Уран бол байгаль дээрх хамгийн хүнд элемент юм. Цацраг идэвхит уран

НҮБ-д суугаа Иракийн элчин сайдын илгээлтэд Мохаммед Али аль-Хаким 7-р сарын 9-ний өдөр ISIS-ын хэт даврагчид (Ирак Левантийн Исламын улс) тэдний мэдэлд байгаа гэж мэдэгджээ. ОУАЭА (Олон улсын атомын энергийн агентлаг) Иракийн өмнө нь хэрэглэж байсан цөмийн бодисууд нь хортой шинж чанар багатай тул исламистуудын хураан авсан материалыг яаравчлан зарлав.

Босогчдын хулгайлсан ураныг баяжуулаагүй, тиймээс цөмийн зэвсэг үйлдвэрлэхэд ашиглах боломжгүй гэж АНУ-ын засгийн газрын албаны эх сурвалж Ройтерс агентлагт мэдээлсэн байна. Иракийн эрх баригчид энэ үйл явдлын талаар НҮБ-д албан ёсоор мэдэгдэж, "үүнийг ашиглах аюулаас урьдчилан сэргийлэхийг" уриалсан гэж РИА Новости мэдээлэв.

Ураны нэгдлүүд маш аюултай. AiF.ru яг юу, мөн хэн, хэрхэн цөмийн түлш үйлдвэрлэж болох талаар ярьж байна.

Уран гэж юу вэ?

Уран бол атомын дугаар 92, мөнгөн цагаан гялалзсан металл бөгөөд үелэх системд U тэмдгээр тэмдэглэгдсэн химийн элемент юм. Цэвэр хэлбэрээрээ гангаас арай зөөлөн, уян хатан, уян хатан, дэлхийн царцдас (литосфер) -д байдаг. ) болон далайн усанд, түүний цэвэр хэлбэрээр бараг байдаггүй. Цөмийн түлшийг ураны изотопоор хийдэг.

Уран бол хүнд, мөнгөлөг цагаан, гялалзсан металл юм. Фото: Commons.wikimedia.org / Жинхэнэ байршуулагч нь en.wikipedia дээрх Zxctypo юм.

Ураны цацраг идэвхт байдал

1938 онд Герман физикч Отто Хан, Фриц Страсманн нарураны цөмийг нейтроноор цацруулж, нээлт хийв: чөлөөт нейтроныг барьж авснаар ураны изотопын цөм хуваагдаж, хэлтэрхий, цацрагийн кинетик энергийн улмаас асар их энерги ялгаруулдаг. 1939-1940 онд Юлий ХаритонТэгээд Яков ЗельдовичБайгалийн ураныг уран-235-аар бага багаар баяжуулснаар атомын цөм тасралтгүй хуваагдах нөхцөлийг бүрдүүлэх, өөрөөр хэлбэл үйл явцыг гинжин шинж чанартай болгох боломжтой гэдгийг анх удаа онолын хувьд тайлбарлав.

Баяжуулсан уран гэж юу вэ?

Баяжуулсан уран бол ашиглаж гаргаж авсан уран юмуран дахь 235U изотопын эзлэх хувийг нэмэгдүүлэх технологийн процесс. Үүний үр дүнд байгалийн ураныг баяжуулсан уран, шавхагдсан уран гэж хуваадаг. Байгалийн уранаас 235U, 234U-г гарган авсны дараа үлдсэн материалыг (уран-238) 235 изотопоор шавхагдсан тул "хуурсан уран" гэж нэрлэдэг. Зарим тооцоогоор АНУ-д 560,000 орчим тонн шавхагдсан ураны гексафторид (UF6) хадгалагддаг. Хоосон уран нь байгалийн уранаас хоёр дахин бага цацраг идэвхт бодистой байдаг нь гол төлөв түүнээс 234U-г зайлуулсантай холбоотой. Ураны үндсэн хэрэглээ нь эрчим хүчний үйлдвэрлэл учраас шавхагдсан уран нь эдийн засгийн үнэ цэнэ багатай, хэрэглээ багатай бүтээгдэхүүн юм.

Цөмийн энергид зөвхөн баяжуулсан уран ашигладаг. Ураны хамгийн өргөн хэрэглэгддэг изотоп бол 235U бөгөөд үүнд цөмийн гинжин урвал өөрөө явагдах боломжтой. Тиймээс энэ изотопыг цөмийн реактор, цөмийн зэвсгийн түлш болгон ашигладаг. Байгалийн уранаас U235 изотопыг тусгаарлах нь тийм ч олон улс орон хэрэгжүүлж чадахгүй нарийн төвөгтэй технологи юм. Уран баяжуулах нь атомын цөмийн зэвсгийг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог - нэг фазын эсвэл нэг үе шаттай тэсрэх төхөөрөмжийг үйлдвэрлэхэд гол эрчим хүч нь хүнд цөмийн задралын цөмийн урвалаас болж хөнгөн элементүүдийг үүсгэдэг.

Ториумаас реакторт зохиомлоор гаргаж авсан Уран-233 (тори-232 нь нейтроныг барьж, тори-233 болж хувирдаг бөгөөд энэ нь протактин-233, дараа нь уран-233 болж задардаг) нь ирээдүйд цөмийн эрчим хүчний нийтлэг цөмийн түлш болж магадгүй юм. үйлдвэрүүд (одоо энэ нуклидыг түлш болгон ашигладаг реакторууд байдаг, жишээ нь Энэтхэгт KAMINI) болон атомын бөмбөг үйлдвэрлэх (эгзэгтэй масс нь 16 кг орчим).

20 мм-ийн диаметртэй 30 мм калибрын сумны (А-10 онгоцны ГАУ-8 их буу) цөм нь шавхагдсан уранаар хийгдсэн байдаг. Фото: Commons.wikimedia.org / Анхны байршуулагч нь en.wikipedia дээрх Nrcprm2026 юм

Аль улс баяжуулсан уран олборлодог вэ?

Франц
Герман
Голланд
Англи
Япон
Орос
Хятад
Пакистан
Бразил

Дэлхийн ураны үйлдвэрлэлийн 94 хувийг үйлдвэрлэдэг 10 улс. Фото: Commons.wikimedia.org / KarteUrangewinnung

Ураны нэгдлүүд яагаад аюултай вэ?

Уран болон түүний нэгдлүүд нь хортой. Уран болон түүний нэгдлүүдийн аэрозол нь онцгой аюултай. Усанд уусдаг ураны нэгдлүүдийн аэрозолын хувьд агаар дахь зөвшөөрөгдөх дээд концентраци (MPC) 0.015 мг/м³, ураны уусдаггүй хэлбэрийн хувьд MAC 0.075 мг/м³ байна. Уран нь бие махбодид орохдоо бүх эрхтэнд нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь эсийн ерөнхий хор юм. Уран нь бусад олон хүнд металлын нэгэн адил уураг, ялангуяа амин хүчлүүдийн сульфидын бүлгүүдтэй бараг эргэлт буцалтгүй холбогдож, тэдгээрийн үйл ажиллагааг тасалдуулдаг. Ураны молекулын үйл ажиллагааны механизм нь түүний ферментийн үйл ажиллагааг дарах чадвартай холбоотой юм. Бөөр нь голчлон нөлөөлдөг (уураг, элсэн чихэр нь шээсэнд илэрдэг, олигури). Архаг хордлогын үед гематопоэз, мэдрэлийн тогтолцооны эмгэгүүд боломжтой.

Ураныг энхийн зорилгоор ашиглах

Уран бага зэрэг нэмсэнээр шилэнд сайхан шар ногоон өнгөтэй болдог.
Натри ураныг уран зурагт шар өнгийн пигмент болгон ашигладаг.
Ураны нэгдлүүдийг шаазан дээр будах, керамик паалан, паалан (исэлдэлтийн зэргээс хамаарч шар, хүрэн, ногоон, хар өнгөөр будсан) будгийн зориулалтаар ашигласан.
20-р зууны эхэн үед уранил нитратыг сөрөг болон эерэг (гэрэл зураг) бор өнгийг сайжруулахад өргөн ашигладаг байв.
Төмөр ба шавхагдсан ураны хайлшийг (уран-238) хүчирхэг соронзон дарах материал болгон ашигладаг.

Изотоп гэдэг нь ижил атомын (дан) дугаартай боловч өөр өөр масстай химийн элементийн олон төрлийн атомууд юм.

Актинидүүдэд хамаарах үелэх системийн III бүлгийн элемент; хүнд, бага зэрэг цацраг идэвхт металл. Ториум нь заримдаа орлуулашгүй үүрэг гүйцэтгэдэг хэд хэдэн хэрэглээтэй байдаг. Элементүүдийн үечилсэн систем дэх энэ металлын байрлал, цөмийн бүтэц нь атомын энергийг энх тайвны зорилгоор ашиглахад ашиглахыг урьдчилан тодорхойлсон.

***Олигурия (Грек хэлнээс олиго - жижиг ба морон - шээс) - бөөрөөр ялгарах шээсний хэмжээ буурах.

Тэнгэрийн ван бол үелэх системийн хүнд металлын элементүүдийн нэг юм. Ураныг эрчим хүч, цэргийн үйлдвэрт өргөн ашигладаг. Үелэх системд үүнийг 92 дугаарт олох боломжтой бөгөөд 238 массын дугаартай латин U үсгээр тэмдэглэгдсэн байдаг.

Тэнгэрийн ван хэрхэн нээгдэв

Ерөнхийдөө уран гэх мэт химийн элемент нь маш удаан хугацаанд мэдэгдэж байсан. Манай эриний өмнө ч байгалийн ураны ислийг керамик эдлэлийн шар паалан хийдэг байсан нь мэдэгдэж байна. Энэ элементийн нээлтийг 1789 онд Германы химич Мартин Генрих Клапрот хүдрээс хар металл төст бодис гаргаж авсан үеэс эхэлжээ. Мартин энэ материалыг Тэнгэрийн ван гэж нэрлэхээр шийдэн ижил нэртэй шинэ гаригийн нэрийг дэмжихээр шийджээ (Тэнгэрийн ван гарагийг мөн онд нээсэн). 1840 онд Клапротын нээсэн энэ материал нь металлын гялалзсан шинж чанартай байсан ч ураны исэл болох нь тогтоогджээ. Евгений Мелкиор Пелигот ислээс атомын ураныг нийлэгжүүлэн атомын жинг нь 120 AU гэж тодорхойлсон ба 1874 онд Менделеев энэ утгыг хоёр дахин нэмэгдүүлж, хүснэгтийнхээ хамгийн алслагдсан нүдэнд байрлуулжээ. Зөвхөн 12 жилийн дараа Менделеев массыг хоёр дахин нэмэгдүүлэх шийдвэрийг Германы химич Циммерманы туршилтаар баталжээ.

Ураныг хаана, яаж олборлодог вэ?

Уран бол нэлээд түгээмэл элемент боловч ураны хүдэр хэлбэрээр түгээмэл байдаг. Дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж дэлхийн нийт массын 0.00027% байдаг гэдгийг та ойлгож байна. Ураны хүдэр нь ихэвчлэн цахиурын агууламж өндөртэй хүчиллэг эрдэс чулуулагт байдаг. Ураны хүдрийн үндсэн төрлүүд нь давирхай, карнотит, касолит, самарскит юм. Ураны хүдрийн хамгийн том нөөц нь нөөцийн ордуудыг тооцвол Австрали, Орос, Казахстан зэрэг орнуудад байдаг бөгөөд эдгээрээс Казахстан тэргүүлэгч байр суурийг эзэлдэг. Уран олборлох нь маш хэцүү, өндөр өртөгтэй журам юм. Бүх улс цэвэр уран олборлож, нийлэгжүүлэх боломжгүй. Үйлдвэрлэлийн технологи нь дараах байдалтай байна: алт, үнэт чулуутай харьцуулахуйц хүдэр эсвэл ашигт малтмалыг уурхайд олборлодог. Олборлосон чулуулгийг буталж, устай хольж, ураны тоосыг бусад хэсгээс нь ялгаж авдаг. Ураны тоос нь маш хүнд тул бусадтай харьцуулахад хурдан тунадаг. Дараагийн алхам бол ураны тоосыг бусад чулуулгаас хүчил эсвэл шүлтлэг уусгах замаар цэвэршүүлэх явдал юм. Уг процедур нь иймэрхүү харагдаж байна: ураны хольцыг 150 ° C хүртэл халааж, цэвэр хүчилтөрөгчийг даралтын дор нийлүүлдэг. Үүний үр дүнд хүхрийн хүчил үүсдэг бөгөөд энэ нь ураныг бусад хольцоос цэвэршүүлдэг. За тэгээд эцсийн шатанд цэвэр ураны тоосонцор сонгогддог. Ураны тоосноос гадна бусад ашигтай ашигт малтмал бас бий.

Ураны цацраг идэвхт цацрагийн аюул

Цацраг идэвхт цацраг гэдэг ойлголт, эрүүл мэндэд нөхөж баршгүй хор хөнөөл учруулж, улмаар үхэлд хүргэдэг гэдгийг хүн бүр сайн мэддэг. Уран бол тодорхой нөхцөлд цацраг идэвхт цацраг ялгаруулж чаддаг ийм элемент юм. Чөлөөт хэлбэрээр, төрөл зүйлээсээ хамааран альфа, бета туяаг ялгаруулж чаддаг. Альфа туяа нь гадны цацраг туяа нь хүнд аюул учруулахгүй, учир нь энэ цацраг нь нэвтрэх чадвар багатай боловч бие махбодид орохдоо нөхөж баршгүй хор хөнөөл учруулдаг. Гадны альфа туяаг агуулж байхад нэг хуудас бичгийн цаас ч хангалттай. Бета цацрагийн хувьд бүх зүйл илүү ноцтой боловч тийм ч их биш юм. Бета цацрагийн нэвтрэлтийн хүч нь альфа цацрагийнхаас өндөр боловч бета цацрагийг агуулж байхын тулд 3-5 мм эд эс шаардлагатай болно. Энэ яаж байгааг хэлж чадах уу? Уран бол цөмийн зэвсэгт ашигладаг цацраг идэвхт элемент юм! Энэ нь бүх амьд биетэд асар их хохирол учруулдаг цөмийн зэвсэгт ашиглагддаг. Цөмийн цэнэгт хошуу дэлбэрэх үед амьд организмд үзүүлэх гол хохирол нь гамма цацраг, нейтроны урсгалаас үүдэлтэй байдаг. Эдгээр төрлийн цацрагууд нь цөмийн цэнэгт хошуу дэлбэрч, ураны тоосонцорыг тогтвортой байдлаас гаргаж, дэлхий дээрх бүх амьдралыг устгадаг термоядролын урвалын үр дүнд үүсдэг.

Ураны сортууд

Дээр дурдсанчлан уран хэд хэдэн сорттой. Сортууд нь изотопууд байгааг илтгэдэг тул изотопууд нь ижил элементүүдийг агуулдаг боловч өөр өөр масстай байдаг.

Тиймээс хоёр төрөл байдаг:

Байгалийн;
Хиймэл;

Таны таамаглаж байсанчлан байгалиас заяасан нь дэлхийгээс олборлодог, хиймэлийг нь хүмүүс өөрсдөө бий болгодог. Байгалийн изотопууд нь 238, 235, 234 масстай ураны изотопуудыг агуулдаг. Түүгээр ч зогсохгүй U-234 нь U-238-ийн охин, өөрөөр хэлбэл байгалийн нөхцөлд хоёр дахь нь задралаас анхных нь юм. Зохиомлоор бүтээгдсэн хоёр дахь бүлгийн изотопууд нь 217-242 масстай байдаг.Изотопууд тус бүр нь өөр өөр шинж чанартай бөгөөд тодорхой нөхцөлд өөр өөр зан үйлээр тодорхойлогддог. Изотоп бүр өөр өөр энергийн үнэ цэнэтэй тул хэрэгцээ шаардлагаас хамааран цөмийн эрдэмтэд асуудлыг шийдэх бүх төрлийн шийдлийг олохыг хичээдэг.

Хагас амьдрах хугацаа

Дээр дурдсанчлан ураны изотоп бүр өөр өөр энергийн үнэ цэнэ, өөр өөр шинж чанартай байдаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь хагас задралын хугацаа юм. Энэ нь юу болохыг ойлгохын тулд та тодорхойлолтоос эхлэх хэрэгтэй. Хагас задралын хугацаа гэдэг нь цацраг идэвхт атомын тоо хоёр дахин багассан үе юм. Хагас задралын хугацаа нь түүний эрчим хүчний үнэ цэнэ эсвэл бүрэн цэвэршүүлэх зэрэг олон хүчин зүйлд нөлөөлдөг. Сүүлийнхийг жишээ болгон авч үзвэл дэлхийн цацраг идэвхт бохирдлыг бүрэн арилгахад хэр хугацаа шаардагдахыг тооцоолж болно. Ураны изотопын хагас задралын хугацаа:

Хүснэгтээс харахад изотопуудын хагас задралын хугацаа хэдэн минутаас хэдэн зуун сая жил хүртэл хэлбэлздэг. Тэд тус бүр нь хүмүүсийн амьдралын янз бүрийн салбарт хэрэглээгээ олдог.

Өргөдөл

Ураныг ашиглах нь үйл ажиллагааны олон салбарт маш өргөн тархсан боловч эрчим хүч, цэргийн салбарт хамгийн чухал ач холбогдолтой юм. U-235 изотоп нь хамгийн их сонирхол татдаг. Үүний давуу тал нь цөмийн гинжин урвалыг бие даан хадгалах чадвартай бөгөөд үүнийг цөмийн зэвсэг үйлдвэрлэх, цөмийн реакторуудад түлш болгон цэргийн хэрэгт өргөн ашигладаг. Түүнчлэн ураныг геологийн салбарт ашигт малтмал, чулуулгийн насыг тодорхойлох, геологийн үйл явцын явцыг тодорхойлоход өргөнөөр ашигладаг. Автомашины болон нисэх онгоцны үйлдвэрлэлд шавхагдсан ураныг сөрөг жин, төвлөрсөн элемент болгон ашигладаг. Уран зураг, ялангуяа шаазан эдлэлийн будаг, керамик паалан, паалан үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Хачирхалтай сонсогдож байгаа ч гэсэн цацраг идэвхт цацрагаас хамгаалахын тулд шавхагдсан ураныг ашиглах нь бас нэг сонирхолтой зүйл гэж үзэж болно.

Цахим тохиргоо 5f 3 6d 1 7s 2 Химийн шинж чанар Ковалентын радиус 142 цаг Ионы радиус (+6e) 80 (+4e) 97 цаг Цахилгаан сөрөг чанар
(Паулингийн хэлснээр) 1,38 Электродын потенциал U←U 4+ -1.38V
U←U 3+ -1.66V
U←U 2+ -0.1V Исэлдэлтийн төлөв 6, 5, 4, 3 Энгийн бодисын термодинамик шинж чанарууд Нягт 19.05 /см³ Молийн дулаан багтаамж 27.67 Ж/(моль) Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 27.5 Вт/(·) Хайлах цэг 1405,5 Хайлах дулаан 12.6 кЖ/моль Буцлах цэг 4018 Ууршилтын дулаан 417 кЖ/моль Молийн хэмжээ 12.5 см³/моль Энгийн бодисын болор тор Торны бүтэц орторомб Торны параметрүүд 2,850 c/a харьцаа үгүй Дебай температур үгүй

У	92
238,0289
5f 3 6d 1 7s 2
Тэнгэрийн ван

Тэнгэрийн ван(хуучин нэр Уран) нь үелэх систем дэх атомын дугаар 92, атомын масс 238.029 химийн элемент; U тэмдгээр тэмдэглэсэн ( Уран), актинидын гэр бүлд хамаардаг.

Өгүүллэг

Эрт дээр үед ч (МЭӨ 1-р зуун) байгалийн ураны ислийг керамик эдлэлийн шар паалан хийдэг байжээ. Ураны судалгаа нь гинжин урвал шиг хөгжсөн. Эхлээд түүний шинж чанаруудын талаархи мэдээлэл нь гинжин урвалын анхны импульс шиг тохиолдол бүрт удаан хугацааны тасалдалтайгаар ирдэг. Ураны түүхэн дэх хамгийн анхны чухал огноо бол 1789 он бөгөөд Германы байгалийн философич, химич Мартин Генрих Клапрот Саксоны давирхайн хүдрээс гаргаж авсан алтан шаргал өнгөтэй “дэлхийг” хар металл төст бодис болгон сэргээсэн явдал юм. Тухайн үед мэдэгдэж байсан хамгийн алс холын гаригийг хүндэтгэн (8 жилийн өмнө Хершель нээсэн) Клапрот шинэ бодисыг элемент гэж үзэн уран гэж нэрлэжээ.

Тавин жилийн турш Клапротын ураныг металл гэж үздэг байв. Зөвхөн 1841 онд Францын химич Евгений Мелькиор Пелигот (1811-1890) Клапротын уран нь металын гялалзсан шинж чанартай хэдий ч элемент биш, харин исэл гэдгийг нотолсон. UO 2. 1840 онд Пелиго ган саарал өнгөтэй хүнд металл болох жинхэнэ ураныг олж авч, түүний атомын жинг тодорхойлж чаджээ. Уран судлах дараагийн чухал алхамыг 1874 онд Д.И.Менделеев хийсэн. Тэрээр өөрийн боловсруулсан үечилсэн системд үндэслэн ураныг хүснэгтийнхээ хамгийн алслагдсан нүдэнд байрлуулсан. Ураны атомын жинг 120 гэж үздэг байсан бол агуу химич энэ утгыг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн. 12 жилийн дараа Германы химич Циммерманы туршилтаар Менделеевийн таамаглал батлагдсан.

Ураны судалгаа 1896 онд эхэлсэн: Францын химич Антуан Анри Беккерел санамсаргүйгээр Беккерелийн туяаг олж илрүүлсэн бөгөөд Мари Кюри дараа нь цацраг идэвхт гэж нэрлэжээ. Үүний зэрэгцээ Францын химич Анри Мойсан ураны цэвэр металл гаргах аргыг боловсруулж чаджээ. 1899 онд Рутерфорд ураны бэлдмэлийн цацраг нь нэгэн төрлийн бус, альфа, бета цацраг гэсэн хоёр төрлийн цацраг байдгийг олж мэдсэн. Тэд өөр өөр цахилгаан цэнэгийг авч явдаг; Тэдний бодисын хүрээ, ионжуулах чадвар нь ижил биш юм. Хэсэг хугацааны дараа, 1900 оны 5-р сард Пол Виллар цацрагийн гурав дахь төрөл болох гамма цацрагийг нээсэн.

Эрнест Рутерфорд 1907 онд Фредерик Содди (Содди, Фредерик, 1877-1956; Химийн салбарын Нобелийн шагнал, 1921) цацраг идэвхт байдлын онолынхоо үндсэн дээр цацраг идэвхт уран, торийг судлахдаа эрдсийн насыг тодорхойлох анхны туршилтыг хийжээ. 1913 онд Ф.Содди гэдэг ойлголтыг нэвтрүүлсэн изотопууд(Грек хэлнээс ισος - "тэнцүү", "ижил", τόπος - "газар") бөгөөд 1920 онд тэрээр изотопуудыг чулуулгийн геологийн насыг тодорхойлоход ашиглаж болно гэж таамаглаж байсан. 1928 онд Ниггот хэрэгжүүлж, 1939 онд A.O.K Nier (Nier, Alfred Otto Carl, 1911 - 1994) насыг тооцоолох анхны тэгшитгэлийг бүтээж, изотопуудыг салгахын тулд масс спектрометрийг ашигласан.

1939 онд Фредерик Жолио-Кюри, Германы физикч Отто Фриш, Лиз Майтнер нар ураны цөмийг нейтроноор цацрагаар цацах үед үүсдэг үл мэдэгдэх үзэгдлийг нээжээ. Уранаас хамаагүй хөнгөн шинэ элементүүд үүссэний улмаас энэ цөм тэсрэх аюултай байв. Энэхүү сүйрэл нь тэсрэх шинж чанартай байсан бөгөөд хүнсний хэлтэрхийнүүд янз бүрийн чиглэлд асар хурдтайгаар тархсан байв. Ийнхүү цөмийн урвал хэмээх нэгэн үзэгдлийг нээсэн.

1939-1940 онд Ю.Б.Харитон, Я.Б.Зельдович нар анх удаа байгалийн ураныг уран-235-аар баяжуулснаар атомын цөм тасралтгүй хуваагдах нөхцөлийг бүрдүүлэх боломжтой гэдгийг онолын хувьд анхлан харуулсан. гинжин тэмдэгтийг боловсруулах.

Байгальд байх

Уранитын хүдэр

Уран байгальд өргөн тархсан. Ураны Кларк нь 1·10 -3% (жин) байна. Литосферийн 20 км зузаан давхарга дахь ураны хэмжээг 1.3 10 14 тонн гэж тооцоолжээ.

Ураны дийлэнх хэсэг нь өндөр агууламжтай хүчиллэг чулуулагт байдаг цахиур. Ураны ихээхэн масс нь тунамал чулуулаг, ялангуяа органик бодисоор баяжуулсан чулуулагт төвлөрдөг. Уран нь торийн болон газрын ховор эрдсүүдэд (ортит, сфен CaTiO 3, монацит (La, Ce)PO 4, циркон ZrSiO 4, ксенотим YPO4 гэх мэт) хольц хэлбэрээр их хэмжээгээр агуулагддаг. Хамгийн чухал ураны хүдэр бол ураны давирхай, уранинит, карнотит юм. Ураны дагуул болох гол эрдэсүүд нь молибденит MoS 2, галена PbS, кварц SiO 2, кальцит CaCO 3, гидромусковит гэх мэт.

Ашигт малтмал	Ашигт малтмалын үндсэн найрлага	Ураны агууламж, %
Уранинит	UO 2, UO 3 + ThO 2, CeO 2	65-74
Карнотит	K 2 (UO 2) 2 (VO 4) 2 2H 2 O	~50
Касолит	PbO 2 UO 3 SiO 2 H 2 O	~40
Самарскит	(Y, Er, Ce, U, Ca, Fe, Pb, Th) (Nb, Ta, Ti, Sn) 2 O 6	3.15-14
Браннерит	(U, Ca, Fe, Y, Th) 3 Ti 5 O 15	40
Тюяамунит	CaO 2UO 3 V 2 O 5 nH 2 O	50-60
Цейнерит	Cu(UO 2) 2 (AsO 4)2 nH 2 O	50-53
Отенит	Ca(UO 2) 2 (PO 4) 2 nH 2 O	~50
Шрекингерит	Ca 3 NaUO 2 (CO 3) 3 SO 4 (OH) 9H 2 O	25
Оуранофан	CaO UO 2 2SiO 2 6H 2 O	~57
Фергюсонит	(Y, Ce)(Fe, U)(Nb, Ta)O 4	0.2-8
Торбурнит	Cu(UO 2) 2 (PO 4) 2 nH 2 O	~50
Авс	U(SiO 4) 1-x (OH) 4x	~50

Байгальд байдаг ураны үндсэн хэлбэрүүд нь уранинит, давирхай (ураны давирхай) ба ураны хар юм. Тэд зөвхөн байршлын хэлбэрээрээ ялгаатай; насны хамаарал байдаг: уранинит нь ихэвчлэн эртний (Кембрийн өмнөх үеийн чулуулгууд), давирхай - галт уулын ба гидротермал - ихэвчлэн палеозой ба залуу өндөр, дунд температурт тогтоцод байдаг; ураны харууд - гол төлөв залуу - Кайнозой ба залуу тогтоц - ихэвчлэн бага температурт тунамал чулуулагт.

Дэлхийн царцдас дахь ураны агууламж 0.003%, дэлхийн гадаргын давхаргад дөрвөн төрлийн орд хэлбэрээр илэрдэг. Нэгдүгээрт, уранаар маш баялаг, гэхдээ ховор байдаг уранинит буюу ураны давирхай (ураны давхар исэл UO2) судлууд байдаг. Тэд радийн орд дагалдаж байна, оноос хойш радиумураны изотоп задралын шууд бүтээгдэхүүн юм. Ийм судал нь Канадын Заираас (Их баавгай нуур) байдаг. ЧехТэгээд Франц. Ураны хоёр дахь эх үүсвэр нь бусад чухал ашигт малтмалын хүдрийн хамт торийн болон ураны хүдрийн конгломерат юм. Конгломератууд нь ихэвчлэн олборлоход хангалттай хэмжээгээр агуулагддаг алтТэгээд мөнгө, мөн дагалдах элементүүд нь уран, тори юм. Эдгээр хүдрийн томоохон ордууд Канад, Өмнөд Африк, Орос болон Австрали. Ураны гуравдахь эх үүсвэр нь уранаас гадна ихээхэн хэмжээний карнотит (калийн уранил ванадат)-аар баялаг тунамал чулуулаг, элсэн чулуу юм. ванадиболон бусад элементүүд. Ийм хүдэр баруун мужуудад байдаг АНУ. Төмрийн ураны занар, фосфатын хүдэр нь тунадасны дөрөв дэх эх үүсвэрийг бүрдүүлдэг. Занараас олдсон баялаг ордууд Швед. Марокко, АНУ-ын зарим фосфатын хүдэр их хэмжээний уран, фосфатын ордуудыг агуулдаг. Анголмөн Төв Африкийн Бүгд Найрамдах Улс уранаар бүр ч баялаг. Ихэнх хүрэн нүүрс болон зарим нүүрсэнд ихэвчлэн ураны хольц агуулагддаг. Хойд болон Өмнөд Дакота (АНУ)-д уранаар баялаг хүрэн нүүрсний ордууд болон битумэн нүүрс илэрсэн. ИспаниТэгээд Чех

Ураны изотопууд

Байгалийн уран нь гурвын холимогоос бүрдэнэ изотопууд: 238 U - 99.2739% (хагас задралын хугацаа Т 1/2 = 4.468×10 9 жил), 235 U - 0.7024% ( Т 1/2 = 7.038×10 8 жил) ба 234 U - 0.0057% ( Т 1/2 = 2.455×10 5 жил). Сүүлийн изотоп нь анхдагч биш, харин цацраг идэвхт 238 U цувралын нэг хэсэг юм.

Байгалийн ураны цацраг идэвхт байдал нь тэнцвэрт байдалд байгаа 238 U ба 234 U изотопуудаас шалтгаалж, тэдгээрийн өвөрмөц идэвхжилүүд тэнцүү байна. Байгалийн уран дахь 235 U изотопын өвөрмөц идэвхжил нь 238 U-ийн идэвхжилээс 21 дахин бага байна.

Ураны 227-240 масстай 11 хиймэл цацраг идэвхт изотопууд мэдэгдэж байна. Тэдний хамгийн урт наслалт нь 233 U ( Т 1/2 = 1.62×10 5 жил) нь торийг нейтроноор цацрагаар гаргаж авдаг бөгөөд дулааны нейтроноор аяндаа хуваагдах чадвартай.

Ураны 238 U ба 235 U изотопууд нь хоёр цацраг идэвхт цувралын өвөг дээдэс юм. Эдгээр цувралын эцсийн элементүүд нь изотопууд юм хар тугалга 206 Pb ба 207 Pb.

Байгалийн нөхцөлд хамгийн түгээмэл изотопууд байдаг 234 У: 235 У : 238 У= 0.0054: 0.711: 99.283. Байгалийн ураны цацраг идэвхт байдлын тал хувь нь изотопоос үүдэлтэй 234 У. Изотоп 234 Узадралын улмаас үүсдэг 238 У. Сүүлийн хоёр нь бусад хос изотопуудаас ялгаатай нь ураны өндөр шилжилтийн чадвараас үл хамааран харьцааны газарзүйн тогтвортой байдалаар тодорхойлогддог. Энэ харьцааны хэмжээ нь ураны наснаас хамаарна. Олон тооны хээрийн хэмжилтүүд нь түүний бага зэрэг хэлбэлзэлтэй байгааг харуулсан. Тиймээс өнхрөхөд энэ харьцааны утга стандарттай харьцуулахад 0.9959 - 1.0042, давсны хувьд 0.996 - 1.005 хооронд хэлбэлздэг. Уран агуулсан ашигт малтмалын хувьд (давирхай, ураны хар, циртолит, газрын ховор хүдэр) энэ харьцааны утга 137.30-аас 138.51; Түүнээс гадна U IV ба U VI хэлбэрийн ялгаа тогтоогдоогүй байна; бөмбөрцөгт - 138.4. Зарим солируудад изотопын дутагдал илэрсэн 235 У. Түүний хуурай газрын нөхцөлд хамгийн бага концентрацийг 1972 онд Францын судлаач Бужигес Африкийн Окло хотод (Габон дахь орд) тогтоожээ. Тиймээс хэвийн уран нь 0.7025% уран 235 U агуулдаг бол Оклод 0.557% хүртэл буурдаг. Энэ нь Лос Анжелес дахь Калифорнийн Их Сургуулийн Жорж В.Ветерилл, Чикагогийн Их Сургуулийн Марк Г.Ингхрам, Их Сургуулийн химич Пол К.Курода нарын таамаглаж байсан байгалийн цөмийн реакторыг изотопын шаталтад хүргэдэг гэсэн таамаглалыг дэмжсэн юм. Арканзас энэ үйл явцыг 1956 онд дүрсэлсэн байдаг. Үүнээс гадна байгалийн цөмийн реакторууд нь эдгээр дүүрэгт олдсон: Окелобондо, Бангомбе гэх мэт. Одоогийн байдлаар 17 орчим байгалийн цөмийн реактор мэдэгдэж байна.

Баримт

Ураны үйлдвэрлэлийн хамгийн эхний шат бол баяжуулалт юм. Чулууг буталж, усаар холино. Хүнд түдгэлзүүлэлтийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь илүү хурдан суурьшдаг. Хэрэв чулуулагт ураны анхдагч эрдэс агуулагдаж байвал тэдгээр нь хурдан тунадаг: эдгээр нь хүнд ашигт малтмал юм. Хоёрдогч ураны ашигт малтмал нь хөнгөн бөгөөд энэ тохиолдолд хүнд хаягдал чулуулгаас эрт суудаг. (Гэхдээ энэ нь үргэлж хоосон байдаггүй, уран гэх мэт олон ашигтай элементүүдийг агуулж болно).

Дараагийн үе шат бол баяжмалыг уусгах, ураныг уусмал болгон шилжүүлэх явдал юм. Хүчиллэг ба шүлтлэг уусгах аргыг хэрэглэдэг. Эхнийх нь уран олборлоход хүхрийн хүчлийг ашигладаг учраас хямд байдаг. Харин уран гэх мэт түүхий эдэд байвал давирхай, уран нь дөрвөн валентын төлөвт байгаа бол энэ аргыг хэрэглэхгүй: дөрвөн валент уран нь хүхрийн хүчилд бараг уусдаггүй. Энэ тохиолдолд та шүлтлэг уусгах аргыг ашиглах эсвэл ураныг зургаан валентын төлөвт урьдчилан исэлдүүлэх ёстой.

Мөн ураны баяжмалд хүхрийн хүчилтэй урвалд ордог доломит, магнезит агуулагдах тохиолдолд хүчилээр уусгах аргыг хэрэглэхгүй. Энэ тохиолдолд идэмхий натри (гидроксид) хэрэглэнэ натри).

Хүдрээс уран уусгах асуудлыг хүчилтөрөгч үлээлгэх замаар шийддэг. Хүчилтөрөгчийн урсгалыг 150 ° C хүртэл халаасан ураны хүдэр ба сульфидын эрдсийн холимогт нийлүүлдэг. Энэ тохиолдолд хүхрийн эрдэсээс хүхрийн хүчил үүсдэг бөгөөд энэ нь ураныг угаадаг.

Дараагийн шатанд үүссэн уусмалаас ураныг сонгон тусгаарлах ёстой. Орчин үеийн аргууд - олборлолт, ион солилцоо нь энэ асуудлыг шийдэж чадна.

Уусмал нь зөвхөн уран төдийгүй бусад катионуудыг агуулдаг. Тэдгээрийн зарим нь тодорхой нөхцөлд урантай ижил төстэй үйл ажиллагаа явуулдаг: тэдгээрийг ижил органик уусгагчаар гаргаж авдаг, ижил ион солилцооны давирхай дээр тунадаг, ижил нөхцөлд тунадас үүсгэдэг. Тиймээс ураныг сонгон тусгаарлахын тулд үе шат бүрт нэг эсвэл өөр хүсээгүй хамтрагчаас ангижрахын тулд олон тооны исэлдэлтийн урвалыг ашиглах шаардлагатай байдаг. Орчин үеийн ион солилцооны давирхай дээр уран нь маш сонгомол байдлаар ялгардаг.

Арга зүй ионы солилцоо ба олборлолтТэд бас сайн, учир нь тэд ураныг муу уусмалаас бүрэн гаргаж авах боломжийг олгодог (ураны агууламж литр тутамд аравны нэг грамм байдаг).

Эдгээр үйлдлүүдийн дараа уран нь хатуу төлөвт - аль нэг исэл эсвэл UF 4 тетрафторид болж хувирдаг. Гэхдээ энэ ураныг их хэмжээний дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлолтой хольцоос цэвэрлэх шаардлагатай хэвээр байна. бор, кадми, хафниа. Эцсийн бүтээгдэхүүн дэх тэдгээрийн агууламж зуун мянга, сая хувиас хэтрэхгүй байх ёстой. Эдгээр хольцыг арилгахын тулд арилжааны цэвэр ураны нэгдлийг азотын хүчилд уусгана. Энэ тохиолдолд уранил нитрат UO 2 (NO 3) 2 үүсдэг бөгөөд үүнийг трибутил фосфат болон бусад зарим бодисоор олборлох явцад шаардлагатай стандартын дагуу цэвэршүүлдэг. Дараа нь энэ бодисыг талстжуулж (эсвэл хэт исэл UO 4 · 2H 2 O тунадасжуулна) болгоомжтой шохойжуулна. Энэ үйл ажиллагааны үр дүнд ураны гурвалсан исэл UO 3 үүсч, устөрөгчөөр UO 2 болж буурдаг.

Ураны давхар исэл UO 2 нь 430-600 хэмийн температурт хуурай фтор устөрөгчийн нөлөөгөөр UF 4 тетрафторыг үүсгэдэг. Энэхүү нэгдлээс ураны металлыг ашиглан гаргаж авдаг кальциэсвэл магни.

Физик шинж чанар

Уран бол маш хүнд, мөнгөлөг цагаан, гялалзсан металл юм. Цэвэр хэлбэрээрээ гангаас арай зөөлөн, уян хатан, уян хатан, бага зэрэг парамагнит шинж чанартай байдаг. Уран нь гурван аллотроп хэлбэртэй байдаг: альфа (призматик, 667.7 ° C хүртэл тогтвортой), бета (тетрагональ, 667.7 ° C-аас 774.8 ° C хүртэл тогтвортой), гамма (бие төвтэй куб бүтэцтэй, 774.8 ° C-аас байдаг). хайлах цэг хүртэл).

Ураны зарим изотопуудын цацраг идэвхт шинж чанар (байгалийн изотопуудыг онцолсон):

Химийн шинж чанар

Уран нь исэлдэлтийн төлөвийг +III-аас +VI хүртэл харуулж чаддаг. Уран (III) нэгдлүүд нь тогтворгүй улаан уусмал үүсгэдэг ба хүчтэй бууруулагч бодис юм.

4UCl 3 + 2H 2 O → 3UCl 4 + UO 2 + H 2

Ураны (IV) нэгдлүүд нь хамгийн тогтвортой бөгөөд ногоон усан уусмал үүсгэдэг.

Уран (V) нэгдлүүд нь тогтворгүй бөгөөд усан уусмалд амархан пропорциональ бус байдаг.

2UO 2 Cl → UO 2 Cl 2 + UO 2

Химийн хувьд уран бол маш идэвхтэй металл юм. Агаарт хурдан исэлдэж, оксидын солонгон хальсаар бүрхэгдсэн байдаг. Нарийн ураны нунтаг нь агаарт аяндаа гал авалцаж, 150-175 ° C-ийн температурт гал авалцаж, U 3 O 8 үүсгэдэг. 1000 ° C-т уран азоттой нэгдэж шар ураны нитрид үүсгэдэг. Ус нь металыг бага температурт удаан, өндөр температурт хурдан зэврүүлдэг, мөн ураны нунтаг нарийн нунтагласан үед зэврүүлдэг. Уран нь давсны, азотын болон бусад хүчилд уусч, дөрвөн валентын давс үүсгэдэг боловч шүлттэй харьцдаггүй. Тэнгэрийн ван нүүлгэн шилжүүлдэг устөрөгчзэрэг металлын органик бус хүчил, давсны уусмалаас мөнгөн ус, мөнгө, зэс, цагаан тугалга, цагаан алтТэгээдалт. Хүчтэй сэгсрэх үед ураны металлын хэсгүүд гэрэлтэж эхэлдэг. Уран нь 4 исэлдэлтийн төлөвтэй - III-VI. Зургаан валенттай нэгдлүүдэд ураны триоксид (уранил исэл) UO 3, ураны хлорид UO 2 Cl 2 орно. Ураны тетрахлорид UCl 4 ба ураны давхар исэл UO 2 нь дөрвөн валент ураны жишээ юм. Дөрвөн валент уран агуулсан бодисууд нь ихэвчлэн тогтворгүй байдаг ба агаарт удаан хугацаагаар өртөхөд зургаан валенттай болдог. Уранил хлорид гэх мэт уранил давс нь хурц гэрэл эсвэл органик бодисын орчинд задардаг.

Өргөдөл

Цөмийн түлш

Хамгийн том хэрэглээ бол изотопуран 235 U, үүнд цөмийн гинжин урвал өөрөө явагдах боломжтой. Тиймээс энэ изотопыг цөмийн реактор, түүнчлэн цөмийн зэвсгийн түлш болгон ашигладаг. Байгалийн уранаас U 235 изотопыг тусгаарлах нь технологийн нарийн төвөгтэй асуудал юм (изотопыг ялгах хэсгийг үзнэ үү).

U 238 изотоп нь өндөр энергитэй нейтроноор бөмбөгдөх нөлөөн дор хуваагдах чадвартай байдаг;

Нейтроныг барьж, дараа нь β задралын үр дүнд 238 U нь 239 Pu болж хувирч, дараа нь цөмийн түлш болгон ашигладаг.

Уран-233 нь хийн фазын цөмийн пуужингийн хөдөлгүүрт хамгийн ирээдүйтэй түлш юм.

Геологи

Ураны үндсэн хэрэглээ нь геологийн үйл явцын дарааллыг тодорхойлохын тулд ашигт малтмал, чулуулгийн насыг тодорхойлох явдал юм. Үүнийг геохронологи, онолын геохронологи хийдэг. Холимог болон бодисын эх үүсвэрийн асуудлыг шийдэх нь бас чухал юм.

Асуудлын шийдэл нь тэгшитгэлээр тодорхойлсон цацраг идэвхт задралын тэгшитгэл дээр суурилдаг.

Хаана 238 Uo, 235 У о- ураны изотопын орчин үеийн концентраци; ; - задралын тогтмолууд ураны атомууд тус тус 238 УТэгээд 235 У.

Тэдний хослол нь маш чухал юм:

Чулуулагт ураны агууламж өөр өөр байдаг тул цацраг идэвхт чанар нь өөр өөр байдаг. Энэ шинж чанарыг геофизикийн аргаар чулуулгийг тодорхойлоход ашигладаг. Энэ аргыг худгийн геофизикийн судалгааны явцад газрын тосны геологид өргөнөөр ашигладаг бөгөөд энэ цогцолбор, ялангуяа γ - каротаж эсвэл нейтрон гамма каротаж, гамма-гамма каротаж гэх мэт. Тэдгээрийн тусламжтайгаар усан сан, лацыг тодорхойлдог.

Бусад програмууд

Ураныг бага зэрэг нэмснээр шилэнд (Уран шил) үзэсгэлэнтэй шар-ногоон флюресцент өгдөг.

Натрийн уранат Na 2 U 2 O 7 нь уран зурагт шар өнгийн пигмент болгон ашигласан.

Ураны нэгдлүүдийг шаазан дээр будах, керамик паалан, паалан (исэлдэлтийн зэргээс хамаарч шар, хүрэн, ногоон, хар өнгөөр будсан) будгийн зориулалтаар ашигласан.

Зарим ураны нэгдлүүд гэрэлд мэдрэмтгий байдаг.

20-р зууны эхэн үед уранил нитратсөрөг болон өнгө (өнгө) эерэг (гэрэл зураг) хүрэн сайжруулахад өргөн хэрэглэгддэг.

Ниобид карбид ба цирконий карбидтай хайлшуулсан уран-235 карбидыг цөмийн тийрэлтэт хөдөлгүүрт түлш болгон ашигладаг (ажлын шингэн - устөрөгч + гексан).

Төмөр ба шавхагдсан ураны хайлшийг (уран-238) хүчирхэг соронзон дарах материал болгон ашигладаг.

Хоосон уран

Хоосон уран

Байгалийн уранаас 235 U, 234 U-ыг гарган авсны дараа үлдсэн материал (уран-238) 235 изотопоор шавхагдсан тул "хуурсан уран" гэж нэрлэдэг. Зарим мэдээллээр АНУ-д 560,000 орчим тонн шавхагдсан ураны гексафторид (UF 6) хадгалагдаж байна.

Ховордсон уран нь байгалийн уранаас хоёр дахин бага цацраг идэвхт бодистой байдаг нь голчлон 234 U-ийг зайлуулсантай холбоотой. Ураны үндсэн хэрэглээ нь эрчим хүчний үйлдвэрлэл байдаг тул шавхагдсан уран нь эдийн засгийн үнэ цэнэ багатай, бага хэрэглээтэй бүтээгдэхүүн юм.

Үүний хэрэглээ нь ураны өндөр нягтрал, харьцангуй хямд өртөгтэй голчлон холбоотой юм. Хоосон ураныг цацраг туяанаас хамгаалах (ишигтэй) болон агаарын хөлгийн удирдлагын гадаргуу гэх мэт сансрын хэрэглээнд тогтворжуулагч болгон ашигладаг. Эдгээр зорилгоор Боинг 747 онгоц тус бүрд 1500 кг шавхагдсан уран агуулагддаг. Энэ материалыг өндөр хурдны гироскопын ротор, том нисдэг дугуй, сансрын буух болон уралдааны дарвуулт онгоцонд тогтворжуулагч болгон, газрын тосны цооног өрөмдөхөд ашигладаг.

Хуяг цоолох сумны цөм

20 мм-ийн диаметртэй 30 мм калибрын сумны (А-10 онгоцны GAU-8 буу) үзүүр (доторлогоо) нь шавхагдсан уранаар хийгдсэн байдаг.

Барагдсан ураны хамгийн алдартай хэрэглээ бол хуяг цоолох пуужингийн цөм болгон ашиглах явдал юм. 2% Mo буюу 0.75% Ti-тэй хайлуулж, дулааны боловсруулалт хийх үед (ус эсвэл тосонд 850 ° C хүртэл халаасан металыг хурдан унтрааж, 450 ° C-т 5 цагийн турш барих) уран металлыг гангаас илүү хатуу, бат бөх болдог. цэвэр ураны хувьд 450 МПа байдаг ч хүч нь 1600 МПа-аас их байна). Энэ нь өндөр нягтралтай хослуулан хатуурсан ураны ембүүг илүү үнэтэй гянт болдтой адил үр дүнтэй хуяг цоологч болгодог. Хүнд ураны үзүүр нь мөн пуужингийн массын тархалтыг өөрчилж, аэродинамик тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.

Stabilla төрлийн ижил төстэй хайлшийг танк болон танк эсэргүүцэх их бууны шүүрсэн сэрвээтэй суманд ашигладаг.

Хуяг устгах үйл явц нь ураны гахайг тоос болгон нунтаглаж, хуягны нөгөө талд агаарт гал авалцдаг (Pyrophoricity-ийг үзнэ үү). "Цөлийн шуурга" ажиллагааны үеэр байлдааны талбарт 300 орчим тонн шавхагдсан уран үлджээ (гол төлөв А-10 довтолгооны нисэх онгоцны 30 мм-ийн ГАУ-8 их бууны сумны үлдэгдэл, бүрхүүл тус бүр нь 272 гр ураны хайлш агуулсан).

Ийм бүрхүүлийг НАТО-гийн цэргүүд Югославын нутаг дэвсгэрт байлдааны ажиллагаанд ашиглаж байжээ. Тэднийг өргөн мэдүүлсний дараа тус улсын нутаг дэвсгэрийн цацрагийн бохирдлын байгаль орчны асуудлыг хэлэлцсэн.

Гуравдугаар Рейхийн үед ураныг анх сумны цөм болгон ашиглаж байжээ.

М-1 Абрамс танк гэх мэт орчин үеийн танкийн хуягт шавхагдсан ураныг ашигладаг.

Физиологийн үйлдэл

Энэ нь ургамал, амьтан, хүний эд эсэд ул мөр (10−5-10−8%) агуулагддаг. Энэ нь зарим мөөгөнцөр, замагт хамгийн их хэмжээгээр хуримтлагддаг. Ураны нэгдлүүд нь ходоод гэдэсний замд (ойролцоогоор 1%), уушгинд 50% шингэдэг. Бие дэх гол агуулахууд: дэлүү, бөөр, араг яс, элэг, уушиг, гуурсан хоолойн тунгалгийн булчирхай. Хүн, амьтны эд, эрхтэн дэх агууламж 10-7 г-аас ихгүй байна.

Уран ба түүний нэгдлүүд хортой. Уран болон түүний нэгдлүүдийн аэрозол нь онцгой аюултай. Усанд уусдаг ураны нэгдлүүдийн аэрозолын хувьд агаар дахь MPC 0.015 мг/м³, ураны уусдаггүй хэлбэрийн хувьд MPC 0.075 мг/м³ байна. Уран нь бие махбодид орохдоо бүх эрхтэнд нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь эсийн ерөнхий хор юм. Ураны молекулын үйл ажиллагааны механизм нь түүний ферментийн үйл ажиллагааг дарах чадвартай холбоотой юм. Бөөр нь голчлон нөлөөлдөг (уураг, элсэн чихэр нь шээсэнд илэрдэг, олигури). Архаг хордлогын үед гематопоэз, мэдрэлийн тогтолцооны эмгэгүүд боломжтой.

2005-2006 онуудад үйлдвэрлэсэн U агуулгаар тонноор нь .

2006 онд үйлдвэрлэсэн компани:

Камеко - 8.1 мянган тонн

Рио Тинто - 7 мянган тонн

АРЕВА - 5 мянган тонн

Казатомпром - 3.8 мянган тонн

ХК ТВЭЛ - 3.5 мянган тонн

BHP Billiton - 3 мянган тонн

Навои ММС - 2.1 мянган тонн ( Узбекистан, Навой)

Uranium One - 1 мянган тонн

Хитгейт - 0.8 мянган тонн

Денисон Майнз - 0.5 мянган тонн

Орос улсад үйлдвэрлэл

ЗХУ-д ураны хүдрийн гол бүс нутгууд нь Украин (Желтореченское, Первомайское гэх мэт ордууд), Казахстан (Хойд - Балкашын хүдрийн талбай гэх мэт; Өмнөд - Кызылсай хүдрийн талбай гэх мэт; Восточный; бүгд зонхилон харьяалагддаг байв. галт уул-гидротермаль төрөл); Transbaikalia (Антей, Стрельцовское гэх мэт); Төв Ази, гол төлөв Узбекистан, Учкудук хотод төвлөрсөн хар занарын эрдэсжилттэй. Жижиг хүдрийн илрэл, илрэл ихтэй. ОХУ-д Өвөрбайгалийн бүс нутаг нь ураны хүдрийн гол бүс нутаг хэвээр байна. Оросын ураны 93 орчим хувийг Чита мужийн (Краснокаменск хотын ойролцоо) ордоос олборлодог. Олборлолтыг "Атомредметзолото" ХК-ийн (Уран Холдинг) нэг хэсэг болох Приаргунское үйлдвэрлэлийн уул уурхай, химийн нийгэмлэг (PPMCU) босоо амны аргаар гүйцэтгэдэг.

Үлдсэн 7%-ийг Далур (Курган муж) ХК, Хиагда ХК (Буриад) нар далд уусгах аргаар гаргаж авдаг.

Үүссэн хүдэр, ураны баяжмалыг Чепецкийн механикийн үйлдвэрт боловсруулдаг.

Казахстанд үйлдвэрлэдэг

Дэлхийн ураны нөөцийн тавны нэг орчим нь Казахстанд (21%, дэлхийд 2-р байр) төвлөрдөг. Ураны нийт нөөц 1.5 сая тонн бөгөөд үүнээс 1.1 сая тонныг нь газар дээр нь уусган олборлох боломжтой.

2009 онд Казахстан ураны үйлдвэрлэлээрээ дэлхийд нэгдүгээр байр эзэлсэн.

Украин дахь үйлдвэрлэл

Гол үйлдвэр нь Жовти Воды хотын Дорнодын уул уурхайн баяжуулах үйлдвэр юм.

Үнэ

Нэг кг ураныг хэдэн арван мянган доллараар үнэлдэг, тэр ч байтугай грамм хэмжээний ураны тухай домог байдаг ч түүний зах зээл дээрх бодит үнэ тийм ч өндөр биш - баяжуулаагүй ураны исэл U 3 O 8 нэг кг нь 100 доллараас бага үнэтэй байдаг. Энэ нь баяжуулаагүй уран ашиглан цөмийн реактор ажиллуулахын тулд хэдэн арван, бүр хэдэн зуун тонн түлш, цөмийн зэвсэг үйлдвэрлэхийн тулд их хэмжээний ураныг баяжуулж, бөмбөг бүтээхэд тохиромжтой концентрацийг олж авах ёстой байдагтай холбоотой юм.

Эрт дээр үед ч (МЭӨ 1-р зуун) байгалийн ураны ислийг керамик эдлэлийн шар паалан хийдэг байжээ. Ураны түүхэн дэх хамгийн анхны чухал огноо бол 1789 он бөгөөд Германы байгалийн философич, химич Мартин Генрих Клапрот Саксоны давирхайн хүдрээс гаргаж авсан алтан шаргал өнгөтэй “дэлхийг” хар металл төст бодис болгон сэргээсэн явдал юм. Тухайн үед мэдэгдэж байсан хамгийн алс холын гаригийг хүндэтгэн (8 жилийн өмнө Хершель нээсэн) шинэ бодисыг элемент гэж үзэн Клапрот түүнийг уран гэж нэрлэсэн (Үүгээр тэрээр Иоганн Бодегийн шинэ гаригийг "Тэнгэрийн ван" гэж нэрлэх саналыг дэмжихийг хүссэн юм. Хершелийн санал болгосон "Жоржийн од"-ын оронд). Тавин жилийн турш Клапротын ураныг металлын жагсаалтад оруулсан. Зөвхөн 1841 онд Францын химич Евгений Мелькиор Пелиго ( Англи) (1811-1890)) нь метал гялбаатай хэдий ч Клапротын уран нь элемент биш харин исэл гэдгийг нотолсон. UO 2. 1840 онд Пелиго жинхэнэ уран - ган саарал өнгийн хүнд металлыг олж авч, түүний атомын жинг тодорхойлж чадсан. Уран судлах дараагийн чухал алхамыг 1874 онд Д.И.Менделеев хийсэн. Тэрээр өөрийн боловсруулсан үечилсэн системд үндэслэн ураныг хүснэгтийнхээ хамгийн алслагдсан нүдэнд байрлуулсан. Ураны атомын жинг 120 гэж үздэг байсан бол агуу химич энэ утгыг хоёр дахин нэмэгдүүлсэн. 12 жилийн дараа Германы химич Циммерманы туршилтаар Менделеевийн таамаглал батлагдсан.

1896 онд Францын химич Антуан Анри Беккерел ураны судалгаа хийж байхдаа санамсаргүйгээр Беккерелийн туяаг олж илрүүлж, Мари Кюри хожим нь цацраг идэвхт бодис гэж нэрлэжээ. Үүний зэрэгцээ Францын химич Анри Мойсан ураны цэвэр металл гаргах аргыг боловсруулж чаджээ. 1899 онд Рутерфорд ураны бэлдмэлийн цацраг нь нэгэн төрлийн бус, альфа, бета цацраг гэсэн хоёр төрлийн цацраг байдгийг олж мэдсэн. Тэд өөр өөр цахилгаан цэнэгийг авч явдаг; Тэдний бодисын хүрээ, ионжуулах чадвар нь ижил биш юм. Хэсэг хугацааны дараа, 1900 оны 5-р сард Пол Виллар цацрагийн гурав дахь төрөл болох гамма цацрагийг нээсэн.

Эрнест Рутерфорд 1907 онд Фредерик Содди (Содди, Фредерик, 1877-1956; Химийн салбарын Нобелийн шагнал, 1921) цацраг идэвхт бодисын онолын үндсэн дээр цацраг идэвхт уран, торийн судалгаанд ашигт малтмалын насыг тодорхойлох анхны туршилтыг хийжээ. . 1913 онд Ф.Содди изотопын тухай ойлголтыг (эртний Грекээс. ἴσος - "тэнцүү", "ижил" ба τόπος - "газар"), мөн 1920 онд изотопуудыг чулуулгийн геологийн насыг тодорхойлоход ашиглаж болно гэж таамаглаж байсан. 1928 онд Ниггот хэрэгжүүлж, 1939 онд A. O. K. Nier (Nier, Alfred Otto Carl, 1911-1994) насыг тооцоолох анхны тэгшитгэлийг бүтээж, изотопуудыг салгахын тулд масс спектрометрийг ашигласан.

Хадгаламж

Дэлхийн царцдас дахь ураны агууламж 0.0003%, дэлхийн гадаргын давхаргад дөрвөн төрлийн орд хэлбэрээр илэрдэг. Нэгдүгээрт, эдгээр нь уранаар маш баялаг, гэхдээ ховор байдаг уранинит буюу ураны давирхай (уран давхар исэл UO 2) судлууд юм. Ради нь ураны изотопын задралын шууд бүтээгдэхүүн учраас тэдгээрийг радийн ордууд дагалддаг. Ийм судлууд нь Бүгд Найрамдах Ардчилсан Конго Улс, Канад (Их баавгай нуур), Чех, Францад байдаг. Ураны хоёр дахь эх үүсвэр нь бусад чухал ашигт малтмалын хүдрийн хамт торийн болон ураны хүдрийн конгломерат юм. Конгломератууд нь ихэвчлэн хангалттай хэмжээний алт, мөнгө агуулдаг бөгөөд уран, тори нь холбогдох элементүүд байдаг. Эдгээр хүдрийн томоохон ордууд Канад, Өмнөд Африк, Орос, Австралид байдаг. Ураны гуравдахь эх үүсвэр нь уранаас гадна их хэмжээний ванади болон бусад элементүүдийг агуулсан карнотит (калийн уранил ванадат) эрдэсээр баялаг тунамал чулуулаг, элсэн чулуу юм. Ийм хүдэр АНУ-ын баруун мужуудад байдаг. Төмрийн ураны занар, фосфатын хүдэр нь тунадасны дөрөв дэх эх үүсвэрийг бүрдүүлдэг. Шведийн занараас баялаг ордууд байдаг. Марокко, АНУ-ын зарим фосфатын хүдэр ихээхэн хэмжээний уран агуулдаг бөгөөд Ангол, Төв Африкийн Бүгд Найрамдах Улс дахь фосфатын ордууд уранаар бүр ч баялаг юм. Ихэнх хүрэн нүүрс болон зарим нүүрсэнд ихэвчлэн ураны хольц агуулагддаг. Хойд болон Өмнөд Дакота (АНУ)-д уранаар баялаг хүрэн нүүрсний ордууд, Испани, Чехийн битумэн нүүрс олдсон.

20 км зузаантай литосферийн давхарга нь ~ 10 14 тонн, далайн ус 10 9 -10 10 тонн агуулдаг бөгөөд нөөцийн ордуудыг тооцвол Орос улс ураны нөөцөөрөө дэлхийд гуравдугаарт ордог (Австрали, Казахстаны дараа). Оросын ордууд бараг 550 мянган тонн ураны нөөцтэй буюу дэлхийн нөөцийн 10 гаруй хувийг эзэлдэг; Тэдний 63 орчим хувь нь Бүгд Найрамдах Саха (Якут) улсад төвлөрдөг. ОХУ-ын ураны гол ордууд нь: галт уулын Стрельцовское, Октябрьское, Антей, Мало-Тулукуевское, Аргунское молибдений ураны ордууд (Чита муж), элсэн чулуун дахь Далматовское ураны ордууд (Курган муж), Буриадын элсэн чулуун дахь Хиагдын ураны ордууд (Репуб) юм. , Метасоматит дахь Өмнөд алт-ураны ордууд, метасоматит дахь хойд ураны ордууд (Якут улс). Түүнчлэн ураны олон жижиг орд, хүдрийн илрэлүүдийг илрүүлж, үнэлжээ.

Изотопууд

Ураны зарим изотопуудын цацраг идэвхт шинж чанар (байгалийн изотопууд нь тусгаарлагдсан):

Байгалийн уран нь гурван изотопын холимогоос бүрддэг: 238 U (изотопын элбэгшил 99.2745%, хагас задралын хугацаа). Т 1/2 = 4.468 10 9 жил), 235 U (0.7200%, Т 1/2 = 7.04 10 8 жил) ба 234 U (0.0055%, Т 1/2 = 2.455·10 5 жил). Сүүлийн изотоп нь анхдагч биш, харин цацраг идэвхт 238 U цувралын нэг хэсэг юм.

Байгалийн нөхцөлд хамгийн түгээмэл изотопууд нь харьцангуй агууламжтай 234 U, 235 U, 238 U юм. 234 U: 235 U: 238 U = 0.0054: 0.711: 99.283. Байгалийн ураны цацраг идэвхт байдлын бараг тал хувь нь 234 U изотопоос шалтгаалдаг бөгөөд энэ нь өмнө дурдсанчлан 238 U задралын явцад үүсдэг. 235 U-ийн харьцаа: 238 U агууламж нь бусад хос изотопуудаас ялгаатай нь Ураны өндөр нүүдлийн чадвар нь газарзүйн тогтвортой байдалаар тодорхойлогддог: 235 U / 238 U = 137.88. Байгалийн тогтоц дахь энэ харьцааны хэмжээ нь тэдний наснаас хамаардаггүй. Олон тооны хээрийн хэмжилтүүд нь түүний бага зэрэг хэлбэлзэлтэй байгааг харуулсан. Тиймээс өнхрөхөд энэ харьцаа стандарттай харьцуулахад 0.9959-1.0042, давсны хувьд 0.996-1.005 хооронд хэлбэлздэг. Уран агуулсан ашигт малтмалын хувьд (давирхай, ураны хар, циртолит, газрын ховор хүдэр) энэ харьцааны утга 137.30-аас 138.51; Түүнээс гадна U IV ба U VI хэлбэрийн ялгаа тогтоогдоогүй байна; бөмбөрцөгт - 138.4. Зарим солируудад 235 U изотопын дутагдлыг 1972 онд Африкийн Окло хотод (Габон дахь орд) Франц судлаач Бугигес илрүүлсэн байна. Тиймээс байгалийн уран нь 0.720% уран 235 U агуулдаг бол Оклод 0.557% хүртэл буурдаг. Энэ нь 235 U изотопыг шатаахад хүргэсэн байгалийн цөмийн реактор байдаг гэсэн таамаглалыг баталж, энэ таамаглалыг Лос Анжелес дахь Калифорнийн Их Сургуулийн Жорж В.Ветерилл, Марк Г. Чикагогийн их сургууль болон Арканзасын их сургуулийн химич Пол Курода (Пол К. Курода) нар 1956 онд энэ үйл явцыг дүрсэлсэн байдаг. Үүнээс гадна байгалийн цөмийн реакторууд нь эдгээр дүүрэгт олдсон: Окелобондо, Бангомбе гэх мэт. Одоогийн байдлаар 17 байгалийн цөмийн реактор мэдэгдэж байна.

Баримт

Мөн ураны баяжмалд хүхрийн хүчилтэй урвалд ордог доломит, магнезит агуулагдах тохиолдолд хүчилээр уусгах аргыг хэрэглэхгүй. Эдгээр тохиолдолд идэмхий натри (натрийн гидроксид) хэрэглэнэ.

Эдгээр үйлдлүүдийн дараа уран нь хатуу төлөвт - аль нэг исэл эсвэл UF 4 тетрафлорид болж хувирдаг. Гэхдээ энэ ураныг дулааны нейтронууд болох бор, кадми, гафни зэргийг барьж авах том хөндлөн огтлолтой хольцоос цэвэрлэх шаардлагатай хэвээр байна. Эцсийн бүтээгдэхүүн дэх тэдгээрийн агууламж зуун мянга, сая хувиас хэтрэхгүй байх ёстой. Эдгээр хольцыг арилгахын тулд арилжааны цэвэр ураны нэгдлийг азотын хүчилд уусгана. Энэ тохиолдолд уранил нитрат UO 2 (NO 3) 2 үүсдэг бөгөөд үүнийг трибутил фосфат болон бусад зарим бодисоор олборлох явцад шаардлагатай стандартын дагуу цэвэршүүлдэг. Дараа нь энэ бодисыг талстжуулж (эсвэл хэт исэл UO 4 · 2H 2 O тунадасжуулна) болгоомжтой шохойжуулна. Энэ үйл ажиллагааны үр дүнд ураны гурвалсан исэл UO 3 үүсч, устөрөгчөөр UO 2 болж буурдаг.

Ураны давхар исэл UO 2 нь 430-600 хэмийн температурт устөрөгчийн фторын хийнд өртөж UF 4 тетрафторид үүсгэдэг. Энэ нэгдлээс уран металлыг кальци эсвэл магнийн тусламжтайгаар багасгадаг.

Физик шинж чанар

Уран бол маш хүнд, мөнгөлөг цагаан, гялалзсан металл юм. Цэвэр хэлбэрээрээ гангаас арай зөөлөн, уян хатан, уян хатан, бага зэрэг парамагнит шинж чанартай байдаг. Уран нь гурван аллотроп хэлбэртэй байдаг: (призматик, 667.7 ° C хүртэл тогтвортой), (тетрагональ, 667.7 ° C-аас 774.8 ° C хүртэл тогтвортой), (бие төвтэй куб бүтэцтэй, 774.8 ° C-аас хайлах цэг хүртэл байдаг) .

Химийн шинж чанар

Онцлог исэлдэлтийн төлөв

Уран нь исэлдэлтийн төлөвийг +3-аас +6 хүртэл харуулж чаддаг.

Үүнээс гадна U 3 O 8 исэл байдаг. Түүний исэлдэлтийн төлөв нь албан ёсоор бутархай боловч бодит байдал дээр энэ нь уран (V) ба (VI) холимог исэл юм.

Исэлдэлтийн төлөв байдал, шинж чанарын нэгдлүүдийн хувьд уран нь VIB дэд бүлгийн элементүүдтэй (хром, молибден, вольфрам) ойрхон байгааг харахад хялбар байдаг. Үүнээс болж түүнийг удаан хугацааны турш энэ дэд бүлэгт ("Үе үеийн элэгдэл") ангилсан.

Энгийн бодисын шинж чанар

Химийн хувьд уран маш идэвхтэй байдаг. Энэ нь агаарт хурдан исэлдэж, оксидын солонгон хальсаар бүрхэгдсэн байдаг. Нарийн ураны нунтаг агаарт аяндаа гал авалцаж, 150-175 ° C-ийн температурт гал авалцаж, U3O8 үүсгэдэг. Уран металлын бусад металл бус бодисуудтай үзүүлэх урвалыг хүснэгтэд үзүүлэв.

Ус нь металыг бага температурт удаан, өндөр температурт хурдан зэврүүлдэг, мөн ураны нунтагыг нарийн нунтаглах үед:

Исэлддэггүй хүчилд уран уусч UO 2 эсвэл U 4+ давс үүсгэдэг (энэ тохиолдолд устөрөгч ялгардаг). Исэлдүүлэгч хүчлээр (азот, төвлөрсөн хүхрийн) уран нь UO 2 2+ харгалзах ураны давсыг үүсгэдэг.
Уран нь шүлтийн уусмалуудтай харьцдаггүй.

Хүчтэй сэгсрэх үед ураны металлын хэсгүүд гэрэлтэж эхэлдэг.

Ураны III нэгдлүүд

Ураны давс (+3) (голчлон галогенид) нь бууруулагч бодис юм. Тэд ихэвчлэн өрөөний температурт агаарт тогтвортой байдаг боловч халах үед тэдгээр нь бүтээгдэхүүний холимог болж исэлддэг. Хлор нь тэдгээрийг UCl 4 хүртэл исэлдүүлдэг. Тэд тогтворгүй улаан уусмал үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь хүчтэй бууруулагч шинж чанартай байдаг.

Ураны III галогенид нь уран (IV) галидыг устөрөгчтэй ангижруулахад үүсдэг.

(550-590 ° C)

эсвэл устөрөгчийн иодид:

(500 ° C)

түүнчлэн ураны гидрид UH 3 дээр галоген устөрөгчийн үйлчлэлээр .

Үүнээс гадна уран (III) гидрид UH3 байдаг. Энэ нь ураны нунтагыг устөрөгчид 225 хэм хүртэл халааж, 350 хэмээс дээш температурт задардаг. Үүний ихэнх урвалыг (жишээлбэл, усны уур ба хүчилтэй урвалд орох) ураны металлын урвалын задралын урвал гэж албан ёсоор үзэж болно.

Ураны IV нэгдлүүд

Уран (+4) нь усанд амархан уусдаг ногоон давс үүсгэдэг. Тэдгээр нь уран болж амархан исэлддэг (+6)

Ураны V нэгдлүүд

Уран (+5) нэгдлүүд нь тогтворгүй бөгөөд усан уусмалд амархан пропорциональ бус байдаг.

Ураны хлорид V, зогсож байх үед хэсэгчлэн пропорциональ:

мөн хлорыг хэсэгчлэн зайлуулдаг:

Ураны VI нэгдлүүд

Исэлдэлтийн төлөв +6 нь исэл UO 3-тай тохирч байна. Энэ нь хүчилд уусч, уранил катион UO 2 2+ нэгдлүүдийг үүсгэдэг.

Суурьтай UO 3 (CrO 3, MoO 3 ба WO 3-тай төстэй) нь янз бүрийн уранатын анионуудыг (гол төлөв диуранат U 2 O 7 2-) үүсгэдэг. Сүүлийнх нь ихэвчлэн ураны давс дээр суурийн үйлчлэлээр олддог.

Хүчилтөрөгч агуулаагүй ураны (+6) нэгдлүүдээс зөвхөн гексахлорид UCl 6 ба фторид UF 6 л мэдэгддэг. Сүүлийнх нь ураны изотопыг салгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Ураны нэгдлүүд (+6) нь агаар болон усан уусмалд хамгийн тогтвортой байдаг.

Уранил хлорид гэх мэт уранил давс нь хурц гэрэлд эсвэл органик нэгдлүүдийн дэргэд задардаг.

Өргөдөл

Цөмийн түлш

Ураны хамгийн өргөн хэрэглэгддэг изотоп нь 235 U бөгөөд үүнд цөмийн гинжин урвал өөрөө явагдах боломжтой. Тиймээс энэ изотопыг цөмийн реактор, түүнчлэн цөмийн зэвсгийн түлш болгон ашигладаг. Байгалийн уранаас U 235 изотопыг тусгаарлах нь технологийн нарийн төвөгтэй асуудал юм (изотопыг ялгах хэсгийг үзнэ үү).

80%-ийн ачаалалтай ажиллаж, жилд 7000 ГВт цаг үйлдвэрлэдэг 1000 МВт-ын хүчин чадалтай реакторын зарим тоо энд байна. Ийм нэг реакторыг жилийн турш ажиллуулахад 3.5% U-235 агуулсан 20 тонн ураны түлш шаардлагатай бөгөөд энэ нь ойролцоогоор 153 тонн байгалийн ураныг баяжуулсны дараа гаргаж авдаг.

U 238 изотоп нь өндөр энергитэй нейтроноор бөмбөгдөх нөлөөн дор хуваагдах чадвартай байдаг;

Нейтроныг барьж, дараа нь β задралаар 238 U-ийг 239 Pu болгон хувиргаж, дараа нь цөмийн түлш болгон ашигладаг.

Ураны дулаан ялгаруулах хүчин чадал

1 тонн баяжуулсан уран нь дулаан ялгаруулах хүчин чадлаараа 1 сая 350 мянган тонн газрын тос буюу байгалийн хийтэй тэнцэнэ.

Геологи

Геологийн шинжлэх ухаанд ураны гол хэрэглээ нь геологийн үйл явцын дарааллыг тодорхойлохын тулд ашигт малтмал, чулуулгийн насыг тодорхойлох явдал юм. Үүнийг геохронологи хийдэг. Холимог болон бодисын эх үүсвэрийн асуудлыг шийдэх нь бас чухал юм.

Асуудлын шийдэл нь цацраг идэвхт задралын тэгшитгэл дээр суурилдаг.

Тэдний хослол нь маш чухал юм:

Чулуулагт ураны агууламж өөр өөр байдаг тул цацраг идэвхт чанар нь өөр өөр байдаг. Энэ шинж чанарыг геофизикийн аргаар чулуулгийг тодорхойлоход ашигладаг. Энэ аргыг газрын тосны геологид худгийн геофизикийн судалгааны явцад хамгийн өргөн ашигладаг бөгөөд энэ цогцолбор, ялангуяа γ - каротаж эсвэл нейтрон гамма каротаж, гамма-гамма каротаж гэх мэт орно. Тэдгээрийн тусламжтайгаар усан сан, лацыг тодорхойлно.

Бусад програмууд

Хоосон уран

Ховордсон уран нь байгалийн уранаас хоёр дахин бага цацраг идэвхт бодистой байдаг нь голчлон түүнээс 234 U-ыг зайлуулж байгаатай холбоотой бөгөөд ураны гол хэрэглээ нь эрчим хүчний үйлдвэрлэл учраас шавхагдсан уран нь эдийн засгийн үнэ цэнэ багатай, бага хэрэглээтэй бүтээгдэхүүн юм.

Үүний хэрэглээ нь ураны өндөр нягтрал, харьцангуй хямд өртөгтэй голчлон холбоотой юм. Хоосон ураныг цацраг туяанаас хамгаалахад (хачирхалтай нь) - маш өндөр хөндлөн огтлолыг ашиглан - мөн агаарын хөлгийн удирдлагын гадаргуу гэх мэт сансрын хэрэглээнд тогтворжуулагч болгон ашигладаг. Эдгээр зорилгоор Боинг 747 онгоц тус бүрд 1500 кг шавхагдсан уран агуулагддаг. Энэ материалыг өндөр хурдны гироскопын ротор, том нисдэг дугуй, сансрын хөлөг, уралдааны дарвуулт онгоц, Формула 1 машинд тогтворжуулагч болгон, газрын тосны цооног өрөмдөхөд ашигладаг.

Хуяг цоолох сумны цөм

Барагдсан ураны хамгийн алдартай хэрэглээ бол хуяг цоолох пуужингийн цөм юм. Түүний өндөр нягтрал (гангаас гурав дахин хүнд) нь хатуурсан ураны ембүүг маш үр дүнтэй хуяг цоолох хэрэгсэл болгодог бөгөөд үр дүнтэй нь илүү үнэтэй, бага зэрэг хүнд гянтболдтой төстэй юм. Хүнд ураны үзүүр нь мөн пуужингийн массын тархалтыг өөрчилж, аэродинамик тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.

Stabilla төрлийн ижил төстэй хайлшийг танк болон танк эсэргүүцэх их бууны шүүрсэн сэрвээтэй суманд ашигладаг.

Хуяг устгах үйл явц нь ураны гахайг тоос болгон нунтаглаж, хуягны нөгөө талд агаарт гал авалцдаг (Pyrophoricity-ийг үзнэ үү). "Цөлийн шуурга" ажиллагааны үеэр байлдааны талбарт 300 орчим тонн шавхагдсан уран үлджээ (ихэвчлэн А-10 довтолгооны онгоцны 30 мм-ийн ГАУ-8 их бууны сумны үлдэгдэл, бүрхүүл тус бүр нь 272 гр ураны хайлш агуулсан).

Гуравдугаар Рейхийн үед ураныг анх сумны цөм болгон ашиглаж байжээ.

М-1 Абрамс танк гэх мэт орчин үеийн танкийн хуягт шавхагдсан ураныг ашигладаг.

Физиологийн үйлдэл

Ул мөр хэмжээгээр (10−5-10−8%) ургамал, амьтан, хүний эд эсээс олддог. Энэ нь зарим мөөгөнцөр, замагт хамгийн их хэмжээгээр хуримтлагддаг. Ураны нэгдлүүд нь ходоод гэдэсний замд (ойролцоогоор 1%), уушгинд 50% шингэдэг. Бие дэх гол агуулахууд: дэлүү, бөөр, араг яс, элэг, уушиг, гуурсан хоолойн тунгалгийн булчирхай. Хүн, амьтны эд, эрхтэн дэх агууламж 10-7 г-аас ихгүй байна.

Уран ба түүний нэгдлүүд хортой. Уран болон түүний нэгдлүүдийн аэрозол нь онцгой аюултай. Усанд уусдаг ураны нэгдлүүдийн аэрозолын хувьд агаар дахь MPC 0.015 мг/м³, ураны уусдаггүй хэлбэрийн хувьд MPC 0.075 мг/м³ байна. Уран нь бие махбодид орохдоо бүх эрхтэнд нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь эсийн ерөнхий хор юм. Уран нь бусад олон хүнд металлын нэгэн адил уураг, ялангуяа амин хүчлүүдийн сульфидын бүлгүүдтэй бараг эргэлт буцалтгүй холбогдож, тэдгээрийн үйл ажиллагааг тасалдуулдаг. Ураны молекулын үйл ажиллагааны механизм нь түүний ферментийн үйл ажиллагааг дарангуйлах чадвартай холбоотой юм. Бөөр нь голчлон нөлөөлдөг (уураг, элсэн чихэр нь шээсэнд илэрдэг, олигури). Архаг хордлогын үед гематопоэз, мэдрэлийн тогтолцооны эмгэгүүд боломжтой.

Дэлхийн ураны нөөцийг судалсан

Дэлхийн царцдас дахь ураны хэмжээ алтны хэмжээнээс ойролцоогоор 1000 дахин, мөнгөнөөс 30 дахин их байдаг бол энэ үзүүлэлт нь хар тугалга, цайрынхтай ойролцоо байна. Ураны нэлээд хэсэг нь хөрс, чулуулаг, далайн усанд тархсан байдаг. Зөвхөн харьцангуй бага хэсэг нь энэ элементийн агууламж дэлхийн царцдас дахь дундаж агууламжаас хэдэн зуу дахин их байдаг ордуудад төвлөрдөг. Дэлхий дээрх ордууд дахь ураны батлагдсан нөөц 5.4 сая тонн байдаг.

Дэлхийд ураны олборлолт

Дэлхийн ураны үйлдвэрлэлийн 94 хувийг хангадаг 10 улс

ЭЗХАХБ-аас эрхлэн гаргасан Ураны улаан номонд дурдсанаар 2005 онд 41250 тонн (2003 онд 35492 тонн) уран олборлосон байна. ЭЗХАХБ-ын мэдээллээр дэлхийд 440 арилжааны реактор, 60 орчим шинжлэх ухааны реактор ажиллаж байгаа бөгөөд жилд 67 мянган тонн уран хэрэглэдэг. Энэ нь ордоос олборлолт нь хэрэглээнийхээ дөнгөж 60 хувийг хангасан гэсэн үг (2009 онд энэ хувь 79 хувь болж өссөн). Эрчим хүчний салбарын хэрэглэж буй ураны үлдсэн хэсэг буюу 17.7% нь хоёрдогч эх үүсвэрээс бүрддэг.

"Шинжлэх ухаан, цэргийн" зорилгоор уран

"Шинжлэх ухаан, цэргийн" зориулалтаар ашиглах ихэнх ураныг хуучин цөмийн цэнэгт хошуунаас гаргаж авдаг.

START-II гэрээний дагуу тохиролцсон 500 тонноос 352 тонн (ОХУ 2002 оны 6-р сарын 14-нд гэрээнээс гарсны улмаас гэрээ хүчин төгөлдөр болоогүй байсан ч)
START-I гэрээний дагуу (1994 оны 12-р сарын 5-нд хүчин төгөлдөр болсон, 2009 оны 12-р сарын 5-нд дуусгавар болсон) Оросын талаас 500 тонн,
START III (START) гэрээний дагуу - 2010 оны 4-р сарын 8-нд Прага хотод гэрээнд гарын үсэг зурсан. Энэхүү гэрээ нь 2009 оны 12-р сард дуусгавар болсон START I-г орлосон.

Орос улсад үйлдвэрлэл

ЗХУ-д ураны хүдрийн гол бүс нутгууд нь Украин (Желтореченское, Первомайскийн ордууд гэх мэт), Казахстан (Хойд - Балкашын хүдрийн талбай гэх мэт; Өмнөд - Кызылсай хүдрийн талбай гэх мэт; Восточный; бүгд зонхилон харьяалагддаг байв. галт уул-гидротермаль төрөл); Transbaikalia (Антей, Стрельцовское гэх мэт); Төв Ази, гол төлөв Узбекистан, Учкудук хотод төвлөрсөн хар занарын эрдэсжилттэй. Жижиг хүдрийн илрэл, илрэл ихтэй. ОХУ-д Өвөрбайгалийн бүс нутаг нь ураны хүдрийн гол бүс нутаг хэвээр байна. Оросын ураны 93 орчим хувийг Чита мужийн (Краснокаменск хотын ойролцоо) ордоос олборлодог. Олборлолтыг "Атомредметзолото" (Уран Холдинг) ХК-ийн нэг хэсэг болох "Приаргунскийн үйлдвэрлэлийн уул уурхай, химийн нийгэмлэг" (PPMCU) босоо амны аргаар явуулдаг.

Үлдсэн 7%-ийг Далур (Курган муж) ХК, Хиагда ХК (Буриад) нар далд уусгах аргаар гаргаж авдаг.

Үүссэн хүдэр, ураны баяжмалыг Чепецкийн механикийн үйлдвэрт боловсруулдаг.

Жилийн ураны олборлолтын хэмжээгээр (ойролцоогоор 3.3 мянган тонн) Орос Казахстаны дараа 4-р байранд ордог. ОХУ-ын ураны жилийн хэрэглээ одоо 16 мянган тонн бөгөөд өөрийн атомын цахилгаан станцын 5.2 мянган тонн, түүнчлэн түлшний бүтээгдэхүүн (5.5 мянган тонн), бага баяжуулсан уран экспортлох зардлаас бүрддэг. (6 мянган тонн) .

Казахстанд үйлдвэрлэдэг

2009 онд Казахстан уран олборлолтоор дэлхийд нэгдүгээр байр эзэлсэн (13500 тонн олборлосон).

Украин дахь үйлдвэрлэл

Үнэ

Ураны хүдэр олборлох нь ураны үнэ 80 орчим доллар/кг байхад ашигтай. Одоогоор ураны үнэ нь ордыг нь үр ашигтай ашиглах боломж олгохгүй байгаа тул 2013-2014 он гэхэд ураны үнэ 75-90 ам.доллар/кг хүртэл өсөх магадлалтай гэсэн таамаг бий.

2030 он гэхэд 80 доллар/кг хүртэлх нөөцтэй томоохон, хүртээмжтэй ордуудыг бүрэн ашиглаж, 130 доллар/кг ураны үйлдвэрлэлийн өртөгтэй хүрэхэд бэрх ордуудыг ашиглалтад оруулж эхэлнэ.

Энэ нь баяжуулаагүй уран ашиглан цөмийн реактор ажиллуулахын тулд хэдэн арав, бүр хэдэн зуун тонн түлш, цөмийн зэвсэг үйлдвэрлэхэд их хэмжээний ураныг баяжуулж, бөмбөг бүтээхэд тохиромжтой концентрацийг олж авдагтай холбоотой юм.

Мөн үзнэ үү

Холбоосууд

И.Н.Бекман. "Тэнгэрийн ван". Сургалтын гарын авлага. Вена, 2008, Москва, 2009. (PDF форматаар)
Орос улс АНУ-д зэвсгийн чанартай ураны ихээхэн нөөцийг худалдсан

Тэмдэглэл

Редакцийн баг: Зефиров Н.С. (ерөнхий редактор)Химийн нэвтэрхий толь: 5 боть - Москва: Оросын агуу нэвтэрхий толь бичиг, 1999. - T. 5. - P. 41.
WebElements Элементүүдийн үечилсэн систем | Уран | болор бүтэц
Орос хэлний тайлбар толь бичигт Тэнгэрийн ван, ред. Ушакова
"Дэлхий даяар" нэвтэрхий толь бичиг
Тэнгэрийн ван. "Минерал" мэдээлэл, шинжилгээний төв
Ураны түүхий эдийн бааз . С.С.Наумов, УУЛ УУРХАЙН ЖУРНАЛ, N12, 1999
G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra (2003). “NUBASE-ийн цөмийн болон задралын шинж чанарын үнэлгээ
G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot, A. H. Wapstra (2003). "NUBASE-ийн цөмийн болон задралын шинж чанарын үнэлгээ." Цөмийн физик А 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
Ураны хүдэр нь нейтрон барих явцад уран-235-аас үүссэн уран-236-г бага хэмжээгээр агуулдаг; торийн хүдэр нь нейтроныг барьж, хоёр дараалсан бета задралын дараа тори-232-оос үүссэн уран-233-ын ул мөрийг агуулдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр ураны изотопуудын агууламж маш бага тул тэдгээрийг зөвхөн тусгай, өндөр мэдрэмжтэй хэмжилтээр илрүүлэх боломжтой.
Rosholt J.N., et al. Вайоминг, Ширлигийн Сандстон дахь үүрэг онцлогтой холбоотой ураны изотопын хуваагдал.//Эдийн засгийн геологи, 1964, 59, 4, 570-585
Rosholt J.N., et al. Хөрсний профиль дахь уран ба торийн изотопын найрлагын хувьсал.//Bull.Geol.Soc.Am./1966, 77, 9, 987-1004
Чалов П.И. Байгалийн ураны изотопын фракц. - Фрунзе: Илим, 1975.
Тилтон Г.Р. гэх мэт. Камбрийн өмнөх боржин дахь хар тугалга, уран, торийн изотопын найрлага ба тархалт.//Bull.Geol.Soc.Am., 1956, 66, 9, 1131-1148
Шуколюков Ю. "Байгалийн цөмийн реакторын" изотопын судалгаа.
Мешик Алекс. Эртний цөмийн реактор.//Шинжлэх ухааны ертөнцөд. Геофизик. 2006.2
Реми Г. Органик бус хими. v.2. М., Мир, 1966. хуудас 206-223
Катц Ж, Рабинович Е. Ураны хими. М., Гадаадын уран зохиолын хэвлэлийн газар, 1954 он.
Хмелевской В.К. Дэлхийн царцдасыг судлах геофизикийн аргууд. Олон улсын байгаль, нийгэм, хүний их сургууль "Дубна", 1997 он.
Газрын тос, байгалийн хийн геологийн гарын авлага / Ed. Еременко Н.А. - М.: Недра, 1984
Техникийн нэвтэрхий толь 1927", 24-р боть, багана. 596…597, “Уран” нийтлэл
http://www.pdhealth.mil/downloads/Characterisation_of_DU_projectiles.pdf
Дэлхийд ураны олборлолт
NEA, ОУАЭА. - OECD Publishing, 2006. - ISBN 9789264024250
Дэлхийн цөмийн холбоо. Уран нийлүүлэх. 2011 он.
Дорнод Сибирь, Алс Дорнод дахь ашигт малтмалын бааз, ураны үйлдвэрлэл. Машковцев Г.А., Мигута А.К., Щеточкин В.Н., Оросын ашигт малтмалын нөөц. Эдийн засаг, менежмент, 1-2008 он
Казахстанд уран олборлох . Мухтар Жакишевын илтгэл
Конырова, К. Казахстан уран олборлолтоор дэлхийд тэргүүлсэн (Орос), TREND мэдээллийн агентлаг(2009 оны 12-р сарын 30). 2009 оны 12-р сарын 30-нд авсан.
Удо Ретберг; Александр Полоцкийн орчуулга(Орос). Орчуулга(2009 оны 08-р сарын 12). 2011 оны 8-р сарын 23-ны өдөр эх хувилбараас архивлагдсан. 2010 оны 5-р сарын 12-нд авсан.
Оросын атомын нийгэмлэг ураны үнийн таамаглалыг шинжээчид гаргажээ
http://2010.atomexpo.ru/mediafiles/u/files/Present/9.1_A.V.Boytsov.pdf
Цөмийн зэвсэг Ураны бөмбөгний тухай дэд хэсгийг үзнэ үү.

Холболтууд уран

Аммонийн диуранат ((NH 4) 2 U 2 O 7) Уранил ацетат (UO 2 (CH 3 COO) 2) Ураны боргидрид (U(BH 4) 4) Уран (III) бромид (UBr 3) Уран (IV) бромид (UBr 4) Уран (V) бромид (UBr 5) Уран (III) гидрид (UH 3) Уран (III) гидроксид (U(OH) 3) Уранил гидроксид (UO 2 (OH) 2) Диураны хүчил (H 2 U 2 O 7) Уран (III) иодид (UJ 3) Уран (IV) иодид (UJ 4) Уранил карбонат (UO 2 CO 3) Ураны дутуу исэл (UO) US UP Натрийн диуранат (Na 2 U 2 O 7) Натрийн уранат (Na 2 UO 4) Уранил нитрат (UO 2 (NO 3) 2) Тетраураны бус исэл (U 4 O 9) Ураны (IV) исэл (UO 2) Уран(VI)-диуран(V) исэл (U 3 O 8) Ураны хэт исэл (UO 4) Уран (IV) сульфат (U(SO 4) 2) Уранил сульфат (UO 2 SO 4) Пентаураны тридекоксид (U 5 O 13) Ураны гурвалсан исэл (UO 3) Ураны хүчил (H 2 UO 4) Уранил формат (UO 2 (CHO 2) 2) Уран (III) фосфат (U 2 (PO 4) 3) Уран (III) фтор (UF 3) Уран (IV) фтор (UF 4) Уран (V) фтор (UF 5) Уран (VI) фтор (UF 6) Уранил фтор (UO 2 F 2) Уран (III) хлорид (UCl 3) Уран (IV) хлорид (UCl 4) Уран (V) хлорид (UCl 5) Уран (VI) хлорид (UCl 6) Уранил хлорид (UO 2 Cl 2)

Д.И.Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн систем

(Паулингийн хэлснээр) 1.38 U←U 4+ -1.38V
U←U 3+ -1.66V
U←U 2+ -0.1V 6, 5, 4, 3 Термодинамик шинж чанарууд 19.05/³ 0.115 /( ·) 27.5 /( ·) 1405.5 12.6 / 4018 417 / 12.5 ³/ Кристал тор орторомб 2.850 c/a харьцаа үгүй үгүй

Өгүүллэг

Эрт дээр үед ч (МЭӨ 1-р зуун) байгалийн ураныг шар паалантай болгоход ашигладаг байжээ.

Ураныг 1789 онд Германы химич Мартин Генрих Клапрот ашигт малтмалыг судалж байхдаа ("уран давирхай") нээжээ. Түүнийг 1781 онд нээсэн ураныг хүндэтгэн нэрлэжээ. Металл төлөвт ураныг 1841 онд Францын химич Южин Пелигот UCl 4-ийг калийн металлаар ангижруулах явцад гаргаж авсан. Ураныг 1896 онд Франц хүн нээсэн. Эхэндээ ураныг 116-аар оноож байсан ч 1871 онд хоёр дахин нэмэгдүүлэх ёстой гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. 90-ээс 103 хүртэлх атомын дугаартай элементүүдийг нээсний дараа Америкийн химич Г.Сиборг эдгээр элементүүдийг () 89-р элементтэй нэг нүдэнд үелэх системд илүү зөв байрлуулсан гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Энэ зохицуулалт нь актинидын 5f электрон дэд түвшин дууссантай холбоотой юм.

Байгальд байх

Уран бол дэлхийн царцдасын боржингийн давхарга ба тунамал бүрхүүлийн онцлог шинж чанартай элемент юм. Дэлхийн царцдас дахь агууламж нь жингийн 2.5 10 -4% байна. Далайн усанд ураны агууламж нийтдээ 10 -9 г/л-ээс бага, далайн усанд 10 9-10 10 тонн уран агуулагддаг. Уран нь дэлхийн царцдасаас чөлөөт хэлбэрээр олддоггүй. Ураны 100 орчим ашигт малтмал мэдэгдэж байгаа бөгөөд тэдгээрийн хамгийн чухал нь U 3 O 8, уранинит (U, Th) O 2, ураны давирхайн хүдэр (хувьсах найрлагатай ураны исэл агуулсан) болон тюямунит Ca[(UO 2) 2 (VO 4) юм. ) 2 ] 8H 2 O.

Изотопууд

Байгалийн уран нь гурван изотопын холимогоос бүрдэнэ: 238 U - 99.2739%, хагас задралын хугацаа T 1/2 = 4.51 Ї 10 9 жил, 235 U - 0.7024% (T 1/2 = 7.13 Ї 10 8 жил) ба 234 U. - 0.0057% (T 1/2 = 2.48Ї10 5 жил).

227-240 масстай 11 хиймэл цацраг идэвхт изотопууд мэдэгдэж байна.

Хамгийн урт наслалт - 233 U (T 1/2 = 1.62/10 5 жил) нь торийг нейтроноор цацрагаар гаргаж авдаг.

Ураны 238 U ба 235 U изотопууд нь хоёр цацраг идэвхт цувралын өвөг дээдэс юм.

Баримт

Ураны үйлдвэрлэлийн хамгийн эхний шат бол баяжуулалт юм. Чулууг буталж, усаар холино. Хүнд түдгэлзүүлэлтийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь илүү хурдан суурьшдаг. Хэрэв чулуулагт ураны анхдагч эрдэс агуулагдаж байвал тэдгээр нь хурдан тунадаг: эдгээр нь хүнд ашигт малтмал юм. 92-р элементийн хоёрдогч ашигт малтмал нь хөнгөн бөгөөд энэ тохиолдолд хүнд ганга эрт суурьшдаг. (Гэхдээ энэ нь үргэлж хоосон байдаггүй, уран гэх мэт олон ашигтай элементүүдийг агуулж болно).

Дараагийн үе шат бол баяжмалыг уусгах, №92 элементийг уусмал болгон шилжүүлэх явдал юм. Хүчиллэг ба шүлтлэг уусгах аргыг хэрэглэдэг. Эхнийх нь уран олборлохдоо уран ашигладаг тул хямд байдаг. Харин уран гэх мэт түүхий эдэд байвал давирхай, уран нь дөрвөн валентын төлөвт байгаа бол энэ аргыг хэрэглэхгүй: дөрвөн валент уран нь хүхрийн хүчилд бараг уусдаггүй. Мөн та шүлтлэг уусгах аргыг ашиглах хэрэгтэй, эсвэл эхлээд ураныг зургаан валентын төлөвт исэлдүүлэх хэрэгтэй.

Ураны баяжмалд эсвэл . Тэдгээрийг уусгахад хэт их хүчил зарцуулах шаардлагатай бөгөөд эдгээр тохиолдолд () хэрэглэх нь дээр.

Ураныг хүчилтөрөгчөөс уусгах асуудлыг хүчилтөрөгчийн цэвэршүүлэх замаар шийддэг. Ураны хүдэр болон 150 ° C хүртэл халаасан ашигт малтмалын холимог руу урсдаг. Үүний зэрэгцээ хүхрийн ашигт малтмал үүсч, ураныг угаадаг.

Дараагийн шатанд үүссэн уусмалаас ураныг сонгон тусгаарлах ёстой. Орчин үеийн аргууд - ба - энэ асуудлыг шийдэх боломжийг бидэнд олгодог.

Уусмал нь зөвхөн уран төдийгүй бусад бодисыг агуулдаг. Тэдгээрийн зарим нь тодорхой нөхцөлд урантай адил үйлчилдэг: ижил уусгагчаар олборлож, ижил ион солилцооны давирхай дээр хадгалагдаж, ижил нөхцөлд тунадас үүсгэдэг. Тиймээс ураныг сонгон тусгаарлахын тулд үе шат бүрт нэг эсвэл өөр хүсээгүй хамтрагчаас ангижрахын тулд олон тооны исэлдэлтийн урвалыг ашиглах шаардлагатай байдаг. Орчин үеийн ион солилцооны давирхай дээр уран нь маш сонгомол байдлаар ялгардаг.

Арга зүй ионы солилцоо ба олборлолтТэд бас сайн, учир нь тэд нэг литрт нь 92-р элементийн аравны нэгийг агуулдаг муу уусмалаас ураныг бүрэн гаргаж авах боломжийг олгодог.

Эдгээр үйлдлүүдийн дараа уран нь хатуу төлөвт - аль нэг исэл эсвэл UF 4 тетрафлорид болж хувирдаг. Гэхдээ энэ ураныг их хэмжээний дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлолтой хольцоос цэвэрлэх шаардлагатай хэвээр байна - , . Эцсийн бүтээгдэхүүн дэх тэдгээрийн агууламж зуун мянга, сая хувиас хэтрэхгүй байх ёстой. Тиймээс бид аль хэдийн олж авсан техникийн цэвэр бүтээгдэхүүнийг дахин уусгах ёстой - энэ удаад . Уранил нитрат UO 2 (NO 3) 2-ыг трибутил фосфат болон бусад зарим бодисоор олборлох явцад шаардлагатай стандартын дагуу дахин цэвэршүүлдэг. Дараа нь энэ бодисыг талстжуулж (эсвэл хэт исэл UO 4 · 2H 2 O тунадасжуулна) болгоомжтой шохойжуулна. Энэ үйл ажиллагааны үр дүнд ураны гурвалсан исэл UO 3 үүсч, UO 2 болж буурдаг.

Энэ бодис нь хүдрээс металл руу шилжих замд хамгийн сүүлчийнх нь юм. 430-600 хэмийн температурт хуурай фтор устөрөгчтэй урвалд орж UF 4 тетрафторид болж хувирдаг. Чухамхүү энэ нэгдлээс уран металлыг ихэвчлэн гаргаж авдаг. Тусламж эсвэл ердийн аргаар олж авсан.

Физик шинж чанар

Уран бол маш хүнд, мөнгөлөг цагаан, гялалзсан металл юм. Цэвэр хэлбэрээрээ гангаас арай зөөлөн, уян хатан, уян хатан, бага зэрэг парамагнит шинж чанартай байдаг. Уран нь гурван аллотроп хэлбэртэй байдаг: альфа (призматик, 667.7 ° C хүртэл тогтвортой), бета (тетрагональ, 667.7-аас 774.8 ° C хүртэл тогтвортой), гамма (бие төвтэй куб бүтэцтэй, 774.8 ° C-аас хайлах цэг хүртэл байдаг. ).

Химийн шинж чанар

Ураны металлын химийн идэвхжил өндөр. Агаарт энэ нь солонгын хальсаар бүрхэгдсэн байдаг. Нунтагласан уран нь 150-175 ° C температурт аяндаа гал авалцдаг. Ураныг шатаах, түүний олон нэгдлүүдийг агаарт дулаанаар задлах явцад ураны исэл U 3 O 8 үүсдэг. Хэрэв энэ исэл нь 500 ° C-аас дээш агаар мандалд халсан бол UO 2 үүснэ. Ураны ислийг бусад металлын ислүүдтэй нийлүүлэхэд уранатууд үүсдэг: K 2 UO 4 (калийн уранат), CaUO 4 (кальцийн уранат), Na 2 U 2 O 7 (натрийн диуранат).

Өргөдөл

Цөмийн түлш

Хамгийн их хэрэглээ нь 235 U ураныг ашиглах бөгөөд энэ нь өөрөө өөрийгөө хадгалах боломжтой юм. Тиймээс энэ изотопыг түлш болгон ашигладаг (чухал жин нь 48 кг орчим). Байгалийн уранаас U 235 изотопыг тусгаарлах нь технологийн нарийн төвөгтэй асуудал юм (харна уу). U 238 изотоп нь өндөр энергитэй нейтроноор бөмбөгдөх нөлөөн дор хуваагдах чадвартай бөгөөд энэ функц нь хүчийг нэмэгдүүлэхэд ашиглагддаг (термоядролын урвалаар үүссэн нейтронуудыг ашигладаг). Нейтроныг барьж, дараа нь β задралын үр дүнд 238 U нь 239 болж хувирч, дараа нь цөмийн түлш болгон ашигладаг.

Уран-233 нь реакторуудад зохиомлоор үйлдвэрлэсэн (нейтроноор цацраг туяагаар цацруулж, дараа нь уран-233 болгон хувиргах замаар) нь атомын цахилгаан станц, атомын бөмбөг үйлдвэрлэх цөмийн түлш юм (эгзэгтэй масс нь 16 кг орчим). Уран-233 нь хийн фазын цөмийн пуужингийн хөдөлгүүрт хамгийн ирээдүйтэй түлш юм.

Бусад програмууд

Ураныг бага зэрэг нэмснээр шилэнд үзэсгэлэнтэй ногоон шаргал өнгөтэй болно.
Ниобид карбид ба цирконий карбидтай хайлшуулсан уран-235 карбидыг цөмийн тийрэлтэт хөдөлгүүрт түлш болгон ашигладаг (ажлын шингэн - устөрөгч + гексан).
Төмөр ба шавхагдсан ураны хайлшийг (уран-238) хүчирхэг соронзон дарах материал болгон ашигладаг.
ХХ зууны эхээр уранил нитратөнгөт гэрэл зургийн хэвлэмэл гаргахад вирусын бодис болгон өргөн ашигладаг байсан.

Хоосон уран

U-235-ыг байгалийн уранаас гарган авсны дараа үлдсэн материал нь 235 изотопоор шавхагдсан тул "хуурсан уран" гэж нэрлэдэг. Зарим тооцоогоор АНУ-д 560,000 орчим тонн шавхагдсан ураны гексафторид (UF 6) хадгалагдаж байна. Хоосон уран нь байгалийн уранаас хоёр дахин бага цацраг идэвхт бодистой байдаг нь голчлон түүнээс U-234-ийг зайлуулсантай холбоотой. Ураны үндсэн хэрэглээ нь эрчим хүчний үйлдвэрлэл учраас шавхагдсан уран нь ашиггүй, эдийн засгийн үнэ цэнэ багатай бүтээгдэхүүн юм.

Үүний гол хэрэглээ нь ураны өндөр нягтрал, харьцангуй бага өртөгтэй холбоотой: цацраг туяанаас хамгаалах (хачирхалтай нь) болон агаарын хөлгийн хяналтын гадаргуу гэх мэт сансрын хэрэглээнд тогтворжуулагч болгон ашигладаг. Онгоц бүрд эдгээр зорилгоор 1500 кг шавхагдсан уран агуулагддаг. Энэ материалыг өндөр хурдны гироскопын ротор, том нисдэг дугуй, сансрын буух болон уралдааны дарвуулт онгоцонд тогтворжуулагч болгон, газрын тосны цооног өрөмдөхөд ашигладаг.

Хуяг цоолох сумны цөм

Ураны хамгийн алдартай хэрэглээ бол Америкийн цөм юм. 2% буюу 0.75% хайлш хийж, дулааны боловсруулалтанд (ус эсвэл тосонд 850 ° C хүртэл халаасан металыг хурдан бөхөөж, 450 ° C-т 5 цаг байлгана) уран металл илүү хатуу, бат бөх болдог (суналтын бат бэх нь 1600-аас их) МПа, харин цэвэр ураны хувьд энэ нь 450 МПа). Энэ нь өндөр нягтралтай хослуулан хатуурсан ураны ембүүг илүү үнэтэйтэй адил үр дүнтэй хуяг нэвтлэх хэрэгсэл болгодог. Хуяг устгах үйл явц нь ураны гахайг тоос болгон нунтаглаж, хуягны нөгөө талд агаарт асаах үйл явц дагалддаг. "Цөлийн шуурга" ажиллагааны үеэр байлдааны талбарт 300 орчим тонн шавхагдсан уран үлджээ (ихэвчлэн А-10 довтолгооны онгоцны 30 мм-ийн ГАУ-8 их бууны сумны үлдэгдэл, бүрхүүл тус бүр нь 272 гр ураны хайлш агуулсан).

Барагдсан ураныг танк гэх мэт орчин үеийн танкийн хуягт ашигладаг.

Физиологийн үйлдэл

Энэ нь ургамал, амьтан, хүний эд эсэд бага хэмжээгээр (10 -5 -10 -8%) байдаг. Энэ нь зарим мөөгөнцөр, замагт хамгийн их хэмжээгээр хуримтлагддаг. Ураны нэгдлүүд нь ходоод гэдэсний замд (ойролцоогоор 1%), уушгинд 50% шингэдэг. Бие дэхь гол агуулахууд: дэлүү, уушигны гуурсан хоолой. Хүн, амьтны эд, эрхтэн дэх агууламж 10-7 г-аас ихгүй байна.

Уран ба түүний нэгдлүүд хортой. Уран болон түүний нэгдлүүдийн аэрозол нь онцгой аюултай. Усанд уусдаг ураны нэгдлүүдийн аэрозолын хувьд агаар дахь MPC нь 0.015 мг/м 3, ураны уусдаггүй хэлбэрийн хувьд 0.075 мг/м 3 байна. Уран нь бие махбодид орохдоо бүх эрхтэнд нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь эсийн ерөнхий хор юм. Ураны молекулын үйл ажиллагааны механизм нь түүний үйл ажиллагааг дарангуйлах чадвартай холбоотой юм. Юуны өмнө тэд өртдөг (уураг, элсэн чихэр шээсэнд илэрдэг). Архаг тохиолдолд гематопоэз, мэдрэлийн тогтолцооны эмгэгүүд боломжтой байдаг.

Дэлхийд ураны олборлолт

2005 онд гарсан "Ураны улаан ном"-д дурдсанаар 41,250 тонн уран олборлосон (2003 онд - 35,492 тонн). ЭЗХАХБ-ын мэдээллээр дэлхийд жилд 67 мянган тонн уран хэрэглэдэг 440 арилжааны аж ахуйн нэгж үйл ажиллагаа явуулж байна. Энэ нь түүний үйлдвэрлэл нь хэрэглээнийхээ 60 хувийг л хангадаг гэсэн үг (үлдсэнийг нь хуучин цөмийн цэнэгт хошуунаас гаргаж авдаг).

2005-2006 онуудад үйлдвэрлэсэн U агуулгаар тонноор нь .

Орос улсад үйлдвэрлэл

Үлдсэн 7%-ийг Далур ХК, Хиагда () ХК-ийн гүний уусгалтаар гаргаж авдаг.

Үүссэн хүдэр, ураны баяжмалыг Чепецкийн механикийн үйлдвэрт боловсруулдаг.