Uranyum: özellikler, uygulama, ekstraksiyon, bileşikler, zenginleştirme. Tehlikeli uranyum ve bileşikleri nedir

Antik çağda bile (MÖ 1. yüzyıl), seramikler için sarı sır yapmak için doğal uranyum oksit kullanıldı. Uranyum tarihindeki ilk önemli tarih, Alman doğa filozofu ve kimyager Martin Heinrich Klaproth'un Sakson reçine cevherinden çıkarılan altın sarısı "dünyayı" siyah metal benzeri bir maddeye dönüştürdüğü 1789'dur. O zamanlar bilinen (sekiz yıl önce Herschel tarafından keşfedilen) en uzak gezegenin onuruna, Klaproth, yeni maddeyi bir element olarak kabul ederek ona uranyum adını verdi (bununla Johann Bode'nin yeni gezegene "Uranüs" adını verme önerisini desteklemek istedi. Herschel'in önerdiği gibi "Georg'un Yıldızı" yerine). Elli yıl boyunca Klaproth'un uranyumu metal olarak listelendi. Sadece 1841'de Fransız kimyager Eugene Melchior Peligot ( ingilizce) (1811-1890)) karakteristik metalik parlaklığa rağmen, Klaproth'un uranyumunun bir element değil, bir oksit olduğunu kanıtladı. UO 2. 1840'ta Peligo, gerçek uranyumu - ağır çelik-gri bir metal - elde etmeyi ve atom ağırlığını belirlemeyi başardı. Uranyum çalışmasında bir sonraki önemli adım 1874'te D. I. Mendeleev tarafından atıldı. Geliştirdiği periyodik sisteme dayanarak uranyumu masasının en uzak hücresine yerleştirdi. Daha önce, uranyumun atom ağırlığı 120'ye eşit kabul edildi. Büyük kimyager bu değeri iki katına çıkardı. 12 yıl sonra Mendeleev'in tahmini, Alman kimyager Zimmermann'ın deneyleriyle doğrulandı.

1896'da, Fransız kimyager Antoine Henri Becquerel, uranyum üzerinde çalışırken, yanlışlıkla, Marie Curie'nin daha sonra radyoaktivite adını verdiği Becquerel ışınlarını keşfetti. Aynı zamanda, Fransız kimyager Henri Moissan, saf metalik uranyum elde etmek için bir yöntem geliştirmeyi başardı. 1899'da Rutherford, uranyum preparatlarının radyasyonunun tek tip olmadığını, iki tür radyasyon olduğunu keşfetti - alfa ve beta ışınları. Farklı bir elektrik yükü taşırlar; madde ve iyonlaşma kabiliyeti bakımından aynı aralıktan uzaktır. Biraz sonra, Mayıs 1900'de Paul Villard üçüncü bir radyasyon türü keşfetti - gama ışınları.

Ernest Rutherford, 1907'de Frederick Soddy ile birlikte oluşturduğu radyoaktivite teorisine dayanan radyoaktif uranyum ve toryum çalışmasında minerallerin yaşını belirlemek için ilk deneyleri gerçekleştirdi (Soddy, Frederick, 1877-1956; Nobel Kimya Ödülü, 1921) . 1913'te F. Soddy, izotop kavramını tanıttı (diğer Yunancadan. ἴσος - "eşit", "aynı" ve τόπος - "yer") ve 1920'de izotopların kayaların jeolojik yaşını belirlemek için kullanılabileceğini öngördü. 1928'de Niggot bunu fark etti ve 1939'da A. O. K. Nier (Nier, Alfred Otto Carl, 1911-1994) yaşı hesaplamak için ilk denklemleri yarattı ve izotop ayrımı için bir kütle spektrometresi uyguladı.

Doğum yeri

Yerkabuğundaki uranyum içeriği% 0.0003'tür, dünyanın yüzey tabakasında dört tip tortu şeklinde bulunur. İlk olarak, bunlar uraninit damarlarıdır veya uranyum ziftidir (uranyum dioksit UO 2), uranyum açısından çok zengindir, ancak nadirdir. Radyum, uranyumun izotopik bozunmasının doğrudan bir ürünü olduğundan, bunlara radyum birikintileri eşlik eder. Bu damarlar Demokratik Kongo Cumhuriyeti, Kanada (Büyük Ayı Gölü), Çek Cumhuriyeti ve Fransa'da bulunur. Uranyumun ikinci kaynağı, diğer önemli minerallerin cevherleri ile birlikte toryum ve uranyum cevheri konglomeralarıdır. Konglomeralar genellikle çıkarmak için yeterli miktarda altın ve gümüş içerir ve uranyum ve toryum eşlik eden elementler haline gelir. Bu cevherlerin büyük yatakları Kanada, Güney Afrika, Rusya ve Avustralya'da bulunur. Üçüncü uranyum kaynağı, uranyumun yanı sıra önemli miktarda vanadyum ve diğer elementleri içeren mineral karnotit (potasyum uranil vanadat) açısından zengin tortul kayaçlar ve kumtaşlarıdır. Bu tür cevherler Amerika Birleşik Devletleri'nin batı eyaletlerinde bulunur. Demir-uranyum şeylleri ve fosfat cevherleri dördüncü yatak kaynağını oluşturur. İsveç'in şeyllerinde zengin yataklar bulunur. Fas ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bazı fosfat cevherleri önemli miktarda uranyum içerir ve Angola ve Orta Afrika Cumhuriyeti'ndeki fosfat yatakları uranyum açısından daha da zengindir. Çoğu linyit ve bazı kömürler genellikle uranyum safsızlıkları içerir. Kuzey ve Güney Dakota'da (ABD) uranyumca zengin linyit yatakları ve İspanya ve Çek Cumhuriyeti'nde bitümlü kömürler bulunmuştur.

20 km kalınlığında bir litosfer tabakası ~ 10 14 ton, deniz suyunda 10 9 -10 10 ton içerir.Uranyum rezervleri açısından Rusya, rezerv yatakları dikkate alındığında, dünyada üçüncü sırada (Avustralya ve Kazakistan'dan sonra). Rusya'nın yatakları yaklaşık 550 bin ton uranyum rezervi veya dünya rezervlerinin %10'undan biraz daha azını içeriyor; bunların yaklaşık %63'ü Saha Cumhuriyeti'nde (Yakutistan) yoğunlaşmıştır. Rusya'daki başlıca uranyum yatakları şunlardır: Streltsovskoye, Oktyabrskoye, Antey, Malo-Tulukuevskoye, volkaniklerde Argunskoye molibden-uranyum (Chita bölgesi), Kumtaşlarında Dalmatovskoye uranyum (Kurgan bölgesi), Kumtaşlarında Khiagda uranyum, Buryatia'da Khiagda uranyum (Cumhuriyeti) -uranyum metasomatitlerde ve Kuzey uranyum metasomatitlerde (Yakutya Cumhuriyeti). Ayrıca daha küçük birçok uranyum yatakları ve cevher oluşumları tespit edilmiş ve değerlendirilmiştir.

izotoplar

Bazı uranyum izotoplarının radyoaktif özellikleri (doğal izotoplar izole edilmiştir):

Doğal uranyum, üç izotopun karışımından oluşur: 238 U (izotopik bolluk %99.2745, yarı ömür T 1/2 \u003d 4.468 10 9 yıl), 235 U (%0.7200, T 1/2 = 7,04 10 8 yıl) ve 234 U (%0,0055, T 1/2 = 2.455 10 5 yıl). Son izotop birincil değil, radyojeniktir; 238 U radyoaktif serisinin bir parçasıdır.

Doğal koşullar altında, 234 U, 235 U ve 238 U izotopları esas olarak nispi bir bolluk ile dağılır. 234 U: 235 U: 238 U = 0.0054: 0.711: 99.283. Doğal uranyumun radyoaktivitesinin neredeyse yarısı, daha önce belirtildiği gibi, 238 U'nun bozunması sırasında oluşan 234 U izotopundan kaynaklanmaktadır. 235 U: 238 U içeriğinin oranı, diğer izotop çiftlerinden farklı olarak ve ne olursa olsun uranyumun yüksek göç kabiliyetinin bir örneği, coğrafi sabitlik ile karakterize edilir: 235 U / 238 U = 137.88. Bu oranın doğal oluşumlardaki değeri, yaşlarına bağlı değildir. Çok sayıda doğal ölçüm, önemsiz dalgalanmalarını gösterdi. Bu nedenle, rulolarda, bu oranın standarda göre değeri, 0.9959-1.0042, tuzlarda - 0.996-1.005 arasında değişir. Uranyum içeren minerallerde (nasturan, siyah uranyum, sirtolit, nadir toprak cevherleri) bu oranın değeri 137.30 ile 138.51 arasında değişmektedir; ayrıca U IV ve U VI formları arasındaki fark belirlenmemiştir; sfen içinde - 138.4. Bazı meteoritlerde 235 U izotopunun eksikliği ortaya çıktı.Karasal koşullar altında en düşük konsantrasyonu 1972'de Fransız araştırmacı Buzhigues tarafından Afrika'nın Oklo kasabasında (Gabon'da bir tortu) bulundu. Böylece, doğal uranyum %0.720 uranyum 235 U içerirken, Oklo'da bu oran %0.557'ye düşmektedir. Bu, 235 U izotopunun yanmasına neden olan doğal bir nükleer reaktörün varlığının hipotezini doğruladı.Hipotez, Los Angeles'taki California Üniversitesi'nden George W. Wetherill, ABD'den Mark G. Inghram tarafından ortaya atıldı. Chicago Üniversitesi ve Arkansas Üniversitesi'nde kimyager olan Paul Kuroda (Paul K. Kuroda), süreci 1956'da tanımladı. Ek olarak, aynı bölgelerde doğal nükleer reaktörler bulundu: Okelobondo, Bangombe ve diğerleri.Şu anda 17 doğal nükleer reaktör bilinmektedir.

Fiş

Uranyum üretiminin ilk aşaması konsantrasyondur. Kaya ezilir ve su ile karıştırılır. Ağır askıya alınmış madde bileşenleri daha hızlı yerleşir. Kaya birincil uranyum mineralleri içeriyorsa, bunlar hızla çökelirler: bunlar ağır minerallerdir. İkincil uranyum mineralleri daha hafiftir, bu durumda ağır atık kaya daha erken çöker. (Ancak, her zaman gerçekten boş olmaktan uzaktır; uranyum da dahil olmak üzere birçok yararlı element içerebilir).

Bir sonraki aşama, konsantrelerin liç edilmesi, uranyumun çözeltiye aktarılmasıdır. Asit ve alkali liç uygulayın. Birincisi, uranyumu çıkarmak için sülfürik asit kullanıldığından daha ucuzdur. Ancak hammaddede, örneğin uranyumda ise katran, uranyum dört değerlikli bir durumdaysa, bu yöntem uygulanamaz: sülfürik asitte dört değerlikli uranyum pratik olarak çözülmez. Bu durumda, ya alkalin liç yöntemine başvurmalı ya da uranyumu altı değerli duruma önceden oksitlemelidir.

Asit liçi kullanmayın ve uranyum konsantresinin sülfürik asit ile reaksiyona giren dolomit veya manyezit içerdiği durumlarda kullanmayın. Bu durumlarda kostik soda (sodyum hidroksit) kullanılır.

Cevherlerden uranyum sızması sorunu oksijen temizliği ile çözülür. 150°C'ye ısıtılan uranyum cevheri ve sülfür minerallerinden oluşan bir karışım, bir oksijen akımı ile beslenir. Aynı zamanda, uranyumu yıkayan kükürt minerallerinden sülfürik asit oluşur.

Bir sonraki aşamada, uranyum, elde edilen çözeltiden seçici olarak izole edilmelidir. Modern yöntemler - ekstraksiyon ve iyon değişimi - bu sorunun çözülmesine izin verir.

Çözelti sadece uranyum değil, aynı zamanda diğer katyonları da içerir. Bazıları belirli koşullar altında uranyumla aynı şekilde davranır: aynı organik çözücülerle özütlenirler, aynı iyon değiştirici reçineler üzerinde biriktirilirler ve aynı koşullar altında çökerler. Bu nedenle, uranyumun seçici izolasyonu için, her aşamada bir veya daha fazla istenmeyen arkadaştan kurtulmak için birçok redoks reaksiyonu kullanmak gerekir. Modern iyon değişim reçinelerinde uranyum çok seçici bir şekilde salınır.

yöntemler iyon değişimi ve ekstraksiyonu ayrıca iyidirler çünkü zayıf çözeltilerden uranyumu tamamen çıkarmanıza izin verirler (uranyum içeriği litre başına bir gramın onda biri kadardır).

Bu işlemlerden sonra, uranyum katı bir duruma - oksitlerden birine veya UF 4 tetraflorür'e aktarılır. Ancak bu uranyumun hala büyük bir termal nötron yakalama kesiti - bor, kadmiyum, hafniyum ile safsızlıklardan temizlenmesi gerekiyor. Nihai üründeki içerikleri yüzde yüz binde ve milyonda birini geçmemelidir. Bu safsızlıkları gidermek için ticari olarak saf bir uranyum bileşiği nitrik asit içinde çözülür. Bu durumda, tributil fosfat ve diğer bazı maddelerle ekstraksiyon üzerine ilave olarak istenen koşullara saflaştırılan uranil nitrat UO 2 (NO 3) 2 oluşur. Daha sonra bu madde kristalleştirilir (veya çökeltilmiş peroksit UO 4 ·2H 2 O) ve dikkatlice tutuşmaya başlar. Bu işlemin bir sonucu olarak, hidrojen ile UO 2'ye indirgenen uranyum trioksit UO 3 oluşur.

Uranyum dioksit UO2 430 ila 600 °C sıcaklıkta tetraflorür UF4 elde etmek için gaz halinde hidrojen florüre maruz bırakılır. Metalik uranyum bu bileşikten kalsiyum veya magnezyum yardımıyla indirgenir.

Fiziksel özellikler

Uranyum çok ağır, gümüşi beyaz, parlak bir metaldir. Saf haliyle çelikten biraz daha yumuşaktır, dövülebilir, esnektir ve çok az paramanyetik özelliklere sahiptir. Uranyumun üç allotropik formu vardır: (prizmatik, 667.7 °C'ye kadar kararlı), (dörtgen, 667.7 °C'den 774.8 °C'ye kadar kararlı), (774.8 °C'den erime noktasına kadar vücut merkezli kübik yapı).

Kimyasal özellikler

Karakteristik oksidasyon durumları

Uranyum, +3 ila +6 arasında oksidasyon durumları sergileyebilir.

Ayrıca bir oksit U 3 O 8 vardır. İçindeki oksidasyon durumu resmi olarak fraksiyoneldir, ancak gerçekte karışık bir uranyum (V) ve (VI) oksididir.

Oksidasyon durumları ve karakteristik bileşikler açısından, uranyumun VIB alt grubunun (krom, molibden, tungsten) elementlerine yakın olduğunu görmek kolaydır. Bu nedenle, uzun süre bu alt gruba atfedildi (“periyodikliğin bulanıklaşması”).

Basit bir maddenin özellikleri

Uranyum kimyasal olarak çok aktiftir. Havada hızla oksitlenir ve yanardöner bir oksit film ile kaplanır. İnce uranyum tozu havada kendiliğinden tutuşur; 150-175 °C sıcaklıkta tutuşarak U 3 O 8 oluşturur. Metalik uranyumun diğer metal olmayan maddelerle reaksiyonları tabloda verilmiştir.

Su, uranyum tozunun ince öğütülmesinin yanı sıra, düşük sıcaklıklarda yavaşça ve yüksek sıcaklıklarda hızlı bir şekilde metali aşındırabilir:

Oksitleyici olmayan asitlerde uranyum çözülür ve UO 2 veya U 4+ tuzları oluşturur (hidrojen açığa çıkar). Oksitleyici asitlerle (nitrik, konsantre sülfürik) uranyum karşılık gelen uranil UO 2 2+ tuzlarını oluşturur.
Uranyum alkali çözeltilerle etkileşime girmez.

Güçlü bir sarsıntı ile uranyum metal parçacıkları parlamaya başlar.

Uranyum III bileşikleri

Uranyum tuzları (+3) (esas olarak halojenürler) indirgeyici maddelerdir. Oda sıcaklığında havada genellikle stabildirler, ancak ısıtıldıklarında bir ürün karışımına oksitlenirler. Klor onları UCl 4'e oksitler. Güçlü indirgeme özellikleri sergiledikleri kararsız kırmızı çözeltiler oluştururlar:

Uranyum III halojenürler, uranyum (IV) halojenürlerin hidrojen ile indirgenmesiyle oluşturulur:

veya hidrojen iyot:

ve ayrıca hidrojen halojenürün uranyum hidrit UH3 üzerindeki etkisi altında.

Ayrıca uranyum (III) hidrit UH 3 vardır. Uranyum tozunun 225 °C'ye kadar sıcaklıklarda hidrojen içinde ısıtılmasıyla elde edilebilir ve 350 °C'nin üzerinde ayrışır. Reaksiyonlarının çoğu (örneğin, su buharı ve asitlerle reaksiyon), resmi olarak bir ayrışma reaksiyonu ve ardından uranyum metalinin reaksiyonu olarak kabul edilebilir:

Uranyum IV bileşikleri

Uranyum (+4) suda kolayca çözünen yeşil tuzlar oluşturur. Uranyuma kolayca oksitlenirler (+6)

Uranyum bileşikleri V

Uranyum(+5) bileşikleri kararsızdır ve sulu çözeltide kolayca orantısızdır:

Uranyum klorür V, ayakta dururken kısmen orantısız:

ve kısmen kloru ayırır:

Uranyum VI bileşikleri

+6 oksidasyon durumu UO 3 okside karşılık gelir. Asitlerde, uranil katyonu UO 2 2+ bileşikleri oluşturmak üzere çözünür:

UO 3 bazları ile (CrO 3 , MoO 3 ve WO 3'e benzer) çeşitli uranat anyonları (öncelikle diuranat U 2 O 7 2-) oluşturur. Ancak ikincisi, daha çok bazların uranil tuzları üzerindeki etkisiyle elde edilir:

Oksijen içermeyen uranyum (+6) bileşiklerinden sadece UCl 6 heksaklorür ve UF 6 florür bilinmektedir. İkincisi, uranyum izotoplarının ayrılmasında önemli bir rol oynar.

Uranyum bileşikleri (+6) havada ve sulu çözeltilerde en kararlı olanlardır.

Uranil klorür gibi uranil tuzları, parlak ışıkta veya organik bileşiklerin varlığında ayrışır.

Başvuru

Nükleer yakıt

Uranyum izotopu 235 U, kendi kendini idame ettiren bir nükleer zincir reaksiyonunun mümkün olduğu en büyük uygulamaya sahiptir. Bu nedenle, bu izotop nükleer reaktörlerde ve nükleer silahlarda yakıt olarak kullanılır. U 235 izotopunun doğal uranyumdan ayrılması karmaşık bir teknolojik problemdir (izotop ayrımına bakınız).

Burada, %80 yükte çalışan ve yılda 7000 GWh üreten 1000 MW'lık bir reaktör için bazı rakamlar verilmiştir. Yıl boyunca böyle bir reaktörün çalışması, yaklaşık 153 ton doğal uranyum zenginleştirildikten sonra elde edilen, %3,5 U-235 içeriğine sahip 20 ton uranyum yakıtı gerektirir.

U 238 izotopu, yüksek enerjili nötronlarla bombardımanın etkisi altında fisyon yapabilir, bu özellik termonükleer silahların gücünü arttırmak için kullanılır (bir termonükleer reaksiyon tarafından üretilen nötronlar kullanılır).

Nötron tutulması ve ardından β-çürümesinin bir sonucu olarak, 238 U, daha sonra nükleer yakıt olarak kullanılan 239 Pu'ya dönüşebilir.

Uranyumun ısı üretme kapasitesi

1 ton zenginleştirilmiş uranyum, ısı salınımı açısından 1.350.000 ton petrol veya doğal gaza eşittir.

jeoloji

Uranyumun jeolojideki ana uygulaması, jeolojik süreçlerin sırasını belirlemek için minerallerin ve kayaların yaşının belirlenmesidir. Jeokronolojinin yaptığı budur. Karışım ve maddenin kaynakları sorununun çözümü de esastır.

Sorunun çözümü, radyoaktif bozunma denklemlerine dayanmaktadır:

nerede 238 Uo, 235 Uo- uranyum izotoplarının modern konsantrasyonları; ; - bozunma sabitleri sırasıyla uranyum atomları 238 U ve 235 U.

Kombinasyonları çok önemlidir:

Kayaların farklı konsantrasyonlarda uranyum içermesi nedeniyle farklı radyoaktiviteleri vardır. Bu özellik, jeofizik yöntemlerle kayaların seçiminde kullanılmaktadır. Bu yöntem en yaygın olarak petrol jeolojisinde kuyu kaydı için kullanılır, bu kompleks özellikle y-günlüğü veya nötron gama kaydı, gama-gama kaydı, vb. içerir. Onların yardımıyla, çeşitli toplayıcılar ve sıvı contaları vardır.

Diğer uygulamalar

tükenmiş uranyum

Doğal uranyumdan 235 U ve 234 U'nun ekstraksiyonundan sonra kalan madde (uranyum-238) 235 izotopunda tükendiği için "tükenmiş uranyum" olarak adlandırılır. Bazı raporlara göre, Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık 560.000 ton tükenmiş uranyum heksaflorür (UF 6) depolanıyor.

Tüketilmiş uranyum, esas olarak ondan 234 U'nun çıkarılması nedeniyle doğal uranyumun yarısı kadar radyoaktiftir.Uranyumun ana kullanımının enerji üretimi olması nedeniyle, seyreltilmiş uranyum düşük ekonomik değere sahip düşük kullanımlı bir üründür.

Temel olarak, kullanımı yüksek uranyum yoğunluğu ve nispeten düşük maliyeti ile ilişkilidir. Tüketilmiş uranyum, radyasyon kalkanı (ironik olarak), son derece yüksek yakalama kesitleri ve uçak kontrol yüzeyleri gibi havacılık uygulamalarında balast olarak kullanılır. Her Boeing 747, bu amaçlar için 1.500 kg seyreltilmiş uranyum içerir. Bu malzeme aynı zamanda yüksek hızlı jiroskop rotorlarında, büyük volanlarda, uzaya iniş araçlarında ve yarış yatlarında, Formula 1 arabalarında ve petrol kuyularının sondajında ​​balast olarak kullanılır.

Zırh delici mermi çekirdekleri

Tükenmiş uranyumun en iyi bilinen kullanımı, zırh delici mermiler için çekirdek olarak kullanılmasıdır. Yüksek yoğunluğu (çelikten üç kat daha ağır), sertleştirilmiş uranyum külçesini, etkinlik açısından daha pahalı ve biraz daha ağır olan tungstene benzer şekilde, son derece etkili bir zırh delme aleti yapar. Ağır uranyum uç ayrıca mermideki kütle dağılımını değiştirerek aerodinamik stabilitesini artırır.

Stabilla tipinin benzer alaşımları, tank ve tanksavar toplarının ok biçimli tüylü kabuklarında kullanılmaktadır.

Zırhın imha sürecine, uranyum külçesinin toz haline getirilmesi ve zırhın diğer tarafında havada ateşlenmesi eşlik eder (bkz. Çöl Fırtınası Operasyonu sırasında savaş alanında yaklaşık 300 ton tükenmiş uranyum kaldı (çoğunlukla bunlar, A-10 saldırı uçağının 30 mm GAU-8 topunun mermi kalıntılarıdır, her bir kabuk 272 g uranyum alaşımı içerir ).

Bu tür mermiler, NATO birlikleri tarafından Yugoslavya topraklarındaki savaş operasyonlarında kullanıldı. Uygulamalarından sonra, ülke topraklarının radyasyon kirliliğinin ekolojik sorunu tartışıldı.

İlk kez, Üçüncü Reich'ta mermiler için bir çekirdek olarak uranyum kullanıldı.

Tüketilmiş uranyum, M-1 Abrams tankı gibi modern tank zırhlarında kullanılır.

fizyolojik eylem

Bitki, hayvan ve insan dokularında bulunan mikro niceliklerde (% 10 -5 -10 -8). Bazı mantarlar ve algler tarafından büyük ölçüde birikir. Uranyum bileşikleri gastrointestinal sistemde (yaklaşık %1), akciğerlerde - %50 oranında emilir. Vücuttaki ana depolar: dalak, böbrekler, iskelet, karaciğer, akciğerler ve bronko-pulmoner lenf düğümleri. İnsan ve hayvanların organ ve dokularındaki içerik 10 −7 g'ı geçmez.

Uranyum ve bileşikleri toksik. Uranyum ve bileşiklerinin aerosolleri özellikle tehlikelidir. Suda çözünür uranyum bileşiklerinin aerosolleri için havada MPC 0,015 mg/m³, çözünmeyen uranyum biçimleri için MPC 0,075 mg/m³'tür. Vücuda girdiğinde, uranyum genel bir hücresel zehir olarak tüm organlara etki eder. Uranyum, diğer birçok ağır metal gibi, proteinlere, esas olarak amino asitlerin sülfit gruplarına bağlanarak işlevlerini bozar. Uranyumun moleküler etki mekanizması, enzimlerin aktivitesini inhibe etme yeteneği ile ilgilidir. Her şeyden önce, böbrekler etkilenir (idrarda protein ve şeker görülür, oligüri). Kronik zehirlenme ile hematopoietik ve sinir sistemi bozuklukları mümkündür.

Dünyadaki uranyum rezervlerini araştırdı

Yerkabuğundaki uranyum miktarı, altın miktarından yaklaşık 1000 kat, 30 kat gümüşten daha fazladır, bu rakam ise yaklaşık olarak kurşun ve çinkonunkine eşittir. Uranyumun önemli bir kısmı toprakta, kayalarda ve deniz suyunda dağılmıştır. Bu elementin içeriğinin yerkabuğundaki ortalama içeriğinden yüzlerce kat daha yüksek olduğu tortularda sadece nispeten küçük bir kısım yoğunlaşmıştır. Mevduatlarda keşfedilen dünya uranyum rezervleri 5,4 milyon tondur.

Dünyada uranyum madenciliği

Dünya uranyum üretiminin %94'ünü sağlayan 10 ülke

OECD tarafından yayınlanan "Uranyumun Kırmızı Kitabına" göre, 2005 yılında 41.250 ton uranyum çıkarıldı (2003'te - 35.492 ton). OECD verilerine göre dünyada faaliyet gösteren ve yılda 67.000 ton uranyum tüketen 440 ticari ve 60'a yakın bilimsel reaktör bulunmaktadır. Bu, mevduattan elde edilmesinin tüketiminin sadece %60'ını karşıladığı anlamına geliyor (2009'da bu pay %79'a yükseldi). Enerji tarafından tüketilen uranyumun geri kalanı veya %17,7'si ikincil kaynaklardan gelmektedir.

Uranyum "bilimsel ve askeri" amaçlar için

Uranyumun çoğu "bilimsel ve askeri" amaçlarla eski nükleer savaş başlıklarından elde ediliyor:

• START-II anlaşması kapsamında, mutabık kalınan 500 tonun 352 tonu (Rusya'nın 14 Haziran 2002'de anlaşmadan çekilmesi nedeniyle anlaşmanın yürürlüğe girmemesine rağmen)
• START-I anlaşması kapsamında (5 Aralık 1994'te yürürlüğe girdi, 5 Aralık 2009'da sona erdi) Rusya tarafından 500 ton,
• START III Antlaşması (START) kapsamında - anlaşma 8 Nisan 2010'da Prag'da imzalandı. Anlaşma, Aralık 2009'da süresi dolan START I'in yerini aldı.

Rusya'da Üretim

SSCB'de ana uranyum cevheri bölgeleri Ukrayna (Zheltorechenskoye, Pervomayskoye yatakları, vb.), Kazakistan (Kuzey - Balkashinskoe cevher sahası vb.; Güney - Kyzylsay cevher sahası vb.; Vostochny; hepsi esas olarak aittir. volkanojenik-hidrotermal tip); Transbaikalia (Antey, Streltsovskoye, vb.); Orta Asya, esas olarak Özbekistan, Uchkuduk şehrinde bir merkez ile siyah şeyllerde mineralizasyon ile. Birçok küçük cevher oluşumu ve tezahürü vardır. Rusya'da, Transbaikalia ana uranyum cevheri bölgesi olarak kaldı. Rus uranyumunun yaklaşık %93'ü Chita bölgesindeki (Krasnokamensk şehri yakınlarında) bulunan yatakta çıkarılmaktadır. Madencilik, JSC Atomredmetzoloto'nun (Uranyum Holding) bir parçası olan Priargunsky Üretim Madencilik ve Kimya Derneği (PIMCU) tarafından maden yöntemi kullanılarak gerçekleştiriliyor.

Kalan %7, ZAO Dalur'dan (Kurgan Bölgesi) ve OAO Khiagda'dan (Buryatia) yerinde liç ile elde edilir.

Elde edilen cevherler ve uranyum konsantresi Chepetsk Mekanik Fabrikasında işlenir.

Yıllık uranyum üretimi (yaklaşık 3,3 bin ton) açısından Rusya, Kazakistan'dan sonra 4. sırada yer almaktadır. Rusya'da yıllık uranyum tüketimi şu anda 16 bin ton ve kendi nükleer santralleri için 5,2 bin tonluk harcamaların yanı sıra yakıt (5,5 bin ton) ve düşük zenginleştirilmiş uranyum (6. bin ton).

Kazakistan'da Madencilik

2009 yılında Kazakistan, uranyum madenciliği açısından dünyada ilk sırada yer aldı (13.500 ton çıkarıldı).

Ukrayna'da Üretim

Fiyat

Kilogram ve hatta gram uranyum miktarları için on binlerce dolarlık efsanelere rağmen, piyasadaki gerçek fiyatı çok yüksek değil - zenginleştirilmemiş uranyum oksit U 3 O 8, kilogram başına 100 ABD dolarından daha ucuza mal oluyor.

Uranyum cevherlerinin geliştirilmesi, 80$/kg civarında bir uranyum fiyatıyla kârlıdır. Şu anda, uranyum fiyatı mevduatlarının etkin bir şekilde gelişmesine izin vermiyor, bu nedenle uranyum fiyatının 2013-2014 yılına kadar 75-90 $/kg'a yükselebileceği tahminleri var.

2030 yılına kadar, 80$/kg'a kadar rezervi olan büyük ve erişilebilir yataklar tamamen geliştirilecek ve üretim maliyeti 130$/kg'dan fazla olan ulaşılması zor yataklar geliştirmeye dahil olmaya başlayacak.

Bunun nedeni, zenginleştirilmemiş uranyum üzerinde bir nükleer reaktör başlatmak için onlarca, hatta yüzlerce ton yakıta ihtiyaç duyulmasıdır ve nükleer silahların üretimi için, bir nükleer silah oluşturmak için uygun konsantrasyonlar elde etmek için büyük miktarda uranyum zenginleştirilmelidir. bomba.

Ayrıca bakınız

Bağlantılar

• I.N. BEKMAN. "Uranüs". öğretici. Viyana, 2008, Moskova, 2009. (PDF)
• Rusya, ABD'ye büyük miktarda silah sınıfı uranyum satıyor

notlar

1. Yazı işleri personeli: Zefirov N. S. (genel yazı işleri müdürü) Kimya Ansiklopedisi: 5 ciltte - Moskova: Büyük Rus Ansiklopedisi, 1999. - V. 5. - S. 41.
2. WebElements Elementlerin Periyodik Tablosu | Uranyum | kristal yapılar
3. Rus Dilinin Açıklayıcı Sözlüğünde Uranüs, ed. Uşakov
4. Ansiklopedi "Dünyanın Çevresi"
5. Uranüs. Bilgi ve analitik merkezi "Mineral"
6. Uranyumun hammadde tabanı. S. S. Naumov, MADENCİLİK DERGİSİ, N12, 1999
7. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot ve A.H. Wapstra (2003). Nükleer ve bozunma özelliklerinin NUBASE değerlendirmesi
8. G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot ve A.H. Wapstra (2003). "Nükleer ve bozunma özelliklerinin NUBASE değerlendirmesi". Nükleer Fizik A 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 .
9. Uranyum cevherleri, nötron yakalama sırasında uranyum-235'ten oluşan eser miktarda uranyum-236 içerir; toryum cevherleri, nötron yakalama ve art arda iki beta bozunmasından sonra toryum-232'den kaynaklanan eser miktarda uranyum-233 içerir. Bununla birlikte, bu uranyum izotoplarının içeriği o kadar düşüktür ki, yalnızca çok hassas özel ölçümlerle tespit edilebilir.
10. Rosholt J.N., et al. Uranyumun Sandstone, Shirley Basin, Wyoming.//Economic Geology, 1964, 59, 4, 570-585'teki rol özelliği ile ilgili izotopik fraksiyonasyonu
11. Rosholt J.N., et al. Toprak profillerinde uranyum ve toryumun izotopik bileşiminin evrimi.//Bull.Geol.Soc.Am./1966, 77, 9, 987-1004
12. Chalov PI Doğal uranyumun izotopik fraksiyonasyonu. - Frunze: İlim, 1975.
13. Tilton G.R. ve diğerleri Prekambriyen granitinde kurşun, uranyum ve toryumun izotopik bileşimi ve dağılımı.//Bull.Geol.Soc.Am., 1956, 66, 9, 1131-1148
14. Shukolyukov Yu.A. ve diğerleri Bir "doğal nükleer reaktör"ün izotopik çalışmaları.//Geochemistry, 1977, 7. S. 976-991.
15. Meshik Alex. Antik nükleer reaktör.//Bilim dünyasında. Jeofizik. 2006.2
16. Remy G. İnorganik kimya. v.2. M., Mir, 1966. S. 206-223
17. Katz J, Rabinovich E. Uranyum kimyası. M., Yabancı edebiyat yayınevi, 1954.
18. Khmelevskoy VK Yer kabuğunu incelemek için jeofizik yöntemler. Uluslararası Doğa, Toplum ve İnsan Üniversitesi "Dubna", 1997.
19. Petrol ve gaz jeolojisi el kitabı / Ed. Eremenko N.A. - M.: Nedra, 1984
20. 1927 Teknik Ansiklopedisi", Cilt 24, Sütun. 596…597, makale "Uranüs"
21. http://www.pdhealth.mil/downloads/Characterisation_of_DU_projectiles.pdf
22. Dünyada uranyum madenciliği
23. NEA, IAEA. - OECD Yayıncılık, 2006. - ISBN 9789264024250
24. Dünya Nükleer Birliği. Uranyum Temini. 2011.
25. Doğu Sibirya ve Uzak Doğu'da maden kaynakları tabanı ve uranyum üretimi. Mashkovtsev G.A., Miguta A.K., Shchetochkin V.N., Rusya Maden Kaynakları. Ekonomi ve Yönetim, 1-2008
26. Kazakistan'da uranyum madenciliği. Muhtar Dzhakishev'in raporu
27. Konyrova, K. Kazakistan, uranyum madenciliğinde dünyada (rusya) birinci oldu, Haber ajansı TREND(30.12.2009). 30 Aralık 2009'da erişildi.
28. Udo Rethberg; Alexander Polotsky'nin çevirisi(Rusça). Tercüme(12.08.2009). 23 Ağustos 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Mayıs 2010.
29. Uranyum Fiyat Tahmini Uzmanları Rus Nükleer Topluluğu
30. http://2010.atomexpo.ru/mediafiles/u/files/Present/9.1_A.V.Boytsov.pdf
31. Nükleer silah Uranyum bombasıyla ilgili alt bölüme bakın.

Bağlantılar uranyum

Amonyum diuranat ((NH 4) 2 U 2 O 7) Uranil asetat (UO 2 (CH3 COO) 2) Uranyum borhidrür (U(BH 4) 4) Uranyum(III) bromür (UBr 3) Uranyum(IV) bromür (UBr 4) Uranyum(V) bromür (UBr 5) Uranyum(III) hidrit (UH 3) Uranyum(III) hidroksit (U(OH) 3) Uranil hidroksit (UO 2 (OH) 2) Diüronik asit (H 2 U 2 O 7) Uranyum(III) iyodür (UJ 3) Uranyum(IV) iyodür (UJ 4) Uranil karbonat (UO 2CO 3) Uranyum monoksit (UO) US-UP Sodyum diuranat (Na 2 U 2 O 7) Sodyum uranat (Na 2 UO 4) Uranil nitrat (UO 2 (NO 3) 2) Tetrauranyum nonoksit (U 4 O 9) Uranyum(IV) oksit (UO 2) Uranyum(VI)-diuranyum(V) oksit (U 3 O 8) Uranyum peroksit (UO 4) Uranyum(IV) sülfat (U(SO 4) 2) Uranil sülfat (UO 2 SO 4) Pentauran tridekaoksit (U 5 O 13) Uranyum trioksit (UO 3) Uranik asit (H 2 UO 4) Uranil format (UO 2 (CHO 2) 2) Uranyum(III) fosfat (U 2 (PO 4) 3) Uranyum(III) florür (UF 3) Uranyum(IV) florür (UF 4) Uranyum(V) florür (UF 5) Uranyum(VI) florür (UF 6) Uranil florür (UO 2 F 2) Uranyum(III) klorür (UCl 3) Uranyum(IV) klorür (UCl 4) Uranyum(V) klorür (UCl 5) Uranyum(VI) klorür (UCl 6) Uranil klorür (UO 2 Cl 2)

Irak Büyükelçisi'nin BM'ye gönderdiği mesajda Muhammed Ali el Hakim 9 Temmuz tarihli, IŞİD'in (Irak ve Şam İslam Devleti) aşırılık yanlılarının emrinde olduğunu söylüyor. IAEA (Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı), Irak'ın daha önce kullandığı nükleer maddelerin düşük toksik özelliklere sahip olduğunu ve dolayısıyla İslamcılar tarafından ele geçirilen materyallerin olduğunu ilan etmek için acele etti.

Durumu bilen bir ABD hükümeti kaynağı Reuters'e, militanlar tarafından çalınan uranyumun büyük olasılıkla zenginleştirilmediğini ve bu nedenle nükleer silah yapımında kullanılma olasılığının düşük olduğunu söyledi. RIA Novosti'nin bildirdiğine göre, Irak makamları bu olay hakkında Birleşmiş Milletler'i resmen bilgilendirdi ve "kullanım tehdidinin önlenmesi" çağrısında bulundu.

Uranyum bileşikleri son derece tehlikelidir. AiF.ru, tam olarak neyin, kimin ve nasıl nükleer yakıt üretebileceği hakkında diyor.

uranyum nedir?

Uranyum atom numarası 92 olan kimyasal bir elementtir, gümüşi beyaz parlak bir metaldir, periyodik sistem U sembolü ile gösterilir. Saf haliyle, çelikten biraz daha yumuşak, dövülebilir, esnek, yerkabuğunda (litosfer) bulunur. ) ve deniz suyunda ve saf halde bulunmaz. Nükleer yakıt, uranyum izotoplarından yapılır.

Uranyum, ağır, gümüşi beyaz, parlak bir metaldir. Fotoğraf: Commons.wikimedia.org / Orijinal yükleyici, en.wikipedia adresindeki Zxctypo idi.

Uranyumun radyoaktivitesi

1938'de Alman fizikçiler Otto Hahn ve Fritz Strassmann uranyum çekirdeğini nötronlarla ışınladı ve bir keşif yaptı: serbest bir nötron yakalayarak, uranyum izotopunun çekirdeği bölünür ve parçaların ve radyasyonun kinetik enerjisinden dolayı muazzam bir enerji açığa çıkarır. 1939-1940'ta Julius Hariton ve Yakov Zel'dovich ilk kez teorik olarak, doğal uranyumun uranyum-235 ile hafif bir şekilde zenginleştirilmesiyle, atom çekirdeğinin sürekli bölünmesi için koşullar yaratmanın, yani sürece bir zincir karakteri vermenin mümkün olduğunu açıkladı.

Zenginleştirilmiş uranyum nedir?

Zenginleştirilmiş uranyum, tarafından üretilen uranyumdur. uranyumdaki 235U izotopunun oranını artırmaya yönelik teknolojik süreç. Sonuç olarak, doğal uranyum, zenginleştirilmiş uranyum ve tükenmiş uranyum olarak ikiye ayrılır. Doğal uranyumdan 235U ve 234U'nun ekstraksiyonundan sonra kalan madde (uranyum-238) 235. izotopta tükendiği için "tükenmiş uranyum" olarak adlandırılır. Bazı raporlara göre, Amerika Birleşik Devletleri'nde yaklaşık 560.000 ton tükenmiş uranyum heksaflorür (UF6) depolanmaktadır. Tükenmiş uranyum, esas olarak 234U'nun çıkarılması nedeniyle, doğal uranyum kadar radyoaktiftir. Uranyumun ana kullanımının enerji üretimi olması nedeniyle, tükenmiş uranyum, ekonomik değeri düşük, değeri düşük bir üründür.

Nükleer enerji sadece zenginleştirilmiş uranyum kullanır. Uranyum izotopu 235U, kendi kendini idame ettiren bir nükleer zincir reaksiyonunun mümkün olduğu en büyük uygulamaya sahiptir. Bu nedenle, bu izotop nükleer reaktörlerde ve nükleer silahlarda yakıt olarak kullanılır. U235 izotopunun doğal uranyumdan ayrılması, birkaç ülkenin uygulayabileceği karmaşık bir teknolojidir. Uranyum zenginleştirme, atom nükleer silahları üretmeyi mümkün kılar - ana enerji çıkışının daha hafif elementlerin oluşumu ile ağır çekirdeklerin nükleer fisyon reaksiyonundan geldiği tek fazlı veya tek aşamalı patlayıcı cihazlar.

Toryumdan reaktörlerde yapay olarak üretilen uranyum-233 (toryum-232 bir nötron yakalar ve toryum-233'e dönüşür, bu da protaktinyum-233'e ve ardından uranyum-233'e dönüşür), gelecekte nükleer enerji için ortak bir nükleer yakıt olabilir tesisler (şimdi bu çekirdeği yakıt olarak kullanan reaktörler var, örneğin Hindistan'da KAMINI) ve atom bombası üretimi (kritik kütle yaklaşık 16 kg).

Tükenmiş uranyumdan yaklaşık 20 mm çapında 30 mm kalibreli bir merminin çekirdeği (A-10 uçağının GAU-8 topları). Fotoğraf: Commons.wikimedia.org / Orijinal yükleyici, en.wikipedia'da Nrcprm2026 idi.

Hangi ülkeler zenginleştirilmiş uranyum üretiyor?

• Fransa
• Almanya
• Hollanda
• İngiltere
• Japonya
• Rusya
• Çin
• Pakistan
• Brezilya

Dünya uranyum üretiminin %94'ünü sağlayan 10 ülke. Fotoğraf: Commons.wikimedia.org / KarteUrangewinnung

Uranyum bileşikleri neden tehlikelidir?

Uranyum ve bileşikleri zehirlidir. Uranyum ve bileşiklerinin aerosolleri özellikle tehlikelidir. Suda çözünür uranyum bileşiklerinin aerosolleri için, havadaki izin verilen maksimum konsantrasyon (MPC) 0,015 mg / m³, çözünmeyen uranyum formları için MAC 0,075 mg / m³'tür. Vücuda girdiğinde, uranyum genel bir hücresel zehir olarak tüm organlara etki eder. Uranyum, diğer birçok ağır metal gibi, proteinlere, esas olarak amino asitlerin sülfit gruplarına bağlanarak işlevlerini bozar. Uranyumun moleküler etki mekanizması, enzimlerin aktivitesini inhibe etme yeteneği ile ilişkilidir. Her şeyden önce, böbrekler etkilenir (idrarda protein ve şeker görülür, oligüri). Kronik zehirlenme ile hematopoietik ve sinir sistemi bozuklukları mümkündür.

Uranyumun barışçıl amaçlarla kullanılması

• Küçük bir uranyum ilavesi, cama güzel bir sarı-yeşil renk verir.
• Sodyum uranyum, boyamada sarı pigment olarak kullanılır.
• Uranyum bileşikleri, porselen ve seramik sırlar ve emayeler için boyalar olarak kullanıldı (renkli renkler: oksidasyon derecesine bağlı olarak sarı, kahverengi, yeşil ve siyah).
• 20. yüzyılın başında, uranil nitrat, negatifleri ve leke (renk tonu) pozitifleri (fotoğraf baskıları) kahverengi geliştirmek için yaygın olarak kullanıldı.
• Güçlü manyetostriktif malzemeler olarak demir alaşımları ve tükenmiş uranyum (uranyum-238) kullanılır.

İzotop - aynı atom (sıra) numarasına sahip, ancak farklı kütle numaralarına sahip bir kimyasal elementin atom çeşitleri.

Periyodik tablonun aktinitlere ait grup III elemanı; ağır, zayıf radyoaktif metal. Toryum, bazen vazgeçilmez bir rol oynadığı bir dizi uygulamaya sahiptir. Bu metalin periyodik element sistemindeki konumu ve çekirdeğin yapısı, atom enerjisinin barışçıl kullanımı alanında kullanımını önceden belirlemiştir.

*** Oligurya (Yunan oligolarından - küçük ve bizimon - idrar) - böbrekler tarafından ayrılan idrar miktarında azalma.

Nükleer teknolojiler, büyük ölçüde, radyoaktif elementlerin nükleer-fiziksel, fiziksel, kimyasal ve toksik özelliklerine dayanan radyokimya yöntemlerinin kullanımına dayanmaktadır.

Bu bölümde, kendimizi ana bölünebilir izotopların - uranyum ve plütonyum - özelliklerinin kısa bir açıklamasıyla sınırlayacağız.

Uranüs

Uranüs ( uranyum) U - aktinit grubunun bir elementi, periyodik sistemin 7.-0. periyodu, Z=92, atom kütlesi 238.029; doğada bulunanların en ağırı.

Bilinen 25 uranyum izotopu vardır ve bunların tümü radyoaktiftir. Kolay 217U (Tj/ 2 = 26 ms), en ağır 2 4 2 U (7 T J / 2 = i6.8 dak). 6 nükleer izomer vardır. Doğal uranyumda üç radyoaktif izotop vardır: 2 s 8 ve (%99,2 739, Ti/ 2 = 4,47109 l), 2 35U (%0,7205, G, / 2 = 7,04-109 yıl) ve 2 34U ( %0,0056, Ti/ 2=2,48-swl). Doğal uranyumun spesifik radyoaktivitesi 2.48104 Bq olup, 2 34U ve 288 U arasında neredeyse ikiye bölünmüştür; 235U küçük bir katkı sağlar (izotop 233'ün doğal uranyumdaki spesifik aktivitesi, 238U'nun aktivitesinden 21 kat daha azdır). Termal nötron yakalama kesiti 2 zz, 2 35U ve 2 3 8 U için sırasıyla 46, 98 ve 2,7 ahırdır; fisyon kesiti 527 ve 584 ahır 2 zz ve 2 s 8 için sırasıyla; izotopların doğal karışımı (%0.7 235U) 4.2 ahır.

Sekme. 1. Nükleer-fiziksel özellikler 2 h9 Ri ve 2 35C.

Sekme. 2. Nötron yakalama 2 35C ve 2 saat 8 C.

Uranyumun altı izotopu kendiliğinden fisyon yapabilir: 282 U, 2 szy, 234U, 235U, 2 s 6 u ve 2 s 8 u. Doğal izotoplar 233 ve 235U, hem termal hem de hızlı nötronların etkisi altında bölünürken, çekirdek 238 ve yalnızca 1.1 MeV'den fazla enerjiye sahip nötronlar yakalandığında fisyon yapabilir. Daha düşük enerjili nötronlar yakalandığında, 288 U çekirdeği önce 2 -i9U çekirdeğe dönüştürülür, bu çekirdek daha sonra p bozunmasına uğrar ve önce 2 - "*9Np'ye, ardından 2 39Pu'ya geçer. 2 34U, 2 çekirdek 35U ve 2 3 8'lik termal nötronlar sırasıyla 98, 683 ve 2,7 ahıra eşittir.2 35U'luk tam fisyon, 2-107 kWh / kg'lık bir "termal enerji eşdeğeri"ne yol açar.İzotoplar 2 35U ve 2 zzy nükleer yakıt olarak kullanılmaktadır, fisyon zincir reaksiyonunu destekleyebilmektedir.

Nükleer reaktörler, kütle numaraları 227-240 olan n yapay uranyum izotopları üretir ve bunların en uzun ömürlüsü 233U'dur (7 V 2 \u003d i.62 *io 5 yıl); toryumun nötron ışınlaması ile elde edilir. Kütle numaraları 239 ^ 257 olan uranyum izotopları, termonükleer bir patlamanın süper güçlü nötron akışlarında doğar.

uranyum-232- teknojenik nüklid, a-yayıcı, Tx / 2=68.9 yıl, ebeveyn izotopları 2 3 6 Pu(a), 23 2 Np(p*) ve 23 2 Pa(p), kızı nüklid 228 Th. Kendiliğinden fisyon yoğunluğu 0.47 bölüm / s kg'dır.

Uranyum-232, aşağıdaki bozunmaların bir sonucu olarak oluşur:

P + - nüklidin çürümesi * 3 a Np (Ti / 2 \u003d 14,7 dak):

Nükleer endüstride, toryum yakıt çevriminde bölünebilen (silah dereceli) nüklid 2 33'ün sentezinde yan ürün olarak 2 3 2 U üretilir. 2 3 2 Th nötronları ile ışınlandığında, ana reaksiyon meydana gelir:

ve yan iki aşamalı reaksiyon:

Toryumdan 232 U üretimi sadece hızlı nötronlarda gerçekleşir. (E„>6 MeV). Başlangıç ​​maddesinde 2 s°Th varsa, 2 3 2 U oluşumu şu reaksiyonla tamamlanır: 2 s°Th + u-> 2 3'Th. Bu reaksiyon termal nötronlarda gerçekleşir. 2. Nesil 2 3 2 U, birkaç nedenden dolayı istenmeyen bir durumdur. Minimum 23°Th konsantrasyonlu toryum kullanılarak bastırılır.

2'den 2'nin bozunması aşağıdaki yönlerde gerçekleşir:

228 Th'de bir bozunma (olasılık %100, bozunma enerjisi 5.414 MeV):

yayılan a-parçacıklarının enerjisi 5.263 MeV (vakaların %31,6'sında) ve 5.320 MeV'dir (vakaların %68,2'sinde).

• - kendiliğinden fisyon (olasılık ~ %12'den az);
• - 28 Mg nüklid oluşumu ile küme çürümesi (çürüme olasılığı 5 * 10 "%12'den azdır):

Nüklit 2 oluşumu ile küme bozunması

Uranyum-232, sert y-kuanta yayıcıları olan nüklidleri içeren uzun bir bozunma zincirinin atasıdır:

^U-(3.64 gün, a, y)-> 220 Rn-> (55.6 s, a)-> 21b Po->(0.155 s, a)-> 212 Pb->(10.64 s , p, y) - > 212 Bi -> (60.6 m, p, y) -> 212 Po a, y) -> 208x1, 212 Po -> (3" 10' 7 s, a) -> 2o8 Pb (stub), 2o8 T1 - > (3.06 m, s, y -> 2o8 Pb.

Toryum enerji döngüsünde 2 zzy üretiminde 2 3 2 U birikimi kaçınılmazdır. 2 3 2 U'nun bozunmasından kaynaklanan yoğun y-radyasyonu toryum enerjisinin gelişimini engeller. Hatta 2 3 2 11 izotopunun, nötronların etkisi altında yüksek bir fisyon kesitine (termal nötronlar için 75 ahır) ve ayrıca yüksek bir nötron yakalama kesitine sahip olması olağandışıdır - 73 ahır. 2 3 2 U kimyasal araştırmalarda radyoaktif izleyici yönteminde kullanılmaktadır.

2 z 2 ve sert y-quanta yayan nüklidleri içeren uzun bir bozunma zincirinin (şema 2 z 2 Th'ye göre) atasıdır. Toryum enerji döngüsünde 2 zzy üretiminde 2 3 2 U birikimi kaçınılmazdır. 232 U'nun bozunmasından kaynaklanan yoğun γ-radyasyonu toryum enerjisinin gelişimini engeller. Olağandışı, eşit izotop 2 3 2 U'nun, nötronların etkisi altında yüksek bir fisyon kesitine (termal nötronlar için 75 ahır) ve ayrıca yüksek bir nötron yakalama kesitine sahip olmasıdır - 73 ahır. 2 3 2 U, kimyasal ve fiziksel araştırmalarda radyoaktif izleyici yönteminde sıklıkla kullanılır.

uranyum-233- teknojenik radyonüklid, a-yayıcı (enerjiler 4.824 (%82.7) ve 4.783 MeV (%14.9)), televizyon= 1.585105 yıl, ebeveyn nüklidleri 2 37Pu(a)-? 2 33Np(p +) -> 2 33Pa(p), kız nüklid 22 9Th. Nükleer reaktörlerde toryumdan 2 zzi elde edilir: 2 s 2 Th bir nötron yakalar ve 2 zz Th'ye dönüşür, bu da 2 zz Pa'ya ve ardından 2 zz'ye bozunur. Nuclei 2 zzi (tek izotop), herhangi bir enerjinin nötronlarının etkisi altında hem kendiliğinden fisyon hem de fisyon yapabilir, bu da onu hem atomik silahların hem de reaktör yakıtının üretimi için uygun hale getirir. Etkili fisyon kesiti 533 ahır, yakalama kesiti 52 ahır, nötron verimi fisyon olayı başına 2.54 ve absorbe edilen nötron başına 2.31'dir. 2 zz'lik kritik kütle, 2 35U'luk (-16 kg) kritik kütleden üç kat daha azdır. Kendiliğinden fisyonun yoğunluğu 720 vaka / s kg'dır.

Uranyum-233, aşağıdaki bozunmaların bir sonucu olarak oluşur:

- (3 + -nüklid 2'nin bozunması 33Np (7^=36,2 dak):

Endüstriyel bir ölçekte, nötron ışıması ile 2 32Th'den 2 zzi elde edilir:

Bir nötron absorbe edildiğinde, 234 çekirdek genellikle bölünür, ancak bazen bir nötronu yakalayarak 234U'ya dönüşür. Her ne kadar 2 zzy, bir nötron soğurmuş olsa da, genellikle fisyonlar, yine de bazen bir nötronu kurtararak 2 34U'ya dönüşür. 2 zz çalışma süresi hem hızlı hem de termik reaktörlerde gerçekleştirilir.

Silah açısından bakıldığında, 2 zzi 2 39 Pu ile karşılaştırılabilir: radyoaktivitesi 2 39 Pu aktivitesinin 1/7'sidir. (Ti/ 2 \u003d 159200 l ve Pu için 24100 l), 2 szi'nin kritik kütlesi IgPu'nunkinden %6 daha yüksektir (16 kg'a karşı 10 kg) ve kendiliğinden fisyon oranı 20 kat daha yüksektir (b-u - ' 310 10'a karşı). 239Pu'dan gelen nötron akışı, 239Pu'dan gelenden 3 kat daha yüksektir. 2 sz temelinde bir nükleer yükün oluşturulması, ^Pu'dan daha fazla çaba gerektirir. Asıl engel, 2zzi ile çalışmayı zorlaştıran ve hazır silahları tespit etmeyi kolaylaştıran çürüme projelerinin γ-radyasyonu olan 2zzi'deki 232U safsızlığının varlığıdır. Ek olarak, 2 3 2 U'luk kısa yarılanma ömrü, onu aktif bir a-parçacığı kaynağı yapar. % 1 232 ile 2 zzi ve silah sınıfı plütonyumdan 3 kat daha güçlü a-aktivitesine ve buna bağlı olarak daha fazla radyotoksisiteye sahiptir. Bu a-aktivitesi, silah yükünün hafif elementlerinde nötronların doğmasına neden olur. Bu sorunu en aza indirmek için Be, B, F, Li gibi elementlerin varlığı minimum olmalıdır. Bir nötron arka planının varlığı, patlama sistemlerinin çalışmasını etkilemez, ancak silah şemaları için hafif elementler için yüksek düzeyde saflık gereklidir. zgi zararlı değildir ve hatta arzu edilir, çünkü uranyumu silah amaçlı kullanma olasılığını azaltır. .Kullanılmış nükleer yakıtın işlenmesi ve yakıtın yeniden kullanılmasından sonra 232U içeriği %0,1 + %0,2'ye ulaşır.

2 zzy'nin bozunması aşağıdaki yönlerde gerçekleşir:

22 9Th'de A-bozunma (olasılık %100, bozunma enerjisi 4.909 MeV):

yayılan n-parçacıkların enerjisi 4.729 MeV (vakaların %1.61'inde), 4.784 MeV (vakaların %13.2'sinde) ve 4.824 MeV'dir (vakaların %84,4'ünde).

• - kendiliğinden fisyon (olasılık
• - 28 Mg nüklid oluşumu ile küme bozunması (çürüme olasılığı 1.3*10 -13%'den azdır):

24 Ne nüklid oluşumu ile küme bozunması (bozunma olasılığı %7.3-10-“):

2 zz bozunma zinciri Neptunium serisine aittir.

Spesifik radyoaktivite 2 zzi 3.57-8 Bq/g'dir, bu da plütonyumun -%15'lik bir a-aktivitesine (ve radyotoksisitesine) tekabül eder. Sadece %1 2 3 2 U, radyoaktiviteyi 212 mCi/g'a yükseltir.

uranyum-234(Uranüs II, UII) doğal uranyumun bir parçasıdır (%0,0055), 2.445105 yıl, a-yayıcı (a-parçacıklarının enerjisi 4.777 (%72) ve

4.723 (%28) MeV), ana radyonüklidler: 2 s 8 Pu(a), 234 Pa(P), 234 Np(p +),

kızı izotop 2 s"t.

Genellikle 234 U, 2 3 8 u ile dengededir, aynı oranda bozunur ve oluşur. Doğal uranyumun radyoaktivitesinin yaklaşık yarısı 234U'nun katkısıdır. Genellikle 234U, saf 238 Pu'nun eski müstahzarlarının iyon değişim kromatografisiyle elde edilir. Bozulma durumunda *34U 234U verir, bu nedenle eski 238Pu hazırlıkları 234U için iyi kaynaklardır. 100 g 2s8Pu, bir yıl sonra, 3 yıl sonra 776 mg 234U içerir

2,2 g 2 34U. Yüksek oranda zenginleştirilmiş uranyumdaki 2 34U konsantrasyonu, hafif izotoplardaki tercihli zenginleştirme nedeniyle oldukça yüksektir. 234u güçlü bir y-yayıcı olduğundan, yakıta dönüştürülmesi amaçlanan uranyumdaki konsantrasyonunda kısıtlamalar vardır. Artan 234i seviyesi, reaktörler için kabul edilebilir, ancak yeniden işlenmiş SNF, bu izotopun zaten kabul edilemez seviyelerini içerir.

234u'nun bozunması aşağıdaki satırlar boyunca gerçekleşir:

23°T'de A-bozunma (olasılık %100, bozunma enerjisi 4.857 MeV):

yayılan a-parçacıklarının enerjisi 4.722 MeV (vakaların %28.4'ünde) ve 4.775 MeV'dir (vakaların %71.4'ünde).

• - spontan fisyon (olasılık 1.73-10-9).
• - 28 Mg nüklid oluşumu ile küme çürümesi (çürüme olasılığı 1.4-10 "n%, diğer kaynaklara göre 3.9-10-"%):

• - 2 4Ne ve 26 Ne nüklidlerinin oluşumu ile küme çürümesi (çürüme olasılığı 9-10 ", %2, diğer verilere göre %2.3-10 - %11):

Tek izomer 2 34ti bilinmektedir (Tx/ 2 = 33,5 μs).

2 34U termal nötronun absorpsiyon kesiti 10 ahırdır ve çeşitli ara nötronlar üzerinden ortalaması alınan rezonans integrali için 700 ahırdır. Bu nedenle, termal nötron reaktörlerinde, 238U'nun (2,7 barn kesitli) çok daha büyük bir miktarından çok daha hızlı bir oranda bölünebilir 235U'ya dönüştürülür ve 239Pu'ya dönüştürülür. Sonuç olarak, SNF, taze yakıttan daha az 234U içerir.

uranyum-235 4P + 3 ailesine aittir, fisyon zincir reaksiyonu üretebilir. Bu, nötronların etkisi altında çekirdeklerin zorla fisyon reaksiyonunun keşfedildiği ilk izotoptur. Bir nötron soğuran 235U, iki kısma ayrılan 2 zbi'ye girer, enerji açığa çıkarır ve birkaç nötron yayar. Herhangi bir enerjinin nötronları tarafından bölünebilen, kendiliğinden fisyon yapabilen 2 35U izotop, doğal utanumun (% 0,72), a-yayıcının (enerjiler 4.397 (% 57) ve 4.367 (% 18) MeV) parçasıdır, Ti/j=7.038-th 8 yıl, ebeveyn nüklidleri 2 35Pa, 2 35Np ve 2 39Pu, kızı - 23"Th. Kendiliğinden fisyon yoğunluğu 2 3su 0.16 bölüm/s kg. Bir 2 35U çekirdeğin fisyonunda 200 MeV enerji = 3.2 Yu p J, yani. 18 TJ/mol=77 TJ/kg. Termal nötronlarla fisyonun enine kesiti 545 ahırdır ve hızlı nötronlarla - 1.22 ahır, nötron verimi: fisyon olayı başına - 2.5, emilen nötron başına - 2.08.

Yorum. Yavaş nötronların toplam absorpsiyon kesiti 645 barn olacak şekilde, izotop 2 si (10 barn) oluşturmak için yavaş nötronların yakalama kesiti.

• - kendiliğinden fisyon (olasılık 7*10~9);
• - 2 °Ne, 2 5Ne ve 28 Mg nüklidlerin oluşumu ile küme bozunması (olasılıklar sırasıyla %8-io - %10, 8-kg %10, 8*10 ".0%):

Pirinç. 1.

Bilinen tek izomer 2 35n»u'dur (7/ 2 = 26 dak).

Spesifik aktivite 2 35C 7.77-u 4 Bq/g. Reflektörlü bir top için silah sınıfı uranyumun kritik kütlesi (%93,5 2 35U) 15-7-23 kg'dır.

Fisyon 2 » 5U, atom silahlarında, enerji üretiminde ve önemli aktinitlerin sentezinde kullanılır. Zincirleme reaksiyon, 235C fisyonunda üretilen nötronların fazlalığı nedeniyle korunur.

uranyum-236 Dünya'da doğada eser miktarlarda (Ay'da daha fazladır), a-yayıcı (?

Pirinç. 2. Radyoaktif aile 4/7+2 (-3 8 ve dahil).

Bir atomik reaktörde, 233 bir termal nötron emer, ardından %82 ​​olasılıkla bölünür ve %18 olasılıkla bir y-kuantumu yayar ve 236'ya dönüşür. Küçük miktarlarda taze yakıtın bir parçasıdır; uranyum, reaktörde nötronlarla ışınlandığında birikir ve bu nedenle bir SNF “sinyal cihazı” olarak kullanılır. 2 h b ve kullanılmış nükleer yakıtın rejenerasyonu sırasında gaz difüzyonu ile izotopların ayrılması sırasında bir yan ürün olarak oluşur. Bir güç reaktöründe üretilen 236 U bir nötron zehiridir; nükleer yakıttaki varlığı yüksek düzeyde 2 35U zenginleştirme ile telafi edilir.

2b ve okyanus suları için bir karıştırma izleyicisi olarak kullanılır.

uranyum-237,T&= 6.75 gün, beta ve gama yayıcı, nükleer reaksiyonlarla elde edilebilir:

Algılama 287 ve aşağıdakilerle birlikte gerçekleştirildi: eu= o.v MeV (%36), 0.114 MeV (%0.06), 0.165 MeV (%2.0), 0.208 MeV (%23)

237U, kimyasal araştırmalarda radyoaktif izleyici yönteminde kullanılır. Bir atom silahı testinden çıkan serpintideki konsantrasyonun (2 4°Am) ölçümü, yükün türü ve kullanılan ekipman hakkında değerli bilgiler sağlar.

uranyum-238- 4P + 2 ailesine ait, yüksek enerjili nötronlara sahip bölünebilir (1.1 MeV'den fazla), kendiliğinden fisyon yapabilen, doğal uranyum (% 99.27), a-yayıcı, 7' temelini oluşturur; /2=4>468-109 yıl, doğrudan 2 34Th'ye ayrışır, genetik olarak ilişkili bir dizi radyonüklid oluşturur ve 18 üründen sonra 206 Pb'ye dönüşür. Pure 2 3 8 U, 1.22-104 Bq'luk spesifik bir radyoaktiviteye sahiptir. Yarı ömür çok uzundur - yaklaşık 10 16 yıl, bu nedenle ana süreç - bir a-parçacığının emisyonu - ile ilgili olarak fisyon olasılığı sadece 10 "7'dir. Bir kilogram uranyum, başına sadece 10 spontan fisyon verir. ikincisi ve aynı zamanda bir a parçacığı 20 milyon çekirdek yayar Ana nüklidler: 2 4 2 Pu(a), *spa(p-) 234Th, kızı T,/ 2 = 2 :ben 4 th.

Uranyum-238, aşağıdaki bozunmaların bir sonucu olarak oluşur:

2 (V0 4) 2] 8Н 2 0. İkincil minerallerden, hidratlı kalsiyum uranil fosfat Ca (U0 2) 2 (P0 4) 2 -8H 2 0 yaygındır.Minerallerdeki uranyuma genellikle diğer faydalı elementler eşlik eder - titanyum , tantal, nadir toprak elementleri. Bu nedenle, uranyum içeren cevherlerin karmaşık işlenmesi için çaba sarf etmek doğaldır.

Uranyumun temel fiziksel özellikleri: atom kütlesi 238.0289 a.m.u. (g/mol); atom yarıçapı 138 pm (1 pm = 12 m); iyonlaşma enerjisi (ilk elektron 7.11 eV; elektronik konfigürasyon -5f36d'7s 2; oksidasyon durumları 6, 5, 4, 3; G P l \u003d 113 2, 2 °; t t,1=3818°; yoğunluk 19.05; özgül ısı kapasitesi 0.115 JDKmol); gerilme mukavemeti 450 MPa, füzyon ısısı 12.6 kJ/mol, buharlaşma ısısı 417 kJ/mol, özgül ısı kapasitesi 0.115 J/(mol-K); molar hacim 12,5 cm3/mol; karakteristik Debye sıcaklığı © D = 200K, süperiletken duruma geçiş sıcaklığı 0.68K'dır.

Uranyum ağır, gümüşi beyaz, parlak bir metaldir. Çelikten biraz daha yumuşaktır, dövülebilir, esnektir, hafif paramanyetik özelliklere sahiptir ve toz halinde piroforiktir. Uranyumun üç allotropik formu vardır: alfa (eşkenar dörtgen, a-U, kafes parametreleri 0=285, b= 587, c=49b pm, 667.7°'ye kadar kararlı), beta (tetragonal, p-U, 667.7 ila 774.8° arasında kararlı), gama (kübik gövde merkezli kafesli, y-U, 774.8°'den erime noktalarına kadar mevcut, frm= ii34 0), uranyumun en dövülebilir ve işleme için uygun olduğu.

Oda sıcaklığında, eşkenar dörtgen a-fazı kararlıdır, prizmatik yapı düzleme paralel dalgalı atomik katmanlardan oluşur. ABC, son derece asimetrik prizmatik bir kafes içinde. Katmanlar içinde atomlar birbirine sıkı sıkıya bağlıyken, bitişik katmanların atomları arasındaki bağların gücü çok daha zayıftır (Şekil 4). Bu anizotropik yapı, uranyumun diğer metallerle kaynaşmasını zorlaştırır. Yalnızca molibden ve niyobyum, uranyum ile katı hal alaşımları oluşturur. Yine de metalik uranyum birçok alaşımla etkileşime girerek intermetalik bileşikler oluşturabilir.

668 ^ 775 ° aralığında (3-uranyum. Tetragonal tip kafes, düzleme paralel katmanlarla katmanlı bir yapıya sahiptir.) ab 1/4С, 1/2 pozisyonlarında ile ve 3/4C birim hücre. 775 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, vücut merkezli kübik bir kafes ile y-uranyum oluşur. Molibden ilavesi, oda sıcaklığında y fazına sahip olmayı mümkün kılar. Molibden, y-uranyum ile çok çeşitli katı çözeltiler oluşturur ve y-fazını oda sıcaklığında stabilize eder. y-Uranyum, kırılgan a- ve (3-faz)'dan çok daha yumuşak ve daha dövülebilirdir.

Nötron ışınımı, uranyumun fiziksel ve mekanik özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir, numunenin boyutunda bir artışa, şekil değişikliğine ve ayrıca uranyum bloklarının mekanik özelliklerinde (sürünme, gevrekleşme) keskin bir bozulmaya neden olur. bir nükleer reaktörün çalışması. Hacimdeki artış, daha düşük yoğunluklu elementlerin safsızlıklarının bölünmesi sırasında uranyumda birikmesinden kaynaklanmaktadır (çeviri 1% Uranyumun parçalanma elementlerine dönüştürülmesi hacmi %3.4 arttırır).

Pirinç. 4. Uranyumun bazı kristal yapıları: a - a-uranyum, b - p-uranyum.

Metalik halde uranyum elde etmek için en yaygın yöntemler, florürlerinin alkali veya toprak alkali metallerle indirgenmesi veya bunların tuz eriyiklerinin elektrolizidir. Uranyum, tungsten veya tantal ile karbürlerden metalotermik indirgeme yoluyla da elde edilebilir.

Kolayca elektron verme yeteneği, uranyumun indirgeme özelliklerini ve yüksek kimyasal aktivitesini belirler. Uranyum, +2, +3, +4, +5, +6 oksidasyon durumlarını elde ederken soy gazlar hariç hemen hemen tüm elementlerle etkileşime girebilir. Çözümde, ana değerlik 6+'dır.

Havada hızla oksitlenen metalik uranyum yanardöner bir oksit filmi ile kaplanır. İnce uranyum tozu havada kendiliğinden tutuşur (1504-175° sıcaklıklarda), oluşur ve;) Ov. 1000°'de uranyum nitrojen ile birleşerek sarı uranyum nitrür oluşturur. Su, metalle düşük sıcaklıklarda yavaş, yüksek sıcaklıklarda hızlı reaksiyona girebilir. Uranyum, uranyum ile bir hidrit oluşturan hidrojeni serbest bırakmak için kaynar su ve buharla şiddetli bir şekilde reaksiyona girer.

Bu reaksiyon, uranyumun oksijende yanmasından daha kuvvetlidir. Uranyumun bu tür kimyasal aktivitesi, nükleer reaktörlerdeki uranyumun suyla temastan korunmasını gerekli kılar.

Uranyum hidroklorik, nitrik ve diğer asitlerde çözülerek U(IV) tuzları oluşturur, ancak alkalilerle etkileşime girmez. Uranyum, hidrojeni inorganik asitlerden ve cıva, gümüş, bakır, kalay, platin ve altın gibi metallerin tuz çözeltilerinden uzaklaştırır. Güçlü bir sarsıntı ile uranyum metal parçacıkları parlamaya başlar.

Uranyum atomunun elektron kabuklarının yapısının özellikleri (^/-elektronların varlığı) ve bazı fiziko-kimyasal özellikleri, uranyumun bir aktinit olarak sınıflandırılması için temel görevi görür. Ancak uranyum ile Cr, Mo ve W arasında kimyasal bir benzerlik vardır. Uranyum oldukça reaktiftir ve soy gazlar dışında tüm elementlerle reaksiyona girer. Katı fazda, U(VI) örnekleri, uranil trioksit U0 3 ve uranil klorür U0 2 C12'dir. Uranyum tetraklorür UC1 4 ve uranyum dioksit U0 2

U(IV) örnekleri. U(IV) içeren maddeler genellikle kararsızdır ve uzun süre havaya maruz kaldığında altı değerli hale gelir.

Uranyum-oksijen sistemine altı oksit yerleştirilmiştir: UO, U0 2 , U 4 0 9 , ve 3 Ov, U0 3 . Geniş bir homojenlik alanı ile karakterize edilirler. U0 2 bir bazik oksittir, U0 3 ise amfoteriktir. U0 3 - en önemlileri diuronik asit H 2 U 2 0 7 ve uranik asit H 2 1U 4 olan bir dizi hidrat oluşturmak üzere su ile etkileşime girer. Alkalilerle U0 3, bu asitlerin tuzlarını oluşturur - uranatlar. U0 3 asitlerde çözündüğünde, çift yüklü uranil katyonu U02 a+ tuzları oluşur.

Uranyum dioksit, U0 2, stokiyometrik bileşimde kahverengidir. Oksitteki oksijen içeriği arttıkça renk koyu kahverengiden siyaha değişir. CaF 2 tipi kristal yapısı, a = 0,547 nm; yoğunluk 10.96 g / cm "* (uranyum oksitler arasında en yüksek yoğunluk). T , pl \u003d 2875 0, T kn „ \u003d 3450 °, D # ° 298 \u003d -1084.5 kJ / mol. Uranyum dioksit, güçlü bir paramagnet olan delik iletkenliğine sahip bir yarı iletkendir. MAK = 0.015 mg/m3. Suda eritmeyelim. -200° sıcaklıkta oksijen ekleyerek U0 2>25 bileşimine ulaşır.

Uranyum (IV) oksit reaksiyonlarla elde edilebilir:

Uranyum dioksit sadece temel özellikler gösterir, daha sonra hidratlı hidroksite U0 2 H 2 0 dönüşen bazik hidroksit U (OH) 4'e karşılık gelir. Uranyum dioksit, atmosferik oksijenin yokluğunda W oluşturmak için güçlü oksitleyici olmayan asitlerde yavaşça çözünür + iyonlar:

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

Konsantre asitlerde çözünür ve çözünme hızı flor iyonu ilavesiyle büyük ölçüde arttırılabilir.

Nitrik asit içinde çözüldüğünde, uranil iyonu 1U 2 2+ oluşur:

Triuran oktoksit U 3 0s (uranyum oksit) - rengi siyahtan koyu yeşile değişen toz; güçlü kırmada - zeytin yeşili renk. Büyük siyah kristaller porselen üzerinde yeşil vuruşlar bırakır. U 3 0'ın bilinen üç kristal modifikasyonu vardır. h: a-U3C>8 - eşkenar dörtgen kristal yapı (sp. gr. C222; 0=0.671 nm; 6=1.197 nm; c=0.83 nm; d =0.839 nm); p-U 3 0e - eşkenar dörtgen kristal yapı (uzay grubu Stst; 0=0.705 nm; 6=1.172 nm; 0=0.829 nm. Ayrışmanın başlangıcı 100°'dir (110 2'ye gider), MPC = 0.075 mg / m3.

U 3 C>8 reaksiyonla elde edilebilir:

U0 2, U0 2 (N0 3) 2, U0 2 C 2 0 4 3H 2 0, U0 4 -2H 2 0 veya (NH 4) 2 U 2 0 7'yi 750 0'da havada veya oksijen atmosferinde kalsine ederek ( p = 150 + 750 mm Hg) stokiyometrik olarak saf U 3 08 alır.

U 3 0s T > 100°'de kalsine edildiğinde 110 2'ye düşer, ancak havada soğutulduğunda U 3 0s'ye döner. U 3 0e sadece konsantre güçlü asitlerde çözünür. Hidroklorik ve sülfürik asitlerde U(IV) ve U(VI) karışımı oluşur ve nitrik asitte uranil nitrat oluşur. Seyreltilmiş sülfürik ve hidroklorik asitler, ısıtıldıklarında bile U 3 Os ile çok zayıf reaksiyona girer, oksitleyici ajanların (nitrik asit, piroluzit) eklenmesi çözünme hızını keskin bir şekilde artırır. Konsantre H 2 S0 4 U(S0 4) 2 ve U0 2 S0 4 oluşumu ile U 3 Os'u çözer. Nitrik asit, uranil nitrat oluşumu ile U 3 Oe'yi çözer.

Uranyum trioksit, U0 3 - parlak sarı renkli kristal veya amorf madde. Su ile reaksiyona girer. MPC \u003d 0.075 mg / m3.

Amonyum poliuranatlar, uranyum peroksit, uranil oksalat 300-500°'de ve heksahidrat uranil nitratın kalsine edilmesiyle elde edilir. Bu durumda, yoğunlukta amorf bir yapıya sahip turuncu bir toz oluşur.

6,8 g/cm3. IO3 kristalli form, bir oksijen akımında 450°-750° sıcaklıklarda U 3 0 8'in oksidasyonu ile elde edilebilir. U0 3'ün altı kristal modifikasyonu vardır (a, (3, y> §> ?, n) - U0 3 higroskopiktir ve nemli havada uranil hidroksite dönüşür. 6oo°'ye kadar daha fazla ısıtma U 3 Os elde etmeyi mümkün kılar.

Hidrojen, amonyak, karbon, alkali ve toprak alkali metaller U0 3'ü U0 2'ye düşürür. HF ve NH3 gazlarından oluşan bir karışımdan geçirilerek UF 4 oluşur. En yüksek değerlilikte, uranyum amfoterik özellikler sergiler. U0 3 asitlerinin veya hidratlarının etkisi altında, sarı-yeşil renkli uranil tuzları (U0 2 2+) oluşur:

Çoğu uranil tuzu suda yüksek oranda çözünür.

Alkalilerle, kaynaştığında, U0 3 uranik asit tuzlarını oluşturur - uranatlar MDKH,:

Alkali çözeltilerle uranyum trioksit, poliuranik asitlerin tuzlarını oluşturur - poliuranatlar dgM 2 0y110 3 pH^O.

Uranyum asit tuzları suda pratik olarak çözünmezler.

U(VI)'nın asidik özellikleri, bazik olanlardan daha az belirgindir.

Uranyum, oda sıcaklığında flor ile reaksiyona girer. Daha yüksek halojenürlerin kararlılığı, florürlerden iyodürlere doğru azalır. Florürler UF 3 , U4F17, U2F9 ve UF 4 uçucu değildir ve UFe uçucudur. Florürlerin en önemlileri UF 4 ve UFe'dir.

Ftpppippyanir okgilya t "yanya ppptrkart pratikte:

Akışkan yataktaki reaksiyon aşağıdaki denkleme göre gerçekleştirilir:

Florlama maddeleri kullanmak mümkündür: BrF 3, CC1 3 F (freon-11) veya CC1 2 F 2 (freon-12):

Uranyum (1U) florür UF 4 ("yeşil tuz") - mavimsi yeşilden zümrüt rengine kadar toz. G 11L \u003d SW6 °; G ila, ",. \u003d -1730 °. DYa ° 29 8 = 1856 kJ / mol. Kristal yapı monokliniktir (sp. gp C2/c; 0=1.273 nm; 5=1.075 nm; 0=0.843 nm; d= 6.7 nm; p \u003d 12b ° 20 "; yoğunluk 6.72 g / cm3. UF 4, suda az çözünür, stabil, aktif olmayan, uçucu olmayan bir bileşiktir. UF 4 için en iyi çözücü, dumanlı perklorik asit HC10 4'tür. Oksitleyici asitlerde çözünür bir uranil tuzu oluşturmak için sıcak bir Al(N0 3) 3 veya A1C1 3 çözeltisinde ve ayrıca H2S04, HC10 4 veya HC1 ile asitleştirilmiş bir borik asit çözeltisinde veya borik asitte hızla çözünür. UF 4'ün çözünmesi. Diğer metallerin florürleriyle (MeUFe, Me 2 UF6, Me 3 UF 7, vb.) bir dizi az çözünür çift tuz oluşturur. NH 4 UF 5 endüstriyel öneme sahiptir.

U(IV) florür, preparasyonda bir ara üründür.

hem UF6 hem de uranyum metali.

UF 4, reaksiyonlarla elde edilebilir:

veya uranil florürün elektrolitik indirgenmesiyle.

Uranyum heksaflorür UFe - oda sıcaklığında, yüksek kırılma indisine sahip fildişi kristalleri. Yoğunluk

5.09 g/cm3, sıvı UFe'nin yoğunluğu 3.63 g/cm3'tür. Uçan bağlantı. Tvoag = 5^>5°> Gil=64,5° (basınç altında). Doymuş buhar basıncı atmosfere 560° ile ulaşır. AR° 29 8 = -2116 kJ/mol oluşum ısısı. Kristal yapı eşkenar dörtgendir (sp. gr. rpta; 0=0.999 nm; fe= 0,8962 nm; c=0.5207 nm; d 5.060 nm (250). MPC - 0.015 mg / m3. UF6, katı halden, geniş bir basınç aralığında sıvı fazı atlayarak katı fazdan (süblimleşme) bir gaza süblimleşebilir. 50 0 50 kJ/mg'de süblimleşme ısısı. Molekülün dipol momenti yoktur, dolayısıyla UF6 birleşmez. Buharlar UFr, - ideal bir gaz.

Bileşiklerinin U üzerindeki florin etkisiyle elde edilir:

Gaz fazı reaksiyonlarına ek olarak sıvı faz reaksiyonları da vardır.

örneğin haloflorürler kullanarak UF6 elde etmek

UF 4'ü oksitleyerek flor kullanmadan UF6 elde etmenin bir yolu vardır:

UFe kuru hava, oksijen, nitrojen ve CO2 ile reaksiyona girmez, ancak su ile temas ettiğinde eser miktarda dahi olsa hidrolize uğrar:

Çoğu metalle etkileşime girerek florürlerini oluşturur ve bu da depolama yöntemlerini karmaşıklaştırır. UF6 ile çalışmak için uygun kap malzemeleri şunlardır: Isıtıldığında Ni, Monel ve Pt, Teflon, kesinlikle kuru kuvars ve cam, soğukken bakır ve alüminyum. 25 yuo 0 sıcaklıklarda alkali metallerin florürleri ve 3NaFUFr>, 3KF2UF6 tipi gümüş ile karmaşık bileşikler oluşturur.

Çeşitli organik sıvılarda, inorganik asitlerde ve tüm halojen florürlerde iyi çözünür. Kurumaya karşı inert 0 2 , N 2 , CO 2 , C1 2 , Br 2 . UFr, çoğu saf metalle indirgeme reaksiyonları ile karakterize edilir. UF6, hidrokarbonlar ve diğer organik maddelerle kuvvetli bir şekilde reaksiyona girer, bu nedenle kapalı UFe kapları patlayabilir. 25 - 100° aralığındaki UF6, alkali ve diğer metallerin florürleri ile kompleks tuzlar oluşturur. Bu özellik, teknolojide UF'nin seçici ekstraksiyonu için kullanılır.

Uranyum hidrürler UH2 ve UH3, metaldeki katı hidrojen çözeltileri gibi tuz benzeri hidritler ve hidritler arasında bir ara konum işgal eder.

Uranyum azotla reaksiyona girdiğinde nitrürler oluşur. U-N sisteminde dört faz bilinmektedir: UN (uranyum nitrür), a-U 2 N 3 (seskuinitrür), p-U 2 N 3 ve UN If90. UN 2'nin (dinitrür) bileşimine ulaşmak mümkün değildir. En iyi doğrudan elementlerden yapılan uranyum mononitrür UN sentezleri güvenilir ve iyi kontrol edilir. Uranyum nitrürler, rengi koyu griden griye değişen toz halinde maddelerdir; metale benziyor. UN, NaCl (0=4.8892 A) gibi kübik yüz merkezli bir kristal yapıya sahiptir; (/ = 14.324, 7 ^ = 2855 °, 1700 0'a kadar vakumda stabildir. U veya U hidritin N2 ile reaksiyona girmesiyle elde edilir. veya NH 3 , daha yüksek nitrürler U'nun 1300°'de ayrışması veya bunların metalik uranyum ile indirgenmesi. U 2 N 3 iki polimorfik modifikasyonla bilinir: kübik a ve altıgen p (0=0.3688 nm, 6=0.5839 nm), 8oo°'nin üzerindeki vakumda N2'yi serbest bırakır. UN 2'nin hidrojen ile indirgenmesiyle elde edilir. Dinitrür UN 2, U'nun N2 ile yüksek basınçta N2 reaksiyonuyla sentezlenir. Uranyum nitrürler asitlerde ve alkali çözeltilerde kolayca çözünür, ancak erimiş alkalilerle ayrışır.

Uranyum nitrür, uranyum oksidin iki aşamalı karbotermal indirgenmesiyle elde edilir:

10 * 20 saat boyunca 7M450 0'da argonda ısıtma

Yüksek sıcaklık ve basınçta amonyağın UF 4 üzerindeki etkisi ile dinitrite yakın bir bileşim olan UN 2 uranyum nitrür elde etmek mümkündür.

Uranyum dinitrür ısıtıldığında ayrışır:

235U ile zenginleştirilmiş uranyum nitrür, modern güç reaktörlerinin geleneksel yakıtı olan uranyum oksitlerden daha yüksek fisyon yoğunluğuna, termal iletkenliğe ve erime noktasına sahiptir. Ayrıca geleneksel yakıtı aşan iyi mekanik ve stabiliteye sahiptir. Bu nedenle, bu bileşik nükleer yakıtlı hızlı nötron reaktörleri (IV. nesil nükleer reaktörler) için umut verici bir temel olarak kabul edilir.

Yorum. BM, '5N'yi zenginleştirmek için çok yararlıdır, çünkü ,4 N, (n, p) reaksiyonu ile radyoaktif izotop 14C'yi oluşturarak nötronları yakalama eğilimindedir.

Uranyum karbür UC 2 (a-fazı), metalik parlaklığa sahip açık gri kristalli bir maddedir. U-C sisteminde (uranyum karbürler) UC 2 (a-fazı), UC 2 (b 2-fazı), U 2C3 (e-fazı), UC (b 2-fazı) - uranyum karbürler vardır. Uranyum dikarbür UC 2 aşağıdaki reaksiyonlarla elde edilebilir:

U + 2C ^ UC 2 (54v)

Uranyum karbürler nükleer reaktörler için yakıt olarak kullanılıyor, uzay roketi motorları için yakıt olarak umut veriyorlar.

Uranil nitrat, uranil nitrat, U0 2 (N0 3) 2 -6H 2 0. Metalin bu tuzdaki rolü 2+ uranil katyonu tarafından oynanır. Yeşilimsi parlaklığa sahip sarı kristaller, suda kolayca çözünür. Sulu çözelti asidiktir. Etanol, aseton ve eterde çözünür, benzen, toluen ve kloroformda çözünmez. Isıtıldıklarında kristaller erir ve HN0 3 ve H2 0'ı serbest bırakır. Kristalli hidrat havada kolayca aşınır. Karakteristik bir reaksiyon, NH3'ün etkisi altında sarı bir amonyum ürat çökeltisinin oluşmasıdır.

Uranyum metal organik bileşikler oluşturabilir. Örnekler, U(C5H5)4 bileşiminin siklopentadienil türevleri ve bunların halojenlenmiş u(C5H5)3G veya u(C5H5)2G2'dir.

Sulu çözeltilerde, uranyum, uranil iyonu U0 2 2+ formundaki U(VI) oksidasyon durumunda en kararlıdır. Daha az ölçüde, U(IV) durumu ile karakterize edilir, ancak U(III) formunda bile var olabilir. U(V) oksidasyon durumu, IO2 + iyonu olarak mevcut olabilir, ancak bu durum, orantısızlık ve hidroliz eğilimi nedeniyle nadiren gözlenir.

Nötr ve asidik çözeltilerde U(VI), U0 2 2+ - sarı bir uranil iyonu olarak bulunur. İyi çözünür uranil tuzları arasında nitrat U0 2 (N0 3) 2, sülfat U0 2 S0 4, klorür U0 2 C1 2, florür U0 2 F 2, asetat U0 2 (CH3C00) 2 bulunur. Bu tuzlar, farklı sayıda su molekülüne sahip kristalli hidratlar formundaki çözeltilerden izole edilir. Uranilin az çözünür tuzları şunlardır: oksalat U0 2 C 2 0 4, fosfatlar U0 2 HP0. ve UO2P2O4, amonyum uranil fosfat UO2NH4PO4, sodyum uranil vanadat NaU0 2 V0 4, ferrosiyanür (U0 2) 2. Uranil iyonu, karmaşık bileşikler oluşturma eğilimi ile karakterize edilir. Bu nedenle -, 4- tipi flor iyonlu kompleksler bilinmektedir; nitrat kompleksleri ve 2 *; sülfat kompleksleri 2 "ve 4-; karbonat kompleksleri 4" ve 2 ", vb. Alkalilerin uranil tuzlarının çözeltileri üzerindeki etkisi altında, Me 2 U 2 0 7 tipi diuranatların az çözünür çökeltileri salınır (Me 2 U0 4 monouranatlar çözeltilerden izole edilmezler, uranyum oksitlerin alkalilerle füzyonu ile elde edilirler) Me 2 U n 0 3 n+i poliuranatlar bilinmektedir (örneğin, Na 2 U60i 9).

U(VI), asidik çözeltilerde demir, çinko, alüminyum, sodyum hidrosülfit ve sodyum amalgam tarafından U(IV)'ye indirgenir. Çözümler yeşil renklidir. Alkaliler çökelti hidroksit ve bunlardan 0 2 (0H) 2, hidroflorik asit - florür UF 4 -2.5H 2 0, oksalik asit - oksalat U (C 2 0 4) 2 -6H 2 0. U'da kompleks oluşum eğilimi uranil iyonlarından daha az 4+ iyon.

Çözeltideki Uranyum (IV), yüksek oranda hidrolize ve hidratlanmış U 4+ iyonları formundadır:

Asidik çözeltilerde hidroliz baskılanır.

Uranyum (VI) çözelti formlarında uranil oksocation - U0 2 2+ Çok sayıda uranil bileşiği bilinmektedir, bunların örnekleri şunlardır: U0 3, U0 2 (C 2 H 3 0 2) 2, U0 2 C0 3 -2 (NH 4) 2 C0 3 U0 2 C0 3 , U0 2 C1 2 , U0 2 (0H) 2 , U0 2 (N0 3) 2 , UO0SO4, ZnU0 2 (CH 3 C00) 4 vb.

Uranil iyonunun hidrolizi sırasında bir dizi çok çekirdekli kompleks oluşur:

Daha fazla hidroliz ile U 3 0s (0H) 2 belirir ve ardından U 3 0 8 (0H) 4 2 -.

Uranyumun kalitatif tespiti için kimyasal, ışıldayan, radyometrik ve spektral analiz yöntemleri kullanılır. Kimyasal yöntemler esas olarak renkli bileşiklerin oluşumuna dayanır (örneğin, bileşiğin ferrosiyanür ile kırmızı-kahverengi, hidrojen peroksit ile sarı, arsenazo reaktifi ile mavi). Lüminesans yöntemi, birçok uranyum bileşiğinin UV ışınlarının etkisi altında sarımsı-yeşilimsi bir parıltı verme yeteneğine dayanmaktadır.

Uranyumun nicel tespiti çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilir. Bunların en önemlileri şunlardır: U(VI)'nın U(IV)'e indirgenmesini ve ardından oksitleyici ajan çözeltileri ile titrasyondan oluşan hacimsel yöntemler; ağırlık yöntemleri - uranatlar, peroksit, U(IV) kupferranatlar, oksikinolat, oksalat vb.'nin çökeltilmesi. ardından 100°'de kalsinasyon ve U 3 0s ağırlığında; bir nitrat çözeltisindeki polarografik yöntemler, 10 x 7 x 10-9 g uranyum belirlemeyi mümkün kılar; çok sayıda kolorimetrik yöntem (örneğin, bir alkalin ortam içinde H202 ile, EDTA mevcudiyetinde arsenazo reaktifi ile, bir tiyosiyanat kompleksi şeklinde dibenzoilmetan ile, vb.); NaF ile birleştirildiğinde belirlemeyi mümkün kılan ışıldayan yöntem sen 11 g uranyum.

235U, radyasyon tehlikesinin A grubuna, minimum anlamlı aktivite MZA=3.7-10 4 Bq, 2 s 8 ve - D grubuna, MZA=3.7-10 6 Bq (300 g) aittir.

Periyodik tablonun radyoaktif elementleri keşfedildiğinde, sonunda bir kişi onlar için bir uygulama buldu. Uranyumla olan da buydu. Hem askeri hem de sivil amaçlar için kullanıldı. Uranyum cevheri işlendi, ortaya çıkan element boya ve vernik ve cam endüstrilerinde kullanıldı. Radyoaktivitesi keşfedildikten sonra kullanılmaya başlandı Bu yakıt ne kadar temiz ve çevre dostu? Bu hala tartışılıyor.

doğal uranyum

Doğada uranyum saf halde bulunmaz - cevher ve minerallerin bir bileşenidir. Ana uranyum cevheri karnotit ve pitchblend'dir. Ayrıca, bu stratejik maddenin önemli yatakları nadir toprak ve turba minerallerinde bulunur - ortit, titanit, zirkon, monazit, ksenotim. Uranyum birikintileri, asidik bir ortam ve yüksek konsantrasyonlarda silikon içeren kayalarda bulunabilir. Yoldaşları kalsit, galen, molibdenit vb.

Dünya mevduatları ve rezervleri

Bugüne kadar, dünya yüzeyinin 20 kilometrelik bir katmanında birçok tortu keşfedildi. Hepsi çok sayıda ton uranyum içerir. Bu miktar, insanlığa gelecek yüzlerce yıl boyunca enerji sağlayabilecek kapasitededir. Uranyum cevherinin en büyük hacimde bulunduğu önde gelen ülkeler Avustralya, Kazakistan, Rusya, Kanada, Güney Afrika, Ukrayna, Özbekistan, ABD, Brezilya, Namibya'dır.

uranyum türleri

Radyoaktivite, bir kimyasal elementin özelliklerini belirler. Doğal uranyum, üç izotopundan oluşur. Bunlardan ikisi radyoaktif serinin atalarıdır. Uranyumun doğal izotopları, nükleer reaksiyonlar ve silahlar için yakıt oluşturmak için kullanılır. Ayrıca uranyum-238, plütonyum-239 üretimi için bir hammadde görevi görür.

Uranyum izotopları U234, U238'in yavru nüklidleridir. En aktif olarak kabul edilirler ve güçlü radyasyon sağlarlar. U235 izotopu, yukarıdaki amaçlar için başarıyla kullanılmış olmasına rağmen 21 kat daha zayıftır - ek katalizörler olmadan koruma yeteneğine sahiptir.

Doğala ek olarak, uranyumun yapay izotopları da vardır. Bugün 23 tane var, bunlardan en önemlisi - U233. Yavaş nötronların etkisi altında aktive olma yeteneği ile ayırt edilirken, geri kalanı hızlı parçacıklar gerektirir.

cevher sınıflandırması

Uranyum hemen hemen her yerde bulunabilmesine rağmen - hatta canlı organizmalarda - içerdiği katmanlar farklı tiplerde olabilir. Bu aynı zamanda çıkarma yöntemlerine de bağlıdır. Uranyum cevheri aşağıdaki parametrelere göre sınıflandırılır:

1. Oluşum koşulları - endojen, eksojen ve metamorfojenik cevherler.
2. Uranyum mineralizasyonunun doğası, birincil, oksitlenmiş ve karışık uranyum cevherleridir.
3. Agregaların ve mineral tanelerinin boyutu - iri taneli, orta taneli, ince taneli, ince taneli ve dağılmış cevher fraksiyonları.
4. Safsızlıkların kullanışlılığı - molibden, vanadyum, vb.
5. Safsızlıkların bileşimi - karbonat, silikat, sülfür, demir oksit, kostobiyolit.

Uranyum cevherinin nasıl sınıflandırıldığına bağlı olarak, ondan kimyasal bir element çıkarmanın bir yolu vardır. Silikat, çeşitli asitler, karbonat - soda çözeltileri ile işlenir, yakılarak kostobiyolit zenginleştirilir ve demir oksit bir yüksek fırında eritilir.

Uranyum cevheri nasıl çıkarılır?

Herhangi bir madencilik işinde olduğu gibi, kayadan uranyum çıkarmak için belirli bir teknoloji ve yöntemler vardır. Her şey aynı zamanda litosfer tabakasında hangi izotopun bulunduğuna da bağlıdır. Uranyum cevheri üç şekilde çıkarılır. İçeriğin %0.05-0.5 miktarında olması, elementi kayadan ekonomik olarak yalıtmaktır. Maden, taş ocağı ve liç çıkarma yöntemi vardır. Her birinin kullanımı, izotopların bileşimine ve kayanın derinliğine bağlıdır. Uranyum cevherinin taş ocağı madenciliği sığ bir oluşumla mümkündür. Maruz kalma riski minimumdur. Ekipmanla ilgili herhangi bir sorun yok - buldozerler, yükleyiciler, damperli kamyonlar yaygın olarak kullanılıyor.

Madencilik daha karmaşıktır. Bu yöntem, eleman 2 kilometreye kadar derinlikte meydana geldiğinde ve ekonomik olarak uygun olduğunda kullanılır. Amaca uygun bir şekilde çıkarılabilmesi için kayanın yüksek konsantrasyonda uranyum içermesi gerekir. Adit maksimum güvenlik sağlar, bunun nedeni uranyum cevherinin yeraltından çıkarılma yöntemidir. İşçilere tulum verilir, çalışma saatleri kesinlikle sınırlıdır. Madenlerde asansörler, gelişmiş havalandırma bulunur.

Yıkama üçüncü yöntemdir - çevresel açıdan en temiz ve madencilik işletmesinin çalışanlarının güvenliği. Özel bir kimyasal çözelti, bir sondaj kuyusu sisteminden pompalanır. Rezervuarda çözünür ve uranyum bileşikleri ile doygun hale gelir. Çözelti daha sonra dışarı pompalanır ve işleme tesislerine gönderilir. Bu yöntem daha ilericidir, uygulaması için bir takım sınırlamalar olmasına rağmen, ekonomik maliyetleri düşürmeye izin verir.

Ukrayna'da Mevduat

Ülke, üretildiği elementin yataklarının mutlu bir sahibi oldu.Tahminlere göre, Ukrayna'nın uranyum cevherleri 235 tona kadar hammadde içeriyor. Şu anda, yalnızca yaklaşık 65 ton içeren mevduat onaylanmıştır. Belli bir miktar zaten işlendi. Uranyumun bir kısmı yurt içinde kullanıldı ve bir kısmı ihraç edildi.

Ana yatak Kirovograd uranyum cevheri bölgesidir. Uranyum içeriği düşüktür - bir ton kaya için %0,05 ila %0,1 arasındadır, bu nedenle malzemenin maliyeti yüksektir. Sonuç olarak, ortaya çıkan hammaddeler, enerji santralleri için bitmiş yakıt çubukları için Rusya'da değiştirilir.

İkinci büyük mevduat Novokonstantinovskoye'dir. Kayadaki uranyum içeriği, Kirovogradskoye'ye kıyasla maliyeti neredeyse 2 kat azaltmayı mümkün kıldı. Ancak 90'lı yıllardan beri geliştirme yapılmadı, tüm madenler sular altında kaldı. Rusya ile siyasi ilişkilerin ağırlaşmasıyla bağlantılı olarak, Ukrayna yakıtsız kalabilir.

Rus uranyum cevheri

Uranyum madenciliği açısından, Rusya Federasyonu dünyadaki diğer ülkeler arasında beşinci sırada yer almaktadır. En ünlüleri ve güçlüleri Khiagdinskoye, Kolichkanskoye, Istochnoye, Koretkondinskoye, Namarusskoye, Dobrynskoye (Buryatia Cumhuriyeti), Argunskoye, Zherlovoye'dir. Tüm Rus uranyumunun %93'ü Chita bölgesinde çıkarılmaktadır (esas olarak açık ocak ve maden yöntemleriyle).

Buryatia ve Kurgan'daki mevduatlarda durum biraz farklıdır. Rusya'da bu bölgelerdeki uranyum cevheri, hammaddelerin liç yoluyla çıkarılmasını mümkün kılacak şekilde yer almaktadır.

Toplamda, Rusya'da 830 ton uranyum mevduatı tahmin ediliyor ve yaklaşık 615 ton teyit edilmiş rezerv var. Bunlar ayrıca Yakutya, Karelya ve diğer bölgelerdeki mevduatlardır. Uranyum stratejik bir küresel hammadde olduğu için rakamlar doğru olmayabilir, birçok veri sınıflandırıldığı için sadece belirli bir kategorideki insanlar bunlara erişebilir.

Uranyum radyoaktif bir metaldir. Doğada, uranyum üç izotoptan oluşur: uranyum-238, uranyum-235 ve uranyum-234. En yüksek stabilite seviyesi uranyum-238 için kaydedilmiştir.

uranyumun radyoaktif bozunması

Radyoaktif bozunma, kararsızlık ile karakterize edilen atom çekirdeğinin bileşiminde veya iç yapısında ani bir değişiklik sürecidir. Bu durumda, temel parçacıklar, gama kuanta ve/veya nükleer parçalar yayılır. Radyoaktif maddeler radyoaktif bir çekirdek içerir. Radyoaktif bozunmadan kaynaklanan yavru çekirdek de radyoaktif hale gelebilir ve belirli bir süre sonra bozunmaya uğrar. Bu süreç, radyoaktiviteden yoksun kararlı bir çekirdek oluşana kadar devam eder. E. Rutherford, 1899'da uranyum tuzlarının üç tür ışın yaydığını deneysel olarak kanıtladı:

• α-ışınları - pozitif yüklü parçacıkların akışı
• β-ışınları - negatif yüklü parçacıkların akışı
• γ-ışınları - manyetik alanda sapmalar yaratmaz.

Uranyumun radyoaktivitesi

Doğal radyoaktivite, radyoaktif uranyumu diğer elementlerden ayıran şeydir. Uranyum atomları, herhangi bir faktör ve koşuldan bağımsız olarak yavaş yavaş değişir. Bu durumda, görünmez ışınlar yayılır. Uranyum atomları ile meydana gelen dönüşümlerden sonra farklı bir radyoaktif element elde edilir ve işlem tekrarlanır. Radyoaktif olmayan bir element elde etmek için gerektiği kadar tekrar edecektir. Örneğin, bazı dönüşüm zincirlerinin 14'e kadar aşaması vardır. Bu durumda ara eleman radyumdur ve son aşama kurşun oluşumudur. Bu metal radyoaktif bir element değildir, bu nedenle bir takım dönüşümler kesintiye uğrar. Ancak, uranyumun tamamen kurşuna dönüşmesi birkaç milyar yıl alır.
Radyoaktif uranyum cevheri, uranyum hammaddelerinin çıkarılması ve işlenmesiyle ilgili işletmelerde sıklıkla zehirlenmelere neden olur. İnsan vücudunda uranyum genel bir hücresel zehirdir. Esas olarak böbrekleri etkiler, ancak karaciğer ve gastrointestinal lezyonlar da ortaya çıkar.
Uranyum tamamen kararlı izotoplara sahip değildir. En uzun kullanım ömrü uranyum-238 için kaydedilmiştir. Uranyum-238'in yarı bozunması 4,4 milyar yılda gerçekleşir. Bir milyar yıldan biraz daha az, uranyum-235'in yarı çürümesi - 0.7 milyar yıl. Uranyum-238, toplam doğal uranyum hacminin %99'undan fazlasını kaplar. Devasa yarı ömrü nedeniyle, bu metalin radyoaktivitesi yüksek değildir, örneğin alfa parçacıkları insan derisinin stratum korneumuna nüfuz edemez. Bir dizi çalışmadan sonra, bilim adamları ana radyasyon kaynağının uranyumun kendisi değil, onun oluşturduğu radon gazının yanı sıra solunum sırasında insan vücuduna giren çürüme ürünleri olduğunu buldular.