Komponimet e uraniumit. Uranium radioaktiv

Përmbajtja e artikullit

URANUS, U (uranium), një element kimik metalik i familjes së aktinideve, i cili përfshin elementet Ac, Th, Pa, U dhe transuranium (Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr). Uraniumi ka fituar rëndësi për shkak të përdorimit të tij në armët bërthamore dhe energjinë bërthamore. Oksidet e uraniumit përdoren gjithashtu për të ngjyrosur qelqin dhe qeramikën.

Të qenit në natyrë.

Përmbajtja e uraniumit në koren e tokës është 0.003%, dhe gjendet në shtresën sipërfaqësore të tokës në formën e katër llojeve të depozitave. Së pari, këto janë venat e uraninitit, ose katranit të uraniumit (dioksid uraniumi UO 2), shumë i pasur me uranium, por i rrallë. Ato shoqërohen me depozita radiumi, pasi radiumi është produkt i drejtpërdrejtë i zbërthimit izotopik të uraniumit. Vena të tilla gjenden në Zaire, Kanada (Liqeni i Ariut të Madh), Republika Çeke dhe Francë. Burimi i dytë i uraniumit janë konglomeratet e toriumit dhe xeheve të uraniumit së bashku me xeherorët e mineraleve të tjerë të rëndësishëm. Konglomeratet zakonisht përmbajnë sasi të mjaftueshme ari dhe argjendi për t'u rikuperuar, me uranium dhe torium që janë elementë të lidhur. Depozita të mëdha të këtyre xeheve ndodhen në Kanada, Afrikën e Jugut, Rusi dhe Australi. Burimi i tretë i uraniumit janë shkëmbinjtë sedimentarë dhe gurët ranorë të pasur me mineralin karnotit (kalium uranil vanadat), i cili përmban, përveç uraniumit, një sasi të konsiderueshme vanadiumi dhe elementë të tjerë. Xeherorë të tillë gjenden në shtetet perëndimore të Shteteve të Bashkuara. Shishet e hekur-uraniumit dhe mineralet e fosfatit përbëjnë burimin e katërt të sedimentit. Depozita të pasura gjenden në rreshpet e Suedisë. Disa xehe fosfati në Marok dhe Shtetet e Bashkuara përmbajnë sasi të konsiderueshme të uraniumit dhe depozitat e fosfatit në Angola dhe Republikën e Afrikës Qendrore janë edhe më të pasura me uranium. Shumica e linjiteve dhe disa qymyre zakonisht përmbajnë papastërti të uraniumit. Depozita të linjitit të pasura me uranium janë gjetur në Dakotën Veriore dhe Jugore (SHBA) dhe thëngjij bituminoz në Spanjë dhe Republikën Çeke.

Hapja.

Urani u zbulua në vitin 1789 nga kimisti gjerman M. Klaproth, i cili e quajti elementin për nder të zbulimit të planetit Uran 8 vjet më parë. (Klaproth ishte kimisti kryesor i kohës së tij; ai gjithashtu zbuloi elementë të tjerë, duke përfshirë Ce, Ti dhe Zr.) Në fakt, substanca e përftuar nga Klaproth nuk ishte uranium elementar, por një formë e oksiduar e tij, dhe uraniumi elementar u përftua fillimisht nga kimisti francez E. .Peligo në vitin 1841. Nga momenti i zbulimit deri në shek. uraniumi nuk kishte rëndësinë që ka sot, megjithëse u përcaktuan shumë nga vetitë e tij fizike, si dhe masa dhe dendësia e tij atomike. Në 1896, A. Becquerel vërtetoi se kripërat e uraniumit kanë rrezatim që ndriçon një pllakë fotografike në errësirë. Ky zbulim i aktivizoi kimistët të bënin kërkime në fushën e radioaktivitetit dhe në vitin 1898, fizikanët francezë bashkëshortët P. Curie dhe M. Sklodowska-Curie izoluan kripërat e elementeve radioaktive polonium dhe radium, dhe E. Rutherford, F. Soddy, K. Fayans. dhe shkencëtarë të tjerë zhvilluan teorinë e kalbjes radioaktive, e cila hodhi themelet e kimisë moderne bërthamore dhe energjisë bërthamore.

Përdorimet e para të uraniumit.

Megjithëse radioaktiviteti i kripërave të uraniumit ishte i njohur, mineralet e tij në të tretën e parë të këtij shekulli u përdorën vetëm për të marrë radiumin shoqërues dhe uraniumi konsiderohej një nënprodukt i padëshirueshëm. Përdorimi i tij u përqendrua kryesisht në teknologjinë e qeramikës dhe metalurgjisë; Oksidet e uraniumit u përdorën gjerësisht për të ngjyrosur xhamin me ngjyra që varionin nga e verdha e zbehtë në jeshile e errët, gjë që kontribuoi në zhvillimin e prodhimit të qelqit të lirë. Sot, produktet nga këto industri identifikohen si fluoreshente nën rrezet ultravjollcë. Gjatë Luftës së Parë Botërore dhe pak më vonë, uraniumi në formën e karabit u përdor në prodhimin e çeliqeve të veglave, të ngjashme me Mo dhe W; 4–8% uranium zëvendësoi tungstenin, prodhimi i të cilit ishte i kufizuar në atë kohë. Për të marrë çeliqet e veglave në vitet 1914-1926, prodhoheshin disa tonë ferrouranium që përmbante deri në 30% (në masë) U çdo vit. Megjithatë, ky përdorim i uraniumit nuk zgjati shumë.

Përdorimet moderne të uraniumit.

Industria e uraniumit filloi të merrte formë në vitin 1939, kur u krye ndarja e izotopit të uraniumit 235 U, e cila çoi në zbatimin teknik të reaksioneve zinxhir të kontrolluar të ndarjes së uraniumit në dhjetor 1942. Kjo ishte lindja e epokës së atomit , kur uraniumi u rrit nga një element i parëndësishëm në një nga elementët më të rëndësishëm në jetën e shoqërisë. Rëndësia ushtarake e uraniumit për prodhimin e bombës atomike dhe përdorimi i tij si lëndë djegëse në reaktorët bërthamorë bëri që kërkesa për uranium të rritet në mënyrë astronomike. Kronologjia e rritjes së kërkesës për uranium bazuar në historinë e sedimenteve në Liqenin e Ariut të Madh (Kanada) është interesante. Në vitin 1930, në këtë liqen u zbulua blendja e katranit, një përzierje e oksideve të uraniumit dhe në vitin 1932, në këtë zonë u vendos teknologjia e pastrimit të radiumit. Nga çdo ton xehe (përzierje rrëshirë) përftohej 1 g radium dhe rreth gjysmë ton nënprodukt, koncentrat uraniumi. Megjithatë, kishte pak radium dhe nxjerrja e tij u ndal. Nga viti 1940 deri në vitin 1942, zhvillimi u rifillua dhe minerali i uraniumit filloi të dërgohej në Shtetet e Bashkuara. Në vitin 1949, pastrim i ngjashëm i uraniumit, me disa përmirësime, u përdor për të prodhuar UO 2 të pastër. Ky prodhim është rritur dhe tani është një nga objektet më të mëdha të prodhimit të uraniumit.

Vetitë.

Uraniumi është një nga elementët më të rëndë që gjendet në natyrë. Metali i pastër është shumë i dendur, duktil, elektropozitiv me përçueshmëri të ulët elektrike dhe shumë reaktiv.

Uraniumi ka tre modifikime alotropike: a-uraniumi (rrjeta kristalore ortorhombike), ekziston në intervalin nga temperatura e dhomës deri në 668 ° C; b-uranium (grilë komplekse kristalore e tipit tetragonal), e qëndrueshme në intervalin 668–774°C; g-uranium (grilë kristalore kub në qendër të trupit), e qëndrueshme nga 774°C deri në pikën e shkrirjes (1132°C). Meqenëse të gjitha izotopet e uraniumit janë të paqëndrueshëm, të gjitha përbërjet e tij shfaqin radioaktivitet.

Izotopet e uraniumit

238 U, 235 U, 234 U ndodhin në natyrë në një raport prej 99,3:0,7:0,0058, dhe 236 U ndodhin në sasi gjurmë. Të gjithë izotopët e tjerë të uraniumit nga 226 U deri në 242 U merren artificialisht. Izotopi 235 U është veçanërisht i rëndësishëm. Nën ndikimin e neutroneve të ngadalta (termike), ajo ndahet, duke lëshuar energji të madhe. Zbërthimi i plotë i 235 U çon në çlirimin e një "ekuivalenti të energjisë termike" prej 2H 10 7 kWh h/kg. Ndarja e 235 U mund të përdoret jo vetëm për të prodhuar sasi të mëdha energjie, por edhe për të sintetizuar elementë të tjerë të rëndësishëm aktinide. Uraniumi me izotop natyral mund të përdoret në reaktorët bërthamorë për të prodhuar neutrone të prodhuara nga ndarja e 235 U, ndërsa neutronet e tepërta që nuk kërkohen nga reaksioni zinxhir mund të kapen nga një tjetër izotop natyror, duke rezultuar në prodhimin e plutoniumit:

Kur 238 U bombardohet me neutrone të shpejta, ndodhin reagimet e mëposhtme:

Sipas kësaj skeme, izotopi më i zakonshëm 238 U mund të shndërrohet në plutonium-239, i cili, si 235 U, është gjithashtu i aftë të ndahet nën ndikimin e neutroneve të ngadaltë.

Aktualisht, janë marrë një numër i madh i izotopeve artificiale të uraniumit. Midis tyre, 233 U është veçanërisht i dukshëm sepse ai gjithashtu shpërbëhet kur ndërvepron me neutrone të ngadalta.

Disa izotopë të tjerë artificialë të uraniumit përdoren shpesh si gjurmues radioaktivë në kërkimet kimike dhe fizike; kjo është para së gjithash b- emitter 237 U dhe a- emetues 232 U.

Lidhjet.

Uraniumi, një metal shumë reaktiv, ka gjendje oksidimi nga +3 në +6, është afër beriliumit në serinë e aktivitetit, ndërvepron me të gjithë jometalet dhe formon komponime ndërmetalike me Al, Be, Bi, Co, Cu, Fe, Hg. , Mg, Ni, Pb, Sn dhe Zn. Uraniumi i grimcuar imët është veçanërisht reaktiv dhe në temperatura mbi 500 ° C shpesh hyn në reaksione karakteristike të hidridit të uraniumit. Uraniumi ose rrëshqitjet digjen me shkëlqim në 700-1000 ° C, dhe avulli i uraniumit digjet tashmë në 150-250 ° C uraniumi reagon me HF në 200-400 ° C, duke formuar UF 4 dhe H 2 . Urani tretet ngadalë në HF të përqendruar ose H 2 SO 4 dhe 85 % H 3 PO 4 edhe në 90 ° C, por reagon lehtësisht me konc. HCl dhe më pak aktiv me HBr ose HI. Reaksionet më aktive dhe më të shpejta të uraniumit me HNO 3 të holluar dhe të koncentruar ndodhin me formimin e nitratit uranil. shih më poshtë). Në prani të HCl, uraniumi tretet shpejt në acide organike, duke formuar kripëra organike U4+. Në varësi të shkallës së oksidimit, uraniumi formon disa lloje kripërash (më të rëndësishmet ndër to janë me U 4+, njëra prej tyre UCl 4 është një kripë e gjelbër që oksidohet lehtësisht); kripërat e uranilit (radikal UO 2 2+) të tipit UO 2 (NO 3) 2 kanë ngjyrë të verdhë dhe fluoreshente jeshile. Kripërat e uranilit formohen duke tretur oksidin amfoterik UO 3 (ngjyrë të verdhë) në një mjedis acid. Në një mjedis alkalik, UO 3 formon uranate të tilla si Na 2 UO 4 ose Na 2 U 2 O 7. Komponimi i fundit ("uranil i verdhë") përdoret për prodhimin e glazurave prej porcelani dhe në prodhimin e gotave fluoreshente.

Halidet e uraniumit u studiuan gjerësisht në vitet 1940-1950, pasi ato u përdorën për të zhvilluar metoda për ndarjen e izotopeve të uraniumit për bombën atomike ose reaktorin bërthamor. Trifluoridi i uraniumit UF 3 u përftua nga reduktimi i UF 4 me hidrogjen, dhe tetrafluoridi i uraniumit UF 4 përftohet në mënyra të ndryshme nga reaksionet e HF me oksidet si UO 3 ose U 3 O 8 ose nga reduktimi elektrolitik i përbërjeve të uranilit. Heksafluoridi i uraniumit UF 6 përftohet nga fluorizimi i U ose UF 4 me fluorin elementar ose nga veprimi i oksigjenit në UF 4 . Heksafluori formon kristale transparente me një indeks të lartë thyes në 64 ° C (1137 mm Hg); përbërja është e paqëndrueshme (nën presion normal ai sublimohet në 56,54 ° C). Oksohalidet e uraniumit, për shembull, oksofluoridet, kanë përbërjen UO 2 F 2 (fluorid uranil), UOF 2 (difluor oksid uraniumi).

Uraniumi nuk është një aktinid shumë tipik. Disa përbërje të uraniumit kanë një ngjyrë karakteristike. Kështu tretësirat e uraniumit trevalent janë të kuqe, urani katërvalent është jeshil dhe urani gjashtëvalent - ekziston në formën e jonit uranil (UO 2) 2+ - i ngjyron tretësirat me ngjyrë të verdhë... Fakti që uraniumi gjashtëvalent formon komponime me shumë organikë. agjentët kompleksues, rezultuan shumë të rëndësishëm për teknologjinë e nxjerrjes së elementit nr.92.

Është karakteristikë që shtresa e jashtme elektronike e joneve të uraniumit është gjithmonë e mbushur plotësisht; Elektronet e valencës janë në shtresën e mëparshme elektronike, në nënshtresën 5f. Nëse e krahasojmë uraniumin me elementë të tjerë, është e qartë se plutoniumi është më i ngjashëm me të. Dallimi kryesor midis tyre është rrezja e madhe jonike e uraniumit. Përveç kësaj, plutoniumi është më i qëndrueshëm në gjendjen katërvalente, dhe uraniumi është më i qëndrueshëm në gjendjen gjashtëvalente. Kjo ndihmon në ndarjen e tyre, gjë që është shumë e rëndësishme: karburanti bërthamor plutonium-239 merret ekskluzivisht nga uraniumi, çakëll nga pikëpamja energjetike e uraniumit-238. Plutoniumi është formuar në një masë uraniumi, dhe ata duhet të ndahen!

Megjithatë, së pari ju duhet të merrni këtë masë të uraniumit, duke kaluar nëpër një zinxhir të gjatë teknologjik, duke filluar nga xeherori. Zakonisht një mineral me shumë komponentë, i varfër me uranium.

Izotop i lehtë i një elementi të rëndë

Kur folëm për marrjen e elementit nr. 92, qëllimisht hoqëm një fazë të rëndësishme. Siç e dini, jo i gjithë uraniumi është i aftë të mbështesë një reaksion zinxhir bërthamor. Uranium-238, i cili përbën 99.28% të përzierjes natyrore të izotopeve, nuk është i aftë për këtë. Për shkak të kësaj, uraniumi-238 shndërrohet në plutonium, dhe përzierja natyrore e izotopeve të uraniumit kërkohet ose të ndahet ose të pasurohet me izotopin e uraniumit-235, i cili është i aftë të shpërbëjë neutronet termike.

Janë zhvilluar shumë metoda për ndarjen e uraniumit-235 dhe uranium-238. Më shpesh përdoret metoda e difuzionit të gazit. Thelbi i saj është se nëse një përzierje e dy gazeve kalon nëpër një ndarje poroze, atëherë drita do të kalojë më shpejt. Në vitin 1913, F. Aston ndau pjesërisht izotopet neoni në këtë mënyrë.

Shumica e komponimeve të uraniumit në kushte normale janë të ngurta dhe mund të shndërrohen në gjendje të gaztë vetëm në temperatura shumë të larta, kur nuk mund të flitet për ndonjë proces delikate të ndarjes së izotopeve. Sidoqoftë, përbërja e pangjyrë e uraniumit me fluorin, heksafluorid UF 6, sublimohet tashmë në 56,5 ° C (në presion atmosferik). UF 6 është përbërësi më i paqëndrueshëm i uraniumit dhe është më i përshtatshmi për ndarjen e izotopeve të tij me anë të difuzionit të gaztë.

Heksafluoridi i uraniumit karakterizohet nga aktivitet i lartë kimik. Korrozioni i tubave, pompave, kontejnerëve, ndërveprimi me lubrifikimin e mekanizmave - një listë e vogël por mbresëlënëse e problemeve që krijuesit e impianteve të difuzionit duhej të kapërcenin. Kemi hasur në vështirësi edhe më të rënda.

Heksafluoridi i uraniumit, i marrë nga fluorizimi i një përzierjeje natyrore të izotopeve të uraniumit, nga pikëpamja "difuzioni", mund të konsiderohet si një përzierje e dy gazeve me masa molekulare shumë të ngjashme - 349 (235+19*6) dhe 352 (238). +19*6). Koeficienti maksimal i ndarjes teorike në një fazë të difuzionit për gazrat që ndryshojnë kaq pak në peshë molekulare është vetëm 1,0043. Në kushte reale kjo vlerë është edhe më e vogël. Rezulton se është e mundur të rritet përqendrimi i uraniumit-235 nga 0.72 në 99% vetëm me ndihmën e disa mijëra hapave të difuzionit. Prandaj, impiantet e ndarjes së izotopeve të uraniumit zënë një sipërfaqe prej disa dhjetëra hektarësh. Zona e ndarjeve poroze në kaskadat e ndarjes së fabrikave është afërsisht e njëjta renditje e madhësisë.

Shkurtimisht për izotopet e tjera të uraniumit

Uraniumi natyror, përveç uranium-235 dhe uranium-238, përfshin uranium-234. Bollëku i këtij izotopi të rrallë shprehet si një numër me katër zero pas presjes dhjetore. Një izotop artificial shumë më i arritshëm është uraniumi-233. Përftohet nga rrezatimi i toriumit në fluksin neutron të një reaktori bërthamor:

232 90 Th + 10n → 233 90 Th -β-→ 233 91 Pa -β-→ 233 92 U
Sipas të gjitha rregullave të fizikës bërthamore, uraniumi-233, si një izotop tek, ndahet nga neutronet termike. Dhe më e rëndësishmja, në reaktorët me uranium-233, riprodhimi i zgjeruar i karburantit bërthamor mund (dhe ndodh). Në një reaktor termik konvencional neutron! Llogaritjet tregojnë se kur një kilogram uranium-233 digjet në një reaktor toriumi, 1.1 kg uranium-233 i ri duhet të grumbullohet në të. Një mrekulli, dhe kjo është e gjitha! Kemi djegur një kilogram karburant, por sasia e karburantit nuk është ulur.

Megjithatë, mrekulli të tilla janë të mundshme vetëm me karburant bërthamor.

Cikli uranium-torium në reaktorët termikë të neutronit është konkurrenti kryesor i ciklit uranium-plutonium për riprodhimin e karburantit bërthamor në reaktorët e shpejtë të neutronit... Në fakt, vetëm për këtë arsye, elementi nr. 90 - toriumi - u klasifikua si një material strategjik.

Izotopet e tjera artificiale të uraniumit nuk luajnë një rol të rëndësishëm. Vlen të përmendet vetëm uranium-239 - izotopi i parë në zinxhirin e transformimeve të uranium-238 plutonium-239. Gjysma e jetës së tij është vetëm 23 minuta.

Izotopet e uraniumit me një numër masiv më të madh se 240 nuk kanë kohë të formohen në reaktorët modernë. Jetëgjatësia e uraniumit-240 është shumë e shkurtër, dhe ai prishet para se të ketë kohë për të kapur një neutron.

Në flukset super të fuqishme të neutroneve të një shpërthimi termonuklear, një bërthamë uraniumi arrin të kapë deri në 19 neutrone në një të miliontën e sekondës. Në këtë rast, lindin izotopet e uraniumit me numra masiv nga 239 në 257 Ekzistenca e tyre u mësua nga shfaqja e elementëve të largët transuranium - pasardhës të izotopeve të rënda të uraniumit - në produktet e një shpërthimi termonuklear. Vetë "themeluesit e gjinisë" janë shumë të paqëndrueshëm për t'u zbërthyer beta dhe kalojnë në elementë më të lartë shumë kohë përpara se produktet e reaksioneve bërthamore të nxirren nga shkëmbi i përzier nga shpërthimi.

Reaktorët termikë modernë djegin uranium-235. Në reaktorët e shpejtë ekzistues të neutronit, energjia e bërthamave të një izotopi të përbashkët, uranium-238, çlirohet dhe nëse energjia është pasuri e vërtetë, atëherë bërthamat e uraniumit do të përfitojnë njerëzimin në të ardhmen e afërt: energjia e elementit N°92 do të bëhen baza e ekzistencës sonë.

Është shumë e rëndësishme të sigurohet që uraniumi dhe derivatet e tij të digjen vetëm në reaktorët bërthamorë të termocentraleve paqësore, të digjen ngadalë, pa tym dhe flakë.

NJË BURIM TJETËR URANIUM. Në ditët e sotme është bërë ujë deti. Instalimet pilot-industriale janë tashmë në funksion për nxjerrjen e uraniumit nga uji duke përdorur sorbentë të veçantë: oksid titani ose fibër akrilike të trajtuara me reagentë të caktuar.

KUSH SA SHUMË. Në fillim të viteve '80, prodhimi i uraniumit në vendet kapitaliste ishte rreth 50,000 g në vit (përsa i përket U3Os). Rreth një e treta e kësaj shume është siguruar nga industria amerikane. Kanadaja është në vendin e dytë, e ndjekur nga Afrika e Jugut. Nigor, Gabon, Namibia. Nga vendet evropiane, Franca prodhon më shumë uranium dhe përbërjet e tij, por pjesa e saj ishte pothuajse shtatë herë më pak se Shtetet e Bashkuara.

LIDHJE JO TRADICIONALE. Edhe pse nuk është pa bazë që kimia e uraniumit dhe plutoniumit është studiuar më mirë se kimia e elementeve tradicionale si hekuri, kimistët ende po zbulojnë komponime të reja të uraniumit. Pra, në vitin 1977, revista “Radiokimia”, vëll XIX, nr. 6 raportoi dy komponime të reja uranil. Përbërja e tyre është MU02(S04)2-SH20, ku M është një jon mangani ose kobalti dyvalent. Modelet e difraksionit me rreze X treguan se komponimet e reja ishin kripëra të dyfishta dhe jo një përzierje e dy kripërave të ngjashme.

PËRKUFIZIM

Urani- Elementi i nëntëdhjetë e dytë i Tabelës Periodike. Emërtimi - U nga latinishtja "uranium". E vendosur në periudhën e shtatë, grupi IIIB. I referohet metaleve. Ngarkesa bërthamore është 92.

Uraniumi është një metal me ngjyrë argjendi me një sipërfaqe me shkëlqim (Fig. 1). E rëndë. I lakueshëm, fleksibël dhe i butë. Karakteristikat e qenësishme të paramagneteve. Uraniumi karakterizohet nga prania e tre modifikimeve: α-uraniumi (sistemi ortorhombik), β-uraniumi (sistemi tetragonal) dhe γ-uraniumi (sistemi kub), secila prej të cilave ekziston në një interval të caktuar temperaturash.

Oriz. 1. Uraniumi. Pamja e jashtme.

Masa atomike dhe molekulare e uraniumit

Pesha molekulare relative e substancës(M r) është një numër që tregon se sa herë masa e një molekule të caktuar është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni, dhe masa atomike relative të një elementi(A r) - sa herë masa mesatare e atomeve të një elementi kimik është më e madhe se 1/12 e masës së një atomi karboni.

Meqenëse në gjendje të lirë uraniumi ekziston në formën e molekulave U monoatomike, vlerat e masave të tij atomike dhe molekulare përkojnë. Ato janë të barabarta me 238.0289.

Izotopet e uraniumit

Dihet se uraniumi nuk ka izotope të qëndrueshme, por uraniumi natyror përbëhet nga një përzierje e atyre izotopeve 238 U (99,27%), 235 U dhe 234 U, të cilët janë radioaktiv.

Ka izotope të paqëndrueshme të uraniumit me numra masiv nga 217 në 242.

Jonet e uraniumit

Në nivelin e jashtëm të energjisë së atomit të uraniumit ekzistojnë tre elektrone, të cilat janë valente:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 4f 14 5s 2 5p 6 5d 10 5f 3 6s 2 6p 6 6d 1 7s 2 .

Si rezultat i ndërveprimit kimik, uraniumi heq dorë nga elektronet e valencës, d.m.th. është dhuruesi i tyre dhe kthehet në një jon të ngarkuar pozitivisht:

U 0 -3e → U 3+ .

Molekula dhe atomi i uraniumit

Në gjendjen e lirë, uraniumi ekziston në formën e molekulave U monoatomike Këtu janë disa veti që karakterizojnë atomin dhe molekulën e uraniumit:

Shembuj të zgjidhjes së problemeve

SHEMBULL 1

SHEMBULL 2

Në një mesazh të ambasadorit të Irakut në OKB Muhammed Ali al-Hakim të datës 9 korrik, thuhet se ekstremistët e ISIS (Shteti Islamik i Irakut dhe Levantit) janë në dispozicion të tyre. IAEA (Agjencia Ndërkombëtare e Energjisë Atomike) nxitoi të deklarojë se substancat bërthamore të përdorura më parë nga Iraku kanë veti të ulëta toksike, dhe për këtë arsye materialet e sekuestruara nga islamistët.

Një burim i qeverisë amerikane i njohur me situatën i tha Reuters se uraniumi i vjedhur nga militantët ka shumë të ngjarë të mos ishte i pasuruar dhe për këtë arsye nuk ka gjasa të përdoret për të prodhuar armë bërthamore. Autoritetet irakiane njoftuan zyrtarisht Kombet e Bashkuara për këtë incident dhe u bënë thirrje atyre që të "parandalojnë kërcënimin e përdorimit të tij", raporton RIA Novosti.

Komponimet e uraniumit janë jashtëzakonisht të rrezikshme. AiF.ru flet për atë që saktësisht, si dhe kush dhe si mund të prodhojë karburant bërthamor.

Çfarë është uraniumi?

Uraniumi është një element kimik me numër atomik 92, një metal me shkëlqim argjendi-bardhë, i përcaktuar në tabelën periodike me simbolin U. Në formën e tij të pastër, është pak më i butë se çeliku, i lakueshëm, fleksibël, që gjendet në koren e tokës (litosferë ) dhe në ujin e detit, dhe në formën e tij të pastër praktikisht nuk ndodh. Karburanti bërthamor prodhohet nga izotopet e uraniumit.

Uraniumi është një metal i rëndë, i bardhë në argjend, me shkëlqim. Foto: Commons.wikimedia.org / Ngarkuesi origjinal ishte Zxctypo në en.wikipedia.

Radioaktiviteti i uraniumit

Në vitin 1938 gjermani fizikantët Otto Hahn dhe Fritz Strassmann rrezatoi bërthamën e uraniumit me neutrone dhe bëri një zbulim: duke kapur një neutron të lirë, bërthama e izotopit të uraniumit ndahet dhe lëshon energji të madhe për shkak të energjisë kinetike të fragmenteve dhe rrezatimit. Në vitet 1939-1940 Juliy Khariton Dhe Yakov Zeldovich për herë të parë u shpjegua teorikisht se me një pasurim të vogël të uraniumit natyror me uranium-235, është e mundur të krijohen kushte për ndarjen e vazhdueshme të bërthamave atomike, domethënë t'i jepet procesit një karakter zinxhir.

Çfarë është uraniumi i pasuruar?

Uraniumi i pasuruar është uraniumi që prodhohet duke përdorur procesi teknologjik i rritjes së pjesës së izotopit 235U në uranium. Si rezultat, uraniumi natyror ndahet në uranium të pasuruar dhe uranium të varfëruar. Pasi 235U dhe 234U nxirren nga uraniumi natyror, materiali i mbetur (uraniumi-238) quhet "uraniumi i varfëruar" sepse është i varfëruar në izotopin 235. Sipas disa vlerësimeve, Shtetet e Bashkuara ruajnë rreth 560,000 ton heksafluorid uranium të varfëruar (UF6). Uraniumi i varfëruar është gjysma më radioaktiv se uraniumi natyror, kryesisht për shkak të largimit të 234U prej tij. Për shkak se përdorimi kryesor i uraniumit është prodhimi i energjisë, uraniumi i varfëruar është një produkt me përdorim të ulët me vlerë të ulët ekonomike.

Në energjinë bërthamore përdoret vetëm uranium i pasuruar. Izotopi më i përdorur i uraniumit është 235U, në të cilin është i mundur një reaksion zinxhir bërthamor i vetëqëndrueshëm. Prandaj, ky izotop përdoret si lëndë djegëse në reaktorët bërthamorë dhe armët bërthamore. Izolimi i izotopit U235 nga uraniumi natyror është një teknologji komplekse që jo shumë vende mund ta zbatojnë. Pasurimi i uraniumit lejon prodhimin e armëve bërthamore atomike - pajisje shpërthyese njëfazore ose njëfazore në të cilat prodhimi kryesor i energjisë vjen nga reagimi bërthamor i ndarjes së bërthamave të rënda për të formuar elementë më të lehtë.

Uraniumi-233, i prodhuar artificialisht në reaktorët nga toriumi (toriumi-232 kap një neutron dhe shndërrohet në torium-233, i cili zbërthehet në protaktinium-233 dhe më pas në uranium-233), në të ardhmen mund të bëhet një lëndë djegëse bërthamore e zakonshme për energjinë bërthamore. impiantet (tashmë ka reaktorë që përdorin këtë nuklid si lëndë djegëse, për shembull KAMINI në Indi) dhe prodhimi i bombave atomike (masa kritike rreth 16 kg).

Bërthama e një predheje të kalibrit 30 mm (top GAU-8 e një avioni A-10) me një diametër prej rreth 20 mm është bërë nga uranium i varfëruar. Foto: Commons.wikimedia.org / Ngarkuesi origjinal ishte Nrcprm2026 në en.wikipedia

Cilat vende prodhojnë uranium të pasuruar?

• Franca
• Gjermania
• Hollanda
• Anglia
• Japonia
• Rusia
• Kinë
• Pakistani
• Brazili

10 vende që prodhojnë 94% të prodhimit botëror të uraniumit. Foto: Commons.wikimedia.org / KarteUrangewinnung

Pse komponimet e uraniumit janë të rrezikshme?

Uraniumi dhe komponimet e tij janë toksike. Aerosolet e uraniumit dhe komponimet e tij janë veçanërisht të rrezikshme. Për aerosolet e përbërjeve të uraniumit të tretshëm në ujë, përqendrimi maksimal i lejuar (MPC) në ajër është 0.015 mg/m³, për format e patretshme të uraniumit MAC është 0.075 mg/m³. Kur uraniumi hyn në trup, ai prek të gjitha organet, duke qenë një helm i përgjithshëm qelizor. Uraniumi, si shumë metale të tjera të rënda, pothuajse në mënyrë të pakthyeshme lidhet me proteinat, kryesisht me grupet sulfide të aminoacideve, duke prishur funksionin e tyre. Mekanizmi molekular i veprimit të uraniumit është i lidhur me aftësinë e tij për të shtypur aktivitetin e enzimës. Veshkat preken kryesisht (proteina dhe sheqeri shfaqen në urinë, oliguria). Me dehje kronike, çrregullimet e hematopoiezës dhe sistemit nervor janë të mundshme.

Përdorimi i uraniumit për qëllime paqësore

• Një shtesë e vogël e uraniumit i jep gotës një ngjyrë të bukur të verdhë-jeshile.
• Uraniumi i natriumit përdoret si pigment i verdhë në pikturë.
• Komponimet e uraniumit përdoreshin si bojëra për lyerjen në porcelan dhe për glazurat dhe smaltet qeramike (të lyera me ngjyra: të verdhë, kafe, jeshile dhe të zezë, në varësi të shkallës së oksidimit).
• Në fillim të shekullit të 20-të, nitrat uranil u përdor gjerësisht për të rritur negativët dhe për të ngjyrosur (ngjyrë) pozitive (printime fotografike) kafe.
• Lidhjet e hekurit dhe uraniumit të varfëruar (uranium-238) përdoren si materiale të fuqishme magnetostrictive.

Një izotop është një shumëllojshmëri atomesh të një elementi kimik që kanë të njëjtin numër atomik (rendor), por numra të ndryshëm në masë.

Një element i grupit III të tabelës periodike, që i përket aktinideve; metal i rëndë, pak radioaktiv. Thorium ka një sërë aplikacionesh në të cilat ndonjëherë luan një rol të pazëvendësueshëm. Pozicioni i këtij metali në tabelën periodike të elementeve dhe struktura e bërthamës paracaktoi përdorimin e tij në fushën e përdorimit paqësor të energjisë atomike.

*** Oliguria (nga greqishtja oligos - e vogël dhe Ouron - urinë) - një rënie në sasinë e urinës së ekskretuar nga veshkat.