈ જાય છે. પાઉડર યુરેનિયમ, ઓક્સાઇડ (IV), કાર્બાઇડ્સ, નાઇટ્રાઇડ્સ અને અન્ય પ્રત્યાવર્તન સંયોજનો મેળવવા માટે, પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છે.

યુરેનસની અરજી.યુરેનિયમ ધાતુ અથવા તેના સંયોજનોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે પરમાણુ રિએક્ટરમાં પરમાણુ બળતણ તરીકે થાય છે. યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સના કુદરતી અથવા ઓછા-સમૃદ્ધ મિશ્રણનો ઉપયોગ પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટના સ્થિર રિએક્ટરમાં થાય છે, અત્યંત સમૃદ્ધ ઉત્પાદનનો ઉપયોગ પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટમાં અથવા ઝડપી ન્યુટ્રોન પર કાર્યરત રિએક્ટરમાં થાય છે. 235 U એ અણુશસ્ત્રોમાં પરમાણુ ઊર્જાનો સ્ત્રોત છે. 238 યુ ગૌણ પરમાણુ બળતણ - પ્લુટોનિયમના સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે.

શરીરમાં યુરેનિયમ.તે છોડ, પ્રાણીઓ અને મનુષ્યોના પેશીઓમાં સૂક્ષ્મ માત્રામાં (10 -5 -10 -8%) જોવા મળે છે. છોડની રાખમાં (જમીનમાં આશરે 10 -4% યુરેનિયમ સામગ્રી સાથે), તેની સાંદ્રતા 1.5·10 -5% છે. સૌથી મોટી હદ સુધી, યુરેનિયમ અમુક ફૂગ અને શેવાળ દ્વારા સંચિત થાય છે (બાદમાં સાંકળના પાણી સાથે યુરેનિયમના બાયોજેનિક સ્થળાંતરમાં સક્રિયપણે ભાગ લે છે - જળચર છોડ - માછલી - માનવો). યુરેનિયમ જઠરાંત્રિય માર્ગમાં ખોરાક અને પાણી સાથે, શ્વસન માર્ગમાં હવા સાથે, તેમજ ત્વચા અને મ્યુકોસ મેમ્બ્રેન દ્વારા પ્રાણીઓ અને માનવીઓના શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે. યુરેનિયમ સંયોજનો જઠરાંત્રિય માર્ગમાં શોષાય છે - દ્રાવ્ય સંયોજનોની આવનારી રકમના લગભગ 1% અને ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય પદાર્થોના 0.1% કરતા વધુ નહીં; 50% અને 20% અનુક્રમે ફેફસામાં શોષાય છે. યુરેનિયમ શરીરમાં અસમાન રીતે વિતરિત થાય છે. મુખ્ય ડેપો (જથ્થા અને સંચયના સ્થળો) એ બરોળ, કિડની, હાડપિંજર, યકૃત અને જ્યારે નબળા દ્રાવ્ય સંયોજનો શ્વાસમાં લે છે, ત્યારે ફેફસાં અને બ્રોન્કોપલ્મોનરી લસિકા ગાંઠો છે. યુરેનિયમ (પ્રોટીન સાથે કાર્બોનેટ અને સંકુલના સ્વરૂપમાં) લોહીમાં લાંબા સમય સુધી ફરતું નથી. પ્રાણીઓ અને મનુષ્યોના અંગો અને પેશીઓમાં યુરેનિયમની સામગ્રી 10 -7 ગ્રામ/જીથી વધુ નથી. આમ, પશુઓના લોહીમાં 1·10 -8 g/ml, લીવર 8·10 -8 g/g, સ્નાયુઓ 4·10 -11 g/g, બરોળ 9·10 8-8 g/g હોય છે. માનવ અવયવોમાં યુરેનિયમની સામગ્રી છે: યકૃતમાં 6·10 -9 g/g, ફેફસામાં 6·10 -9 -9·10 -9 g/g, બરોળમાં 4.7·10 -7 g/g , લોહીમાં 4-10 -10 g/ml, કિડનીમાં 5.3·10 -9 (કોર્ટિકલ લેયર) અને 1.3·10 -8 g/g (મેડ્યુલરી લેયર), હાડકાંમાં 1·10 -9 g/g , અસ્થિ મજ્જામાં 1 -10 -8 g/g, વાળમાં 1.3·10 -7 g/g. અસ્થિ પેશીઓમાં સમાયેલ યુરેનિયમ તેના સતત ઇરેડિયેશનનું કારણ બને છે (હાડપિંજરમાંથી યુરેનિયમનું અર્ધ જીવન લગભગ 300 દિવસ છે). યુરેનિયમની સૌથી ઓછી સાંદ્રતા મગજ અને હૃદયમાં છે (10 -10 ગ્રામ/જી). ખોરાક અને પ્રવાહી સાથે યુરેનિયમનું દૈનિક સેવન 1.9·10 -6 ગ્રામ, હવા સાથે - 7·10 -9 ગ્રામ માનવ શરીરમાંથી યુરેનિયમનું દૈનિક વિસર્જન છે: પેશાબ 0.5·10 -7 - 5·10 - 7 ગ્રામ, મળ સાથે - 1.4·10 -6 -1.8·10 -6 ગ્રામ, વાળ સાથે - 2·10 -8 ગ્રામ.

ઈન્ટરનેશનલ કમિશન ઓન રેડિયેશન પ્રોટેક્શન અનુસાર, માનવ શરીરમાં યુરેનિયમની સરેરાશ સામગ્રી 9·10 -5 ગ્રામ છે. એવું માનવામાં આવે છે કે પ્રાણીઓ અને છોડની સામાન્ય કામગીરી માટે યુરેનિયમ જરૂરી છે.

યુરેનિયમની ઝેરી અસર તેના રાસાયણિક ગુણધર્મોને કારણે છે અને દ્રાવ્યતા પર આધાર રાખે છે: યુરેનાઇલ અને અન્ય દ્રાવ્ય યુરેનિયમ સંયોજનો વધુ ઝેરી છે. યુરેનિયમ કાચા માલ અને અન્ય ઔદ્યોગિક સુવિધાઓના નિષ્કર્ષણ અને પ્રક્રિયા માટેના સાહસો પર યુરેનિયમ અને તેના સંયોજનો દ્વારા ઝેર શક્ય છે જ્યાં તેનો ઉપયોગ તકનીકી પ્રક્રિયામાં થાય છે. જ્યારે તે શરીરમાં પ્રવેશે છે, ત્યારે યુરેનિયમ સામાન્ય સેલ્યુલર ઝેર હોવાને કારણે તમામ અવયવો અને પેશીઓને અસર કરે છે. ઝેરના ચિહ્નો કિડનીને પ્રાથમિક નુકસાન (પેશાબમાં પ્રોટીન અને ખાંડનો દેખાવ, અનુગામી ઓલિગુરિયા) ને કારણે થાય છે; યકૃત અને જઠરાંત્રિય માર્ગને પણ અસર થાય છે. તીવ્ર અને ક્રોનિક ઝેર છે; બાદમાં ધીમે ધીમે વિકાસ અને ઓછા ગંભીર લક્ષણો દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. ક્રોનિક નશો સાથે, હિમેટોપોઇઝિસ, નર્વસ સિસ્ટમ વગેરેની વિકૃતિઓ શક્ય છે, એવું માનવામાં આવે છે કે યુરેનિયમની ક્રિયાની પરમાણુ પદ્ધતિ ઉત્સેચકોની પ્રવૃત્તિને દબાવવાની ક્ષમતા સાથે સંકળાયેલ છે.