Уран е еден од тешките метални елементи на периодниот систем. Ураниумот е широко користен во енергетската и воената индустрија. Во периодниот систем може да се најде на бројот 92 и е означен со латинската буква U со масен број 238.
Како е откриен Уран
Општо земено, таков хемиски елемент како ураниум е познат многу долго време. Познато е дека и пред нашата ера, природен ураниум оксид се користел за правење жолта глазура за керамика. Откривањето на овој елемент може да се проследи наназад во 1789 година, кога германскиот хемичар Мартин Хајнрих Клапрот открил материјал сличен на црн метал од руда. Мартин реши овој материјал да го нарече Уран за да го поддржи името на новооткриената планета со исто име (планетата Уран беше откриена истата година). Во 1840 година, беше откриено дека овој материјал, откриен од Клапрот, се покажа дека е ураниум оксид, и покрај карактеристичниот метален сјај. Јуџин Мелкиор Пелигот синтетизирал атомски ураниум од оксид и ја одредил неговата атомска тежина на 120 АЕ, а во 1874 година Менделеев ја удвоил оваа вредност, ставајќи го во најоддалечената ќелија од неговата табела. Само 12 години подоцна, одлуката на Менделеев да ја удвои масата беше потврдена со експериментите на германскиот хемичар Цимерман.
Каде и како се ископува ураниум?
Ураниумот е прилично вообичаен елемент, но е вообичаен во форма на ураниумска руда. За да разберете, неговата содржина во земјината кора е 0,00027% од вкупната маса на Земјата. Ураниумската руда обично се наоѓа во кисели минерални карпи со висока содржина на силициум. Главните видови руди на ураниум се пичбленд, карнотит, казолит и самарскит. Најголеми резерви на руди на ураниум, земајќи ги предвид резервите, се во земји како Австралија, Русија и Казахстан, а од сите овие, Казахстан зазема водечка позиција. Ископувањето ураниум е многу тешка и скапа процедура. Не сите земји можат да си дозволат да ископуваат и синтетизираат чист ураниум. Технологијата на производство е следна: руда или минерали се ископуваат во рудници, споредливи со злато или скапоцени камења. Ископаните карпи се дробат и се мешаат со вода за да се оддели ураниумската прашина од останатиот дел. Ураниумската прашина е многу тешка и затоа се таложи побрзо од другите. Следниот чекор е да се прочисти ураниумската прашина од другите карпи со киселинско или алкално истекување. Постапката изгледа отприлика вака: смесата на ураниум се загрева до 150 °C и чист кислород се снабдува под притисок. Како резултат на тоа, се формира сулфурна киселина, која го прочистува ураниумот од други нечистотии. Па, во последната фаза, се избираат чисти честички од ураниум. Покрај ураниумската прашина, има и други корисни минерали.
Опасноста од радиоактивно зрачење од ураниум
На сите им е добро познато концептот на радиоактивно зрачење и фактот дека тоа предизвикува непоправлива штета на здравјето, што доведува до смрт. Ураниумот е еден таков елемент кој, под одредени услови, може да ослободи радиоактивно зрачење. Во слободна форма, во зависност од нејзината разновидност, може да емитува алфа и бета зраци. Алфа зраците не претставуваат голема опасност за луѓето ако зрачењето е надворешно бидејќи ова зрачење има мала продорна способност, но кога ќе навлезат во телото предизвикуваат непоправлива штета. Дури и лист хартија за пишување е доволен за да содржи надворешни алфа зраци. Со бета зрачењето работите се посериозни, но не многу. Продорната моќ на бета зрачењето е поголема од онаа на алфа зрачењето, но ќе бидат потребни 3-5 mm ткиво за да содржи бета зрачење. Можете ли да ми кажете како е ова? Ураниумот е радиоактивен елемент кој се користи во нуклеарното оружје! Така е, се користи во нуклеарно оружје, кое предизвикува огромна штета на сите живи суштества. Едноставно, кога нуклеарна боева глава се детонира, главната штета на живите организми е предизвикана од гама зрачење и флукс на неутрони. Овие типови на зрачење се формираат како резултат на термонуклеарна реакција при експлозија на боева глава, која ги отстранува честичките од ураниум од стабилна состојба и го уништува целиот живот на земјата.
Сорти на ураниум
Како што споменавме погоре, ураниумот има неколку варијанти. Сорти имплицираат присуство на изотопи, така што разбирате, изотопи имплицираат исти елементи, но со различни масовни броеви.
Значи, постојат два вида:
- Природно;
- Вештачки;
Како што може да претпоставите, природниот е оној што се ископува од земјата, а вештачкиот го создаваат луѓето сами. Природните изотопи вклучуваат изотопи на ураниум со масени броеви 238, 235 и 234. Покрај тоа, U-234 е ќерка на U-238, односно првиот е добиен од распаѓањето на вториот под природни услови. Втората група изотопи, кои се создаваат вештачки, имаат масовни броеви од 217 до 242. Секој од изотопите има различни својства и се карактеризира со различно однесување под одредени услови. Во зависност од потребите, нуклеарните научници се обидуваат да најдат секакви решенија за проблемите, бидејќи секој изотоп има различна енергетска вредност.
Полуживоти
Како што споменавме погоре, секој од изотопите на ураниумот има различна енергетска вредност и различни својства, од кои еден е полуживот. За да разберете што е тоа, треба да започнете со дефиниција. Полуживотот е времето во кое бројот на радиоактивни атоми се намалува за половина. Полуживотот влијае на многу фактори, на пример неговата енергетска вредност или целосното прочистување. Ако го земеме второто како пример, можеме да пресметаме колку време ќе биде потребно целосно да се исчисти радиоактивната контаминација на земјата. Полуживотот на изотопи на ураниум:
Како што може да се види од табелата, полуживотот на изотопи варира од минути до стотици милиони години. Секој од нив наоѓа примена во различни области од животот на луѓето.
Апликација
Употребата на ураниум е многу распространета во многу области на активност, но има најголема вредност во енергетскиот и воениот сектор. Изотоп U-235 е од најголем интерес. Неговата предност е тоа што е способен самостојно да одржува нуклеарна верижна реакција, која е широко користена во воените работи за производство на нуклеарно оружје и како гориво во нуклеарните реактори. Покрај тоа, ураниумот е широко користен во геологијата за одредување на староста на минералите и карпите, како и за одредување на текот на геолошките процеси. Во автомобилската и авионската индустрија, осиромашениот ураниум се користи како противтежа и централен елемент. Примена е пронајдена и во сликарството, поконкретно како боја за порцелан и за изработка на керамички глазури и емајли. Друг интересен момент може да се смета за употребата на осиромашен ураниум за заштита од радиоактивно зрачење, колку и да звучи чудно.
Уран(лат. ураниум), u, радиоактивен хемиски елемент од групата III на периодичниот систем Менделеев, припаѓа на фамилијата актиниди,атомски број 92, атомска маса 238,029; метал. Природниот U. се состои од мешавина од три изотопи: 238 u - 99,2739% со полуживот t 1 / 2 = 4,51 10 9 години, 235 u - 0,7024% (t 1 / 2 = 7,13 10 8 години) и 234 u – 0,0057% (t 1 / 2 = 2,48 10 5 години). Од 11 вештачки радиоактивни изотопи со масовни броеви од 227 до 240, долговечниот е 233 u (t 1 / 2 = 1,62 10 5 години); се добива со неутронско зрачење на ториумот. 238 u и 235 u се предци на две радиоактивни серии.
Историска референца. U. отворена во 1789 година. Хемичарот М. Г. Клапрот и го именувал во чест на планетата Уран, откриена од В. Хершелво 1781. Во метална состојба У. е добиен во 1841 година од Французите. хемичар E. Peligo при редукција на ucl 4 со калиум метал. Првично, на U. му беше доделена атомска маса од 120, а само во 1871 година Д.И. МенделеевДојдов до заклучок дека оваа вредност треба да се удвои.
Долго време, ураниумот беше интересен само за тесен круг хемичари и најде ограничена употреба во производството на бои и стакло. Со откривањето на феноменот радиоактивност U. во 1896 година и радиумво 1898 година, започна индустриската обработка на руди на ураниум со цел да се екстрахира и користи радиумот во научното истражување и медицината. Од 1942 година, по откривањето во 1939 година на феноменот на нуклеарна фисија , U. стана главно нуклеарно гориво.
Дистрибуција во природата. U. е карактеристичен елемент за гранитниот слој и седиментната обвивка на земјината кора. Просечната содржина на ураниум во земјината кора (кларк) е 2,5 10 -4% по маса, во киселите магматски карпи 3,5 10 -4%, во глините и шкрилците 3,2 10 -4%, во основните карпи 5 · 10 -5% , во ултрабазичните карпи на обвивката 3 · 10 -7%. U. енергично мигрира во ладни и топли, неутрални и алкални води во форма на едноставни и сложени јони, особено во форма на карбонатни комплекси. Редокс реакциите играат важна улога во геохемијата на ураниумот, бидејќи соединенијата на ураниум, по правило, се многу растворливи во води со оксидирачка средина и слабо растворливи во водите со редуцирачка средина (на пример, водород сулфид).
Познати се околу 100 минерали на ураниум; Од нив 12 се од индустриско значење . Во текот на геолошката историја, содржината на јаглерод во земјината кора се намалила поради радиоактивното распаѓање; Овој процес е поврзан со акумулацијата на атомите на Pb и He во земјината кора. Радиоактивното распаѓање на јаглеродот игра важна улога во енергетиката на земјината кора, бидејќи е значаен извор на длабока топлина.
Физички својства. У. по боја е слична на челикот и лесно се обработува. Има три алотропни модификации - a, b и g со температури на фазна трансформација: a ® b 668,8 ± 0,4 ° C, b® g 772,2 ± 0,4 ° C; а-облик има ромбична решетка а= 2,8538 å, б= 5,8662 å, Со= 4,9557 å), b-форма - тетрагонална решетка (на 720 °C А = 10,759 , б= 5,656 å), форма на g - кубна решетка во центарот на телото (на 850°c a = 3.538 å). Густина на U. во а-форма (25°c) 19,05 ± 0,2 g/cm 3 , т pl 1132 ± 1°С; ткип 3818 °C; топлинска спроводливост (100–200°c), 28.05 вто/(м· ДО) , (200-400 °c) 29,72 вто/(м· ДО) ; специфичен топлински капацитет (25°c) 27,67 kJ/(kg· ДО) ; електричната отпорност на собна температура е околу 3 10 -7 ом· цм,на 600°c 5,5 10 -7 ом· цм;има суперспроводливост на 0,68 ± 0,02K; слаба парамагнетна, специфична магнетна подложност на собна температура 1,72 · 10 -6.
Механичките својства на јаглеродот зависат од неговата чистота и од начините на механичка и термичка обработка. Просечната вредност на модулот на еластичност за лиен U. 20,5 10 -2 Mn/m 2 цврстина на истегнување на собна температура 372–470 Mn/m 2 , силата се зголемува по стврднување од b - и g - фази; просечна цврстина на Бринел 19,6–21,6 10 2 Mn/m 2 .
Зрачењето со неутронски флукс (кој се јавува во нуклеарен реактор) ги менува физичките и механичките својства на ураниумот: се развива лази и се зголемува кршливоста, се забележува деформација на производите, што ја принудува употребата на ураниум во нуклеарните реактори во форма на разни легури на ураниум.
U. - радиоактивен елемент.Јадрата 235 u и 233 u се фисија спонтано, како и при фаќање на бавни (термички) и брзи неутрони со ефективен пресек на фисија од 508 10 -24 цм 2 (508 штала) и 533 10 -24 цм 2 (533 штала) соодветно. 238u јадра се расцепуваат при фаќање само брзи неутрони со енергија од најмалку 1 Мев;при фаќање на бавни неутрони, 238 u се претвора во 239 pu , чии нуклеарни својства се блиску до 235 u. Критички масата на U. (93,5% 235 u) во водени раствори е помала од 1 килограм,за отворена топка - околу 50 кг, за топка со рефлектор - 15 - 23 килограм;критична маса 233 u – приближно 1/3 од критичната маса 235 u.
Хемиски својства. Конфигурација на надворешната електронска обвивка на атомот U. 7 с 2 6 г 1 5 ѓ 3 . U. е реактивен метал, во соединенијата покажува оксидациски состојби + 3, + 4, + 5, + 6, понекогаш + 2; најстабилни соединенија се u (iv) и u (vi). Во воздухот полека се оксидира со формирање на филм од диоксид на површината, што не го штити металот од понатамошна оксидација. Во прашкаста состојба, U. е пирофорен и гори со силен пламен. Со кислородот формира диоксид uo 2, триоксид uo 3 и голем број меѓуоксиди, од кои најважен е u 3 o 8. Овие меѓуоксиди имаат својства блиску до uo 2 и uo 3. На високи температури uo 2 има широк опсег на хомогеност од uo 1,60 до uo 2,27. Со флуор на 500–600°c формира тетрафлуорид (зелени кристали во облик на игла, малку растворливи во вода и киселини) и хексафлуорид uf 6 (бела кристална супстанција која се сублимира без да се топи на 56,4°c); со сулфур - голем број соединенија, од кои најважно е ние (нуклеарното гориво). Кога ураниумот реагира со водород на 220°C, се добива хидрид uh 3; со азот на температури од 450 до 700 °C и атмосферски притисок - нитрид u 4 n 7, при повисок притисок на азот и иста температура можете да добиете un, u 2 n 3 и un 2; со јаглерод на 750–800°c – uc монокарбид, uc 2 дикарбид, а исто така и u 2 c 3; со метали формира легури од разни видови . U. полека реагира со врела вода за да формира uo 2 и h 2, со водена пареа - во температурен опсег 150–250 ° C; растворлив во хлороводородна и азотна киселина, малку растворлив во концентрирана флуороводородна киселина. U (vi) се карактеризира со формирање на уранил јон uo22+; уранилните соли имаат жолта боја и се многу растворливи во вода и минерални киселини; солите u (iv) се зелени и помалку растворливи; уранил јон е исклучително способен за формирање комплекси во водени раствори и со неоргански и со органски супстанции; Најважни за технологијата се карбонат, сулфат, флуор, фосфат и други комплекси. Познати се голем број уранити (соли на уранска киселина кои не се изолирани во чиста форма), чиј состав варира во зависност од условите на производство; Сите уранити имаат мала растворливост во вода.
U. и неговите соединенија се зрачења и хемиски токсични. Максимална дозволена доза (MAD) за професионална изложеност 5 remво годината.
Потврда. U. се добива од руди на ураниум кои содржат 0,05–0,5% u. Рудите практично не се збогатени, со исклучок на ограничен метод на радиометриско сортирање врз основа на зрачењето на радиумот, кое секогаш го придружува ураниумот. Во основа, рудите се лупат со раствори на сулфурна, понекогаш азотни киселини или раствори на сода со трансфер на ураниум во кисел раствор во форма на uo 2 so 4 или сложени анјони 4-, и во раствор од сода - во форма на 4 -. За екстракција и концентрирање на ураниум од раствори и пулпи, како и за негово прочистување од нечистотии, се користи сорпција на јонско-разменувачки смоли и екстракција со органски растворувачи (трибутил фосфат, алкилфосфорни киселини, амини). Следно, амониум или натриум уранати или u (oh) 4 хидроксид се таложат од растворите со додавање на алкали. За да се добијат соединенија со висока чистота, техничките производи се раствораат во азотна киселина и се подложени на операции за рафинирање на прочистување, чии финални производи се uo 3 или u 3 o 8; овие оксиди се редуцираат на 650-800°c со водород или дисоциран амонијак до uo 2, проследено со негова конверзија во uf 4 со третман со гасовит водород флуорид на 500-600°c. uf 4 може да се добие и со таложење на кристален хидрат uf 4 · nh 2 o со флуороводородна киселина од раствори, проследено со дехидрација на производот на 450°C во проток на водород. Во индустријата, главниот метод за добивање на ураниум од uf 4 е неговото калциум-термичко или магнезиумско-термичко намалување со принос на ураниум во форма на инготи со тежина до 1,5 тони.
Многу важен процес во технологијата на ураниум е збогатувањето на неговиот изотоп 235 u над природната содржина во рудите или изолацијата на овој изотоп во неговата чиста форма. , бидејќи главното нуклеарно гориво е 235 u; Ова се прави со гасна топлинска дифузија, центрифугални и други методи засновани на разликата во масите 235 u и 238 u; во процесите на сепарација, ураниумот се користи во форма на испарлив хексафлуорид uf 6. Кога се добива високо збогатен јаглерод или изотопи, се земаат предвид нивните критични маси; најзгодниот начин во овој случај е редукција на ураниум оксиди со калциум; Добиената згура, као, лесно се одвојува од јаглеродот со растворање во киселини.
За да се добие јаглерод диоксид во прав, карбиди, нитриди и други огноотпорни соединенија, се користат методи на металургија на прав.
Апликација. Метал U. или неговите соединенија се користат главно како нуклеарно гориво во нуклеарни реактори.Природна или ниско збогатена мешавина на јаглеродни изотопи се користи во стационарни реактори на нуклеарни централи; високо збогатен производ се користи во нуклеарни централиили во брзи неутронски реактори. 235 u е извор на нуклеарна енергија во нуклеарно оружје. 238 u служи како извор на секундарно нуклеарно гориво - плутониум.
V. M. Кулифеев.
Ураниум во телото. Во трагови (10 -5 –10 -5%) се наоѓа во ткивата на растенијата, животните и луѓето. Во растителниот пепел (со содржина на U во почвата од околу · 10 -4), неговата концентрација е 1,5 · 10 -5%. Во најголема мера, ураниумот се акумулира од некои габи и алги (последниве активно учествуваат во биогената миграција на ураниумот по должината на синџирот вода - водни растенија - риби - луѓе). U. влегува во телото на животните и луѓето со храна и вода во гастроинтестиналниот тракт, со воздух во респираторниот тракт, а исто така и преку кожата и мукозните мембрани. U. соединенијата се апсорбираат во гастроинтестиналниот тракт - околу 1% од влезната количина на растворливи соединенија и не повеќе од 0,1% од слабо растворливите; 50% и 20% се апсорбираат во белите дробови, соодветно. U. се распределува нерамномерно во телото. Главните депоа (места на таложење и акумулација) се слезината, бубрезите, скелетот, црниот дроб и, при вдишување на слабо растворливи соединенија, белите дробови и бронхопулмоналните лимфни јазли. U. (во форма на карбонати и комплекси со протеини) долго време не циркулира во крвта. Содржината на U во органите и ткивата на животните и луѓето не надминува 10 -7 год/г. Така, крвта на говедата содржи 1 10 -8 g/ml,црн дроб 8 10 -8 год/г,мускули 4 10 -8 год/г,слезината 9 10 -8 год/г. Содржината на U во човечките органи е: во црниот дроб 6 10 -9 год/г, во белите дробови 6 10 -9 -9 10 -9 g/g, во слезината 4,7 10 -9 год/г, во крвта 4 10 -9 g/ml,во бубрезите 5,3 10 -9 (кортикален слој) и 1,3 10 -9 год/г(медуларен слој), во коски 1 10 -9 год/г, во коскената срцевина 1 10 -9 год/г, во коса 1,3 10 -7 год/г. U. содржани во коскеното ткиво предизвикува негово постојано зрачење (полуживотот на U. од скелетот е околу 300 денови) . Најниски концентрации на U се во мозокот и срцето (10-10 год/г). Дневен внес на U. од храна и течности – 1,9 10 -6 g, sвоздух – 7 10 -9 Г. Дневната екскреција на U од човечкото тело е: со урина 0,5 · 10 -7 -5 · 10 -7, со измет - 1,4 · 10 -6 -1,8 · 10 -6 g, sкоса – 2 10 -8 гр.
Според Меѓународната комисија за заштита од радијација, просечната содржина на U во човечкото тело е 9·10 -8 g. Оваа вредност може да варира за различни региони. Се верува дека U е неопходен за нормалниот живот на животните и растенијата, но неговите физиолошки функции не се разјаснети.
G. P. Галибин.
Токсичен ефект Ураниумот се должи на неговите хемиски својства и зависи од растворливоста: уранилот и другите растворливи соединенија на ураниум се потоксични. Труењето со ураниум и неговите соединенија е можно во претпријатија за екстракција и преработка на суровини од ураниум и други индустриски капацитети каде што се користи во технолошкиот процес. Кога ќе влезе во телото, влијае на сите органи и ткива, што е општ клеточен отров. Знаците на труење се должат првенствено на оштетување на бубрезите (појава на протеини и шеќер во урината, последователно олигурија) , засегнати се и црниот дроб и гастроинтестиналниот тракт. Постојат акутни и хронични труења; вторите се карактеризираат со постепен развој и помалку тешки симптоми. Со хронична интоксикација можни се нарушувања на хематопоезата, нервниот систем итн.. Се верува дека молекуларниот механизам на дејство на U. е поврзан со неговата способност да ја потисне активноста на ензимите.
Превенција од труење: континуитет на технолошките процеси, употреба на запечатена опрема, спречување на загадување на воздухот, третман на отпадните води пред испуштање во водни тела, мед. следење на здравствената состојба на работниците и почитување на хигиенските стандарди за дозволената содржина на U и неговите соединенија во животната средина.
V. F. Кирилов.
Осветлено:Доктрината за радиоактивност. Историја и модерност, ед. Б. М. Кедрова, М., 1973; Петросјанц А.М., Од научно истражување до нуклеарна индустрија, М., 1970; Емелијанов В.С., Евстјухин А.И., Металургија на нуклеарно гориво, М., 1964; Сокурски Ју.Н., Стерлин Ја.М., Федорченко В.А., Ураниум и неговите легури, М., 1971; Евсеева Л. Фармакологија и токсикологија на соединенија на ураниум, [транс. од англиски], том 2, М., 1951; Гускова В.Н., Уран. Радијационо-хигиенски карактеристики, М., 1972; Андреева О. С., Професионална хигиена при работа со ураниум и неговите соединенија, М., 1960 година; Новиков Ју.В., Хигиенски прашања за проучување на содржината на ураниум во надворешната средина и нејзиниот ефект врз телото, М., 1974 година.
Кога биле откриени радиоактивните елементи на периодниот систем, човекот на крајот смислил употреба за нив. Ова се случи со ураниум. Се користеше и за воени и за мирни цели. Ураниумската руда беше преработена, добиениот елемент се користеше во индустријата за бои и лакови и стакло. Откако беше откриена неговата радиоактивност, почна да се користи во Колку чисто и еколошки е ова гориво? За ова се уште се дебатира.
Природен ураниум
Ураниум не постои во природата во својата чиста форма - тој е составен дел на руди и минерали. Главните руди на ураниум се карнотит и пичбленд. Исто така, значајни наоѓалишта на овој стратешки минерал се пронајдени во минералите на ретки земји и тресет - ортит, титанит, циркон, моназит, ксенотим. Наслаги на ураниум може да се најдат во карпи со кисела средина и високи концентрации на силициум. Негови придружници се калцит, галена, молибденит итн.
Светски депозити и резерви
До денес, многу наоѓалишта се истражени во слој од 20 километри од површината на земјата. Сите тие содржат огромен број тони ураниум. Оваа количина може да му обезбеди на човештвото енергија за многу стотици години што доаѓаат. Водечките земји во кои рудата на ураниум се наоѓа во најголеми количини се Австралија, Казахстан, Русија, Канада, Јужна Африка, Украина, Узбекистан, САД, Бразил, Намибија.
Видови ураниум
Радиоактивноста ги одредува својствата на хемискиот елемент. Природниот ураниум е составен од три изотопи. Двајца од нив се основачи на радиоактивната серија. Природните изотопи на ураниум се користат за создавање гориво за нуклеарни реакции и оружје. Ураниум-238 служи и како суровина за производство на плутониум-239.
Ураниумските изотопи U234 се ќерка нуклиди на U238. Тие се препознаваат како најактивни и обезбедуваат силно зрачење. Изотопот U235 е 21 пати послаб, иако успешно се користи за горенаведените цели - има способност да поддржува без дополнителни катализатори.
Покрај природните, постојат и вештачки изотопи на ураниум. Денес се познати 23 од нив, најважен од нив е U233. Се одликува со неговата способност да се активира под влијание на бавни неутрони, додека за останатите се потребни брзи честички.
Класификација на рудата
Иако ураниумот може да се најде речиси насекаде - дури и кај живите организми - слоевите во кои се наоѓа може да се разликуваат по вид. Од ова зависат и методите на екстракција. Ураниумската руда е класифицирана според следните параметри:
- Услови на формирање - ендогени, егзогени и метаморфогени руди.
- Природата на минерализацијата на ураниумот е примарна, оксидирана и мешана руда на ураниум.
- Агрегат и големина на зрно на минерали - крупнозрнести, среднозрнести, ситнозрнести, ситнозрнести и дисперзирани фракции на руда.
- Корисност на нечистотии - молибден, ванадиум итн.
- Составот на нечистотии е карбонат, силикат, сулфид, железен оксид, каустобиолит.
Во зависност од тоа како е класифицирана ураниумската руда, постои метод за извлекување на хемискиот елемент од неа. Силикатот се третира со разни киселини, растворите на карбонат - сода, каустобиолитот се збогатува со согорување, а железен оксид се топи во висока печка.
Како се ископува ураниумска руда?
Како и во секој рударски бизнис, постои одредена технологија и методи за екстракција на ураниум од карпи. Сè зависи и од тоа кој изотоп се наоѓа во слојот на литосферата. Ураниумската руда се ископува на три начини. Економски е изводливо да се изолира елемент од карпата кога неговата содржина е 0,05-0,5%. Постојат рудници, каменолом и методи на лужење на екстракција. Употребата на секој од нив зависи од составот на изотопите и длабочината на карпата. Во плитки наоѓалишта е можно ископување на ураниумска руда. Ризикот од изложеност на радијација е минимален. Нема проблеми со опремата - нашироко се користат булдожери, натоварувачи и камиони кипер.
Рударството во рудникот е покомплексно. Овој метод се користи кога елементот се појавува на длабочина до 2 километри и е економски профитабилен. Карпата мора да содржи висока концентрација на ураниум за да вреди да се ископува. Адитот обезбедува максимална безбедност, ова се должи на начинот на кој рудата на ураниум се ископува под земја. На работниците им е обезбедена специјална облека и работното време е строго ограничено. Рудниците се опремени со лифтови и засилена вентилација.
Лижењето - третиот метод - е најчисто од еколошка гледна точка и безбедноста на вработените во рударската компанија. Посебен хемиски раствор се испумпува преку систем на дупчени бунари. Се раствора во формирањето и е заситен со соединенија на ураниум. Растворот потоа се испумпува и се испраќа во погони за преработка. Овој метод е попрогресивен, овозможува намалување на економските трошоци, иако постојат голем број ограничувања за неговата употреба.
Депозити во Украина
Се покажа дека земјата е среќниот сопственик на наоѓалишта на елементот од кој се произведува.Според прогнозите, ураниумските руди на Украина содржат до 235 тони суровини. Во моментов се потврдени само наоѓалишта кои содржат околу 65 тони. Одредена сума е веќе развиена. Дел од ураниумот се користел дома, а дел се извезувал.
Главното наоѓалиште се смета за областа Кировоградска ураниумска руда. Содржината на ураниум е ниска - од 0,05 до 0,1% по тон карпа, така што цената на материјалот е висока. Како резултат на тоа, добиените суровини се разменуваат во Русија за готови прачки за гориво за електрани.
Вториот голем депозит е Новоконстантиновское. Содржината на ураниум во карпата овозможи да се намалат трошоците за речиси 2 пати во споредба со Кировоград. Сепак, од 90-тите не е направен никаков развој, сите рудници се поплавени. Поради влошувањето на политичките односи со Русија, Украина може да остане без гориво за
Руска ураниумска руда
Во однос на производството на ураниум, Руската Федерација е на петтото место меѓу другите земји во светот. Најпознати и најмоќни се Киагдинское, Количканское, Источноје, Кореткондинское, Намарусскоје, Добринское (Република Бурјатија), Аргунскоје, Жерловоје.Во регионот Чита, 93% од целиот ископен руски ураниум се ископува (главно со методи на каменолом и рудник).
Малку поинаква е ситуацијата со наоѓалиштата во Бурјатија и Курган. Ураниумската руда во Русија во овие региони се депонира на таков начин што овозможува екстракција на суровини со лужење.
Севкупно, во Русија се предвидуваат наоѓалишта од 830 тони ураниум, има околу 615 тони потврдени резерви. Тоа се и депозити во Јакутија, Карелија и други региони. Бидејќи ураниумот е стратешка глобална суровина, бројките можеби се неточни, бидејќи голем дел од податоците се класифицирани и само одредена категорија луѓе имаат пристап до нив.
УРАН (именуван по планетата Уран откриена непосредно пред тоа; лат. ураниум * а. ураниум; н. Уран; ф. ураниум; и. уранио), U, е радиоактивен хемиски елемент од групата III на периодичниот систем Менделеев, атомски број 92, атомска маса 238,0289, припаѓа на актиниди. Природниот ураниум се состои од мешавина од три изотопи: 238 U (99,282%, T 1/2 4,468,10 9 години), 235 U (0,712%, T 1/2 0,704,10 9 години), 234 U (0,006%, T 1 /2 0,244,10 6 години). Познати се и 11 вештачки радиоактивни изотопи на ураниум со масени броеви од 227 до 240. 238 U и 235 U се основачи на две природни серии на распаѓање, како резултат на што тие се претвораат во стабилни изотопи 206 Pb и 207 Pb, соодветно.
Ураниумот бил откриен во 1789 година во форма на UO 2 од германскиот хемичар M. G. Klaproth. Металот на ураниум е добиен во 1841 година од францускиот хемичар Е. Пелигот. Долго време, ураниумот имал многу ограничена употреба и дури со откривањето на радиоактивноста во 1896 година започнало неговото проучување и употреба.
Својства на ураниум
Во својата слободна состојба, ураниумот е светло сив метал; под 667,7°C се карактеризира со ортохомбна (a=0,28538 nm, b=0,58662 nm, c=0,49557 nm) кристална решетка (а-модификација), во температурен опсег 667,7-774°C =9 nm (7 тетрагонална. , c = 0,5656 nm; G-модификација), на повисока температура - кубна решетка во центарот на телото (a = 0,3538 nm, g-модификација). Густина 18700 kg/m 3, точка на топење 1135°C, точка на вриење околу 3818°C, моларен топлински капацитет 27,66 J/(mol.K), електричен отпор 29,0,10 -4 (Ohm.m), топлинска спроводливост 22, 5 W/(m.K), температурен коефициент на линеарно проширување 10.7.10 -6 K -1. Температурата на преминот на ураниумот во суперспроводлива состојба е 0,68 К; слаба парамагнетна, специфична магнетна подложност 1.72.10 -6. Јадрата 235 U и 233 U се расцепуваат спонтано, како и при фаќање бавни и брзи неутрони, 238 U фисија само при фаќање на брзи (повеќе од 1 MeV) неутрони. Кога се заробени бавните неутрони, 238 U се претвораат во 239 Pu. Критичната маса на ураниум (93,5% 235U) во водени раствори е помала од 1 kg, за отворена топка е околу 50 kg; за 233 U критична маса е приближно 1/3 од критичната маса од 235 U.
Едукација и чување во природа
Главниот потрошувач на ураниум е нуклеарната енергија (нуклеарни реактори, нуклеарни централи). Покрај тоа, ураниумот се користи за производство на нуклеарно оружје. Сите други области на употреба на ураниум се од строго подредено значење.
(според Полинг)
U←U 3+ -1,66V
U←U 2+ -0,1V
| У | 92 |
| 238,0289 | |
| 5f 3 6d 1 7s 2 | |
| Уран | |
Уран(старо име Ураниум) е хемиски елемент со атомски број 92 во периодниот систем, атомска маса 238,029; означено со симболот U ( Ураниум), припаѓа на семејството на актиниди.
Приказна
Дури и во античко време (1 век п.н.е.), природен ураниум оксид се користел за да се направи жолта глазура за керамика. Истражувањето на ураниумот се развило како верижна реакција генерирана од него. Отпрвин, информациите за неговите својства, како првите импулси на верижна реакција, пристигнуваа со долги прекини, од случај до случај. Првиот важен датум во историјата на ураниумот е 1789 година, кога германскиот природен филозоф и хемичар Мартин Хајнрих Клапрот ја обнови златно-жолтата „земја“ извлечена од рудата на саксонската смола во супстанција слична на црн метал. Во чест на најоддалечената планета позната во тоа време (откриена од Хершел осум години претходно), Клапрот, сметајќи ја новата супстанца за елемент, ја нарекол ураниум.
Педесет години ураниумот на Клапрот се сметаше за метал. Дури во 1841 година Јуџин Мелкиор Пелигот, француски хемичар (1811-1890), докажал дека, и покрај карактеристичниот метален сјај, ураниумот на Клапрот не е елемент, туку оксид. UO 2. Во 1840 година, Пелиго успеал да добие вистински ураниум, тежок метал со челично-сива боја и да ја одреди неговата атомска тежина. Следниот важен чекор во проучувањето на ураниумот беше направен во 1874 година од страна на Д.И. Менделеев. Врз основа на периодичниот систем што го развил, тој ставил ураниум во најоддалечената ќелија од неговата маса. Претходно, атомската тежина на ураниумот се сметаше за 120. Големиот хемичар ја удвои оваа вредност. 12 години подоцна, предвидувањето на Менделеев беше потврдено со експериментите на германскиот хемичар Цимерман.
Проучувањето на ураниумот започнало во 1896 година: францускиот хемичар Антоан Анри Бекерел случајно ги открил зраците на Бекерел, кои подоцна Марија Кири ги именувала како радиоактивност. Во исто време, францускиот хемичар Анри Моасан успеа да развие метод за производство на чист ураниум метал. Во 1899 година, Радерфорд открил дека зрачењето на препаратите од ураниум е нехомогено, дека постојат два вида на зрачење - алфа и бета зраци. Тие носат различни електрични полнежи; Нивниот опсег во материјата и способноста за јонизирање се далеку од исти. Малку подоцна, во мај 1900 година, Пол Вилар откри трет тип на зрачење - гама зраци.
Ернест Радерфорд ги спроведе првите експерименти во 1907 година за да ја одреди староста на минералите при проучување на радиоактивен ураниум и ториум врз основа на теоријата за радиоактивност што ја создал заедно со Фредерик Соди (Соди, Фредерик, 1877-1956; Нобеловата награда за хемија, 1921 година). Во 1913 година, Ф. Соди го воведе концептот на изотопи(од грчкиот ισος - „еднаков“, „ист“ и τόπος - „место“), а во 1920 година предвидел дека изотопите може да се користат за одредување на геолошката старост на карпите. Во 1928 година, Нигот го имплементирал, а во 1939 година, А.О.К. Ниер (Ниер, Алфред Ото Карл, 1911 - 1994 година) ги создал првите равенки за пресметување на староста и користел масен спектрометар за одвојување на изотопи.
Во 1939 година, Фредерик Жолиот-Кири и германските физичари Ото Фриш и Лизе Мајтнер откриле непознат феномен што се јавува кај јадрото на ураниум кога е озрачено со неутрони. Имаше експлозивно уништување на ова јадро со формирање на нови елементи многу полесни од ураниумот. Ова уништување имаше експлозивна природа, фрагменти од храна расфрлани во различни насоки со огромна брзина. Така, беше откриен феномен наречен нуклеарна реакција.
Во 1939-1940 година Ју Б. Харитон и Ја. обработете верижен лик.
Да се биде во природа
Уранинитна руда
Ураниумот е широко распространет во природата. Кларк на ураниум е 1·10 -3% (тежина). Количината на ураниум во 20 km дебел слој на литосферата се проценува на 1,3 10 14 тони.
Најголемиот дел од ураниумот се наоѓа во киселите карпи со висока содржина силикон. Значајна маса на ураниум е концентрирана во седиментните карпи, особено оние збогатени со органска материја. Ураниумот е присутен во големи количини како нечистотија во минералите на ториум и ретки земји (ортит, сфена CaTiO 3, моназит (La, Ce)PO 4, циркон ZrSiO 4, ксенотим YPO4 итн.). Најважните руди на ураниум се пичбленд (ураниумска височина), уранинит и карнотит. Главните минерали кои се сателити на ураниум се молибденит MoS 2, галена PbS, кварц SiO 2, калцит CaCO 3, хидромусковит итн.
| Минерал | Основен состав на минералот | содржина на ураниум, % |
|---|---|---|
| Уранинит | UO 2, UO 3 + ThO 2, CeO 2 | 65-74 |
| Карнотит | K 2 (UO 2) 2 (VO 4) 2 2H 2 O | ~50 |
| Касолит | PbO 2 UO 3 SiO 2 H 2 O | ~40 |
| Самарскит | (Y, Er, Ce, U, Ca, Fe, Pb, Th) (Nb, Ta, Ti, Sn) 2 O 6 | 3.15-14 |
| Бранерит | (U, Ca, Fe, Y, Th) 3 Ti 5 O 15 | 40 |
| Тјујамунит | CaO 2UO 3 V 2 O 5 nH 2 O | 50-60 |
| Цејнерит | Cu(UO 2) 2 (AsO 4) 2 nH 2 O | 50-53 |
| Отенитис | Ca(UO 2) 2 (PO 4) 2 nH 2 O | ~50 |
| Шрекингерит | Ca 3 NaUO 2 (CO 3) 3 SO 4 (OH) 9H 2 O | 25 |
| Уранофан | CaO UO 2 2SiO 2 6H 2 O | ~57 |
| Фергусонит | (Y, Ce) (Fe, U) (Nb, Ta)O 4 | 0.2-8 |
| Торбурнит | Cu(UO 2) 2 (PO 4) 2 nH 2 O | ~50 |
| Ковчегот | U(SiO 4) 1-x (OH) 4x | ~50 |
Главните форми на ураниум кои се наоѓаат во природата се уранинит, пичбленд (ураниумска височина) и ураниум црни. Тие се разликуваат само во нивните форми на локација; постои старосна зависност: уранинитот е присутен главно во античките (прекамбриските карпи), пичбленд - вулканогени и хидротермални - главно во палеозојските и помладите формации со висока и средна температура; ураниумски црни - главно кај млади - кенозојски и помлади формации - главно во седиментни карпи со ниска температура.
Содржината на ураниум во земјината кора е 0,003%, се наоѓа во површинскиот слој на земјата во форма на четири вида наслаги. Прво, постојат вени на уранинит, или ураниумска височина (ураниум диоксид UO2), многу богати со ураниум, но ретки. Тие се придружени со наслаги на радиум, бидејќи радиуме директен производ на изотопското распаѓање на ураниумот. Такви вени се наоѓаат во Заир, Канада (Езерото Голема мечка), Чешка републикаИ Франција. Вториот извор на ураниум се конгломерати на ториум и ураниумски руди заедно со руди од други важни минерали. Конгломератите обично содржат доволни количини што треба да се извлечат златоИ сребро, а придружните елементи се ураниум и ториум. Големи наоѓалишта на овие руди се наоѓаат во Канада, Јужна Африка, Русија и Австралија. Третиот извор на ураниум се седиментните карпи и песочниците богати со минералот карнотит (калиум уранил ванадат), кој покрај ураниум содржи значителна количина ванадиуми други елементи. Вакви руди се наоѓаат во западните држави САД. Железо-ураниумските шкрилци и фосфатните руди го сочинуваат четвртиот извор на седименти. Богати наоѓалишта пронајдени во шкрилци Шведска. Некои фосфатни руди во Мароко и САД содржат значителни количини на ураниум, а депозити на фосфати во Анголаа Централноафриканската Република се уште побогати со ураниум. Повеќето лигнити и некои јаглен обично содржат нечистотии од ураниум. Откриени се наоѓалишта на лигнит богати со ураниум во Северна и Јужна Дакота (САД) и битуменски јаглен ШпанијаИ Чешка република
Изотопи на ураниум
Природниот ураниум се состои од мешавина од три изотопи: 238 U - 99,2739% (полуживот Т 1/2 = 4,468×10 9 години), 235 U - 0,7024% ( Т 1/2 = 7,038×10 8 години) и 234 U - 0,0057% ( Т 1/2 = 2,455×10 5 години). Последниот изотоп не е примарен, туку радиоген; тој е дел од радиоактивната серија 238 U.
Радиоактивноста на природниот ураниум главно се должи на изотопите 238 U и 234 U; во рамнотежа, нивните специфични активности се еднакви. Специфичната активност на изотопот 235 U во природниот ураниум е 21 пати помала од активноста на 238 U.
Познати се 11 вештачки радиоактивни изотопи на ураниум со масен број од 227 до 240. Најдолговечните од нив е 233 U ( Т 1/2 = 1,62×10 5 години) се добива со зрачење на ториум со неутрони и е способен за спонтано фисија со термички неутрони.
Ураниумските изотопи 238 U и 235 U се предци на две радиоактивни серии. Последните елементи на овие серии се изотопи олово 206 Pb и 207 Pb.
Во природни услови, најчестите изотопи се 234 U: 235 U : 238 U= 0,0054: 0,711: 99,283. Половина од радиоактивноста на природниот ураниум се должи на изотопот 234 U. Изотоп 234 Uсе формира поради распаѓање 238 U. Последните два, за разлика од другите парови изотопи и без оглед на високата миграциска способност на ураниумот, се карактеризираат со географска постојаност на односот. Големината на овој сооднос зависи од староста на ураниумот. Бројните мерења на терен ги покажаа неговите мали флуктуации. Значи, во ролни вредноста на овој сооднос во однос на стандардот варира во опсег од 0,9959 - 1,0042, во соли - 0,996 - 1,005. Кај минералите што содржат ураниум (тесен терен, црна ураниум, циртолит, руди за ретки земји), вредноста на овој сооднос се движи од 137,30 до 138,51; Покрај тоа, разликата помеѓу формите U IV и U VI не е утврдена; во сфена - 138,4. Дефицит на изотоп е откриен кај некои метеорити 235 U. Неговата најниска концентрација во копнени услови била пронајдена во 1972 година од францускиот истражувач Буџигес во градот Окло во Африка (депозит во Габон). Така, нормалниот ураниум содржи 0,7025% ураниум 235 U, додека во Окло е намален на 0,557%. Ова ја поддржа хипотезата за природен нуклеарен реактор што доведува до изгорување на изотоп, предвидено од Џорџ В. Ветерил од Универзитетот во Калифорнија во Лос Анџелес и Марк Г. Инграм од Универзитетот во Чикаго и Пол К. Курода, хемичар на Универзитетот во Арканзас, го опиша процесот уште во 1956 година. Покрај тоа, природни нуклеарни реактори беа пронајдени во истите овие области: Окелобондо, Бангомбе итн. Во моментов се познати околу 17 природни нуклеарни реактори.
Потврда
Првата фаза од производството на ураниум е концентрацијата. Карпата се дроби и се меша со вода. Тешките компоненти на суспензијата се таложат побрзо. Ако карпата содржи примарни минерали од ураниум, тие брзо се таложат: тоа се тешки минерали. Секундарните минерали на ураниум се полесни, во тој случај тешките отпадни карпи се таложат порано. (Сепак, не е секогаш навистина празен; може да содржи многу корисни елементи, вклучително и ураниум).
Следната фаза е лужење на концентратите, пренесување на ураниум во раствор. Се користат киселинско и алкално лужење. Првиот е поевтин бидејќи сулфурна киселина се користи за екстракција на ураниум. Но, ако во суровина, како што е ураниум катран, ураниумот е во четиривалентна состојба, тогаш овој метод не е применлив: четиривалентен ураниум е практично нерастворлив во сулфурна киселина. Во овој случај, мора или да прибегнете кон алкално лужење или да го оксидирате ураниумот до шествалентна состојба.
Киселинско лужење исто така не се користи во случаи кога концентратот на ураниум содржи доломит или магнезит, кои реагираат со сулфурна киселина. Во овие случаи, користете каустична сода (хидроксид натриум).
Проблемот со истекувањето на ураниумот од рудите се решава со дување кислород. Тек на кислород се снабдува со мешавина од руда на ураниум и сулфидни минерали загреани до 150 °C. Во овој случај, сулфурна киселина се формира од сулфурните минерали, кои го измиваат ураниумот.
Во следната фаза, ураниумот мора селективно да се изолира од добиениот раствор. Современите методи - екстракција и размена на јони - можат да го решат овој проблем.
Растворот содржи не само ураниум, туку и други катјони. Некои од нив, под одредени услови, се однесуваат на ист начин како ураниумот: тие се екстрахираат со истите органски растворувачи, се таложат на истите смоли за размена на јони и се таложат под исти услови. Затоа, за селективно да се изолира ураниумот, неопходно е да се користат многу редокс реакции за да се ослободиме од еден или друг несакан придружник во секоја фаза. На модерните смоли за размена на јони, ураниумот се ослободува многу селективно.
Методи јонска размена и екстракцијаТие се исто така добри затоа што овозможуваат целосно извлекување на ураниум од лоши раствори (содржината на ураниум е десетини од грам по литар).
По овие операции, ураниумот се претвора во цврста состојба - во еден од оксидите или во UF 4 тетрафлуорид. Но, овој ураниум сè уште треба да се прочисти од нечистотии со голем термички пресек за зафаќање на неутрони - бор, кадмиум, хафнија. Нивната содржина во финалниот производ не треба да надминува сто илјадити и милионити проценти од процентот. За да се отстранат овие нечистотии, комерцијално чистото соединение на ураниум се раствора во азотна киселина. Во овој случај се формира уранил нитрат UO 2 (NO 3) 2, кој при екстракција со трибутил фосфат и некои други супстанции дополнително се прочистува според бараните стандарди. Потоа оваа супстанца се кристализира (или се таложи пероксид UO 4 ·2H 2 O) и внимателно се калцинира. Како резултат на оваа операција, се формира ураниум триоксид UO 3, кој се намалува со водород до UO 2.
Ураниум диоксид UO 2 е изложен на сув водород флуорид на температури од 430 до 600 °C за да произведе UF 4 тетрафлуорид. Ураниум метал се обновува од ова соединение со користење калциумили магнезиум.
Физички својства
Ураниумот е многу тежок, сребрено-бел, сјаен метал. Во својата чиста форма, тој е малку помек од челикот, податлив, флексибилен и има мали парамагнетни својства. Ураниумот има три алотропни форми: алфа (призматичен, стабилен до 667,7 °C), бета (тетрагонален, стабилен од 667,7 °C до 774,8 °C), гама (со кубна структура насочена кон телото, постои од 774,8 °C до точка на топење).
Радиоактивни својства на некои изотопи на ураниум (нагласени се природните изотопи):
Хемиски својства
Ураниумот може да покаже оксидациски состојби од +III до +VI. Соединенијата на ураниум (III) формираат нестабилни црвени раствори и се силни редуцирачки агенси:
4UCl 3 + 2H 2 O → 3UCl 4 + UO 2 + H 2
Соединенијата на ураниум (IV) се најстабилни и формираат зелени водени раствори.
Соединенијата на ураниум (V) се нестабилни и лесно непропорционални во воден раствор:
2UO 2 Cl → UO 2 Cl 2 + UO 2
Хемиски, ураниумот е многу активен метал. Брзо оксидирајќи се во воздухот, се покрива со виножито филм од оксид. Финиот ураниум во прав спонтано се запали во воздухот; се запали на температура од 150-175 ° C, формирајќи U 3 O 8. На 1000 °C, ураниумот се комбинира со азот и формира жолт ураниум нитрид. Водата може да го кородира металот, бавно при ниски и брзо на високи температури, како и кога прашокот на ураниум е ситно мелен. Ураниумот се раствора во хлороводородна, азотна и други киселини, формирајќи четиривалентни соли, но не комуницира со алкалите. Уран поместува водородод неоргански киселини и солени раствори на метали како што се жива, сребро, бакар, калај, платинаИзлато. Кога енергично се тресе, металните честички на ураниум почнуваат да светат. Ураниумот има четири оксидациски состојби - III-VI. Шестовалентни соединенија вклучуваат ураниум триоксид (уранил оксид) UO 3 и ураниум уранил хлорид UO 2 Cl 2 . Ураниум тетрахлорид UCl 4 и ураниум диоксид UO 2 се примери на четиривалентен ураниум. Супстанциите што содржат четиривалентен ураниум обично се нестабилни и стануваат шествалентни кога се изложени на воздух подолго време. Уранилните соли, како што е уранил хлоридот, се распаѓаат во присуство на силна светлина или органска материја.
Апликација
Нуклеарно гориво
Најголемата примена е изотопураниум 235 U, во кој е можна самоодржлива нуклеарна верижна реакција. Затоа, овој изотоп се користи како гориво во нуклеарните реактори, како и во нуклеарното оружје. Изолацијата на изотопот U 235 од природен ураниум е сложен технолошки проблем (види раздвојување на изотопи).
Изотопот U 238 е способен за фисија под влијание на бомбардирање од неутрони со висока енергија; оваа карактеристика се користи за зголемување на моќта на термонуклеарното оружје (се користат неутрони генерирани од термонуклеарна реакција).
Како резултат на зафаќање на неутрони проследено со β-распаѓање, 238 U може да се претворат во 239 Pu, што потоа се користи како нуклеарно гориво.
Ураниум-233, вештачки произведен во реактори од ториум (ториум-232 фаќа неутрон и се претвора во ториум-233, кој се распаѓа во протактиниум-233, а потоа во ураниум-233), може во иднина да стане вообичаено нуклеарно гориво за нуклеарната енергија постројки (веќе сега има реактори кои го користат овој нуклид како гориво, на пример KAMINI во Индија) и производство на атомски бомби (критична маса од околу 16 kg).
Ураниум-233 е исто така најперспективното гориво за нуклеарните ракетни мотори во гасна фаза.
Геологија
Главната употреба на ураниумот е одредување на староста на минералите и карпите со цел да се одреди редоследот на геолошките процеси. Тоа го прави Геохронологијата и Теоретската геохронологија. Решавањето на проблемот со мешањето и изворите на материјата е исто така суштинско.
Решението на проблемот се заснова на равенките на радиоактивното распаѓање опишани со равенките.
Каде 238 U o, 235 U o— современи концентрации на изотопи на ураниум; ; - константи на распаѓање атоми на ураниум соодветно 238 UИ 235 U.
Нивната комбинација е многу важна:
.
Поради фактот што карпите содржат различни концентрации на ураниум, тие имаат различна радиоактивност. Ова својство се користи при идентификување на карпите со помош на геофизички методи. Овој метод е најшироко користен во нафтената геологија при геофизички истражувања на бунари, овој комплекс вклучува, особено, γ - логирање или неутронска гама сеча, гама-гама логирање итн. Со нивна помош се идентификуваат резервоари и пломби.
Други апликации
Мал додаток на ураниум дава прекрасна жолто-зелена флуоресценција на стаклото (Ураниумско стакло).
Натриум уранат Na 2 U 2 O 7 се користел како жолт пигмент во сликарството.
Ураниумските соединенија се користеле како бои за боење на порцелан и за керамички глазури и емајли (обоени во бои: жолта, кафена, зелена и црна, во зависност од степенот на оксидација).
Некои соединенија на ураниум се фотосензитивни.
На почетокот на 20 век уранил нитратшироко се користи за подобрување на негативите и бојата (нијанса) позитивните (фотографски отпечатоци) кафеава.
Ураниум-235 карбид легиран со ниобиум карбид и циркониум карбид се користи како гориво за нуклеарни млазни мотори (работна течност - водород + хексан).
Легурите на железо и осиромашениот ураниум (ураниум-238) се користат како моќни магнетостриктивни материјали.
Осиромашен ураниум
Осиромашен ураниум
Откако ќе се извлечат 235 U и 234 U од природниот ураниум, преостанатиот материјал (ураниум-238) се нарекува „осиромашен ураниум“ бидејќи е осиромашен во изотопот 235. Според некои податоци, околу 560.000 тони осиромашен ураниум хексафлуорид (UF 6) се складирани во САД.
Осиромашениот ураниум е половина радиоактивен од природниот ураниум, главно поради отстранувањето на 234 U. Бидејќи главната употреба на ураниумот е производство на енергија, осиромашениот ураниум е производ со мала употреба со мала економска вредност.
Неговата употреба е главно поврзана со високата густина на ураниумот и неговата релативно ниска цена. Осиромашениот ураниум се користи за заштита од радијација (иронично) и како баласт во воздушните апликации како што се површините за контрола на авиони. Секој авион Боинг 747 содржи 1.500 килограми осиромашен ураниум за овие цели. Овој материјал се користи и во ротори со жироскоп со голема брзина, големи замаци, како баласт во вселенски летачи и тркачки јахти и при дупчење на нафтени бунари.
Јадра на проектили кои пробиваат оклоп
Врвот (поставата) на проектил со калибар 30 мм (пиштоли ГАУ-8 на авион А-10) со дијаметар од околу 20 мм е направен од осиромашен ураниум.
Најпознатата употреба на осиромашен ураниум е како јадра за проектили кои пробиваат оклоп. Кога се легира со 2% Mo или 0,75% Ti и термичка обработка (брзо гаснење на метал загреан до 850 °C во вода или масло, дополнително задржување на 450 °C 5 часа), металот ураниум станува поцврст и поцврст од челикот (затегнувачка јачината е поголема 1600 MPa и покрај тоа што за чист ураниум е 450 MPa). Во комбинација со неговата висока густина, ова го прави стврднатиот ураниумски ингот исклучително ефикасен пробивач на оклоп, сличен по ефикасност на поскапиот волфрам. Тешкиот ураниумски врв, исто така, ја менува масовната дистрибуција на проектилот, подобрувајќи ја неговата аеродинамичка стабилност.
Слични легури од типот Стабила се користат во проектили со превртени ребра за тенковски и противтенковски артилериски пиштоли.
Процесот на уништување на оклопот е придружен со мелење на ураниумска свиња во прашина и негово палење во воздухот од другата страна на оклопот (види Пирофоричноста). Околу 300 тони осиромашен ураниум останаа на бојното поле за време на операцијата „Пустинска бура“ (најчесто остатоци од топовски гранати од 30 мм ГАУ-8 од нападните авиони А-10, при што секоја граната содржи 272 g легура на ураниум).
Вакви гранати користеле трупите на НАТО во борбени операции на територијата на Југославија. По нивната примена, се разговараше за еколошкиот проблем со радијационата контаминација на територијата на земјата.
Ураниумот првпат се користел како јадро за проектили во Третиот Рајх.
Осиромашениот ураниум се користи во модерниот тенковски оклоп, како што е тенкот М-1 Абрамс.
Физиолошко дејство
Се наоѓа во микроколичини (10−5–10−8%) во ткивата на растенијата, животните и луѓето. Во најголема мера се акумулира од некои габи и алги. Соединенијата на ураниум се апсорбираат во гастроинтестиналниот тракт (околу 1%), во белите дробови - 50%. Главните депоа во телото: слезината, бубрезите, скелетот, црниот дроб, белите дробови и бронхопулмоналните лимфни јазли. Содржината во органите и ткивата на луѓето и животните не надминува 10 -7 g.
Ураниум и неговите соединенија токсични. Особено опасни се аеросолите на ураниумот и неговите соединенија. За аеросоли на соединенија на ураниум растворливи во вода, MPC во воздухот е 0,015 mg/m³, за нерастворливи форми на ураниум MPC е 0,075 mg/m³. Кога ураниумот влегува во телото, тој влијае на сите органи, што е општ клеточен отров. Молекуларниот механизам на дејство на ураниумот е поврзан со неговата способност да ја потисне ензимската активност. Бубрезите се примарно засегнати (протеинот и шеќерот се појавуваат во урината, олигурија). Со хронична интоксикација, можни се нарушувања на хематопоезата и нервниот систем.
Производство по земја во тони по содржина на U за 2005-2006 година.
Производство по компанија во 2006 година:
Камеко - 8,1 илјади тони
Рио Тинто - 7 илјади тони
АРЕВА - 5 илјади тони
Казатомпром - 3,8 илјади тони
АД ТВЕЛ - 3,5 илјади тони
БХП Билитон - 3 илјади тони
Navoi MMC - 2,1 илјади тони ( Узбекистан, Навои)
Ураниум Еден - 1 илјади тони
Хитгејт - 0,8 илјади тони
Рудници Денисон - 0,5 илјади тони
Производство во Русија
Во СССР, главни региони на руда на ураниум беа Украина (наслаги Желтореченское, Первомаискоје, итн.), Казахстан (Северно - рудно поле Балкашин, итн.; Јужно - рудно поле Кизилсај итн.; Восточни; сите тие претежно припаѓаат на вулканогено-хидротермички тип); Трансбајкалија (Антеј, Стрелцовское, итн.); Централна Азија, главно Узбекистан со минерализација во црни шкрилци со центар во градот Учкудук. Има многу појави и појави на ситна руда. Во Русија, Трансбајкалија останува главниот регион за руда на ураниум. Околу 93% од рускиот ураниум се ископува на наоѓалиштето во регионот Чита (во близина на градот Краснокаменск). Рударството се врши со методот на вратило од Здружението за производство на рударство и хемикалии Priargunskoye (PPMCU), кое е дел од OJSC Atomredmetzoloto (Ураниум холдинг).
Останатите 7% се добиваат со подземно лужење од АД Далур (регион Курган) и АД Киагда (Бурјатија).
Добиените руди и концентратот на ураниум се обработуваат во механичката фабрика во Чепетск.
Производство во Казахстан
Околу една петтина од светските резерви на ураниум се концентрирани во Казахстан (21% и второ место во светот). Вкупните ресурси на ураниум се околу 1,5 милиони тони, од кои околу 1,1 милион тони може да се ископаат со лужење на самото место.
Во 2009 година, Казахстан го зазеде првото место во светот во производството на ураниум.
Производство во Украина
Главното претпријатие е Источниот рударски и преработувачки погон во градот Жовти Води.
Цена
И покрај преовладувачките легенди за десетици илјади долари за килограм или дури и грам количества ураниум, неговата реална цена на пазарот не е многу висока - незбогатениот ураниум оксид U 3 O 8 чини помалку од 100 американски долари за килограм. Ова се должи на фактот дека за да се работи нуклеарен реактор кој користи незбогатен ураниум, потребни се десетици, па дури и стотици тони гориво, а за производство на нуклеарно оружје, треба да се збогати голема количина ураниум за да се добијат концентрации погодни за создавање бомба.