Uran?s, g?ne? sistemindeki yedinci gezegen ve ???nc? gaz devidir. Gezegen k?tle olarak ???nc? ve d?rd?nc? en b?y?k gezegendir ve ad?n? Roma tanr?s? Sat?rn'?n babas?n?n onuruna alm??t?r.

Kesinlikle Uran?s modern tarihte ke?fedilen ilk gezegen olma onuruna sahiptir. Ancak ger?ekte onun bir gezegen oldu?unu ilk kez ke?fetmesi ger?ekle?medi. 1781 y?l?nda g?kbilimci William Herschel?kizler tak?my?ld?z?ndaki y?ld?zlar? g?zlemlerken, ba?lang??ta kuyruklu y?ld?z olarak kaydetti?i ve ?ngiltere Kraliyet Bilim Derne?i'ne bildirdi?i disk ?eklinde belirli bir nesneyi fark etti. Ancak daha sonra Herschel, nesnenin y?r?ngesinin kuyruklu y?ld?zlarda oldu?u gibi eliptik de?il, pratik olarak dairesel oldu?u ger?e?i kar??s?nda ?a??rd?. Ancak bu g?zlem di?er g?kbilimciler taraf?ndan do?ruland?ktan sonra Herschel, asl?nda bir kuyruklu y?ld?z de?il, bir gezegen ke?fetti?i sonucuna vard? ve bu ke?if sonunda geni? ?apta kabul g?rd?.

Ke?fedilen nesnenin bir gezegen oldu?u verilerini do?rulad?ktan sonra Herschel, ona kendi ad?n? verme ayr?cal???n? elde etti. G?kbilimci teredd?t etmeden ?ngiltere Kral? III. George'un ad?n? se?ti ve gezegene "George'un Y?ld?z?" anlam?na gelen Georgium Sidus ad?n? verdi. Ancak bu isim hi?bir zaman bilimsel olarak tan?nmad? ve bilim insanlar? ?o?unlukla G?ne? sisteminin gezegenlerini adland?r?rken belirli bir gelene?e ba?l? kalman?n, yani onlar? eski Roma tanr?lar?n?n onuruna adland?rman?n daha iyi oldu?u sonucuna vard?k. Uran?s modern ad?n? bu ?ekilde alm??t?r.

?u anda Uran?s hakk?nda bilgi toplamay? ba?aran tek gezegen misyonu Voyager 2'dir.

1986 y?l?nda ger?ekle?en bu toplant?, bilim adamlar?n?n gezegen hakk?nda olduk?a b?y?k miktarda veri elde etmesine ve bir?ok ke?if yapmas?na olanak sa?lad?. Uzay arac? Uran?s'?n, uydular?n?n ve halkalar?n?n binlerce foto?raf?n? g?nderdi. Gezegenin pek ?ok foto?raf? yerdeki teleskoplardan g?r?lebilen mavi-ye?il rengin biraz fazlas?n? g?sterse de, di?er g?r?nt?ler daha ?nce bilinmeyen on uydunun ve iki yeni halkan?n varl???n? g?steriyordu. Yak?n gelecekte Uran?s'e yeni bir g?rev planlanmamaktad?r.

Uran?s'?n koyu mavi rengi nedeniyle, gezegenin atmosferik bir modelini olu?turman?n ayn? veya hatta modellerden ?ok daha zor oldu?u ortaya ??kt?. Neyse ki Hubble Uzay Teleskobu'ndan al?nan g?r?nt?ler daha geni? bir resim sa?lad?. Daha modern teleskop g?r?nt?leme teknolojileri Voyager 2'ye g?re ?ok daha detayl? g?r?nt?ler elde etmeyi m?mk?n k?ld?. B?ylece Hubble foto?raflar? sayesinde di?er gaz devlerinde oldu?u gibi Uran?s'te de enlem bantlar?n?n bulundu?unu ??renmek m?mk?n oldu. Ayr?ca gezegendeki r?zgar h?zlar? 576 km/saatin ?zerine ??kabiliyor.

Monoton bir atmosferin ortaya ??kmas?n?n nedeninin en ?st katman?n?n bile?imi oldu?una inan?lmaktad?r. Bulutun g?r?n?r katmanlar? ?ncelikle k?rm?z? renge kar??l?k gelen bu g?zlemlenen dalga boylar?n? emen metandan olu?ur. B?ylece yans?yan dalgalar mavi ve ye?il renklerle temsil edilir.

Bu d?? metan tabakas?n?n alt?nda atmosfer yakla??k %83 hidrojen (H2) ve %15 helyumdan olu?ur; bir miktar metan ve asetilen de mevcuttur. Bu bile?im G?ne? Sistemindeki di?er gaz devlerine benzer. Ancak Uran?s'?n atmosferi ba?ka bir a??dan ?arp?c? bi?imde farkl?d?r. J?piter ve Sat?rn ?o?unlukla gazl? atmosferlere sahipken, Uran?s'?n atmosferi ?ok daha fazla buz i?eriyor. Bunun kan?t? y?zeydeki a??r? d???k s?cakl?klard?r. Uran?s'?n atmosfer s?cakl???n?n -224°C'ye ula?t??? g?z ?n?ne al?nd???nda g?ne? sistemindeki en so?uk atmosfer denilebilir. Ek olarak, mevcut veriler, Uran?s'?n neredeyse t?m y?zeyinin etraf?nda, hatta G?ne? taraf?ndan ayd?nlat?lmayan taraf?nda bile bu kadar a??r? d???k s?cakl?klar?n mevcut oldu?unu g?steriyor.

Gezegen bilim adamlar?na g?re Uran?s iki katmandan olu?ur: ?ekirdek ve manto. Mevcut modeller, ?ekirde?in esas olarak kaya ve buzdan olu?tu?unu ve k?tlenin yakla??k 55 kat? oldu?unu ?ne s?r?yor. Gezegenin mantosu 8,01 x 10 ?zeri 24 kg veya yakla??k 13,4 D?nya k?tlesi a??rl???ndad?r. Ayr?ca manto su, amonyak ve di?er u?ucu elementlerden olu?ur. Uran?s'?n mantosu ile J?piter ve Sat?rn'?n mantosu aras?ndaki temel fark, kelimenin geleneksel anlam?nda olmasa da buzlu olmas?d?r. Ger?ek ?u ki buz ?ok s?cak ve kal?n, mantonun kal?nl??? ise 5.111 km.

Uran?s'?n bile?iminin en ?a??rt?c? yan? ve onu y?ld?z sistemimizdeki di?er gaz devlerinden ay?ran ?zelli?i, G?ne?'ten ald???ndan daha fazla enerji yaymamas?d?r. Boyut olarak Uran?s'e ?ok yak?n olan G?ne?'in bile G?ne?'ten ald???ndan yakla??k 2,6 kat daha fazla ?s? ?retti?i dikkate al?nd???nda, Uran?s'?n ?retti?i bu kadar zay?f bir g?? g?n?m?z bilim adamlar?n? olduk?a merakland?r?yor. ?u anda bu fenomenin iki a??klamas? var. Birincisi, Uran?s'?n ge?mi?te devasa bir uzay nesnesine maruz kald???n? ve bunun da gezegenin (olu?um s?ras?nda kazan?lan) i? ?s?s?n?n ?o?unu uzaya kaybetmesine neden oldu?unu g?steriyor. ?kinci teori, gezegenin i?inde, gezegenin i? ?s?s?n?n y?zeye ??kmas?na izin vermeyen bir t?r bariyerin bulundu?unu belirtir.

Uran?s'?n y?r?ngesi ve d?n???

Uran?s'?n ke?fi, bilim adamlar?n?n bilinen g?ne? sisteminin yar??ap?n? neredeyse iki kat?na ??karmas?na olanak sa?lad?. Bu, ortalama olarak Uran?s'?n y?r?ngesinin yakla??k 2,87 x 10 ?zeri 9 km oldu?u anlam?na gelir. Bu kadar b?y?k bir mesafenin nedeni, g?ne? ???n?m?n?n G?ne?'ten gezegene ge?i? s?residir. G?ne? ?????n?n Uran?s'e ula?mas? yakla??k iki saat k?rk dakika s?rer; bu s?re, g?ne? ?????n?n D?nya'ya ula?mas?ndan neredeyse yirmi kat daha uzundur. Muazzam mesafe ayn? zamanda Uran?s'teki y?l?n uzunlu?unu da etkiler; neredeyse 84 D?nya y?l? s?rer.

Uran?s'?n y?r?nge eksantrikli?i 0,0473't?r ve bu J?piter'inkinden sadece biraz daha azd?r - 0,0484. Bu fakt?r Uran?s'? dairesel y?r?nge a??s?ndan G?ne? Sistemindeki t?m gezegenler aras?nda d?rd?nc? yapar. Uran?s'?n y?r?ngesindeki bu kadar k???k bir d??merkezli?in nedeni, 2,74 x 10 ?ss? 9 km olan g?nberi noktas? ile 3,01 x 109 km olan g?n?tesi aras?ndaki fark?n yaln?zca 2,71 x 10 ?zeri 8 km olmas?d?r.

Uran?s'?n d?n???yle ilgili en ilgin? nokta eksenin konumudur. Ger?ek ?u ki, Uran?s d???ndaki t?m gezegenlerin d?nme ekseni y?r?nge d?zlemlerine yakla??k olarak diktir, ancak Uran?s'?n ekseni neredeyse 98° e?imlidir, bu da Uran?s'?n kendi taraf?nda d?nd??? anlam?na gelir. Gezegenin ekseninin bu konumunun sonucu, Uran?s'?n kuzey kutbunun gezegen y?l?n?n yar?s? boyunca G?ne? ?zerinde, di?er yar?s?n?n da gezegenin g?ney kutbunda olmas?d?r. Yani Uran?s'?n bir yar?m k?resinde g?nd?z s?resi 42 D?nya y?l? s?rerken, di?er yar?m k?rede gece de ayn? miktarda s?r?yor. Bilim insanlar?, Uran?s'?n "kendi taraf?na d?nmesinin" nedeni olarak bir kez daha devasa bir kozmik cisimle ?arp??may? g?steriyor.

G?ne? sistemimizdeki halkalardan en pop?lerinin uzun s?re Sat?rn'?n halkalar? olarak kald??? g?z ?n?ne al?nd???nda, Uran?s'?n halkalar? 1977 y?l?na kadar ke?fedilememi?ti. Ancak tek sebep bu de?il; bu kadar ge? tespitin iki nedeni daha var: gezegenin D?nya'ya olan uzakl??? ve halkalar?n d???k yans?t?c?l???. 1986 y?l?nda Voyager 2 uzay arac?, o zamanlar bilinenlere ek olarak gezegende iki halkan?n daha varl???n? tespit edebildi. 2005 y?l?nda Hubble Uzay Teleskobu iki tane daha tespit etti. Bug?n gezegen bilim adamlar?, en parlak olan? Epsilon halkas? olan Uran?s'?n 13 halkas? oldu?unu biliyor.

Uran?s'?n halkalar?, par?ac?k boyutundan bile?ime kadar neredeyse her bak?mdan Sat?rn'?n halkalar?ndan farkl?d?r. Birincisi, Sat?rn'?n halkalar?n? olu?turan par?ac?klar?n ?ap? birka? metreden biraz daha k???kt?r; Uran?s'?n halkalar? ise ?ap? yirmi metreye kadar olan bir?ok cisim i?erir. ?kincisi, Sat?rn'?n halkalar?ndaki par?ac?klar?n ?o?u buzdan olu?uyor. Ancak Uran?s'?n halkalar? hem buzdan hem de ?nemli miktarda toz ve d?k?nt?den olu?uyor.

William Herschel, Uran?s'? ancak 1781'de ke?fetti ??nk? gezegen eski uygarl?klar taraf?ndan g?r?lemeyecek kadar karanl?kt?. Herschel ba?lang??ta Uran?s'?n bir kuyruklu y?ld?z oldu?una inan?yordu, ancak daha sonra fikrini revize etti ve bilim, nesnenin gezegen stat?s?n? do?rulad?. B?ylece Uran?s modern tarihte ke?fedilen ilk gezegen oldu. Herschel'in ?nerdi?i orijinal isim, Kral III. George'un onuruna "George's Star" idi, ancak bilim camias? bunu kabul etmedi. "Uran?s" ad?, antik Roma tanr?s? Uran?s'?n onuruna g?kbilimci Johann Bode taraf?ndan ?nerildi.
Uran?s kendi ekseni etraf?nda her 17 saat 14 dakikada bir d?ner. Gibi, gezegen D?nya'n?n ve di?er alt? gezegenin y?n?n?n tersine, geriye do?ru y?nde d?n?yor.
Uran?s'?n ekseninin ola?and??? e?iminin ba?ka bir kozmik cisimle b?y?k bir ?arp??maya neden olabilece?ine inan?l?yor. Teori, D?nya b?y?kl???nde oldu?u varsay?lan bir gezegenin, eksenini neredeyse 90 derece de?i?tiren Uran?s'le keskin bir ?ekilde ?arp??mas?yd?.
Uran?s'teki r?zgar h?zlar? saatte 900 km'ye kadar ula?abiliyor.
Uran?s, D?nya'n?n k?tlesinin yakla??k 14,5 kat? kadar bir k?tleye sahiptir, bu da onu g?ne? sistemimizdeki d?rt gaz devi aras?nda en hafif yapmaktad?r.
Uran?s'e genellikle "buz devi" denir. ?st katman?ndaki hidrojen ve helyuma ek olarak (di?er gaz devleri gibi) Uran?s'?n de demir ?ekirde?ini ?evreleyen buzlu bir mantosu vard?r. ?st atmosfer, Uran?s'e karakteristik soluk mavi rengini veren amonyak ve buzlu metan kristallerinden olu?ur.
Uran?s, Sat?rn'den sonra g?ne? sistemindeki en az yo?un gezegendir.

TANIM

Uran?s- Periyodik Tablonun doksan ikinci eleman?. Tan?m - Latince “uranyum”dan gelen U. Yedinci periyotta IIIB grubunda yer al?r. Metalleri ifade eder. N?kleer y?k 92'dir.

Uranyum, parlak y?zeye sahip g?m?? renkli bir metaldir (?ekil 1). A??r. D?v?lebilir, esnek ve yumu?ak. Param?knat?slar?n do?al ?zellikleri. Uranyum, her biri belirli bir s?cakl?k aral???nda bulunan ?? modifikasyonun varl???yla karakterize edilir: a-uranyum (ortorombik sistem), v-uranyum (d?rtgen sistem) ve g-uranyum (k?bik sistem).

Pirin?. 1. Uranyum. D?? g?r?n??.

Uranyumun atomik ve molek?ler k?tlesi

Maddenin ba??l molek?ler a??rl???(Mr), belirli bir molek?l?n k?tlesinin, bir karbon atomunun k?tlesinin 1/12'sinden ka? kat daha b?y?k oldu?unu g?steren bir say?d?r ve bir elementin ba??l atom k?tlesi(A r) - bir kimyasal elementin ortalama atom k?tlesinin, bir karbon atomunun k?tlesinin 1/12'sinden ka? kat? oldu?u.

Serbest durumdaki uranyum, tek atomlu U molek?lleri formunda mevcut oldu?undan, atomik ve molek?ler k?tlelerinin de?erleri ?ak??maktad?r. 238.0289'a e?ittirler.

Uranyum izotoplar?

Uranyumun kararl? izotoplara sahip olmad??? biliniyor ancak do?al uranyum, radyoaktif olan 238 U (%99,27), 235 U ve 234 U izotoplar?n?n kar???m?ndan olu?uyor.

K?tle numaralar? 217'den 242'ye kadar olan karars?z uranyum izotoplar? vard?r.

Uranyum iyonlar?

Uranyum atomunun d?? enerji seviyesinde de?erlik olan ?? elektron vard?r:

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

Kimyasal etkile?imin bir sonucu olarak uranyum de?erlik elektronlar?ndan vazge?er; onlar?n don?r?d?r ve pozitif y?kl? bir iyona d?n???r:

U 0 -3e -> U 3+ .

Molek?l ve uranyum atomu

Serbest durumda, uranyum tek atomlu U molek?lleri formunda bulunur. Uranyum atomunu ve molek?l?n? karakterize eden baz? ?zellikler ?unlard?r:

Problem ??zme ?rnekleri

?RNEK 1

?RNEK 2

Uranyum (U), atom numaras? 92 ve atom a??rl??? 238.029 olan bir elementtir. Dmitry Ivanovich Mendeleev'in periyodik tablosunun III. grubunun radyoaktif bir kimyasal elementidir ve aktinit ailesine aittir. Uranyum ?ok a??r (demirden 2,5 kat daha a??r, kur?undan 1,5 kat daha a??r), g?m??i beyaz, parlak bir metaldir. Saf haliyle ?elikten biraz daha yumu?akt?r, d?v?lebilir, esnektir ve hafif paramanyetik ?zelliklere sahiptir.

Do?al uranyum ?? izotopun kar???m?ndan olu?ur: 4,51?109 y?ll?k yar? ?mre sahip 238U (%99,274); 7,13?108 y?ll?k yar? ?mre sahip 235U (%0,702); 2,48?105 y?ll?k yar? ?mre sahip 234U (%0,006). ?kinci izotop birincil de?il radyojeniktir; radyoaktif 238U serisinin bir par?as?d?r. Uranyum izotoplar? 238U ve 235U, iki radyoaktif serinin atalar?d?r. Bu serinin son elemanlar? kur?un izotoplar? 206Pb ve 207Pb'dir.

?u anda, k?tle numaralar? 217'den 242'ye kadar olan 23 yapay radyoaktif uranyum izotopu bilinmektedir. Aralar?nda "uzun ?m?rl?" olan, yar? ?mr? 1,62?105 y?l olan 233U'dur. Toryumun n?tron ???nlamas? sonucu elde edilir ve termal n?tronlar?n etkisi alt?nda fisyon yapabilir.

Uranyum, 1789 y?l?nda Alman kimyager Martin Heinrich Klaproth taraf?ndan mineral pitchblende - “uranyum zifti” ile yapt??? deneyler sonucunda ke?fedildi. Yeni elementin ad?, William Herschel taraf?ndan yak?n zamanda ke?fedilen (1781) Uran?s gezegeninin onuruna verildi. Sonraki yar?m y?zy?l boyunca Klaproth taraf?ndan elde edilen madde bir metal olarak kabul edildi, ancak 1841'de bu, Alman kimyager taraf?ndan elde edilen uranyumun (UO2) oksit do?as?n? kan?tlayan Frans?z kimyager Eugene Melchior Peligo taraf?ndan yalanland?. Peligo, UCl4'? potasyum metali ile indirgeyerek uranyum metali elde etmeyi ba?ard? ve ayr?ca yeni elementin atom a??rl???n? da belirledi. Uranyum ve ?zellikleri hakk?ndaki bilgilerin geli?tirilmesinde bir sonraki ki?i D.I. Mendeleev'di - 1874'te kimyasal elementlerin periyodikle?tirilmesiyle ilgili geli?tirdi?i teoriye dayanarak uranyumu masas?n?n en uzak h?cresine yerle?tirdi. Rus kimyager, daha ?nce Peligot taraf?ndan belirlenen uranyumun atom a??rl???n? (120) iki kat?na ??kard?; bu t?r varsay?mlar?n do?rulu?u on iki y?l sonra Alman kimyager Zimmermann'?n deneyleriyle do?ruland?.

Onlarca y?ld?r uranyum yaln?zca dar bir kimyager ve do?a bilimci ?evresinin ilgisini ?ekmi?ti; kullan?m? da s?n?rl?yd?; cam ve boya ?retimi. Ancak bu metalin radyoaktivitesinin ke?fiyle (1896'da Henri Becquerel taraf?ndan) uranyum cevherlerinin end?striyel i?lenmesi 1898'de ba?lad?. ?ok daha sonra (1939) n?kleer fisyon olgusu ke?fedildi ve 1942'den beri uranyum ana n?kleer yak?t haline geldi.

Uranyumun en ?nemli ?zelli?i, baz? izotoplar?n?n ?ekirdeklerinin, n?tronlar? yakalad???nda fisyon yapabilmesidir; bu i?lem sonucunda b?y?k miktarda enerji a???a ??kar. 92 numaral? elementin bu ?zelli?i, enerji kayna?? olarak hizmet veren n?kleer reakt?rlerde kullan?l?r ve ayn? zamanda atom bombas?n?n ?al??mas?n?n da temelini olu?turur. Uranyum, jeolojide jeolojik s?re?lerin s?ras?n? (jeokronoloji) belirlemek amac?yla minerallerin ve kayalar?n ya??n? belirlemek i?in kullan?l?r. Kaya?lar?n farkl? konsantrasyonlarda uranyum i?ermesi nedeniyle farkl? radyoaktiviteye sahiptirler. Bu ?zellik, jeofizik y?ntemler kullan?larak kayalar?n tan?mlanmas?nda kullan?l?r. Bu y?ntem en yayg?n olarak kuyular?n jeofizik ara?t?rmalar? s?ras?nda petrol jeolojisinde kullan?l?r. Uranyum bile?ikleri, porselen ve seramik s?rlar? ve emayeleri boyamak i?in boya olarak kullan?ld? (oksidasyon derecesine ba?l? olarak sar?, kahverengi, ye?il ve siyah renklerle boyanm??), ?rne?in sodyum uranat Na2U2O7 sar? bir pigment olarak kullan?ld?. tablo.

Biyolojik ?zellikler

Uranyum biyolojik ortamda olduk?a yayg?n bir elementtir; bu metalin yo?unla?t?r?c?lar?, ?emaya g?re do?adaki uranyumun biyolojik d?ng?s? zincirinde yer alan baz? mantar ve alg t?rleri olarak kabul edilir: su - su bitkileri - bal?k - insanlar. B?ylece, yiyecek ve suyla birlikte uranyum, insanlar?n ve hayvanlar?n v?cuduna veya daha do?rusu, gelen kolayca ??z?nebilen bile?iklerin yakla??k y?zdesinin ve az ??z?nenlerin %0,1'inden fazlas?n?n emilmedi?i mide-ba??rsak sistemine girer. Bu element solunum yollar?na ve akci?erlere, ayr?ca mukoza zarlar?na ve cilde hava ile girer. Solunum yollar?nda ve ?zellikle akci?erlerde emilim ?ok daha yo?un ger?ekle?ir: kolayca ??z?nen bile?ikler %50, az ??z?nen bile?ikler ise %20 oran?nda emilir. B?ylece uranyum hayvan ve insan dokular?nda az miktarda (%10-5 - 10-8) bulunur. Bitkilerde (kuru kal?nt?da), uranyumun konsantrasyonu topraktaki i?eri?ine ba?l?d?r, dolay?s?yla %10-4'l?k bir toprak konsantrasyonuyla bitki %1.5-10-5 veya daha az uranyum i?erir. Uranyumun dokular ve organlar aras?ndaki da??l?m? dengesizdir; ana birikim yerleri kemik dokusu (iskelet), karaci?er, dalak, b?breklerin yan? s?ra akci?erler ve bronkopulmoner lenf d???mleridir (zay?f ??z?nen bile?ikler akci?erlere girdi?inde). Uranyum (karbonatlar ve proteinli kompleksler) kandan olduk?a h?zl? bir ?ekilde uzakla?t?r?l?r. Hayvanlar?n ve insanlar?n organ ve dokular?ndaki 92. elementin i?eri?i ortalama olarak %10-7'dir. ?rne?in s???r kan? 1?10-8 g/ml uranyum i?erirken, insan kan? 4?10-10 g/g uranyum i?erir. S???r karaci?eri 8?10-8 g/g, insanlarda ayn? organda 6?10-9 g/g; s???rlar?n dala??nda 9?10-8 g/g, insanlarda ise 4,7?10-7 g/g bulunur. S???rlar?n kas dokular?nda 4?10-11 g/g'a kadar birikir. Ayr?ca insan v?cudunda akci?erlerde 6?10-9 - 9?10-9 g/g aral???nda uranyum bulunur; b?breklerde 5,3?10-9 g/g (kortikal tabaka) ve 1,3?10-8 g/g (med?ller tabaka); kemik dokusunda 1?10-9 g/g; kemik ili?inde 1?10-8 g/g; sa?ta 1,3?10-7 g/g. Kemiklerde bulunan uranyum, kemik dokusunun s?rekli ???nlanmas?na neden olur (uranyumun iskeletten tamamen ??kar?lma s?resi 600 g?nd?r). Bu metalin en az miktar? beyin ve kalptedir (yakla??k 10-10 g/g). Daha ?nce de belirtildi?i gibi uranyumun v?cuda girme yollar? su, yiyecek ve havad?r. V?cuda yiyecek ve s?v?larla giren g?nl?k metal dozu 1,9?10-6 g, havayla - 7?10-9 g'd?r. Bununla birlikte, her g?n v?cuttan uranyum at?l?r: idrarla 0,5?10-7 g. 5?10-7 g'a kadar; 1,4?10-6 g ila 1,8?10-6 g aras? d??k? ile. Sa?, t?rnak ve ?l? deri pullar?ndan kaynaklanan kay?plar - 2?10-8 g.

Bilim adamlar?, insan v?cudunun, hayvanlar?n ve bitkilerin normal i?leyi?i i?in ?ok k???k miktarlardaki uranyumun gerekli oldu?unu ?ne s?r?yorlar. Ancak fizyolojideki rol? hen?z a??kl??a kavu?mam??t?r. ?nsan v?cudundaki 92. elementin ortalama i?eri?inin yakla??k 9?10-5 g oldu?u tespit edilmi?tir (Uluslararas? Radyasyondan Korunma Komisyonu). Do?ru, bu rakam farkl? b?lgeler ve b?lgeler i?in biraz dalgalan?yor.

Canl? organizmalardaki hen?z bilinmeyen ancak kesin biyolojik rol?ne ra?men uranyum, en tehlikeli elementlerden biri olmay? s?rd?r?yor. Her ?eyden ?nce bu, bu metalin kimyasal ?zelliklerinden, ?zellikle de bile?iklerin ??z?n?rl???nden kaynaklanan toksik etkisinde kendini g?sterir. ?rne?in ??z?nebilir bile?ikler (uranil ve di?erleri) daha toksiktir. ?o?u zaman, uranyum ve bile?ikleriyle zehirlenme, zenginle?tirme fabrikalar?nda, uranyum hammaddelerinin ??kar?lmas? ve i?lenmesine y?nelik i?letmelerde ve uranyumun teknolojik s?re?lere dahil oldu?u di?er ?retim tesislerinde meydana gelir.

V?cuda n?fuz eden uranyum kesinlikle t?m organlar? ve dokular?n? etkiler ??nk? etki h?cresel d?zeyde meydana gelir: enzimlerin aktivitesini bast?r?r. ?ncelikle b?brekler etkilenir; bu, idrarda ?eker ve proteinde keskin bir art??la kendini g?sterir ve ard?ndan olig?ri geli?ir. Gastrointestinal sistem ve karaci?er etkilenir. Uranyum zehirlenmesi akut ve kronik olarak ikiye ayr?l?r; ikincisi yava? yava? geli?ir ve asemptomatik veya hafif semptomlarla olabilir. Ancak daha sonra kronik zehirlenme hematopoez, sinir sistemi bozukluklar?na ve di?er ciddi sa?l?k sorunlar?na yol a?ar.

Bir ton granit kayas? yakla??k 25 gram uranyum i?erir. Bu 25 gram?n bir reakt?rde yanmas? s?ras?nda a???a ??kabilecek enerji, 125 ton k?m?r?n g??l? termik kazanlar?n f?r?nlar?nda yanmas? s?ras?nda a???a ??kan enerjiyle k?yaslanabilir! Bu verilere dayanarak yak?n gelecekte granitin mineral yak?t t?rlerinden biri olarak de?erlendirilece?i varsay?labilir. Toplamda, yer kabu?unun nispeten ince yirmi kilometrelik y?zey tabakas? yakla??k 1014 ton uranyum i?erir; enerji e?de?erine d?n??t?r?ld???nde sonu? devasa bir rakamd?r - 2.36.1024 kilovatsaat. Geli?tirilen, ara?t?r?lan, ?nerilen fosil yak?t yataklar?n?n t?m? bir araya getirildi?inde bile bu enerjinin milyonda birini bile sa?lamaya yetmiyor!

Is?l i?leme tabi tutulan uranyum ala??mlar?n?n, daha b?y?k akma limitleri, s?r?nme ve artan korozyon direnci ve s?cakl?k dalgalanmalar? ve ???nlaman?n etkisi alt?nda ?r?nlerin ?eklini de?i?tirme e?iliminin daha az olmas?yla ay?rt edildi?i bilinmektedir. Bu prensiplerden hareketle 20. y?zy?l?n ba??ndan 30'lu y?llara kadar tak?m ?eliklerinin ?retiminde karb?r formundaki uranyum kullan?ld?. Ayr?ca baz? ala??mlarda daha ucuz ve daha eri?ilebilir olan tungsten yerine kullan?ld?. Ferruroranyum ?retiminde U'nun pay? %30'a kadar ??km??t?r. Do?ru, 20. y?zy?l?n ikinci ??te birinde bu t?r uranyum kullan?m? bo?a ??kt?.

Bilindi?i gibi, D?nyam?z?n derinliklerinde urn izotoplar?n?n s?rekli bir bozunma s?reci vard?r. B?ylece bilim adamlar?, yer kabu?unun i?inde bulunan bu metalin t?m k?tlesinden an?nda enerji sal?nmas?n?n gezegenimizi birka? bin dereceye kadar ?s?taca??n? hesaplad?lar! Bununla birlikte, neyse ki b?yle bir fenomen imkans?zd?r - sonu?ta, uranyum ?ekirdekleri ve t?revleri bir dizi uzun vadeli radyoaktif d?n???me u?rad?k?a ?s? sal?n?m? yava? yava? meydana gelir. Bu t?r d?n???mlerin s?resi, uranyumun do?al izotoplar?n?n yar? ?m?rleriyle de?erlendirilebilir; ?rne?in, 235U i?in 7.108 y?l ve 238U - 4.51.109 y?ld?r. Ancak uranyum ?s?s? D?nya'y? ?nemli ?l??de ?s?t?r. E?er D?nya'n?n t?m k?tlesi ?st yirmi kilometrelik katmandakiyle ayn? miktarda uranyum i?eriyor olsayd?, o zaman gezegendeki s?cakl?k ?u ankinden ?ok daha y?ksek olurdu. Ancak d?nyan?n merkezine do?ru gidildik?e uranyum konsantrasyonu azal?r.

N?kleer reakt?rlerde y?kl? uranyumun yaln?zca k???k bir k?sm? i?lenir, bunun nedeni yak?t?n fisyon ?r?nleriyle c?ruflanmas?d?r: 235U yanar, zincirleme reaksiyon yava? yava? s?ner. Ancak yak?t ?ubuklar? h?l? tekrar t?ketilmesi gereken n?kleer yak?tla dolu. Bunu yapmak i?in, eski yak?t elemanlar? s?k?l?r ve geri d?n???me g?nderilir - asitlerde ??z?l?r ve elde edilen ??zeltiden ekstraksiyon yoluyla uranyum ??kar?l?r; bertaraf edilmesi gereken fisyon par?alar? ??zeltide kal?r. B?ylece uranyum end?strisinin neredeyse at?ks?z bir kimyasal ?retim oldu?u ortaya ??k?yor!

Uranyum izotoplar?n?n ayr?lmas?na y?nelik tesisler birka? onlarca hektarl?k bir alan? kaplar ve tesisin ay?rma basamaklar?ndaki g?zenekli b?l?mlerin alan? yakla??k olarak ayn? b?y?kl?ktedir. Bunun nedeni, uranyum izotoplar?n? ay?rmaya y?nelik dif?zyon y?nteminin karma??kl???ndan kaynaklanmaktad?r - sonu?ta, 235U konsantrasyonunu %0,72'den %99'a ??karmak i?in birka? bin dif?zyon ad?m? gereklidir!

Jeologlar uranyum-kur?un y?ntemini kullanarak en eski minerallerin ya??n? bulmay? ba?ard?lar; g?kta?? kayalar?n? incelerken gezegenimizin yakla??k do?um tarihini belirleyebildiler. “Uranyum saati” sayesinde ay topra??n?n ya?? belirlendi. ?lgin?tir ki, 3 milyar y?ld?r Ay'da herhangi bir volkanik aktivitenin olmad??? ve D?nya'n?n do?al uydusunun pasif bir cisim olarak kald??? ortaya ??kt?. Sonu?ta, ay maddesinin en gen? par?alar? bile en eski karasal minerallerin ya?lar?ndan daha uzun ya?ad?.

Hikaye

Uranyumun kullan?m? ?ok eskilere dayan?r; M.?. 1. y?zy?l gibi erken bir tarihte, seramikleri renklendirmek i?in kullan?lan sar? s?r?n yap?m?nda do?al uranyum oksit kullan?lm??t?r.

Modern zamanlarda, uranyum ?al??malar? kademeli olarak - birka? a?amada ve s?rekli b?y?meyle - ger?ekle?ti. Her ?ey, bu elementin 1789 y?l?nda Sakson zift cevherinden (“uranyum zift”) ??kar?lan alt?n sar?s? “topra??” siyah metal benzeri bir maddeye (uranyum) indirgeyen Alman do?a filozofu ve kimyager Martin Heinrich Klaproth taraf?ndan ke?fedilmesiyle ba?lad?. oksit - UO2). Bu isim, o zamanlar bilinen en uzak gezegen olan Uran?s'?n onuruna verildi ve bu gezegen de 1781'de William Herschel taraf?ndan ke?fedildi. Bu noktada yeni elementin ara?t?r?lmas?ndaki ilk a?ama (Klaproth yeni bir metal ke?fetti?inden emindi) sona eriyor ve elli y?l? a?k?n bir ara geliyor.

1840 y?l?, uranyum ara?t?rma tarihinde yeni bir d?n?m noktas?n?n ba?lang?c? say?labilir. Bu y?ldan itibaren Fransa'dan gen? bir kimyager olan Eugene Melchior Peligo (1811-1890), metalik uranyum elde etme sorununu ele ald?; k?sa s?re sonra (1841) ba?ard? - UCl4'?n metalik potasyum ile indirgenmesiyle metalik uranyum elde edildi. Ayr?ca Klaproth'un ke?fetti?i uranyumun asl?nda sadece onun oksit oldu?unu kan?tlad?. Frans?z ayr?ca yeni elementin tahmini atom a??rl???n? da belirledi - 120. Daha sonra uranyumun ?zelliklerinin ara?t?r?lmas?nda yine uzun bir ara verildi.

Ancak 1874'te uranyumun do?as? hakk?nda yeni varsay?mlar ortaya ??kt?: Dmitry Ivanovich Mendeleev, kimyasal elementlerin d?nemselle?tirilmesiyle ilgili geli?tirdi?i teoriyi izleyerek, masas?nda uranyumu son h?creye yerle?tirerek yeni bir metal i?in yer buluyor. Ayr?ca Mendeleev, uranyumun daha ?nce varsay?lan atom a??rl???n?, bunda da hi?bir hata yapmadan iki kat?na ??kard? ve bu, 12 y?l sonra Alman kimyager Zimmermann'?n deneyleriyle do?ruland?.

1896'dan bu yana, uranyumun ?zelliklerini inceleme alan?ndaki ke?ifler birbiri ard?na "d??t?": yukar?da belirtilen y?lda, tamamen tesad?fen (potasyum uranil s?lfat kristallerinin fosforesans?n? incelerken), 43 ya??ndaki fizik?i Profes?r Antoine Henri Becquerel, daha sonra Marie Curie taraf?ndan radyoaktivite olarak yeniden adland?r?lan “Becquerel I??nlar?”n? a??yor. Ayn? y?l Henri Moissan (yine Fransa'dan bir kimyager) saf uranyum metali ?retmeye y?nelik bir y?ntem geli?tirir.

1899'da Ernest Rutherford, uranyum preparatlar?ndan kaynaklanan radyasyonun heterojenli?ini ke?fetti. ?ki t?r radyasyonun oldu?u ortaya ??kt? - ?zellikleri bak?m?ndan farkl? olan alfa ve beta ???nlar?: farkl? elektrik y?kleri ta??yorlar, maddede farkl? yol uzunluklar?na sahipler ve iyonla?ma yetenekleri de farkl?. Bir y?l sonra gama ???nlar? da Paul Villar taraf?ndan ke?fedildi.

Ernest Rutherford ve Frederick Soddy, uranyumun radyoaktivite teorisini ortakla?a geli?tirdiler. Bu teoriye dayanarak, 1907 y?l?nda Rutherford, radyoaktif uranyum ve toryum ?zerinde ?al???rken minerallerin ya??n? belirlemek i?in ilk deneyleri ger?ekle?tirdi. 1913'te F. Soddy izotop kavram?n? tan?tt? (eski Yunanca izo - "e?it", "?zde?" ve topos - "yer" kelimesinden). 1920'de ayn? bilim adam?, kayalar?n jeolojik ya??n? belirlemek i?in izotoplar?n kullan?labilece?ini ?ne s?rd?. Varsay?mlar?n?n do?ru oldu?u ortaya ??kt?: 1939'da Alfred Otto Karl Nier, ya?lar? hesaplamak i?in ilk denklemleri yaratt? ve izotoplar? ay?rmak i?in bir k?tle spektrometresi kulland?.

1934'te Enrico Fermi, 1932'de J. Chadwick taraf?ndan ke?fedilen par?ac?klar olan n?tronlarla kimyasal elementlerin bombard?man?na ili?kin bir dizi deney ger?ekle?tirdi. Bu operasyon sonucunda uranyumun i?inde daha ?nce bilinmeyen radyoaktif maddeler ortaya ??kt?. Fermi ve onun deneylerine kat?lan di?er bilim insanlar?, uranyum ?tesi elementleri ke?fettiklerini ?ne s?rd?ler. D?rt y?l boyunca, n?tron bombard?man?n?n ?r?nleri aras?nda uranyum ?tesi elementlerin tespit edilmesi i?in giri?imlerde bulunuldu. Her ?ey 1938'de Alman kimyagerler Otto Hahn ve Fritz Strassmann'?n, serbest bir n?tron yakalayarak, uranyum izotopu 235U'nun ?ekirde?inin b?l?nerek (bir uranyum ?ekirde?i ba??na) olduk?a b?y?k miktarda enerji a???a ??kard???n? tespit etmesiyle sona erdi. enerji par?alar? ve radyasyon. Alman kimyagerler daha fazla ilerlemeyi ba?aramad?lar. Lise Meitner ve Otto Frisch teorilerini kan?tlamay? ba?ard?lar. Bu ke?if, atom i?i enerjinin hem bar????l hem de askeri ama?larla kullan?lmas?n?n k?keniydi.

Do?ada olmak

Yer kabu?undaki (clarke) ortalama uranyum i?eri?i k?tlece %3?10-4't?r, bu da d?nyan?n ba??rsaklar?nda g?m??, c?va ve bizmuttan daha fazlas?n?n bulundu?u anlam?na gelir. Uranyum, yer kabu?unun granit tabakas? ve tortul kabu?u i?in karakteristik bir elementtir. Yani, bir ton granitte yakla??k 25 gram 92 numaral? element bulunur. Toplamda, D?nya'n?n nispeten ince, yirmi kilometrelik ?st katman?nda 1000 tondan fazla uranyum bulunur. Asidik magmatik kaya?larda %3,5?10-4, kil ve ?eyllerde %3,2?10-4, ?zellikle organik madde bak?m?ndan zenginle?tirilmi?, bazik kayalarda %5?10-5, mantodaki ultrabazik kayalarda %3?10-7 .

Uranyum, so?uk ve s?cak, n?tr ve alkali sularda basit ve kompleks iyonlar halinde, ?zellikle karbonat kompleksleri halinde kuvvetli bir ?ekilde g?? eder. Redoks reaksiyonlar?, uranyumun jeokimyas?nda ?nemli bir rol oynar, ??nk? uranyum bile?ikleri, kural olarak, oksitleyici bir ortama sahip sularda y?ksek oranda ??z?n?r ve indirgeyici bir ortama (hidrojen s?lf?r) sahip sularda az ??z?n?r.

Y?zden fazla uranyum mineral cevheri bilinmektedir; bunlar?n kimyasal bile?imi, k?keni ve uranyum konsantrasyonu bak?m?ndan farkl?l?k g?sterir; yaln?zca bir d?zine tanesi pratik a??dan ilgi ?ekicidir. Do?ada en b?y?k end?striyel ?neme sahip olan uranyumun ana temsilcileri, oksitler - uraninit ve ?e?itleri (zift ve uranyum siyah?) ile silikatlar - tabut, titanatlar - davidit ve brannerit olarak d???n?lebilir; sulu fosfatlar ve uranil arsenatlar - uranyum mikalar?.

Uraninit - UO2 a??rl?kl? olarak antik - Kambriyen ?ncesi kayalarda berrak kristal formlar halinde bulunur. Uraninit, torianit ThO2 ve ittroserianit (Y,Ce)O2 ile izomorfik seriler olu?turur. Ek olarak, t?m uraninitler uranyum ve toryumun radyojenik bozunma ?r?nlerini i?erir: K, Po, He, Ac, Pb, ayr?ca Ca ve Zn. Uraninitin kendisi, uranyumun karma??k niyobat-tantal-titanatlar? (kolumbit, piroklor, samarskit ve di?erleri), zirkon, monazit ile birlikte granit ve siyenit pegmatitlerin karakteristi?i olan y?ksek s?cakl?kta bir mineraldir. Uraninit ayr?ca hidrotermal, skarn ve tortul kaya?larda da bulunur. Kanada, Afrika, Amerika Birle?ik Devletleri, Fransa ve Avustralya'da b?y?k uraninit yataklar? bilinmektedir.

Volkanik ve hidrotermal bir mineral olan kriptokristalin kollomorfik agregatlar olu?turan, uranyum katran? veya re?ine harman? olarak da bilinen Pitchblende (U3O8), Paleozoyik ve daha gen? y?ksek ve orta s?cakl?k olu?umlar?nda temsil edilir. Pitchblend'in sabit uydular? s?lfitler, arsenitler, do?al bizmut, arsenik ve g?m??, karbonatlar ve di?er baz? elementlerdir. Bu cevherler uranyum a??s?ndan ?ok zengindir, ancak son derece nadirdirler ve genellikle radyumla birlikte bulunurlar, bu kolayca a??klanabilir: radyum, uranyumun izotopik bozunmas?n?n do?rudan bir ?r?n?d?r.

Uranyum siyahlar? (gev?ek toprak agregalar?) esas olarak hidrotermal s?lfit-uranyum ve tortul yataklar?n karakteristi?i olan gen? - Senozoik ve daha gen? olu?umlarda sunulur.

Uranyum ayr?ca, ?rne?in alt?n i?eren konglomeralardan %0,1'den az i?eren cevherlerden bir yan ?r?n olarak ??kar?l?r.

Uranyum cevherlerinin ana yataklar? ABD (Colorado, Kuzey ve G?ney Dakota), Kanada (Ontario ve Saskatchewan eyaletleri), G?ney Afrika (Witwatersrand), Fransa (Massif Central), Avustralya (Kuzey B?lgesi) ve di?er bir?ok ?lkede bulunmaktad?r. . Rusya'da ana uranyum cevheri b?lgesi Transbaikalia'd?r. Rus uranyumunun yakla??k %93'? Chita b?lgesindeki (Krasnokamensk ?ehri yak?n?nda) yataktan ??kar?l?yor.

Ba?vuru

Modern n?kleer enerji, 92 numaral? element ve ?zellikleri olmadan d???n?lemez. ?ok uzun zaman ?nce olmasa da - ilk n?kleer reakt?r?n lansman?ndan ?nce, uranyum cevherleri esas olarak onlardan radyum ??karmak i?in ??kar?ld?. Baz? boyalarda ve kataliz?rlerde az miktarda uranyum bile?i?i kullan?lm??t?r. Asl?nda uranyumun neredeyse hi?bir end?striyel ?nemi olmayan bir element oldu?u d???n?l?yordu ve uranyum izotoplar?n?n fisyon yetene?inin ke?fedilmesinden sonra durum ne kadar k?kten de?i?ti! Bu metal an?nda 1 numaral? stratejik hammadde stat?s?n? ald?.

G?n?m?zde uranyum metalinin ve bile?iklerinin ana uygulama alan? n?kleer reakt?rler i?in yak?tt?r. B?ylece, sabit n?kleer santral reakt?rlerinde, d???k zenginle?tirilmi? (do?al) bir uranyum izotop kar???m?, n?kleer santrallerde ve h?zl? n?tron reakt?rlerinde ise y?ksek oranda zenginle?tirilmi? uranyum kullan?l?r.

Uranyum izotopu 235U en yayg?n olarak kullan?l?r, ??nk? di?er uranyum izotoplar? i?in tipik olmayan, kendi kendini idame ettiren bir n?kleer zincir reaksiyonu m?mk?nd?r. Bu ?zelli?i sayesinde 235U, n?kleer silahlar?n yan? s?ra n?kleer reakt?rlerde de yak?t olarak kullan?l?yor. Ancak 235U izotopunun do?al uranyumdan ayr?lmas? karma??k ve pahal? bir teknolojik sorundur.

Uranyumun do?adaki en yayg?n izotopu olan 238U, y?ksek enerjili n?tronlarla bombard?man edildi?inde fisyona u?rayabilir. Bu izotopun bu ?zelli?i, termon?kleer silahlar?n g?c?n? artt?rmak i?in kullan?l?r - termon?kleer reaksiyonla ?retilen n?tronlar kullan?l?r. Ayr?ca 238U izotopundan pl?tonyum izotopu 239Pu elde ediliyor ve bu izotop n?kleer reakt?rlerde ve atom bombas?nda da kullan?labiliyor.

Son zamanlarda, toryumdan reakt?rlerde yapay olarak ?retilen uranyum izotopu 233U b?y?k bir kullan?m alan? bulmu?tur; bir n?kleer reakt?r?n n?tron ak???nda toryumun ???nlanmas?yla elde edilir:

23290Th + 10n -> 23390Th -(v–)-> 23391Pa –(v–)-> 23392U

233U b?l?nebilir termal n?tronlar; ayr?ca 233U'lu reakt?rlerde n?kleer yak?t?n geni?letilmi? yeniden ?retimi meydana gelebilir. Dolay?s?yla, bir toryum reakt?r?nde bir kilogram 233U yand???nda, i?inde 1,1 kg yeni 233U birikmelidir (n?tronlar?n toryum ?ekirdekleri taraf?ndan yakalanmas? sonucunda). Yak?n gelecekte termal n?tron reakt?rlerindeki uranyum-toryum d?ng?s?, h?zl? n?tron reakt?rlerinde n?kleer yak?t?n yeniden ?retilmesinde uranyum-pl?tonyum d?ng?s?n?n ana rakibi olacak. Bu n?klidi yak?t olarak kullanan reakt?rler halihaz?rda mevcuttur ve ?al??maktad?r (Hindistan'da KAM?N?). 233U ayn? zamanda gaz fazl? n?kleer roket motorlar? i?in de en umut verici yak?tt?r.

Uranyumun di?er yapay izotoplar? ?nemli bir rol oynamaz.

Do?al uranyumdan "gerekli" izotoplar 234U ve 235U ??kar?ld?ktan sonra, kalan hammaddeye (238U) "t?kenmi? uranyum" ad? verilir, esas olarak 234U'nun ondan ??kar?lmas? nedeniyle do?al uranyumun yar?s? kadar radyoaktiftir. Uranyumun ana kullan?m alan? enerji ?retimi oldu?undan, bu nedenle t?kenmi? uranyum, d???k kullan?ml? ve ekonomik de?eri d???k bir ?r?nd?r. Ancak d???k fiyat?, y?ksek yo?unlu?u ve son derece y?ksek yakalama kesiti nedeniyle radyasyondan korunma ve u?ak kontrol y?zeyleri gibi havac?l?k uygulamalar?nda balast olarak kullan?l?r. Ayr?ca seyreltilmi? uranyum, uzay ara?lar? ve yar?? yatlar?nda balast olarak kullan?l?yor; y?ksek h?zl? jiroskop rotorlar?nda, b?y?k volanlarda ve petrol kuyular?n?n sondaj?nda.

Bununla birlikte, seyreltilmi? uranyumun en ?nl? kullan?m? askeri uygulamalard?r; z?rh delici mermiler ve M-1 Abrams tank? gibi modern tank z?rhlar? i?in ?ekirdekler olarak.

Uranyumun daha az bilinen kullan?mlar? esas olarak bile?iklerini i?erir. Bu nedenle, k???k bir uranyum ilavesi cama g?zel bir sar?-ye?il floresan verir, baz? uranyum bile?ikleri ????a duyarl?d?r, bu nedenle uranil nitrat, negatifleri ve pozitif (foto?rafik bask?lar) kahverengiyi geli?tirmek i?in yayg?n olarak kullan?ld?.

Niyobyum karb?r ve zirkonyum karb?r ile ala??ml? 235U karb?r, n?kleer jet motorlar?nda yak?t olarak kullan?l?r. Demir ve t?kenmi? uranyum (238U) ala??mlar? g??l? manyetostriktif malzemeler olarak kullan?l?r. Sodyum uranat Na2U2O7, boyamada sar? bir pigment olarak kullan?ld?; daha ?nce uranyum bile?ikleri, porselen ?zerine boyama ve seramik s?rlar? ve emayeler i?in boya olarak kullan?l?yordu (oksidasyon derecesine ba?l? olarak sar?, kahverengi, ye?il ve siyah renklerde boyanm??t?). .

?retme

Uranyum, bir tak?m ?zelliklerde (olu?um ko?ullar?, “kontrast”, faydal? safs?zl?klar?n i?eri?i vb.) ?nemli ?l??de farkl?l?k g?steren uranyum cevherlerinden elde edilir; bunlar?n ba?l?calar? uranyum y?zdesidir. Bu kritere g?re be? tip cevher ay?rt edilir: ?ok zengin (%1'in ?zerinde uranyum i?erir); zengin (%1-0,5); ortalama (%0,5-0,25); s?radan (%0,25-0,1) ve zay?f (%0,1'den az). Ancak %0,01-0,015 oran?nda uranyum i?eren cevherlerden dahi bu metal yan ?r?n olarak ??kar?lmaktad?r.

Uranyum hammaddelerinin y?llar s?ren geli?imi boyunca, uranyumu cevherlerden ay?rmak i?in bir?ok y?ntem geli?tirilmi?tir. Bunun nedeni hem uranyumun baz? b?lgelerdeki stratejik ?nemi hem de do?al tezah?rlerinin ?e?itlili?idir. Bununla birlikte, t?m y?ntem ve hammadde ?e?itlili?ine ra?men, herhangi bir uranyum ?retimi ?? a?amadan olu?ur: uranyum cevherinin ?n konsantrasyonu; uranyumun li? edilmesi ve ??keltme, ekstraksiyon veya iyon de?i?imi yoluyla yeterince saf uranyum bile?iklerinin elde edilmesi. Daha sonra, elde edilen uranyumun amac?na ba?l? olarak ?r?n 235U izotopla zenginle?tirilir veya hemen elementel uranyuma indirgenir.

B?ylece cevher ba?lang??ta konsantre edilir - kaya ezilir ve suyla doldurulur. Bu durumda kar???m?n a??r elementleri daha h?zl? ??ker. Birincil uranyum minerallerini i?eren kayalarda ?ok a??r olduklar? i?in h?zl? ??kelme meydana gelir. ?kincil uranyum mineralleri i?eren cevherler konsantre edildi?inde, ikincil minerallerden ?ok daha a??r olan ancak ?ok yararl? elementler i?erebilen at?k kaya ??kelir.

Uranyum cevherleri, her zaman uranyuma e?lik eden radyumun g-radyasyonuna dayanan radyometrik ay?rman?n organik y?ntemi d???nda neredeyse hi?bir zaman zenginle?tirilmez.

Uranyum ?retiminde bir sonraki a?ama li? olup, b?ylece uranyumun ??zelti haline getirilmesidir. Temel olarak cevherler, uranyumun UO2SO4 veya kompleks anyonlar formunda asidik bir ??zeltiye ve 4-kompleks anyon formunda bir soda ??zeltisine aktar?lmas?yla s?lf?rik, bazen nitrik asitler veya soda ??zeltileri ??zeltileriyle li?lenir. S?lf?rik asit kullanan y?ntem daha ucuzdur ancak ham maddenin s?lf?rik asitte ??z?nmeyen d?rt de?erlik uranyum (uranyum katran?) i?ermesi durumunda her zaman uygulanabilir de?ildir. Bu gibi durumlarda alkali li? kullan?l?r veya d?rt de?erlik uranyum alt? de?erlikli bir duruma oksitlenir. ??z?nmesi i?in ?ok fazla asit gerektiren manyezit veya dolomit i?eren cevherlerin li?i s?ras?nda kostik soda (kostik soda) kullan?lmas? tavsiye edilir.

S?zme a?amas?ndan sonra, ??zelti sadece uranyumu de?il ayn? zamanda uranyum gibi ayn? organik ??z?c?lerle ekstrakte edilen, ayn? iyon de?i?tirme re?ineleri ?zerinde biriktirilen ve ayn? ko?ullar alt?nda ??ken di?er elementleri de i?erir. B?yle bir durumda uranyumun se?ici olarak izole edilmesi i?in istenmeyen elementin farkl? a?amalarda ortadan kald?r?lmas? amac?yla bir?ok redoks reaksiyonunun kullan?lmas? gerekir. ?yon de?i?tirme ve ekstraksiyon y?ntemlerinin avantajlar?ndan biri de uranyumun zay?f ??zeltilerden tamamen ??kar?lmas?d?r.

Yukar?daki t?m i?lemlerden sonra uranyum kat? duruma - oksitlerden birine veya UF4 tetraflor?re d?n??t?r?l?r. Bu t?r uranyum, b?y?k bir termal n?tron yakalama kesitine sahip safs?zl?klar i?erir - lityum, bor, kadmiyum ve nadir toprak metalleri. Nihai ?r?nde i?erikleri y?zde y?z binde ve milyonda birini ge?memelidir! Bunu yapmak i?in uranyum bu kez nitrik asitte tekrar ??z?l?r. Uranil nitrat UO2(NO3)2, tributil fosfat ve di?er baz? maddelerle ekstraksiyon s?ras?nda ilave olarak gerekli standartlara g?re safla?t?r?l?r. Bu madde daha sonra kristalle?tirilir (veya ??keltilir) ve dikkatlice kalsine edilir. Bu i?lem sonucunda hidrojen ile UO2'ye indirgenen uranyum trioksit UO3 olu?ur. 430 ila 600° C aras?ndaki s?cakl?klarda uranyum oksit, kuru hidrojen flor?r ile reaksiyona girer ve UF4 tetraflor?re d?n???r. Zaten bu bile?ikten uranyum metali genellikle kalsiyum veya magnezyum yard?m?yla s?radan indirgeme yoluyla elde edilir.

Fiziksel ?zellikler

Uranyum metali ?ok a??rd?r, demirden iki bu?uk kat, kur?undan bir bu?uk kat daha a??rd?r! Bu, D?nya'n?n ba??rsaklar?nda depolanan en a??r elementlerden biridir. Uranyum g?m??i beyaz rengi ve parlakl???yla ?eli?e benzer. Saf metal Plastiktir, yumu?akt?r, yo?unlu?u y?ksektir ancak ayn? zamanda i?lenmesi kolayd?r. Uranyum elektropozitiftir, k???k paramanyetik ?zelliklere sahiptir - oda s?cakl???nda spesifik manyetik duyarl?l?k 1,72·10 -6'd?r, Elektrik iletkenli?i d???k fakat reaktivitesi y?ksektir. Bu elementin ?? allotropik modifikasyonu vard?r: a, v ve g. a-formu a?a??daki parametrelere sahip bir ortorombik kristal kafesine sahiptir: a = 2,8538 ?, b = 5,8662 ?, c = 469557 ?. Bu form, oda s?cakl?klar?ndan 667,7° C'ye kadar olan s?cakl?k aral???nda stabildir. 25° C s?cakl?kta a-formundaki uranyumun yo?unlu?u 19,05 ± 0,2 g/cm3't?r. v-formu, 667,7° C ila 774,8° C s?cakl?k aral???nda stabil olan d?rtgen bir kristal kafese sahiptir. D?rtgen kafesin parametreleri: a = 10,759 ?, b = 5,656 ?. 774,8° C'den erime noktas?na (1132° C) kadar stabil, g?vde merkezli k?bik yap?ya sahip g-formu.

Uranyumun geri kazan?lmas? s?recinde her ?? faz da g?r?lebilir. Bunun i?in kalsiyum oksitle kapl? diki?siz ?elik boru olan ?zel bir aparat kullan?l?r; borunun ?eli?inin uranyum ile etkile?ime girmemesi i?in bu gereklidir. Cihaza bir uranyum tetraflor?r ve magnezyum (veya kalsiyum) kar???m? y?klenir ve ard?ndan 600 ° C'ye ?s?t?l?r. Bu s?cakl??a ula??ld???nda elektrikli ate?leyici a??l?r ve y?klenen kar???m?n tamamen eridi?i ekzotermik bir indirgeme reaksiyonu. S?v? uranyum (s?cakl?k 1132°C) a??rl??? nedeniyle tamamen dibe ??ker. Uranyumun cihaz?n taban?na tamamen birikmesinden sonra so?utma ba?lar, uranyum kristalle?ir, atomlar? kesin bir s?rayla d?zenlenir ve k?bik bir kafes olu?turur - bu g faz?d?r. Bir sonraki ge?i? 774°C'de meydana gelir; so?uyan metalin kristal kafesi, v faz?na kar??l?k gelen tetragonal hale gelir. K?l?enin s?cakl??? 668° C'ye d??t???nde, atomlar paralel katmanlar halinde dalgalar halinde d?zenlenmi? s?ralar?n? yeniden d?zenler - a faz?. Ayr?ca herhangi bir de?i?iklik meydana gelmez.

Uranyumun ana parametreleri her zaman a faz?na at?fta bulunur. Erime noktas? (erime) 1132° C, uranyumun kaynama noktas? (kaynama) 3818° C. Oda s?cakl???nda ?zg?l ?s? kapasitesi 27,67 kJ/(kg·K) veya 6,612 cal/(g·°С). 25°C s?cakl?kta elektriksel diren? yakla??k 3.10 -7 ohm·cm'dir ve 600°С'de halihaz?rda 5.5·10 -7 ohm·cm'dir. Uranyumun ?s?l iletkenli?i de s?cakl??a ba?l? olarak de?i?ir: 100-200 °C aral???nda 28,05 W/(m·K) veya 0,067 cal/(cm sn°C)'ye e?ittir ve 400 °C'ye ??kar?ld???nda 29,72 W/(m·K) 0,071 cal/(cm sec°C) kadar artar. Uranyumun s?periletkenli?i 0,68 K'dir. Ortalama Brinell sertli?i 19,6 - 21,6·10 2 Mn/m2 veya 200-220 kgf/mm2'dir.

92. elementin bir?ok mekanik ?zelli?i safl???na ve termal ve mekanik i?lem modlar?na ba?l?d?r. Yani d?kme uranyum i?in oda s?cakl???nda ?ekme mukavemeti 372-470 MN/m2 veya 38-48 kgf/mm2'dir, ortalama elastik mod?l ise 20,5·10-2 MN/m2 veya 20,9·10-3 kgf/mm2'dir. Uranyumun g?c? v- ve g-fazlar?ndan s?nd?r?ld?kten sonra artar.

Uranyumun bir n?tron ak?s? ile ???nlanmas?, metalik uranyumdan yap?lm?? su so?utmal? yak?t elemanlar? ile etkile?imi ve g??l? termal n?tron reakt?rlerinde di?er ?al??ma fakt?rleri - t?m bunlar uranyumun fiziksel ve mekanik ?zelliklerinde de?i?ikliklere yol a?ar: metal k?r?lgan hale gelir, s?r?n?r geli?ir ve metalik uranyumdan yap?lan ?r?nler deforme olur. Bu nedenle n?kleer reakt?rlerde ?rne?in molibdenli uranyum ala??mlar? kullan?l?r; b?yle bir ala??m suya dayan?kl?d?r, metali g??lendirir ve y?ksek s?cakl?kta k?bik kafesi korur.

Kimyasal ?zellikler

Kimyasal olarak uranyum ?ok aktif bir metaldir. Havada, y?zeyde yanard?ner bir UO2 dioksit filmi olu?turarak oksitlenir; bu, titanyum, zirkonyum ve di?er baz? metallerde oldu?u gibi metali daha fazla oksidasyondan korumaz. Uranyum, oksijenle birlikte UO2 dioksit, UO3 trioksit ve en ?nemlisi U3O8 olmak ?zere ?ok say?da ara oksit olu?turur; bu oksitlerin ?zellikleri UO2 ve UO3'e benzer. Toz halindeki uranyum piroforiktir ve hafif bir ?s?nmayla (150 °C ve ?zeri) tutu?abilir, yanmaya parlak bir alev e?lik eder ve sonu?ta U3O8 olu?ur. 500-600 °C s?cakl?kta, uranyum flor ile etkile?ime girerek suda ve asitlerde az ??z?nen ye?il, i?ne ?eklinde kristaller olu?turur - uranyum tetraflor?r UF4 ve ayr?ca UF6 - heksaflor?r (belirli bir s?cakl?kta erimeden s?blimle?en beyaz kristaller). s?cakl?k 56,4 °C). UF4, UF6, uranyum halojen?rler olu?turmak i?in uranyumun halojenlerle etkile?iminin ?rnekleridir. Uranyum kolayca k?k?rt ile birle?erek bir dizi bile?ik olu?turur; bunlar?n en ?nemlisi ABD n?kleer yak?t?d?r. Uranyum, 220 °C'de hidrojenle reaksiyona girerek kimyasal olarak ?ok aktif olan hidrit UH3'? olu?turur. Daha fazla ?s?t?ld???nda UH3, hidrojen ve toz halindeki uranyuma ayr???r. Azotla etkile?im daha y?ksek s?cakl?klarda (450 ila 700 °C ve atmosferik bas?n?ta) meydana gelir - nitr?r U4N7 elde edilir; ayn? s?cakl?klarda nitrojen bas?nc?n?n artt?r?lmas?yla UN, U2N3 ve UN2 elde edilebilir. Daha y?ksek s?cakl?klarda (750-800 °C) uranyum karbonla reaksiyona girerek UC monokarb?r, UC2 dikarbit ve ayr?ca U2C3'? olu?turur. Uranyum suyla reaksiyona girerek UO2 ve H2'yi olu?turur, so?uk suyla daha yava?, s?cak suyla ise daha aktiftir. Ayr?ca reaksiyon, 150 ila 250 °C aras?ndaki s?cakl?klarda su buhar? ile de meydana gelir. Bu metal, hidroklorik HC1 ve nitrik asitler HNO3'te, y?ksek konsantrasyonlu hidroflorik asitte daha az aktif olarak ??z?n?r ve s?lf?rik H2SO4 ve ortofosforik asitler H3PO4 ile yava? reaksiyona girer. Asitlerle reaksiyonlar?n ?r?nleri d?rt de?erlik uranyum tuzlar?d?r. Uranyum, inorganik asitlerden ve baz? metallerin (alt?n, platin, bak?r, g?m??, kalay ve c?va) tuzlar?ndan hidrojenin yerini alabilir. Uranyum alkalilerle etkile?ime girmez.

Bile?iklerde uranyum a?a??daki oksidasyon durumlar?n? sergileyebilir: +3, +4, +5, +6, bazen +2. U3+ do?ada bulunmaz ve yaln?zca laboratuvarda elde edilebilir. Be? de?erlikli uranyum bile?ikleri ?o?unlukla karars?zd?r ve olduk?a kolay bir ?ekilde en kararl? olan d?rt de?erlikli ve alt? de?erlikli uranyum bile?iklerine ayr???r. Alt? de?erlikli uranyum, tuzlar? sar? renkli olan ve su ve mineral asitlerde olduk?a ??z?n?r olan uranil iyonu UO22+'nin olu?umuyla karakterize edilir. Alt? de?erlikli uranyum bile?iklerinin bir ?rne?i, bir amfoterik oksit olan uranyum trioksit veya uranyum anhidrit UO3't?r (turuncu toz). Asitlerde ??z?nd???nde, ?rne?in uranyum uranyum klor?r UO2Cl2 gibi tuzlar olu?ur. Alkaliler uranil tuzlar?n?n ??zeltileri ?zerinde etkili oldu?unda, uranik asit H2UO4 - uranatlar ve diuranik asit H2U2O7 - diuranatlar?n tuzlar? elde edilir, ?rne?in sodyum uranat Na2UO4 ve sodyum diuranat Na2U2O7. D?rt de?erlikli uranyumun (uranyum tetraklor?r UCl4) tuzlar? ye?ildir ve daha az ??z?n?r. D?rt de?erlikli uranyum i?eren bile?ikler uzun s?re havaya maruz kald???nda genellikle karars?zd?r ve alt? de?erlikli olanlara d?n???r. Uranil klor?r gibi uranil tuzlar?, parlak ???k veya organik madde varl???nda ayr???r.

Makale, uranyum kimyasal elementinin ne zaman ke?fedildi?ini ve bu maddenin g?n?m?zde hangi end?strilerde kullan?ld???n? anlat?yor.

Uranyum enerji ve askeri end?strilerin kimyasal bir elementidir

?nsanlar her zaman y?ksek verimli enerji kaynaklar? bulmaya ?al??t?lar ve ideal olarak s?zde olan? yaratmaya ?al??t?lar, ne yaz?k ki, varl???n?n imkans?zl??? 19. y?zy?lda teorik olarak kan?tlanm?? ve hakl? ??kar?lm??t?, ancak bilim adamlar? hala bunu ger?ekle?tirme umutlar?n? kaybetmediler. ?ok uzun bir s?re boyunca b?y?k miktarda "temiz" enerji sa?layabilecek bir t?r cihaz?n hayali.

Bu k?smen uranyum gibi bir maddenin ke?fiyle ger?ekle?ti. Bu isimdeki kimyasal element, g?n?m?zde t?m ?ehirlere, denizalt?lara, kutup gemilerine vb. enerji sa?layan n?kleer reakt?rlerin geli?tirilmesinin temelini olu?turdu. Do?ru, enerjilerine "temiz" denemez, ancak son y?llarda bir?ok ?irket yayg?n sat?? i?in trityum bazl? kompakt "atomik piller" geli?tiriyor - hareketli par?alar? yok ve sa?l?k a??s?ndan g?venli.

Ancak bu yaz?m?zda uranyum ad? verilen kimyasal elementin ke?if tarihini ve ?ekirde?inin fisyon reaksiyonunu detayl? olarak inceleyece?iz.

Tan?m

Uranyum, periyodik tabloda atom numaras? 92 olan kimyasal bir elementtir. Atom k?tlesi 238.029'dur. U sembol? ile g?sterilir. Normal ?artlarda yo?un, g?m?? renginde a??r bir metaldir. Radyoaktivitesi hakk?nda konu?ursak, uranyumun kendisi zay?f radyoaktiviteye sahip bir elementtir. Ayn? zamanda tamamen kararl? izotoplar da i?ermez. Ve mevcut izotoplar?n en kararl? olan? uranyum-338'dir.

Bu elementin ne oldu?unu bulduk ve ?imdi onun ke?if tarihine bakaca??z.

Hikaye

Do?al uranyum oksit gibi bir madde eski ?a?lardan beri insanlar taraf?ndan bilinmektedir ve eski ustalar bunu, ?e?itli seramikleri, su ge?irmez kaplar? ve di?er ?r?nleri kaplamak ve bunlar?n dekorasyonlar?n? kaplamak i?in kullan?lan s?r yapmak i?in kullanm??lard?r.

Bu kimyasal elementin ke?fi tarihinde ?nemli bir tarih 1789'du. O zaman kimyager ve do?u?tan Alman Martin Klaproth ilk metalik uranyumu elde edebildi. Ve yeni element, ad?n? sekiz y?l ?nce ke?fedilen gezegenin onuruna ald?.

Neredeyse 50 y?l boyunca o d?nemde elde edilen uranyum saf metal olarak kabul edildi, ancak 1840 y?l?nda Frans?z kimyager Eugene-Melchior Peligo, Klaproth taraf?ndan elde edilen malzemenin uygun d?? i?aretlere ra?men metal olmad???n? kan?tlamay? ba?ard?. uranyum oksit hari? hepsi. K?sa bir s?re sonra ayn? Peligo, ?ok a??r gri bir metal olan ger?ek uranyumu ald?. O zaman uranyum gibi bir maddenin atom a??rl??? ilk kez belirlendi. Kimyasal element, 1874 y?l?nda Dmitri Mendeleev taraf?ndan ?nl? periyodik element tablosuna yerle?tirildi ve Mendeleev, maddenin atom a??rl???n? iki kat?na ??kard?. Ve sadece 12 y?l sonra hesaplamalar?nda yan?lmad??? deneysel olarak kan?tland?.

Radyoaktivite

Ancak bilimsel ?evrelerde bu elemente ger?ekten yayg?n ilgi, Becquerel'in uranyumun ara?t?rmac?n?n ad?n? ta??yan ???nlar yayd??? ger?e?ini ke?fetmesiyle 1896'da ba?lad? - Becquerel ???nlar?. Daha sonra bu alandaki en ?nl? bilim adamlar?ndan biri olan Marie Curie, bu olguyu radyoaktivite olarak adland?rd?.

Uranyum ara?t?rmalar?nda bir sonraki ?nemli tarih 1899 olarak kabul edilir: O zaman Rutherford, uranyum radyasyonunun homojen olmad???n? ve alfa ve beta ???nlar? olmak ?zere iki t?re ayr?ld???n? ke?fetti. Ve bir y?l sonra, Paul Villar (Villard), bug?n bildi?imiz ???nc? ve son tip radyoaktif radyasyonu ke?fetti - s?zde gama ???nlar?.

Yedi y?l sonra, 1906'da Rutherford, radyoaktivite teorisine dayanarak, amac? ?e?itli minerallerin ya??n? belirlemek olan ilk deneyleri ger?ekle?tirdi. Bu ?al??malar, di?er ?eylerin yan? s?ra, teori ve prati?in olu?mas?na da temel olu?turdu.

Uranyum n?kleer fisyonu

Ancak, muhtemelen, hem bar????l hem de askeri ama?larla yayg?n olarak uranyum madencili?i ve zenginle?tirilmesinin ba?lad??? en ?nemli ke?if, uranyum ?ekirdeklerinin b?l?nmesi s?recidir. Bu 1938'de oldu, ke?if Alman fizik?iler Otto Hahn ve Fritz Strassmann taraf?ndan ger?ekle?tirildi. Daha sonra bu teori birka? Alman fizik?inin ?al??malar?nda bilimsel olarak do?ruland?.

Ke?fettikleri mekanizman?n ?z? ?uydu: Uranyum-235 izotopunun ?ekirde?ini bir n?tronla ???nlarsan?z, serbest bir n?tron yakalad???n?zda fisyona ba?lar. Ve art?k hepimizin bildi?i gibi, bu s?rece devasa miktarda enerjinin sal?nmas? e?lik ediyor. Bu esas olarak radyasyonun kendisinin ve ?ekirde?in par?alar?n?n kinetik enerjisinden kaynaklan?r. Art?k uranyum ?ekirde?i fisyonunun nas?l ger?ekle?ti?ini biliyoruz.

Bu mekanizman?n ke?fi ve sonu?lar?, uranyumun hem bar????l hem de askeri ama?larla kullan?lmas?n?n ba?lang?? noktas?d?r.

Askeri ama?larla kullan?m? hakk?nda konu?ursak, ilk kez, bir uranyum ?ekirde?inin s?rekli fisyon reaksiyonu gibi bir s?re? i?in ko?ullar yaratman?n m?mk?n oldu?u teorisi (bir n?kleer bombay? patlatmak i?in ?ok b?y?k bir enerjiye ihtiya? duyuldu?undan) ortaya ??kt?. Sovyet fizik?ileri Zeldovich ve Khariton taraf?ndan kan?tland?. Ancak b?yle bir reaksiyonun olu?turulabilmesi i?in uranyumun zenginle?tirilmesi gerekir ??nk? normal durumunda gerekli ?zelliklere sahip de?ildir.

Bu elementin ge?mi?ine a?ina olduk, ?imdi nerede kullan?ld???n? bulal?m.

Uranyum izotoplar?n?n uygulamalar? ve ?e?itleri

Uranyumun zincirleme fisyon reaksiyonu gibi bir s?recin ke?fedilmesinden sonra fizik?iler bunun nerede kullan?labilece?i sorusuyla kar?? kar??ya kald?lar.

?u anda uranyum izotoplar?n?n kullan?ld??? iki ana alan bulunmaktad?r. Bunlar bar????l (veya enerji) sanayi ve ordudur. Hem birinci hem de ikinci, uranyum-235 izotopunun reaksiyonunu kullan?r, yaln?zca ??k?? g?c? farkl?d?r. Basit?e s?ylemek gerekirse, bir n?kleer reakt?rde, bu s?reci bir n?kleer bombay? patlatmak i?in gereken g??le yaratmaya ve s?rd?rmeye gerek yoktur.

B?ylece uranyum fisyon reaksiyonunu kullanan ana end?striler listelenmi?tir.

Ancak uranyum-235 izotopunu elde etmek son derece karma??k ve maliyetli bir teknolojik g?revdir ve her devletin zenginle?tirme fabrikalar? kurmaya g?c? yetmez. ?rne?in, uranyum 235 izotop i?eri?inin% 3-5 olaca?? yirmi ton uranyum yak?t? elde etmek i?in, 153 tondan fazla do?al "ham" uranyumun zenginle?tirilmesi gerekecektir.

Uranyum-238 izotopu esas olarak n?kleer silahlar?n tasar?m?nda g??lerini art?rmak i?in kullan?l?r. Ayr?ca, beta bozunmas? s?reciyle birlikte bir n?tron yakalad???nda, bu izotop sonunda ?o?u modern n?kleer reakt?r i?in ortak bir yak?t olan pl?tonyum-239'a d?n??ebilir.

Bu t?r reakt?rlerin t?m dezavantajlar?na ra?men (y?ksek maliyet, bak?m zorlu?u, kaza riski), i?letmeleri ?ok h?zl? bir ?ekilde kendini amorti ediyor ve klasik termik veya hidroelektrik santrallerle k?yaslanamayacak kadar fazla enerji ?retiyorlar.

Tepki ayn? zamanda n?kleer kitle imha silahlar?n?n yarat?lmas?n? da m?mk?n k?ld?. Muazzam g?c?, g?receli kompaktl??? ve geni? arazileri insan yerle?imi i?in uygun olmayan hale getirebilmesiyle ?ne ??k?yor. Do?ru, modern atom silahlar? uranyum de?il pl?tonyum kullan?yor.

Seyreltilmi? uranyum

Ayr?ca t?kenmi? ad? verilen bir t?r uranyum da vard?r. ?ok d???k d?zeyde radyoaktiviteye sahiptir, bu da insanlar i?in tehlikeli olmad??? anlam?na gelir. Yine askeri alanda kullan?l?yor, ?rne?in Amerikan Abrams tank?n?n z?rh?na ek g?? kazand?rmak i?in ekleniyor. Ek olarak, neredeyse t?m y?ksek teknolojili ordularda ?e?itli olanlar? bulabilirsiniz. Y?ksek k?tlelerine ek olarak, ?ok ilgin? bir ?zellikleri daha vard?r - bir merminin yok edilmesinden sonra par?alar? ve metal tozu kendili?inden tutu?ur. Ve bu arada, b?yle bir mermi ilk kez II. D?nya Sava?? s?ras?nda kullan?ld?. G?rd???m?z gibi uranyum, insan faaliyetinin ?ok ?e?itli alanlar?nda uygulama bulmu? bir elementtir.

??z?m

Bilim adamlar?n?n tahminlerine g?re, 2030 y?l? civar?nda t?m b?y?k uranyum yataklar? tamamen t?kenecek, ard?ndan ula??lmas? zor katmanlar?n geli?imi ba?layacak ve fiyatlar artacak. Bu arada, kendisi de insanlara kesinlikle zarars?zd?r - baz? madenciler nesiller boyunca onun ??kar?lmas? ?zerinde ?al??maktad?r. Art?k bu kimyasal elementin ke?finin tarihini ve ?ekirdeklerinin fisyon reaksiyonunun nas?l kullan?ld???n? anl?yoruz.

Bu arada, ilgin? bir ger?ek biliniyor - uranyum bile?ikleri uzun s?re porselen ve cam boyas? olarak kullan?ld? (1950'lere kadar s?zde).

Son y?llarda n?kleer enerji konusu giderek daha ?nemli hale geldi. N?kleer enerji ?retmek i?in uranyum gibi bir malzemenin kullan?lmas? yayg?nd?r. Aktinit ailesine ait kimyasal bir elementtir.

Bu elementin kimyasal aktivitesi, serbest formda bulunmad???n? belirler. ?retimi i?in uranyum cevherleri ad? verilen mineral olu?umlar? kullan?l?r. Bu kimyasal elementin ??kar?lmas?n?n ekonomik olarak rasyonel ve karl? olarak de?erlendirilmesine olanak tan?yan miktarda yak?t? yo?unla?t?r?yorlar. ?u anda gezegenimizin ba??rsaklar?nda bu metalin i?eri?i alt?n rezervlerini a??yor. 1000 kez(santimetre. ). Genel olarak bu kimyasal elementin toprakta, su ortam?nda ve kayalarda birikintilerinin 200.000'den fazla oldu?u tahmin edilmektedir. 5 milyon ton.

Serbest durumda uranyum, 3 allotropik modifikasyonla karakterize edilen gri-beyaz bir metaldir: e?kenar d?rtgen kristal, d?rtgen ve v?cut merkezli k?bik kafesler. Bu kimyasal elementin kaynama noktas? 4200°C.

Uranyum kimyasal olarak aktif bir maddedir. Havada bu element yava? yava? oksitlenir, asitlerde kolayca ??z?n?r, suyla reaksiyona girer, ancak alkalilerle etkile?ime girmez.

Rusya'daki uranyum cevherleri genellikle ?e?itli kriterlere g?re s?n?fland?r?lmaktad?r. ?o?u zaman e?itim a??s?ndan farkl?l?k g?sterirler. Evet var endojen, ekzojen ve metamorfojenik cevherler. ?lk durumda y?ksek s?cakl?k, nem ve pegmatit erimelerinin etkisi alt?nda olu?an mineral olu?umlar?d?r. D??sal uranyum mineral olu?umlar? y?zey ko?ullar?nda meydana gelir. Do?rudan d?nyan?n y?zeyinde olu?abilirler. Bu, yeralt? suyunun dola??m? ve ??keltilerin birikmesi nedeniyle olu?ur. Metamorfojenik mineral olu?umlar?, ba?lang??ta da??lm?? uranyumun yeniden da??t?m?n?n bir sonucu olarak ortaya ??kar.

Uranyum i?eri?inin d?zeyine g?re bu do?al olu?umlar ?unlar olabilir:

• s?per zengin (%0,3'?n ?zerinde);
• zengin (%0,1 ila 0,3);
• ?zel ki?iler (%0,05'ten %0,1'e);
• zay?f (%0,03'ten %0,05'e);
• bilan?o d??? (%0,01'den %0,03'e).

Uranyumun modern kullan?mlar?

G?n?m?zde uranyum ?o?unlukla roket motorlar? ve n?kleer reakt?rlerde yak?t olarak kullan?l?yor. Bu malzemenin ?zellikleri dikkate al?nd???nda n?kleer silah?n g?c?n?n artt?r?lmas? da ama?lan?yor. Bu kimyasal element ayn? zamanda resimde de uygulamas?n? bulmu?tur. Sar?, ye?il, kahverengi ve siyah pigmentler olarak aktif olarak kullan?lmaktad?r. Uranyum ayr?ca z?rh delici mermiler i?in ?ekirdek yap?m?nda da kullan?l?yor.

Rusya'da uranyum cevheri madencili?i: bunun i?in neye ihtiya? var?

Radyoaktif cevherlerin ??kar?lmas? ?? ana teknoloji kullan?larak ger?ekle?tirilir. Cevher yataklar? m?mk?n oldu?unca yery?z?ne yak?n yo?unla?m??sa, bunlar?n ??kar?lmas? i?in a??k ocak teknolojisinin kullan?lmas? gelenekseldir. Bu, b?y?k ?ukurlar kazan ve ortaya ??kan mineralleri damperli kamyonlara y?kleyen buldozerlerin ve ekskavat?rlerin kullan?m?n? i?erir. Daha sonra i?leme kompleksine g?nderilir.

Bu mineral olu?umu derinde yer ald???nda, 2 kilometre derinli?e kadar maden olu?turmay? i?eren yeralt? madencilik teknolojisinin kullan?lmas? gelenekseldir. ???nc? teknoloji ?ncekilerden ?nemli ?l??de farkl?d?r. Uranyum yataklar?n? geli?tirmek i?in yer alt? li?i, s?lf?rik asidin yataklara pompaland??? kuyular?n a??lmas?n? i?erir. Daha sonra, elde edilen ??zeltinin d?nya y?zeyine pompalanmas? i?in gerekli olan ba?ka bir kuyu a??l?r. Daha sonra bu metalin tuzlar?n?n ?zel bir re?ine ?zerinde toplanmas?n? sa?layan bir sorpsiyon s?recinden ge?er. SPV teknolojisinin son a?amas? re?inenin s?lf?rik asitle d?ng?sel olarak i?lenmesidir. Bu teknoloji sayesinde bu metalin konsantrasyonu maksimum seviyeye ula??r.

Rusya'daki uranyum cevheri yataklar?

Rusya, uranyum cevheri madencili?inde d?nya liderlerinden biri olarak kabul ediliyor. Ge?ti?imiz birka? on y?lda, Rusya bu g?stergede s?rekli olarak ilk 7 lider ?lke aras?nda yer ald?.

Bu do?al mineral olu?umlar?n?n en b?y?k yataklar? ?unlard?r:

D?nyan?n en b?y?k uranyum madencili?i yataklar? - ?nde gelen ?lkeler

Avustralya, uranyum madencili?inde d?nya lideri olarak kabul ediliyor. T?m d?nya rezervlerinin %30'undan fazlas? bu eyalette yo?unla?m??t?r. Avustralya'n?n en b?y?k yataklar? Olimpiyat Baraj?, Beverly, Ranger ve Honemoon'dur.

Avustralya'n?n ana rakibi, d?nya yak?t rezervlerinin neredeyse %12'sini bar?nd?ran Kazakistan'd?r. Kanada ve G?ney Afrika, d?nya uranyum rezervlerinin %11'ini, Namibya'da %8'ini, Brezilya'da ise %7'sini bar?nd?rmaktad?r. Rusya %5 ile ilk yediyi kapatt?. Liderler listesinde Namibya, Ukrayna ve ?in gibi ?lkeler de yer al?yor.

D?nyan?n en b?y?k uranyum yataklar?:

Rusya'da uranyum cevheri rezervleri ve ?retim hacimleri

?lkemizde ke?fedilen uranyum rezervinin 400 bin tonun ?zerinde oldu?u tahmin edilmektedir. Ayn? zamanda ?ng?r?len kaynak miktar? da 830 bin tonun ?zerindedir. 2017 y?l? itibar?yla Rusya'da 16 uranyum yata?? bulunmaktad?r. ?stelik bunlar?n 15'i Transbaikalia'da yo?unla??yor. Uranyum cevherinin ana yata??n?n Streltsovskoe cevher sahas? oldu?u d???n?lmektedir. Yurt i?i yataklar?n ?o?unda ?retim ?aft y?ntemi kullan?larak ger?ekle?tirilmektedir.

• Uranyum 18. y?zy?lda ke?fedildi. 1789 y?l?nda Alman bilim adam? Martin Klaproth cevherden metal benzeri uranyum ?retmeyi ba?ard?. ?lgin? bir ?ekilde bu bilim adam? ayn? zamanda titanyum ve zirkonyumun da ka?ifidir.
• Uranyum bile?ikleri foto?raf??l?k alan?nda aktif olarak kullan?lmaktad?r. Bu ??e pozitifleri renklendirmek ve negatifleri geli?tirmek i?in kullan?l?r.
• Uranyum ile di?er kimyasal elementler aras?ndaki temel fark, do?al radyoaktivitesidir. Uranyum atomlar? zamanla ba??ms?z olarak de?i?me e?ilimindedir. Ayn? zamanda insan g?z?n?n g?remeyece?i ???nlar yayarlar. Bu ???nlar 3 t?re ayr?l?r - gama, beta ve alfa radyasyonu (bkz.).