Uran Quyosh tizimidagi ettinchi sayyora va uchinchi gaz gigantidir. Sayyora eng kattaligi bo'yicha uchinchi va massasi bo'yicha to'rtinchi o'rinda turadi va o'z nomini Rim xudosi Saturnning otasi sharafiga oldi.

Aynan Uran zamonaviy tarixda kashf etilgan birinchi sayyora bo'lish sharafiga muyassar bo'ldi. Biroq, aslida, uning sayyora sifatidagi dastlabki kashfiyoti aslida sodir bo'lmadi. 1781 yilda astronom Uilyam Gerschel Egizaklar turkumidagi yulduzlarni kuzatayotganda, u birinchi marta kometalar toifasida qayd etgan va Angliya Qirollik ilmiy jamiyatiga xabar bergan disk shaklidagi ob'ektga e'tibor berdi. Biroq, keyinchalik Gerschelning o'zi, ob'ektning orbitasi kometalarda bo'lgani kabi, elliptik emas, balki amalda dumaloq bo'lib chiqqanidan hayratda qoldi. Va bu kuzatuv boshqa astronomlar tomonidan tasdiqlanganidan keyingina, Gerschel u haqiqatan ham kometa emas, balki sayyorani kashf etgan degan xulosaga keldi va kashfiyot nihoyat keng e'tirofga sazovor bo'ldi.

Topilgan ob'ekt sayyora ekanligi haqidagi ma'lumotlarni tasdiqlaganidan so'ng, Gerschel g'ayrioddiy imtiyozga ega bo'ldi - unga o'z nomini berish. Astronom hech ikkilanmasdan Angliya qiroli Jorj III nomini tanladi va sayyoraga Georgium Sidus, ya’ni “Jorj yulduzi” deb nom berdi. Biroq, bu nom hech qachon ilmiy tan olinmagan va olimlar, asosan, Quyosh tizimidagi sayyoralar nomidan ma'lum bir an'anaga rioya qilish, ya'ni ularni qadimgi Rim xudolari sharafiga nomlash yaxshiroq degan xulosaga keldi. Uran o'zining zamonaviy nomini shunday oldi.

Hozirda Uran haqida ma'lumot to'plash imkoniga ega bo'lgan yagona sayyoraviy missiya bu Voyager 2.

1986 yilda bo'lib o'tgan ushbu uchrashuv olimlarga sayyora haqida juda katta hajmdagi ma'lumotlarni olish va ko'plab kashfiyotlar qilish imkonini berdi. Kosmik kema Uran, uning yo'ldoshlari va halqalarining minglab fotosuratlarini uzatdi. Sayyoraning ko'plab fotosuratlari yerdagi teleskoplardan ham kuzatilishi mumkin bo'lgan ko'k-yashil rangni ko'rsatgan bo'lsa-da, boshqa suratlar ilgari noma'lum o'nta sun'iy yo'ldosh va ikkita yangi halqa mavjudligini ko'rsatdi. Yaqin kelajakda Uranga yangi missiyalar rejalashtirilmagan.

Uranning to'q ko'k rangi tufayli sayyoraning atmosfera modelini yaratish bir xil yoki hatto modellarga qaraganda ancha qiyinroq bo'lib chiqdi. Yaxshiyamki, Hubble kosmik teleskopidan olingan suratlar kengroq tasvirni taqdim etdi. Ko'proq zamonaviy teleskop tasvirlash texnologiyalari Voyager 2 ga qaraganda ancha batafsil tasvirlarni olish imkonini berdi. Shunday qilib, Hubble fotosuratlari tufayli boshqa gaz gigantlarida bo'lgani kabi Uranda ham kenglik chiziqlari mavjudligini aniqlash mumkin edi. Bundan tashqari, sayyoradagi shamol tezligi soatiga 576 km dan oshishi mumkin.

Monoton atmosferaning paydo bo'lishining sababi uning eng yuqori qatlamining tarkibi deb ishoniladi. Ko'rinadigan bulut qatlamlari birinchi navbatda metandan iborat bo'lib, bu kuzatilgan qizil to'lqin uzunliklarini o'zlashtiradi. Shunday qilib, aks ettirilgan to'lqinlar ko'k va yashil rangda ifodalanadi.

Ushbu tashqi metan qatlami ostida atmosfera taxminan 83% vodorod (H2) va 15% geliydan iborat bo'lib, bir oz metan va asetilen mavjud. Ushbu kompozitsiya quyosh tizimining boshqa gaz gigantlariga o'xshaydi. Biroq, Uran atmosferasi boshqa jihatdan keskin farq qiladi. Yupiter va Saturn atmosferasi asosan gazsimon bo'lsa-da, Uran atmosferasida ko'proq muz mavjud. Buning dalili sirtdagi juda past haroratdir. Uran atmosferasining harorati -224 ° C ga yetishini hisobga olsak, uni quyosh tizimidagi atmosferalarning eng sovuqi deb atash mumkin. Bundan tashqari, mavjud ma'lumotlar shuni ko'rsatadiki, bunday juda past haroratlar Uranning deyarli butun yuzasida, hatto Quyosh tomonidan yoritilmagan tomonda ham mavjud.

Uran, sayyora olimlarining fikriga ko'ra, ikki qatlamdan iborat: yadro va mantiya. Hozirgi modellar shuni ko'rsatadiki, yadro asosan tosh va muzdan iborat bo'lib, uning massasi taxminan 55 baravar ko'p. Sayyora mantiyasining og'irligi 8,01 x 10 dan 24 kg gacha yoki taxminan 13,4 Yer massasiga teng. Bundan tashqari, mantiya suv, ammiak va boshqa uchuvchi elementlardan iborat. Uran va Yupiter va Saturn mantiyasi o'rtasidagi asosiy farq shundaki, u so'zning an'anaviy ma'nosida bo'lmasa-da, muzli. Gap shundaki, muz juda issiq va qalin, mantiya qalinligi esa 5,111 km.

Uranning tarkibidagi eng hayratlanarli tomoni va uni yulduz sistemamizdagi boshqa gaz gigantlaridan ajratib turadigan narsa shundaki, u Quyoshdan oladigan energiyadan ko'proq energiya chiqarmaydi. Hatto Uranga juda yaqin bo'lgan u Quyoshdan oladigan issiqlikdan taxminan 2,6 baravar ko'proq issiqlik ishlab chiqarishini hisobga olsak, bugungi kunda olimlar Uran tomonidan ishlab chiqarilgan energiyaning bunday zaif kuchiga juda qiziqishmoqda. Hozirgi vaqtda bu hodisa uchun ikkita tushuntirish mavjud. Birinchisi, Uranga o'tmishda katta kosmik ob'ekt ta'sirida bo'lganligini ko'rsatadi, bu esa sayyoraning ichki issiqligining katta qismini (shakllanish jarayonida olingan) koinotga yo'qotishiga olib keldi. Ikkinchi nazariyaga ko'ra, sayyora ichida sayyoraning ichki issiqligining sirtga chiqishiga yo'l qo'ymaydigan to'siq mavjud.

Uranning orbitasi va aylanishi

Uranning kashf etilishi olimlarga ma'lum bo'lgan quyosh tizimining radiusini deyarli ikki baravar kengaytirishga imkon berdi. Bu shuni anglatadiki, Uranning o'rtacha orbitasi 9 km quvvatga taxminan 2,87 x 10. Bunday katta masofaning sababi quyosh radiatsiyasining Quyoshdan sayyoraga o'tish davomiyligidir. Quyosh nuri Uranga yetib borishi uchun taxminan ikki soatu qirq daqiqa vaqt ketadi, bu quyosh nuri Yerga yetib borishidan deyarli yigirma baravar uzoqroqdir. Katta masofa Uranda yil uzunligiga ham ta'sir qiladi, u deyarli 84 Yer yili davom etadi.

Uranning orbital ekssentrikligi 0,0473 ni tashkil qiladi, bu Yupiternikidan bir oz kamroq - 0,0484. Bu omil Uranni dumaloq orbita bo'yicha Quyosh tizimidagi barcha sayyoralarning to'rtinchisi qiladi. Uran orbitasining bunday kichik ekssentrikligining sababi uning 2,74 x 10 perigelining 9 km kuchiga va 3,01 x 109 km afeliyasining 8 km kuchiga atigi 2,71 x 10 ga teng bo'lgan farqidir.

Uranning aylanish jarayonidagi eng qiziqarli moment - bu o'qning holati. Gap shundaki, Urandan tashqari har bir sayyora uchun aylanish o'qi ularning orbital tekisligiga taxminan perpendikulyar, ammo Uranning o'qi deyarli 98 ° ga egilgan, bu Uranning o'z tomonida aylanishini anglatadi. Sayyora o'qining bu pozitsiyasining natijasi shundaki, Uranning shimoliy qutbi sayyora yilining yarmida Quyoshda, ikkinchi yarmi esa sayyoramizning janubiy qutbiga to'g'ri keladi. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, Uranning bir yarim sharida kunduzi 42 Yer yiliga to'g'ri keladi, ikkinchi yarim sharda esa tungi vaqt bir xil davom etadi. Uranning "tomoniga o'girilishi" sababini olimlar yana ulkan kosmik jism bilan to'qnashuv deb atashadi.

Saturn halqalari uzoq vaqt davomida bizning quyosh sistemamizdagi halqalardan eng mashhuri bo'lganligini hisobga olsak, Uran halqalarini 1977 yilgacha aniqlab bo'lmaydi. Biroq, sabab nafaqat bu, balki bunday kech kashfiyotning yana ikkita sababi bor: sayyoraning Yerdan uzoqligi va halqalarning o'zlarini past aks ettirish. 1986 yilda Voyajer 2 kosmik kemasi sayyorada o'sha paytda ma'lum bo'lganlardan tashqari yana ikkita halqa borligini aniqlashga muvaffaq bo'ldi. 2005 yilda Hubble kosmik teleskopi yana ikkitasini aniqladi. Bugungi kunga qadar sayyora olimlari Uranning 13 ta halqasini bilishadi, ulardan eng yorqini Epsilon halqasidir.

Uran halqalari Saturn halqalaridan deyarli hamma narsada - zarrachalar hajmidan tortib tarkibigacha farq qiladi. Birinchidan, Saturn halqalarini tashkil etuvchi zarralar kichik, diametri bir necha metrdan sal ko'proq, Uran halqalarida diametri yigirma metrgacha bo'lgan ko'plab jismlar mavjud. Ikkinchidan, Saturn halqalarining zarralari asosan muzdan iborat. Biroq, Uran halqalari ham muzdan, ham muhim chang va qoldiqlardan iborat.

Uilyam Gerschel Uranni faqat 1781 yilda kashf etgan, chunki sayyora juda xira bo'lib, qadimgi tsivilizatsiya vakillari tomonidan ko'rinmaydi. Gerschelning o'zi dastlab Uranning kometa ekanligiga ishongan, ammo keyinchalik o'z fikrini qayta ko'rib chiqdi va fan ob'ektning sayyoraviy holatini tasdiqladi. Shunday qilib, Uran zamonaviy tarixda kashf etilgan birinchi sayyora bo'ldi. Gerschel tomonidan taklif qilingan asl nom "Jorj yulduzi" edi - qirol Jorj III sharafiga, ammo ilmiy jamoatchilik buni qabul qilmadi. "Uran" nomi astronom Iogann Bode tomonidan qadimgi Rim xudosi Uran sharafiga taklif qilingan.
Uran o'z o'qi atrofida har 17 soat 14 daqiqada bir marta aylanadi. Xuddi shunday, sayyora ham Yer va boshqa oltita sayyora yo'nalishiga qarama-qarshi bo'lgan retrograd yo'nalishda aylanadi.
Uran o'qining g'ayrioddiy egilishi boshqa kosmik jism bilan ulkan to'qnashuvga olib kelishi mumkin, deb ishoniladi. Nazariyaga ko‘ra, o‘lchami Yer bilan teng bo‘lgan sayyora o‘z o‘qini deyarli 90 darajaga siljitgan Uran bilan keskin to‘qnashgan.
Uranda shamol tezligi soatiga 900 km gacha yetishi mumkin.
Uranning massasi Yernikidan taxminan 14,5 baravar katta, bu bizning Quyosh sistemamizdagi to'rtta gaz gigantining eng engili hisoblanadi.
Uran ko'pincha "muz giganti" deb ataladi. Yuqori qatlamdagi vodorod va geliydan tashqari (boshqa gaz gigantlari kabi) Uran ham temir yadrosini o'rab turgan muzli mantiyaga ega. Yuqori atmosfera ammiak va muzli metan kristallaridan iborat bo'lib, Uranga o'ziga xos och ko'k rang beradi.
Uran Quyosh sistemasida Saturndan keyin ikkinchi eng kam zichlikdagi sayyoradir.

TA’RIF

Uran davriy tizimning to'qson ikkinchi elementi. Belgilanishi - lotincha "uran" dan U. Ettinchi davrda joylashgan, IIIB guruhi. Metalllarga ishora qiladi. Yadro zaryadi 92 ga teng.

Uran kumushsimon metall, sirti yaltiroq (1-rasm). Og'ir. Egiluvchan, moslashuvchan va yumshoq. Paramagnetlarning xususiyatlari o'ziga xosdir. Uran uchta modifikatsiyaning mavjudligi bilan tavsiflanadi: a-uran (rombik tizim), b-uran (tetragonal tizim) va g-uran (kub tizim), ularning har biri ma'lum bir harorat oralig'ida mavjud.

Guruch. 1. Uran. Tashqi ko'rinish.

Uranning atom va molekulyar og'irligi

Moddaning nisbiy molekulyar og'irligi(M r) - berilgan molekulaning massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan necha marta katta ekanligini ko'rsatadigan raqam va elementning nisbiy atom massasi(A r) - kimyoviy element atomlarining o'rtacha massasi uglerod atomi massasining 1/12 qismidan necha marta katta.

Uran erkin holatda monotomik U molekulalari shaklida mavjud bo'lganligi sababli, uning atom va molekulyar massalarining qiymatlari bir xil. Ular 238.0289 ga teng.

Uranning izotoplari

Ma'lumki, uran barqaror izotoplarga ega emas, lekin tabiiy uran radioaktiv bo'lgan o'sha 238 U (99,27%), 235 U va 234 U izotoplari aralashmasidan iborat.

Uranning massa raqamlari 217 dan 242 gacha bo'lgan beqaror izotoplari mavjud.

uran ionlari

Uran atomining tashqi energiya darajasida valentlik bo'lgan uchta elektron mavjud:

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.

Kimyoviy o'zaro ta'sir natijasida uran valentlik elektronlarini beradi, ya'ni. ularning donoridir va musbat zaryadlangan ionga aylanadi:

U 0 -3e -> U 3+.

Uranning molekulasi va atomi

Erkin holatda uran monoatomik molekulalar U shaklida mavjud. Uran atomi va molekulasini tavsiflovchi ba'zi xususiyatlar:

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

2-MISA

Uran (U) - atom raqami 92 va atom og'irligi 238,029 bo'lgan element. Bu Dmitriy Ivanovich Mendeleev davriy tizimining III guruhining radioaktiv kimyoviy elementi, aktinidlar oilasiga kiradi. Uran juda og?ir (temirdan 2,5 marta og?irroq, qo?rg?oshindan 1,5 marta og?irroq), kumushsimon oq yaltiroq metalldir. Sof shaklda u po'latdan biroz yumshoqroq, egiluvchan, moslashuvchan va ozgina paramagnit xususiyatlarga ega.

Tabiiy uran uchta izotop aralashmasidan iborat: 238U (99,274%), yarim yemirilish davri 4,51?109 yil; 235U (0,702%) yarim yemirilish davri 7,13?108 yil; 234U (0,006%) yarim yemirilish davri 2,48?105 yil. Oxirgi izotop birlamchi emas, balki radiogendir; u 238U radioaktiv seriyasining bir qismidir. 238U va 235U uran izotoplari ikkita radioaktiv seriyaning ajdodlari hisoblanadi. Ushbu seriyalarning yakuniy elementlari 206Pb va 207Pb qo'rg'oshin izotoplaridir.

Hozirgi vaqtda uranning massa raqamlari 217 dan 242 gacha bo'lgan 23 ta sun'iy radioaktiv izotoplari ma'lum bo'lib, ular orasida yarimparchalanish davri 1,62?105 yil bo'lgan 233U eng uzoq umr ko'rgani hisoblanadi. U termal neytronlar ta'sirida bo'linishga qodir bo'lgan toriyning neytron nurlanishi natijasida olinadi.

Uran 1789 yilda nemis kimyogari Martin Geynrix Klaprot tomonidan mineral pitchblend bilan o'tkazgan tajribalari natijasida kashf etilgan. Yangi elementning nomi Uilyam Gerschel tomonidan yaqinda kashf etilgan (1781) Uran sayyorasi sharafiga berilgan. Keyingi yarim asr davomida Klaproth tomonidan olingan modda metall hisoblangan, ammo 1841 yilda bu nemis kimyogari tomonidan olingan uranning (UO2) oksidli tabiatini isbotlagan frantsuz kimyogari Eugene Melchior Peligot tomonidan rad etilgan. Peligoning o'zi UCl4 ni metall kaliy bilan kamaytirish orqali metall uran olishga, shuningdek, yangi elementning atom og'irligini aniqlashga muvaffaq bo'ldi. Uran va uning xossalari haqidagi bilimlarni rivojlantirishda navbatdagisi D.I.Mendeleyev bo?ldi - 1874-yilda u kimyoviy elementlarning davriyligi haqidagi nazariyasiga asoslanib, uranni o?z stolining eng olis katagiga joylashtirdi. Peligo tomonidan ilgari aniqlangan uranning atom og'irligi (120) rus kimyogari tomonidan ikki baravar oshirilgan, bunday taxminlarning to'g'riligi o'n ikki yildan keyin nemis kimyogari Zimmermannning tajribalari bilan tasdiqlangan.

Ko'p o'n yillar davomida uran faqat kimyogarlar va tabiatshunoslarning tor doirasiga qiziqish uyg'otdi, undan foydalanish ham cheklangan edi - shisha va bo'yoqlar ishlab chiqarish. Faqatgina ushbu metalning radioaktivligi kashf etilishi bilan (1896 yilda Anri Bekkerel) 1898 yilda uran rudalarini sanoatda qayta ishlash boshlandi. Keyinchalik (1939) yadroviy bo'linish hodisasi kashf qilindi va 1942 yildan uran asosiy yadro yoqilg'isiga aylandi.

Uranning eng muhim xususiyati shundaki, uning ba'zi izotoplarining yadrolari neytronlarni tutganda bo'linishga qodir, bu jarayon natijasida juda katta energiya ajralib chiqadi. 92-sonli elementning bu xususiyati energiya manbai bo'lib xizmat qiluvchi yadro reaktorlarida qo'llaniladi, shuningdek, atom bombasining ta'siri ostida. Uran geologiyada geologik jarayonlar ketma-ketligini aniqlash (geoxronologiya) uchun minerallar va jinslarning yoshini aniqlash uchun ishlatiladi. Tog' jinslarida uranning turli konsentratsiyasi bo'lganligi sababli ular turli xil radioaktivlikka ega. Bu xossadan tog` jinslarini geofizik usullar bilan tanlashda foydalaniladi. Bu usul neft geologiyasida quduqlarni kesish uchun eng keng tarqalgan. Uran birikmalari chinni va keramik sir va emallarni bo'yash uchun bo'yoq sifatida ishlatilgan (ranglar: sariq, jigarrang, yashil va qora, oksidlanish darajasiga qarab), masalan, natriy uranati Na2U2O7 sariq pigment sifatida ishlatilgan. rasm chizish.

Biologik xossalari

Uran biologik muhitda juda keng tarqalgan element hisoblanadi; zamburug'lar va suv o'tlarining ayrim turlari ushbu metalning kontsentratorlari hisoblanadi, ular sxema bo'yicha tabiatdagi uranning biologik tsikli zanjiriga kiritilgan: suv - suv o'simliklari - baliq - odam. Shunday qilib, oziq-ovqat va suv bilan uran odamlar va hayvonlarning tanasiga, aniqrog'i, oshqozon-ichak traktiga kiradi, bu erda tez eriydigan birikmalarning taxminan bir foizi va kam eriydiganlarning 0,1 foizidan ko'p bo'lmagan miqdorda so'riladi. Nafas olish yo'llari va o'pkada, shuningdek, shilliq pardalar va terida bu element havo bilan kiradi. Nafas olish yo'llarida va ayniqsa o'pkada so'rilish ancha kuchli: oson eriydigan birikmalar 50% ga, kam eriydilar esa 20% ga so'riladi. Shunday qilib, uran hayvonlar va odamlarning to'qimalarida oz miqdorda (10-5 - 10-8%) uchraydi. O'simliklarda (quruq qoldiqda) uranning kontsentratsiyasi uning tuproqdagi tarkibiga bog'liq, shuning uchun tuproq konsentratsiyasi 10-4% bo'lsa, o'simlik 1,5?10-5% yoki undan kam bo'ladi. Uranning to'qimalar va organlarda tarqalishi notekis, asosiy to'planish joylari suyak to'qimalari (skelet), jigar, taloq, buyraklar, shuningdek o'pka va bronxo-o'pka limfa tugunlari (oz eruvchan birikmalar o'pkaga tushganda). Uran (karbonatlar va oqsillar bilan komplekslar) qondan tezda chiqariladi. Hayvonlar va odamlarning a'zolari va to'qimalarida 92-elementning miqdori o'rtacha 10-7% ni tashkil qiladi. Masalan, qoramol qonida 1?10-8 g/ml uran bo'lsa, odam qonida 4?10-10 g/g bo'ladi. Qoramol jigarida 8?10-8 g/g, odamda bir organda 6?10-9 g/g; qoramollarning taloqida 9?10-8 g/g, odamlarda 4,7?10-7 g/g. Qoramollarning mushak to?qimalarida 4?10-11 g/g gacha to?planadi. Bundan tashqari, inson organizmida uran o'pkada 6?10-9 - 9?10-9 g/g oralig'ida bo'ladi; buyraklarda 5,3?10-9 g/g (kortikal qatlam) va 1,3?10-8 g/g (medulla); suyak to'qimasida 1?10-9 g/g; suyak iligida 1?10-8 g/g; sochlarda 1,3?10-7 g/g. Suyaklardagi uran suyak to'qimalarining doimiy nurlanishiga sabab bo'ladi (uranni skeletdan to'liq olib tashlash davri 600 kun). Miya va yurakda eng kam bu metall (taxminan 10-10 g / g). Yuqorida aytib o'tilganidek, uranning tanaga kirishining asosiy usullari suv, oziq-ovqat va havodir. Organizmga oziq-ovqat va suyuqliklar bilan tushgan metallning sutkalik dozasi 1,9?10-6 g, havo bilan - 7?10-9 g.Ammo har kuni uran organizmdan chiqariladi: siydik bilan 0,5?10-7 g dan. 5?10-7 g gacha; najas bilan 1,4?10-6 g dan 1,8?10-6 g gacha. Soch, tirnoq va o'lik teri parchalari bilan yo'qotish - 2?10-8 g.

Olimlarning ta'kidlashicha, uran kam miqdorda inson tanasi, hayvonlar va o'simliklarning normal ishlashi uchun zarurdir. Biroq, uning fiziologiyadagi roli hali aniqlanmagan. Inson tanasida 92-elementning o'rtacha miqdori taxminan 9?10-5 g ni tashkil qilishi aniqlangan (Xalqaro radiatsiyaviy himoya komissiyasi). To'g'ri, bu ko'rsatkich turli mintaqalar va hududlar uchun biroz farq qiladi.

Tirik organizmlardagi hali noma'lum, ammo aniq biologik roliga qaramay, uran eng xavfli elementlardan biri bo'lib qolmoqda. Avvalo, bu ushbu metallning toksik ta'sirida namoyon bo'ladi, bu uning kimyoviy xossalari, xususan, birikmalarning eruvchanligi bilan bog'liq. Masalan, eruvchan birikmalar (uranil va boshqalar) zaharliroqdir. Ko'pincha uran va uning birikmalari bilan zaharlanish boyitish zavodlarida, uran xom ashyosini qazib olish va qayta ishlash korxonalarida va uran texnologik jarayonlarda ishtirok etadigan boshqa ishlab chiqarish ob'ektlarida sodir bo'ladi.

Organizmga kirib, uran mutlaqo barcha organlar va ularning to'qimalariga ta'sir qiladi, chunki ta'sir hujayra darajasida sodir bo'ladi: u fermentlarning faolligini inhibe qiladi. Buyraklar birinchi navbatda ta'sirlanadi, bu siydikda shakar va oqsilning keskin ko'payishida namoyon bo'ladi, keyinchalik oliguriya rivojlanadi. Oshqozon-ichak trakti va jigarga ta'sir qiladi. Uran bilan zaharlanish o'tkir va surunkali bo'linadi, ikkinchisi asta-sekin rivojlanadi va asemptomatik yoki engil namoyon bo'lishi mumkin. Biroq, keyinchalik surunkali zaharlanish gematopoez, asab tizimi va boshqa jiddiy sog'liq muammolarining buzilishiga olib keladi.

Bir tonna granit jinsida taxminan 25 gramm uran mavjud. Ushbu 25 grammni reaktorda yoqish paytida ajralib chiqishi mumkin bo'lgan energiya, kuchli termal qozonlarning pechlarida 125 tonna ko'mirni yoqish paytida ajralib chiqadigan energiya bilan solishtirish mumkin! Ushbu ma'lumotlarga asoslanib, yaqin kelajakda granit mineral yoqilg'ining turlaridan biri hisoblanadi, deb taxmin qilish mumkin. Umuman olganda, er qobig'ining nisbatan yupqa yigirma kilometrlik sirt qatlami taxminan 1014 tonna uranni o'z ichiga oladi, energiya ekvivalentiga aylantirilganda oddiygina ulkan ko'rsatkich olinadi - 2,36,1024 kilovatt-soat. Yonuvchan foydali qazilmalarning barcha o'zlashtirilgan, o'rganilgan va istiqbolli konlari ham birgalikda bu energiyaning milliondan bir qismini ham berishga qodir emas!

Ma'lumki, issiqlik bilan ishlov berilgan uran qotishmalari yuqori rentabellik, o'rmalash va korroziyaga chidamliligi, haroratning o'zgarishi va nurlanish ta'siri ostida mahsulotlarni o'zgartirishga kamroq moyilligi bilan ajralib turadi. Ushbu tamoyillarga asoslanib, 20-asrning boshlarida va o'ttizinchi yillargacha karbid ko'rinishidagi uran asbob po'latlarini ishlab chiqarishda ishlatilgan. Bundan tashqari, u arzonroq va arzonroq bo'lgan ba'zi qotishmalarda volframni almashtirishga ketdi. Ferrouran ishlab chiqarishda U ning ulushi 30% gacha edi. To'g'ri, 20-asrning ikkinchi uchdan birida urandan bunday foydalanish barbod bo'ldi.

Ma'lumki, bizning Yerimiz ichaklarida urn izotoplarining doimiy parchalanish jarayoni mavjud. Shunday qilib, olimlar er qobig'iga o'ralgan ushbu metallning butun massasi energiyasining bir zumda chiqishi sayyoramizni bir necha ming daraja haroratgacha qizdirishini hisoblashdi! Biroq, xayriyatki, bunday hodisa mumkin emas - axir, issiqlik asta-sekin ajralib chiqadi - uran yadrolari va uning hosilalari bir qator uzoq muddatli radioaktiv o'zgarishlarni boshdan kechiradi. Bunday o'zgarishlarning davomiyligini tabiiy uran izotoplarining yarimparchalanish davri asosida aniqlash mumkin, masalan, 235U uchun 7108 yil, 238U uchun esa 4,51109 yil. Biroq, uran issiqligi Yerni sezilarli darajada isitadi. Agar Yerning butun massasida yigirma kilometrlik yuqori qatlamdagidek ko'p uran bo'lganida, sayyoradagi harorat hozirgidan ancha yuqori bo'lar edi. Biroq, Yerning markaziga qarab harakat qilganda, uran kontsentratsiyasi kamayadi.

Yadro reaktorlarida yuklangan uranning faqat kichik bir qismi qayta ishlanadi, bu yoqilg'ining parchalanish mahsulotlari bilan shlaklanishi bilan bog'liq: 235U yonib ketadi, zanjir reaktsiyasi asta-sekin susayadi. Biroq, yonilg'i tayoqlari hali ham yadro yoqilg'isi bilan to'ldirilgan, uni qayta ishlatish kerak. Buning uchun eski yoqilg'i elementlari demontaj qilinadi va qayta ishlashga yuboriladi - ular kislotalarda eritiladi va hosil bo'lgan eritmadan uran ekstraktsiya yo'li bilan olinadi, utilizatsiya qilinishi kerak bo'lgan parchalanish bo'laklari eritmada qoladi. Shunday qilib, uran sanoati deyarli chiqindisiz kimyoviy ishlab chiqarish ekanligi ma'lum bo'ldi!

Uran izotoplarini ajratish uchun o'simliklar bir necha o'nlab gektar maydonni egallaydi, taxminan bir xil kattalik tartibi va zavodning ajratish kaskadlarida g?zenekli qismlar maydoni. Bu uran izotoplarini ajratish uchun diffuziya usulining murakkabligi bilan bog'liq - axir, 235U kontsentratsiyasini 0,72 dan 99% gacha oshirish uchun bir necha ming diffuziya bosqichlari kerak!

Uran-qo'rg'oshin usulidan foydalangan holda, geologlar eng qadimiy minerallarning yoshini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi, meteorit jinslarini o'rganish davomida ular sayyoramizning taxminiy tug'ilish sanasini aniqlashga muvaffaq bo'lishdi. "Uran soati" tufayli oy tuprog'ining yoshini aniqladi. Qizig‘i shundaki, 3 milliard yil davomida Oyda vulqon faolligi kuzatilmagani va Yerning tabiiy yo‘ldoshi passiv jism bo‘lib qolayotgani ma’lum bo‘ldi. Axir, hatto oy materiyasining eng yosh bo'laklari ham eng qadimgi yer minerallari yoshidan ko'proq vaqt yashagan.

Hikoya

Urandan foydalanish juda uzoq vaqt oldin boshlangan - miloddan avvalgi 1-asrda tabiiy uran oksidi keramika buyumlarini bo'yashda ishlatiladigan sariq sirni tayyorlash uchun ishlatilgan.

Zamonaviy davrda uranni o'rganish asta-sekin - bir necha bosqichda, doimiy o'sish bilan davom etdi. Ushbu elementning 1789 yilda nemis tabiatshunosi va kimyogari Martin Geynrix Klaprot tomonidan kashf qilinishi bu elementning boshlanishi bo'lib, u Sakson qatroni rudasidan ("uran qatroni") qazib olingan oltin-sariq "yer" ni qora metallga o'xshash moddaga (uran) aylantirdi. oksidi - UO2). Bu nom o'sha paytda ma'lum bo'lgan eng uzoq sayyora - Uran sharafiga berilgan, u o'z navbatida 1781 yilda Uilyam Gerschel tomonidan kashf etilgan. Shu bilan yangi elementni o'rganishning birinchi bosqichi (Klaprot yangi metall kashf etganiga amin edi) tugaydi, ellik yildan ortiq tanaffus sodir bo'ladi.

1840 yilni uran tadqiqotlari tarixidagi yangi bosqichning boshlanishi deb hisoblash mumkin. Aynan shu yildan boshlab frantsuz yosh kimyogari Yevgeniy Melkior Peligot (1811-1890) metall uran olish muammosini hal qildi, tez orada (1841) u muvaffaqiyatga erishdi - UCl4 ni metall kaliy bilan kamaytirish orqali metall uran olindi. Bundan tashqari, u Klaprot tomonidan topilgan uran aslida uning oksidi ekanligini isbotladi. Frantsuz yangi elementning taxminiy atom og'irligini ham aniqladi - 120. Keyin yana uranning xususiyatlarini o'rganishda uzoq tanaffus mavjud.

Faqat 1874 yilda uranning tabiati to'g'risida yangi taxminlar paydo bo'ldi: Dmitriy Ivanovich Mendeleev kimyoviy elementlarni davriylashtirish bo'yicha o'zi ishlab chiqqan nazariyaga asoslanib, uranni oxirgi hujayraga qo'yib, o'z jadvalida yangi metall uchun joy topdi. Bundan tashqari, Mendeleev uranning ilgari taxmin qilingan atom og'irligini ikkiga oshiradi, bunda ham xato qilmasdan, nemis kimyogari Zimmermannning tajribalari 12 yildan keyin tasdiqladi.

1896 yildan beri uranning xususiyatlarini o'rganish sohasidagi kashfiyotlar birin-ketin "pastga tushdi": yuqorida aytib o'tilgan yilda, tasodifan (kaliy uranil sulfat kristallarining fosforessensiyasini o'rganishda), 43 yoshli fizika professori Antuan Anri Bekkerel Bekkerel nurlarini kashf etdi, keyinchalik Mari Kyuri tomonidan radioaktivlik nomini o'zgartirdi. Xuddi shu yili Anri Moissan (yana fransuz kimyogar) sof metall uran olish usulini ishlab chiqadi.

1899 yilda Ernest Ruterford uran preparatlari nurlanishining bir jinsli emasligini aniqladi. Ma'lum bo'lishicha, nurlanishning ikki turi bor - alfa va beta nurlari, ular o'z xususiyatlariga ko'ra farq qiladi: ular boshqa elektr zaryadini olib yuradi, moddada turli yo'l uzunligiga ega va ularning ionlash qobiliyati ham har xil. Bir yil o'tgach, gamma nurlari ham Pol Villard tomonidan kashf etilgan.

Ernest Ruterford va Frederik Soddi birgalikda uran radioaktivligi nazariyasini ishlab chiqdilar. Ushbu nazariyaga asoslanib, 1907 yilda Rezerford radioaktiv uran va toriyni o'rganishda minerallarning yoshini aniqlash bo'yicha birinchi tajribalarni o'tkazdi. 1913 yilda F. Soddi izotoplar tushunchasini kiritdi (qadimgi yunoncha iso - “teng”, “bir xil” va topos - “joy”). 1920-yilda o‘sha olim izotoplar yordamida tog‘ jinslarining geologik yoshini aniqlash mumkinligini aytdi. Uning taxminlari to'g'ri bo'ldi: 1939 yilda Alfred Otto Karl Nier yoshni hisoblash uchun birinchi tenglamalarni yaratdi va izotoplarni ajratish uchun massa spektrometridan foydalangan.

1934 yilda Enriko Fermi kimyoviy elementlarni neytronlar - 1932 yilda J.Chedvik tomonidan kashf etilgan zarralar bilan bombardimon qilish bo'yicha bir qator tajribalar o'tkazdi. Ushbu operatsiya natijasida uranda ilgari noma'lum bo'lgan radioaktiv moddalar paydo bo'ldi. Fermi va uning tajribalarida qatnashgan boshqa olimlar transuran elementlarini kashf etganliklarini taxmin qilishdi. To'rt yil davomida neytron bombardimon qilish mahsulotlari orasida transuran elementlarini aniqlashga urinishlar qilindi. Bularning barchasi 1938 yilda, nemis kimyogarlari Otto Xan va Frits Strassmann erkin neytronni ushlashda 235U uran izotopining yadrosi bo'linishini va etarlicha katta energiya (bir uran yadrosi uchun) ajralib chiqishini aniqlaganlarida tugadi. kinetik energiya bo'laklari va nurlanish. Keyinchalik oldinga siljish uchun nemis kimyogarlari muvaffaqiyatsizlikka uchradi. Liza Meitner va Otto Frish o'z nazariyasini asoslab bera oldilar. Ushbu kashfiyot atom ichidagi energiyadan tinch va harbiy maqsadlarda foydalanishning kelib chiqishi edi.

Tabiatda bo'lish

Uranning er qobig'idagi o'rtacha miqdori (klark) massa bo'yicha 3?10-4% ni tashkil qiladi, ya'ni u kumush, simob, vismutdan ko'ra yer osti qatlamlarida ko'proqdir. Uran yer qobig'ining granit qatlami va cho'kindi qobig'i uchun xarakterli elementdir. Demak, bir tonna granitda taxminan 25 gramm № 92 element mavjud. Yerning nisbatan yupqa, yigirma kilometrlik yuqori qatlamida jami 1000 tonnadan ortiq uran mavjud. Kislota magmatik jinslarda 3,5?10-4%, gil va slanetslarda 3,2?10-4%, ayniqsa organik moddalar bilan boyitilgan, asosli jinslarda 5?10-5%, mantiyaning o?ta asosli jinslarida 3?10-7%. .

Uran sovuq va issiq, neytral va ishqoriy suvlarda oddiy va murakkab ionlar, ayniqsa karbonatli komplekslar shaklida kuchli migratsiyaga uchraydi. Uran geokimyosida muhim rolni oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari o'ynaydi, chunki uran birikmalari, qoida tariqasida, oksidlovchi muhitga ega suvlarda yaxshi eriydi va qaytaruvchi muhit (vodorod sulfidi) bo'lgan suvlarda yomon eriydi.

Uranning yuzdan ortiq mineral rudalari ma'lum, ular kimyoviy tarkibi, kelib chiqishi, uranning kontsentratsiyasi jihatidan farq qiladi, butun navdan faqat o'ntasi amaliy qiziqish uyg'otadi. Tabiatda eng katta sanoat ahamiyatiga ega bo'lgan uranning asosiy vakillarini oksidlar - uraninit va uning navlari (nasturan va qora uran), shuningdek, silikatlar - kofinit, titanatlar - davidit va brannerit deb hisoblash mumkin; suvli fosfatlar va uranil arsenatlar - uran slyuda.

Uraninit - UO2 asosan qadimgi - prekembriy jinslarida aniq kristall shakllar shaklida mavjud. Uraninit torianit ThO2 va ittrokerianit (Y,Ce)O2 bilan izomorf qator hosil qiladi. Bundan tashqari, barcha uraninitlarda uran va toriyning radiogen parchalanish mahsulotlari mavjud: K, Po, He, Ac, Pb, shuningdek Ca va Zn. Uraninitning o'zi yuqori haroratli mineral bo'lib, murakkab uran niob-tantal-titanatlar (kolumbit, piroxlor, samarskit va boshqalar), sirkon va monazit bilan bog'langan granit va siyenit pegmatitlariga xosdir. Bundan tashqari, uranit gidrotermal, skarn va cho'kindi jinslarda uchraydi. Uranitning yirik konlari Kanada, Afrika, Amerika Qo'shma Shtatlari, Frantsiya va Avstraliyada ma'lum.

Nasturan (U3O8), shuningdek, kriptokristalli kolomorf agregatlarni hosil qiluvchi uran qatlami yoki pitchblend nomi bilan ham tanilgan, paleozoy va undan kichikroq yuqori va o'rta haroratli shakllanishlarda mavjud bo'lgan vulkanogen va gidrotermal mineraldir. Pitchblendning doimiy hamrohlari sulfidlar, arsenidlar, mahalliy vismut, mishyak va kumush, karbonatlar va boshqa elementlardir. Bu rudalar uranga juda boy, ammo juda kam uchraydi, ko'pincha radiy bilan birga keladi, buni osongina tushuntirish mumkin: radiy uranning izotopik parchalanishining bevosita mahsulotidir.

Uran qoralari (bo'sh tuproqli agregatlar) asosan gidrotermal uran sulfidi va cho'kindi konlariga xos bo'lgan yosh - kaynozoy va yosh qatlamlarda ifodalanadi.

Uran shuningdek, tarkibida 0,1% dan kam bo?lgan rudalardan, masalan, tarkibida oltin bo?lgan konglomeratlardan qo?shimcha mahsulot sifatida ham olinadi.

Uran rudalarining asosiy konlari AQSH (Kolorado, Shimoliy va Janubiy Dakota), Kanada (Ontario va Saskachevan provinsiyalari), Janubiy Afrika (Vitvatersrand), Fransiya (Markaziy massiv), Avstraliya (Shimoliy hudud) va boshqa ko?plab mamlakatlarda joylashgan. . Rossiyada asosiy uran rudasi hududi Transbaykaliya hisoblanadi. Rossiya uranining 93% ga yaqini Chita viloyatidagi konda (Krasnokamensk shahri yaqinida) qazib olinadi.

Ilova

Zamonaviy yadro energiyasini 92-sonli elementsiz va uning xususiyatlarisiz tasavvur qilib bo'lmaydi. Yaqinda - birinchi yadro reaktori ishga tushirilishidan oldin, uran rudalari asosan ulardan radiy olish uchun qazib olindi. Ba'zi bo'yoqlar va katalizatorlarda oz miqdorda uran birikmalari ishlatilgan. Darhaqiqat, uran deyarli sanoat qiymatiga ega bo'lmagan element hisoblanar edi va uran izotoplarining parchalanish qobiliyati kashf etilgandan keyin vaziyat qanday keskin o'zgardi! Ushbu metall bir zumda №1 strategik xom ashyo maqomini oldi.

Hozirgi vaqtda metall uranni, shuningdek uning birikmalarini qo'llashning asosiy sohasi yadroviy reaktorlar uchun yoqilg'i hisoblanadi. Shunday qilib, atom elektr stantsiyalarining statsionar reaktorlarida uran izotoplarining past boyitilgan (tabiiy) aralashmasi, atom elektr stantsiyalari va tez neytron reaktorlarida yuqori boyitilgan uran ishlatiladi.

Uran izotopi 235U eng katta qo'llanilishiga ega, chunki u boshqa uran izotoplari uchun xos bo'lmagan o'z-o'zidan barqaror yadro zanjiri reaktsiyasi uchun mumkin. Ushbu xususiyat tufayli 235U yadroviy reaktorlarda, shuningdek, yadroviy qurollarda yoqilg'i sifatida ishlatiladi. Biroq, tabiiy urandan 235U izotopini ajratib olish murakkab va qimmat texnologik muammodir.

Tabiatdagi eng keng tarqalgan uran izotopi 238U yuqori energiyali neytronlar bilan bombardimon qilinganda parchalanishi mumkin. Ushbu izotopning bu xususiyati termoyadroviy qurollarning kuchini oshirish uchun ishlatiladi - termoyadroviy reaktsiya natijasida hosil bo'lgan neytronlardan foydalaniladi. Bundan tashqari, plutoniy 239Pu izotopi 238U izotopidan olinadi, u o'z navbatida yadroviy reaktorlarda va atom bombasida ham qo'llanilishi mumkin.

So'nggi paytlarda toriydan reaktorlarda sun'iy ravishda olingan uran izotopi 233U keng qo'llanilmoqda, u yadroviy reaktorning neytron oqimida toriyni nurlantirish orqali olinadi:

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

233U termal neytronlar tomonidan parchalanadi, bundan tashqari, yadro yoqilg'isining kengaytirilgan ko'payishi 233U bo'lgan reaktorlarda sodir bo'lishi mumkin. Shunday qilib, toriy reaktorida bir kilogramm 233U yonib ketganda, unda 1,1 kg yangi 233U to'planishi kerak (toriy yadrolari tomonidan neytronlarning tutilishi natijasida). Yaqin kelajakda termal neytron reaktorlarida uran-toriy aylanishi tez neytron reaktorlarida yadro yoqilg'isini ko'paytirish uchun uran-plutoniy tsiklining asosiy raqobatchisi hisoblanadi. Ushbu nuklidni yoqilg'i sifatida ishlatadigan reaktorlar allaqachon mavjud va ishlaydi (Hindistonda KAMINI). 233U shuningdek, gaz fazali yadroviy raketa dvigatellari uchun eng istiqbolli yoqilg'i hisoblanadi.

Boshqa sun'iy uran izotoplari muhim rol o'ynamaydi.

Tabiiy urandan "kerakli" 234U va 235U izotoplari olingandan so'ng, qolgan xom ashyo (238U) "tug'ilgan uran" deb nomlanadi, u tabiiy uranning yarmiga radioaktivdir, asosan undan 234U ni olib tashlash hisobiga. Urandan asosiy foydalanish energiya ishlab chiqarish bo'lganligi sababli, shu sababli kamaygan uran kam iste'mol qilinadigan, iqtisodiy qiymati past bo'lgan mahsulotdir. Biroq, past narxi, shuningdek, yuqori zichligi va juda yuqori tutib olish kesimi tufayli u radiatsiyadan himoya qilish uchun va samolyotlarni boshqarish sirtlari kabi aerokosmik dasturlarda balast sifatida ishlatiladi. Bundan tashqari, kamaygan uran kosmosga tushadigan transport vositalari va poyga yaxtalarida balast sifatida ishlatiladi; yuqori tezlikda gyroskop rotorlarida, katta volanlarda, neft burg'ulashda.

Biroq, kamaygan uranning eng mashhur qo'llanilishi uning harbiy maqsadlarda qo'llanilishi - zirhli teshuvchi snaryadlar va M-1 Abrams tanki kabi zamonaviy tank zirhlari uchun yadro sifatida.

Uranning kamroq ma'lum bo'lgan qo'llanilishi asosan uning birikmalari bilan bog'liq. Shunday qilib, uranning ozgina qo'shilishi shishaga chiroyli sariq-yashil floresans beradi, ba'zi uran birikmalari fotosensitivdir, shuning uchun uranil nitrat negativlarni yaxshilash va musbat (fotosurat izlari) jigarrang rangga bo'yash uchun keng qo'llanilgan.

Niobiy karbid va sirkoniy karbid bilan qotishma karbid 235U yadroviy reaktiv dvigatellar uchun yoqilg'i sifatida ishlatiladi. Kuchli magnitostriktiv materiallar sifatida temir va kamaygan uran (238U) qotishmalaridan foydalaniladi. Natriy uranati Na2U2O7 rangtasvirda sariq pigment sifatida ishlatilgan, ilgari uran birikmalari chinni va keramik sir va emallarga bo'yash uchun bo'yoq sifatida ishlatilgan (ranglar: sariq, jigarrang, yashil va qora, oksidlanish darajasiga qarab). .

Ishlab chiqarish

Uran uran rudalaridan olinadi, ular bir qator xarakteristikalar (hosil bo?lish sharoitiga ko?ra, “aksincha”, foydali aralashmalar miqdori va boshqalar) bo?yicha sezilarli darajada farqlanadi, ularning asosiysi uranning foizi hisoblanadi. Bu xususiyatga ko'ra rudalarning beshta navi ajralib turadi: juda boy (tarkibida 1% dan ortiq uran); boy (1-0,5%); o'rtacha (0,5-0,25%); oddiy (0,25-0,1%) va kambag'al (0,1% dan kam). Biroq tarkibida 0,01-0,015% uran bo'lgan rudalardan ham bu metall qo'shimcha mahsulot sifatida olinadi.

Uran xom ashyosini ishlab chiqish yillari davomida uranni rudalardan ajratishning ko'plab usullari ishlab chiqildi. Bu uranning ayrim hududlarda strategik ahamiyati ham, tabiiy ko'rinishlarining xilma-xilligi bilan ham bog'liq. Biroq, har xil usullar va xom ashyo bazasiga qaramay, har qanday uran ishlab chiqarish uch bosqichdan iborat: uran rudasini dastlabki kontsentratsiyasi; uranni yuvish va cho'ktirish, ekstraktsiya yoki ion almashinuvi yo'li bilan etarli darajada sof uran birikmalarini olish. Bundan tashqari, hosil bo'lgan uranning maqsadiga qarab, mahsulotni 235U izotopi bilan boyitish yoki darhol elementar uranni kamaytirish amalga oshiriladi.

Shunday qilib, dastlab ruda konsentratsiyalanadi - tosh maydalanadi va suv bilan to'ldiriladi. Bunday holda, aralashmaning og'irroq elementlari tezroq cho'kadi. Birlamchi uran minerallarini o'z ichiga olgan tog 'jinslarida ular juda og'ir bo'lganligi sababli tez yog'ingarchilik sodir bo'ladi. Uranning ikkilamchi minerallarini o'z ichiga olgan rudalarni konsentratsiyalashda chiqindi jinslarning cho'kishi sodir bo'ladi, bu ikkilamchi minerallarga qaraganda ancha og'irroq, lekin juda foydali elementlarni o'z ichiga olishi mumkin.

Uran rudalari deyarli boyitilmaydi, faqat uran bilan birga bo'ladigan radiyning g-nurlanishiga asoslangan radiometrik saralashning organik usuli bundan mustasno.

Uran ishlab chiqarishning keyingi bosqichi yuvishdir, shuning uchun uran eritmaga o'tadi. Asosan rudalar sulfat, ba'zan nitrat kislotalar yoki soda eritmalari bilan uranni UO2SO4 yoki kompleks anionlar ko?rinishidagi kislotali eritmaga, 4-kompleksli anion holidagi soda eritmasiga o?tkazish bilan yuviladi. Sulfat kislotadan foydalanish usuli arzonroq, ammo u har doim ham qo'llanilmaydi - agar xom ashyo tarkibida sulfat kislotada erimaydigan tetravalent uran (uran qatroni) bo'lsa. Bunday hollarda ishqoriy yuvishdan foydalaniladi yoki tetravalent uran olti valentli holatga qadar oksidlanadi. Kaustik soda (kaustik soda) dan foydalanish magnezit yoki dolomitni o'z ichiga olgan rudalarni yuvishda foydalidir, bu eritma uchun juda ko'p kislota talab qiladi.

Yuvish bosqichidan so'ng eritmada nafaqat uran, balki boshqa elementlar ham mavjud bo'lib, ular xuddi uran kabi bir xil organik erituvchilar bilan chiqariladi, bir xil ion almashinadigan smolalarda cho'kadi va bir xil sharoitda cho'kadi. Bunday holatda, uranni tanlab ajratish uchun turli bosqichlarda kiruvchi elementni chiqarib tashlash uchun ko'plab oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalaridan foydalanish kerak. Ion almashinuvi va ekstraktsiya usullarining afzalliklaridan biri shundaki, uran yomon eritmalardan to'liq olinadi.

Ushbu operatsiyalarning barchasidan so'ng uran qattiq holatga - oksidlardan biriga yoki UF4 tetrafloridiga o'tkaziladi. Bunday uran tarkibida katta termal neytronni tutuvchi ko'ndalang kesimga ega aralashmalar - litiy, bor, kadmiy va noyob tuproq metallari mavjud. Yakuniy mahsulotda ularning tarkibi foizning yuz mingdan va milliondan bir qismidan oshmasligi kerak! Buning uchun uran yana, bu safar nitrat kislotada eritiladi. Uranil nitrat UO2(NO3)2 tributilfosfat va ba'zi boshqa moddalar bilan ekstraksiya qilishda qo'shimcha ravishda kerakli sharoitga qadar tozalanadi. Keyin bu modda kristallanadi (yoki cho'kadi) va muloyimlik bilan yondiriladi. Ushbu operatsiya natijasida vodorod bilan UO2 ga qaytariladigan uran trioksidi UO3 hosil bo'ladi. 430 dan 600 ° C gacha bo'lgan haroratda uran oksidi quruq vodorod ftorid bilan reaksiyaga kirishadi va UF4 tetrafloridiga aylanadi. Ushbu birikmadan metall uran odatda kaltsiy yoki magniy yordamida an'anaviy qaytarilish yo'li bilan olinadi.

Jismoniy xususiyatlar

Metall uran juda og'ir, u temirdan ikki yarim baravar, qo'rg'oshindan esa bir yarim baravar og'irroq! Bu Yerning ichaklarida saqlanadigan eng og'ir elementlardan biridir. Kumush-oq rang va yorqinligi bilan uran po'latga o'xshaydi. toza metall plastik, yumshoq, yuqori zichlikka ega, lekin ayni paytda uni qayta ishlash oson. Uran elektropozitiv, ahamiyatsiz paramagnit xususiyatlarga ega - xona haroratida o'ziga xos magnit sezuvchanlik 1,72 10 -6, U past elektr o'tkazuvchanligiga ega, lekin yuqori reaktivlikka ega. Bu element uchta allotropik modifikatsiyaga ega: a, b va g. a-shakl quyidagi parametrlarga ega bo'lgan rombsimon kristall panjaraga ega: a = 2,8538 ?, b = 5,8662 ?, c = 469557 ?. Bu shakl xona haroratidan 667,7 ° S gacha bo'lgan harorat oralig'ida barqarordir.25 ° C da a-formadagi uranning zichligi 19,05±0,2 g/sm 3 ni tashkil qiladi. b-shakl tetragonal kristall panjaraga ega, 667,7 ° S dan 774,8 ° S gacha bo'lgan harorat oralig'ida barqarordir. To'rtburchak panjaraning parametrlari: a = 10,759 ?, b = 5,656 ?. 774,8 ° C dan erish nuqtasi (1132 ° C) gacha barqaror, tana markazli kubik tuzilishga ega g-shakl.

Uranni kamaytirish jarayonidagi barcha uch bosqichni ko'rishingiz mumkin. Buning uchun kaltsiy oksidi bilan qoplangan choksiz po'lat quvur bo'lgan maxsus apparat ishlatiladi, bu quvurning po'lati uran bilan o'zaro ta'sir qilmasligi kerak. Uran va magniy (yoki kaltsiy) tetraflorid aralashmasi apparatga yuklanadi, shundan so'ng u 600 ° S ga qadar isitiladi. Bu haroratga erishilganda, elektr sug'urta yoqiladi, u bir zumda oqadi. ekzotermik qaytarilish reaktsiyasi, yuklangan aralashma esa butunlay eriydi. Suyuq uran (harorati 1132 ° C) og'irligi tufayli tubiga to'liq cho'kadi. Uran apparatning pastki qismiga to'liq cho'ktirilgandan so'ng, sovutish boshlanadi, uran kristallanadi, uning atomlari qat'iy tartibda joylashib, kubik panjara hosil qiladi - bu g-faza. Keyingi o'tish 774 ° S da sodir bo'ladi - sovutuvchi metallning kristall panjarasi tetragonal bo'lib, b-fazaga to'g'ri keladi. Quymaning harorati 668 ° C ga tushganda, atomlar parallel qatlamlarda to'lqinlar shaklida joylashtirilgan qatorlarini yana joylashtiradi - a-faza. Boshqa o'zgarishlar yo'q.

Uranning asosiy parametrlari har doim a-fazaga tegishli. Erish nuqtasi (erish) 1132 ° C, uranning qaynash nuqtasi (tboil) 3818 ° S. Xona haroratida solishtirma issiqlik 27,67 kJ / (kg K) yoki 6,612 kal / (g ° C). 25 ° C haroratda o'ziga xos elektr qarshilik taxminan 3 10 -7 ohm sm, va allaqachon 600 ° C 5,5 10 -7 ohm sm. Uranning issiqlik o'tkazuvchanligi haroratga qarab ham o'zgaradi: masalan, 100-200 ° C oralig'ida u 28,05 Vt / (m K) yoki 0,067 kal / (sm sek ° S) ni tashkil qiladi va u 400 ga ko'tarilganda. ° C, u 29,72 Vt / (m K) 0,071 kal / (sm sek ° C) gacha ko'tariladi. Uran 0,68 K da supero'tkazuvchanlikka ega. O'rtacha Brinell qattiqligi 19,6 - 21,6·10 2 MN / m 2 yoki 200-220 kgf / mm 2 ni tashkil qiladi.

92-elementning ko'pgina mexanik xususiyatlari uning tozaligiga, termal va mexanik ishlov berish usullariga bog'liq. Shunday qilib, quyma uran uchun xona haroratida 372-470 MN / m 2 yoki 38-48 kgf / mm 2, elastiklik modulining o'rtacha qiymati 20,5 · 10 -2 MN / m2 yoki 20,9 · 10 -3 kgf / mm 2 ga teng bo'lgan oxirgi kuchlanish kuchi. Uranning kuchi b- va g-fazalardan so'ngandan keyin ortadi.

Uranning neytron oqimi bilan nurlanishi, metall urandan tayyorlangan yoqilg'i elementlarini sovutadigan suv bilan o'zaro ta'siri va kuchli termal neytron reaktorlarida ishlashning boshqa omillari - bularning barchasi uranning fizik-mexanik xususiyatlarining o'zgarishiga olib keladi: metall mo'rt bo'lib qoladi, siqish rivojlanadi, metall urandan mahsulotlarning deformatsiyasi sodir bo'ladi. Shu sababli, uran qotishmalari yadro reaktorlarida ishlatiladi, masalan, molibden bilan, bunday qotishma suvga chidamli, metallni mustahkamlaydi, shu bilan birga yuqori haroratli kubik panjarani saqlaydi.

Kimyoviy xossalari

Kimyoviy jihatdan uran juda faol metaldir. Havoda u sirtda UO2 dioksidning iridescent plyonkasi hosil bo'lishi bilan oksidlanadi, bu titan, sirkoniy va boshqa bir qator metallarda bo'lgani kabi, metallni keyingi oksidlanishdan himoya qilmaydi. Kislorod bilan uran UO2 dioksidi, UO3 trioksidi va ko'p sonli oraliq oksidlarni hosil qiladi, ulardan eng muhimi U3O8 bo'lib, bu oksidlar UO2 va UO3 ga xos xususiyatlarga ega. Kukun holatida uran piroforikdir va ozgina qizdirilganda (150 ° C va undan yuqori) yonishi mumkin, yonish yorqin olov bilan birga keladi va natijada U3O8 hosil qiladi. 500-600 ° S haroratda uran ftor bilan o'zaro ta'sirlanib, suvda va kislotalarda ozgina eriydigan yashil igna shaklidagi kristallar - uran tetraflorid UF4, shuningdek UF6 - geksaflorid (haroratda erimasdan sublimatsiyalanadigan oq kristallar) hosil qiladi. 56,4 ° C). UF4, UF6 uranning galogenlar bilan o?zaro ta'sirida uran galogenidlarini hosil qilishiga misol bo?la oladi. Uran oltingugurt bilan osongina birlashadi va bir qator birikmalarni hosil qiladi, ulardan eng muhimi AQSh - yadro yoqilg'isi. Uran 220°C da vodorod bilan reaksiyaga kirishib, kimyoviy jihatdan juda faol UH3 gidridini hosil qiladi. Keyinchalik qizdirilganda UH3 vodorod va chang uranga parchalanadi. Azot bilan o'zaro ta'sir yuqori haroratlarda sodir bo'ladi - 450 dan 700 ° C gacha va atmosfera bosimi, U4N7 nitridi olinadi, bir xil haroratlarda azot bosimining oshishi bilan UN, U2N3 va UN2 ni olish mumkin. Yuqori haroratlarda (750-800 °C) uran uglerod bilan reaksiyaga kirishib, monokarbid UC, dikarbid UC2 va U2C3 ni hosil qiladi. Uran suv bilan o?zaro ta'sirlanib, UO2 va H2 hosil qiladi, sovuq suv bilan sekinroq va issiq suv bilan faolroqdir. Bundan tashqari, reaktsiya bug 'bilan 150 dan 250 ° C gacha bo'lgan haroratda davom etadi. Bu metall xlorid HCl va nitrat HNO3 kislotalarda, yuqori konsentrlangan gidroftorik kislotada kamroq faol eriydi, sulfat H2SO4 va ortofosforik H3PO4 kislotalar bilan sekin reaksiyaga kirishadi. Kislotalar bilan reaksiyalar mahsuloti uranning tetravalent tuzlaridir. Noorganik kislotalar va ayrim metallarning tuzlaridan (oltin, platina, mis, kumush, qalay va simob) uran vodorodni siqib chiqarishga qodir. Uran ishqorlar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.

Murakkablarda uran quyidagi oksidlanish darajalarini ko'rsatishga qodir: +3, +4, +5, +6, ba'zan +2. U3+ tabiatda mavjud emas va uni faqat laboratoriyada olish mumkin. Besh valentli uran birikmalari ko'p jihatdan beqaror va eng barqaror bo'lgan to'rtlamchi va olti valentli uran birikmalariga osonlik bilan parchalanadi. Olti valentli uran UO22+ uranil ionining hosil bo'lishi bilan tavsiflanadi, uning tuzlari sariq rangga ega, suvda va mineral kislotalarda oson eriydi. Olti valentli uran birikmalariga amfoter oksid xususiyatiga ega bo'lgan uran trioksidi yoki uran angidrid UO3 (apelsin kukuni) misol bo'ladi. Kislotalarda eritilganda tuzlar hosil bo'ladi, masalan, uran xlorid UO2Cl2. Ishqorlarning uranil tuzlari eritmalariga ta'sirida uran kislotasi H2UO4 tuzlari - uranatlar va diuran kislotasi H2U2O7 - diuranatlar, masalan, natriy uranati Na2UO4 va natriy diuranati Na2U2O7 olinadi. To'rt valentli uran tuzlari (uran tetraxlorid UCl4) yashil rangga ega va kam eriydi. Uzoq vaqt davomida havoga ta'sir qilganda, tetravalent uranni o'z ichiga olgan birikmalar odatda beqaror bo'lib, olti valentlilarga aylanadi. Uranilxlorid kabi uranil tuzlari yorqin nur yoki organik moddalar ishtirokida parchalanadi.

Maqolada uran kabi kimyoviy element qachon topilganligi va bu modda bizning davrimizda qaysi sohalarda qo'llanilganligi haqida hikoya qiladi.

Uran - energetika va harbiy sanoatning kimyoviy elementi

Har doim odamlar yuqori samarali energiya manbalarini topishga harakat qilishgan va ideal holda, deb atalmishni yaratishga harakat qilganlar.Afsuski, uning mavjudligining mumkin emasligi 19-asrda nazariy jihatdan isbotlangan va oqlangan, ammo olimlar hali ham buni amalga oshirish umidini yo'qotmagan. juda uzoq vaqt davomida katta hajmdagi "toza" energiyani etkazib berishga qodir bo'lgan qandaydir qurilma orzusi.

Bu qisman uran kabi moddaning kashf etilishi bilan hayotga tatbiq etildi. Ushbu nomga ega bo'lgan kimyoviy element bizning davrimizda butun shaharlarni, suv osti kemalarini, qutb kemalarini va boshqalarni energiya bilan ta'minlaydigan yadroviy reaktorlarning rivojlanishi uchun asos bo'ldi. To'g'ri, ularning energiyasini "toza" deb atash mumkin emas, lekin so'nggi yillarda ko'plab kompaniyalar keng sotuvga mo'ljallangan ixcham tritiyli "atom batareyalari" ni ishlab chiqmoqdalar - ularning harakatlanuvchi qismlari yo'q va sog'liq uchun xavfsiz.

Biroq, biz ushbu maqolada uran deb ataladigan kimyoviy elementning kashf etilishi tarixini va uning yadrolarining bo'linish reaktsiyasini batafsil tahlil qilamiz.

Ta'rif

Uran - kimyoviy element bo'lib, davriy jadvalda atom raqami 92. Uning atom massasi 238,029. U belgisi bilan belgilanadi U. Oddiy sharoitlarda u zich, og'ir kumush rangli metalldir. Agar uning radioaktivligi haqida gapiradigan bo'lsak, uranning o'zi zaif radioaktivlikka ega element hisoblanadi. Bundan tashqari, u butunlay barqaror izotoplarni o'z ichiga olmaydi. Uran-338 esa mavjud izotoplar ichida eng barqarori hisoblanadi.

Biz bu element nima ekanligini aniqladik va endi uning kashfiyot tarixini ko'rib chiqamiz.

Hikoya

Tabiiy uran oksidi kabi modda odamlarga qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lib, qadimgi hunarmandlar undan idishlar va boshqa mahsulotlarning suvga chidamliligi uchun turli xil keramikalarni, shuningdek ularning bezaklarini qoplash uchun ishlatiladigan sir yasashda foydalanganlar.

Ushbu kimyoviy elementning kashf etilishi tarixidagi muhim sana 1789 yil edi. Aynan o'sha paytda kimyogar va Germaniyada tug'ilgan Martin Klaproth birinchi metall uranni olishga muvaffaq bo'ldi. Va yangi element sakkiz yil oldin kashf etilgan sayyora sharafiga o'z nomini oldi.

Taxminan 50 yil davomida o'sha paytda olingan uran sof metal deb hisoblangan, ammo 1840 yilda frantsuz kimyogari Eugene-Melchior Peligot Klaproth tomonidan olingan material, mos tashqi belgilarga qaramay, umuman metall emasligini isbotlay oldi. lekin uran oksidi. Biroz vaqt o'tgach, o'sha Peligo haqiqiy uranni oldi - juda og'ir kulrang metall. Aynan o'sha paytda uran kabi moddaning atom og'irligi birinchi marta aniqlangan. 1874 yilda kimyoviy element Dmitriy Mendeleev tomonidan o'zining mashhur davriy elementlar tizimiga kiritilgan va Mendeleev moddaning atom og'irligini ikki baravar oshirgan. Va faqat 12 yil o'tgach, u o'z hisob-kitoblarida adashmagani eksperimental tarzda isbotlandi.

Radioaktivlik

Ammo ilmiy doiralarda ushbu elementga haqiqatan ham keng qiziqish 1896 yilda, Bekkerel uranning tadqiqotchi - Bekkerel nurlari nomi bilan atalgan nurlar chiqarishini aniqlagandan so'ng boshlandi. Keyinchalik bu sohadagi eng mashhur olimlardan biri Mari Kyuri bu hodisani radioaktivlik deb atadi.

Uranni o'rganishdagi keyingi muhim sana 1899 yil hisoblanadi: aynan o'sha paytda Ruterford uran nurlanishining bir jinsli bo'lmaganligini va ikki turga - alfa va beta nurlariga bo'linishini aniqladi. Va bir yil o'tgach, Pol Villar (Villard) bugungi kunda bizga ma'lum bo'lgan uchinchi, oxirgi radioaktiv nurlanish turini - gamma nurlarini kashf etdi.

Oradan yetti yil o'tib, 1906 yilda Rezerford o'zining radioaktivlik nazariyasi asosida birinchi tajribalarni o'tkazdi, ularning maqsadi turli minerallarning yoshini aniqlash edi. Bu tadqiqotlar boshqa narsalar qatori nazariya va amaliyotning shakllanishiga asos soldi

Uran yadrolarining bo'linishi

Ammo, ehtimol, uranni tinch va harbiy maqsadlarda keng miqyosda qazib olish va boyitish boshlangan eng muhim kashfiyot uran yadrolarining bo'linish jarayonidir. Bu 1938 yilda sodir bo'lgan, kashfiyotni nemis fiziklari Otto Xan va Fritz Strasmann amalga oshirgan. Keyinchalik bu nazariya yana bir qancha nemis fiziklarining ishlarida ilmiy tasdiqlandi.

Ular kashf etgan mexanizmning mohiyati quyidagicha edi: agar uran-235 izotopining yadrosi neytron bilan nurlansa, erkin neytronni tutib, u bo'linishni boshlaydi. Va barchamizga ma'lumki, bu jarayon juda katta miqdordagi energiya chiqishi bilan birga keladi. Bu, asosan, nurlanishning o'zi va yadro bo'laklarining kinetik energiyasi tufayli sodir bo'ladi. Endi biz uranning bo'linishi qanday sodir bo'lishini bilamiz.

Ushbu mexanizmning kashf etilishi va uning natijalari urandan tinch va harbiy maqsadlarda foydalanishning boshlang'ich nuqtasidir.

Agar biz undan harbiy maqsadlarda foydalanish haqida gapiradigan bo'lsak, unda birinchi marta uran yadrosining uzluksiz bo'linish reaktsiyasi kabi jarayon uchun sharoit yaratish mumkinligi haqidagi nazariya paydo bo'ldi (chunki yadroviy bombani portlatish uchun katta energiya talab qilinadi). Sovet fiziklari Zeldovich va Xariton tomonidan isbotlangan. Ammo bunday reaktsiyani yaratish uchun uranni boyitish kerak, chunki uning normal holatida u kerakli xususiyatlarga ega emas.

Biz ushbu elementning tarixi bilan tanishdik, endi u qaerda ishlatilishini aniqlaymiz.

Uran izotoplarining qo'llanilishi va turlari

Uranning zanjirli bo'linish reaktsiyasi kabi jarayon kashf etilgandan so'ng, fiziklar uni qayerda ishlatish mumkinligi haqidagi savolga duch kelishdi.

Hozirgi vaqtda uran izotoplari qo'llaniladigan ikkita asosiy yo'nalish mavjud. Bu tinch (yoki energiya) sanoat va harbiy. Birinchisi ham, ikkinchisi ham uran-235 izotopining reaktsiyasidan foydalanadi, faqat chiqish quvvati farqlanadi. Oddiy qilib aytganda, yadroviy reaktorda bu jarayonni yadro bombasini portlatish uchun zarur bo'lgan quvvat bilan yaratish va saqlashning hojati yo'q.

Shunday qilib, uranning parchalanish reaktsiyasi qo'llaniladigan asosiy sanoat tarmoqlari sanab o'tilgan.

Ammo uran-235 izotopini olish juda murakkab va qimmat texnologik vazifa bo'lib, har bir davlat boyitish zavodlarini qurishga qodir emas. Masalan, uran 235 izotopi 3-5% gacha bo'lgan yigirma tonna uran yoqilg'isini olish uchun 153 tonnadan ortiq tabiiy, "xom" uranni boyitish kerak bo'ladi.

Uran-238 izotopi asosan yadroviy qurollarni loyihalashda ularning quvvatini oshirish uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, u neytronni tutib olganida, so'ngra beta-parchalanish jarayoni sodir bo'lganda, bu izotop oxir-oqibat plutoniy-239 ga aylanishi mumkin - aksariyat zamonaviy yadro reaktorlari uchun umumiy yoqilg'i.

Bunday reaktorlarning barcha kamchiliklariga (yuqori narx, texnik xizmat ko'rsatishning murakkabligi, avariya xavfi) qaramay, ularning ishlashi juda tez o'zini oqlaydi va ular klassik issiqlik yoki gidroelektrostansiyalarga qaraganda beqiyos ko'proq energiya ishlab chiqaradi.

Reaksiya, shuningdek, ommaviy qirg'in yadroviy qurollarini yaratishga imkon berdi. U o?zining ulkan quvvati, nisbatan ixchamligi va katta maydonlarni inson yashashi uchun yaroqsiz holga keltira olishi bilan ajralib turadi. To‘g‘ri, zamonaviy atom qurollarida uran emas, plutoniy ishlatiladi.

kamaygan uran

Bundan tashqari, tugaydigan uranning xilma-xilligi ham mavjud. U juda past radioaktivlikka ega, ya'ni u odamlar uchun xavfli emas. U yana harbiy sohada qo'llaniladi, masalan, Amerika Abrams tankining zirhiga qo'shimcha kuch berish uchun qo'shiladi. Bundan tashqari, deyarli barcha yuqori texnologiyali armiyalarda siz turli xillarini topishingiz mumkin.Ularning yuqori massasidan tashqari, ular yana bir juda qiziq xususiyatga ega - snaryad vayron qilingandan so'ng, uning parchalari va metall changlari o'z-o'zidan alangalanadi. Aytgancha, bunday raketa birinchi marta Ikkinchi Jahon urushi paytida ishlatilgan. Ko'rib turganimizdek, uran inson faoliyatining turli sohalarida ishlatilgan elementdir.

Xulosa

Olimlarning prognozlariga ko‘ra, taxminan 2030-yilda barcha yirik uran konlari to‘liq tugaydi, shundan so‘ng uning yetib borish qiyin bo‘lgan qatlamlarini o‘zlashtirish boshlanadi va narxi ko‘tariladi. Aytgancha, bu odamlar uchun mutlaqo zararsizdir - ba'zi konchilar avlodlar davomida uni ishlab chiqarish ustida ishlamoqda. Endi biz ushbu kimyoviy elementning kashf etilishi tarixini va uning yadrolarining bo'linish reaktsiyasi qanday qo'llanilishini aniqladik.

Aytgancha, qiziqarli fakt ma'lum - uran birikmalari uzoq vaqtdan beri chinni va shisha uchun bo'yoq sifatida ishlatilgan (1950-yillargacha.

So'nggi bir necha yil ichida yadro energetikasi mavzusi tobora dolzarb bo'lib bormoqda. Atom energiyasini ishlab chiqarish uchun uran kabi materialdan foydalanish odatiy holdir. Bu aktinidlar oilasiga mansub kimyoviy element.

Ushbu elementning kimyoviy faolligi uning erkin shaklda mavjud emasligini aniqlaydi. Uni ishlab chiqarish uchun uran rudalari deb ataladigan mineral tuzilmalar ishlatiladi. Ular shunday miqdordagi yoqilg'ini to'playdi, bu bizga ushbu kimyoviy elementni qazib olishni iqtisodiy jihatdan oqilona va foydali deb hisoblash imkonini beradi. Ayni paytda sayyoramizning ichaklarida ushbu metalning tarkibi oltin zaxiralaridan oshib ketadi 1000 marta(sm. ). Umuman olganda, ushbu kimyoviy elementning tuproq, suv va toshlardagi konlari 1 dan ortiq deb baholanadi 5 million tonna.

Erkin holatda uran kulrang-oq metall bo'lib, u 3 ta allotropik modifikatsiya bilan tavsiflanadi: rombsimon kristall, tetragonal va tana markazli kubik panjaralar. Ushbu kimyoviy elementning qaynash nuqtasi 4200 ° S.

Uran kimyoviy faol moddadir. Havoda bu element asta-sekin oksidlanadi, kislotalarda oson eriydi, suv bilan reaksiyaga kirishadi, lekin ishqorlar bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.

Rossiyadagi uran rudalari odatda turli mezonlarga ko'ra tasniflanadi. Ko'pincha ular ta'lim jihatidan farq qiladi. Ha, bor endogen, ekzogen va metamorfogen rudalar. Birinchi holda, ular yuqori harorat, namlik va pegmatit eritmalari ta'sirida hosil bo'lgan mineral tuzilmalardir. Ekzogen uran mineral tuzilmalari sirt sharoitida yuzaga keladi. Ular to'g'ridan-to'g'ri er yuzasida shakllanishi mumkin. Bu yer osti suvlarining aylanishi va yog'ingarchilikning to'planishi bilan bog'liq. Metamorfogen mineral tuzilmalar dastlab oraliqda joylashgan uranning qayta taqsimlanishi natijasida paydo bo'ladi.

Uran miqdori darajasiga ko'ra, bu tabiiy shakllanishlar quyidagilar bo'lishi mumkin:

• o'ta boy (0,3% dan ortiq);
• boy (0,1 dan 0,3% gacha);
• oddiy (0,05 dan 0,1% gacha);
• kambag'al (0,03 dan 0,05% gacha);
• balansdan tashqari (0,01 dan 0,03% gacha).

Uranning zamonaviy qo'llanilishi

Bugungi kunda uran ko'pincha raketa dvigatellari va yadro reaktorlari uchun yoqilg'i sifatida ishlatiladi. Ushbu materialning xususiyatlarini hisobga olgan holda, u yadro qurolining kuchini oshirishga ham mo'ljallangan. Ushbu kimyoviy element rasmda ham o'z qo'llanilishini topdi. Sariq, yashil, jigarrang va qora pigmentlar sifatida faol ishlatiladi. Uran, shuningdek, zirhli teshuvchi snaryadlar uchun yadrolarni tayyorlash uchun ham ishlatiladi.

Rossiyada uran rudasini qazib olish: buning uchun nima kerak?

Radioaktiv rudalarni qazib olish uchta asosiy texnologiya bo'yicha amalga oshiriladi. Agar ruda konlari er yuzasiga iloji boricha yaqinroq joyga jamlangan bo'lsa, ularni qazib olish uchun ochiq texnologiyadan foydalanish odatiy holdir. Bu katta teshiklarni qazib, hosil bo'lgan minerallarni samosvallarga yuklaydigan buldozer va ekskavatorlardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Keyin qayta ishlash majmuasiga o'tadi.

Ushbu mineral shakllanishining chuqur paydo bo'lishi bilan 2 kilometrgacha chuqurlikdagi konni yaratishni ta'minlaydigan er osti qazib olish texnologiyasidan foydalanish odatiy holdir. Uchinchi texnologiya avvalgilaridan sezilarli darajada farq qiladi. Uran konlarini o'zlashtirish uchun in-situ yuvish quduqlarni burg'ulashni o'z ichiga oladi, ular orqali konlarga sulfat kislota quyiladi. Keyinchalik, hosil bo'lgan eritmani er yuzasiga quyish uchun zarur bo'lgan yana bir quduq qaziladi. Keyin u sorbsiya jarayonidan o'tadi, bu esa ushbu metalning tuzlarini maxsus qatronda to'plash imkonini beradi. SPV texnologiyasining oxirgi bosqichi qatronni sulfat kislota bilan tsiklik ishlov berishdir. Ushbu texnologiya tufayli ushbu metallning kontsentratsiyasi maksimal bo'ladi.

Rossiyadagi uran rudalari konlari

Rossiya uran rudalarini qazib olish bo'yicha jahon yetakchilaridan biri hisoblanadi. So'nggi bir necha o'n yilliklarda Rossiya doimiy ravishda ushbu ko'rsatkich bo'yicha etakchi 7 ta davlatdan joy oldi.

Ushbu tabiiy mineral tuzilmalarning eng yirik konlari:

Dunyodagi eng yirik uran konlari - yetakchi davlatlar

Avstraliya uran qazib olish bo'yicha dunyoda yetakchi hisoblanadi. Jahon zahiralarining 30% dan ortig'i ushbu davlatda to'plangan. Avstraliyaning eng yirik konlari: Olimpiya to?g?oni, Biverli, Reynjer va asal oyi.

Avstraliyaning asosiy raqobatchisi Qozog'iston bo'lib, u dunyodagi yoqilg'i zahiralarining deyarli 12 foizini o'z ichiga oladi. Kanada va Janubiy Afrikaning har birida jahon uran zahiralarining 11%, Namibiya - 8%, Braziliya - 7% mavjud. Yettilikni Rossiya 5% bilan yakunladi. Peshqadamlar qatorida Namibiya, Ukraina va Xitoy kabi davlatlar ham bor.

Dunyodagi eng yirik uran konlari:

Rossiyadagi uran rudasining zaxiralari va ishlab chiqarish hajmi

Mamlakatimizda uranning o‘rganilgan zahiralari 400 ming tonnadan ortiq deb baholanmoqda. Shu bilan birga, bashorat qilingan resurslar ko'rsatkichi 830 ming tonnadan oshadi. 2017 yil holatiga ko'ra, Rossiyada 16 ta uran konlari mavjud. Bundan tashqari, ularning 15 tasi Transbaykaliyada joylashgan. Streltsovskoye ruda koni uran rudasining asosiy koni hisoblanadi. Ko'pgina mahalliy konlarda qazib olish kon usuli bilan amalga oshiriladi.

• Uran 18-asrda kashf etilgan. 1789 yilda nemis olimi Martin Klaprot rudadan metallga o'xshash uran ishlab chiqarishga muvaffaq bo'ldi. Qizig'i shundaki, bu olim titan va sirkoniyning kashfiyotchisi hamdir.
• Uran birikmalari fotografiya sohasida faol qo'llaniladi. Ushbu element ijobiy ranglarni bo'yash va salbiyni yaxshilash uchun ishlatiladi.
• Uranning boshqa kimyoviy elementlardan asosiy farqi tabiiy radioaktivlikdir. Uran atomlari vaqt o'tishi bilan mustaqil ravishda o'zgaradi. Shu bilan birga, ular inson ko'ziga ko'rinmaydigan nurlarni chiqaradilar. Bu nurlar 3 turga bo'linadi - gamma, beta, alfa nurlanish (qarang).