Zašto je prirodni uranijum obogaćen? Uranijum: svojstva, primena, proizvodnja, jedinjenja, obogaćivanje. Najveća nalazišta uranijuma u svijetu - vodeće zemlje

Upotreba uranijuma u tehnologiji

Sažetak odjeljak

Glavna područja primjene uranijuma.

Razvoj nuklearne energije. Postignuti nivo i izgledi. Procjena količine uranijuma potrebne za ove svrhe.

Rezerve urana i industrija vađenja urana. Nivo proizvodnje uranijumskih koncentrata. Trendovi i uslovi razvoja proizvodnje i potrošnje uranijuma.

Glavne faze (procesne faze) u tehnologiji proizvodnje jedinjenja, metala, legura uranijuma, proizvodnje gorivnih elemenata (FEL) i gorivnih sklopova (FA).

Uranijum je radioaktivni element i područja njegove primene su u velikoj meri određena njegovim izotopskim sastavom. Prirodni uranijum se sastoji od tri izotopa:

Specifična radioaktivnost prirodnog uranijuma je 0,67 mikrokiri/g (podeljeno skoro na pola između U-234 i U-238, U-235 daje mali doprinos). Prirodni uranijum je dovoljno radioaktivan da izloži fotografsku ploču za oko sat vremena.

Takođe u davna vremena(1. vek pre nove ere) prirodni uranijum oksid je korišćen za pravljenje žute glazure za grnčariju. Krhotine keramike sa žutom glazurom (sa više od 1% uranovog oksida) pronađene su među ruševinama Pompeja i Herkulaneuma. Procjenjuje se da pojava uranovog stakla datira iz najmanje 79. godine nove ere, što datira iz mozaika pronađenog u rimskoj vili na Cape Posillipo u Napuljskom zaljevu (Italija) 1912. godine, koji sadrži žuto staklo sa sadržajem uranovog oksida od oko 1% (vidi sl. Dodatni materijali u odeljku 3). Počevši od kasnog srednjeg vijeka, smola (uranit) je počela da se vadi iz habsburških rudnika srebra u blizini grada Jáchymov u Češkoj (danas Jáchymov, Češka) i koristila se kao boja u lokalnoj proizvodnji stakla.

U modernoj povijesti prve upotrebe tehnološki proizvedenih spojeva uranijuma bile su i u pripremi obojenih (uglavnom crvene, narandžaste i smeđe) glazura za keramiku, te u proizvodnji uranovog stakla koje je žuto-zelene boje i sposobno fluorescirati. kada su izloženi suncu ili ultraljubičastom svjetlu.

Široka proizvodnja proizvoda od uranijumskog stakla počela je u Evropi 20-ih i 30-ih godina godine XIX veka i trajala do 50-ih godina XX veka. Boemski majstor Joseph Riedl razvio je metodu topljenja stakla u novim nijansama - žutoj i zelenoj, a boja uranijuma dala im je tako tajanstveni sjaj. Riedl se bavio proizvodnjom proizvoda od uranijumskog stakla od 1830. do 1848. godine. U 1830-im godinama u Rusiji se počelo proizvoditi novonastalo uranijsko staklo u fabrici Gusevsky. Za uranijumska stakla preporučuju se kompozicije kalcijuma, cinka, barija, po mogućnosti sa visokim sadržajem kalijuma i bora, čime se obezbeđuje intenzivnija fluorescencija stakla. Olovo staklo ne fluorescira jer upija ultraljubičaste zrake. Za uranijumske naočale bez fluorescencije, olovne staklene kompozicije se također mogu koristiti, na primjer, u nakitu za imitaciju topaza - takva stakla imaju žutu boju koja se može uporediti s topazom. Sadržaj uranijuma trebao bi biti relativno visok, jer je moć bojenja uranijuma u staklenim kompozicijama niska. Sadržaj uranijuma kreće se od 0,3...1,5% UO 3 do 4...6% UO 3. Međutim, sa većim unošenjem uranijum oksida, fluorescencija stakla postepeno slabi. Uranijum se unosi u punjenje u obliku oksida (UO 2, U 3 O 8 ili UO 3), natrijum uranata (Na 2 UO 4 ili Na 2 U 2 O 7) ili uranil nitrata.



Trenutno se u Češkoj proizvodi mala količina uranijskog stakla i proizvoda od njega. Uran se također uvodi u neke vrste optičkih stakala, na primjer, žuto borosilikatno optičko staklo ZhS19, koje sadrži 1,37% UO 3, ili zeleno cink fosfatno optičko staklo ZS7, koje sadrži 2,8% UO 3.

Najviše se koristi u moderna tehnologija ima izotop uranijuma 235 U, u kojem je moguća samoodrživa nuklearna lančana reakcija. Stoga se ovaj izotop koristi kao gorivo u nuklearnih reaktora, kao i u nuklearnom oružju. Izolacija izotopa U 235 iz prirodnog uranijuma je složena tehnološki problem. Stepen obogaćivanja U-235 u nuklearnom gorivu za nuklearne elektrane kreće se od 2-4,5%, za upotrebu oružja - najmanje 80%, a poželjnije 90%. U SAD je uranijum-235 za oružje obogaćen na 93,5%; industrija je sposobna da proizvede 97,65% - uranijum ovog kvaliteta se koristi u reaktorima za mornarica. 1998. godine, odjel za izotope Oak Ridge National Laboratory (ORNL) je isporučio 93% U-235 po cijeni od 53 USD/g.

Izotop U 238 je sposoban za fisiju pod utjecajem bombardiranja neutronima visoke energije; ova karakteristika se koristi za povećanje snage termonuklearnog oružja (koriste se neutroni nastali termonuklearnom reakcijom). Termonuklearne bojeve glave često sadrže sloj osiromašenog uranijuma koji okružuje glavni termonuklearni naboj. Ovaj sloj u početku služi kao reakciona masa, omogućavajući jaču kompresiju tokom detonacije i potpunije odvijanje termonuklearne reakcije. Visok tok visokoenergetskih neutrona koji nastaje kao rezultat termonuklearne reakcije dovodi do fisije U-238, što povećava snagu bojeve glave. Takvo oružje je klasifikovano kao oružje koje djeluje prema shemi “fisija-fuzija-fisija”, koja predstavlja tri uzastopne faze eksplozije. Energija oslobođena tokom konačne fisije osiromašenog uranijuma čini značajan dio ukupne snage termonuklearnog uređaja. Na primjer, 77% od 10,4 megatona termonuklearne eksplozije Ivy Mikea 1952. došlo je od fisije osiromašenog uranijuma. Budući da osiromašeni uranijum nema kritičnu masu, može se dodati termonuklearnom naboju u gotovo neograničenim količinama. Snaga oslobođena tokom testiranja Car-bombe u SSSR-u 1961. iznosila je “samo” 50 megatona (od čega je 90% došlo od same termonuklearne reakcije) jer je osiromašeni uranijum zamijenjen olovom u završnoj fazi sklapanja. Kada bi se koristio osiromašeni uranijum, snaga eksplozije bila bi 100 megatona.

Važna primena ovog izotopa uranijuma je proizvodnja plutonijuma-239. Kao rezultat hvatanja neutrona praćenog β-raspadom, 238 U se može pretvoriti u 239 Pu, koji se zatim koristi kao nuklearno gorivo. Svako reaktorsko gorivo koje sadrži prirodni ili djelomično obogaćeni uranijum u 235. izotopu sadrži određeni udio plutonijuma nakon završetka gorivnog ciklusa.

Nakon što se U-235 ekstrahuje iz prirodnog uranijuma, preostali materijal se naziva "osiromašeni uranijum" jer osiromašen je u 235. izotopu. U SAD je uskladišteno oko 560 hiljada tona osiromašenog uranijum heksafluorida (UF 6), a u Rusiji oko 700 hiljada tona.

Osiromašeni uranijum je upola radioaktivniji od prirodnog uranijuma, uglavnom zbog uklanjanja U-234 iz njega. Budući da je primarna upotreba uranijuma proizvodnja energije, osiromašeni uranijum je beskorisni proizvod s malom ekonomskom vrijednošću. Pronalaženje načina za korištenje osiromašenog uranijuma predstavlja veliki izazov za postrojenja za obogaćivanje.

Njegova upotreba je uglavnom povezana s visokom gustinom uranijuma i njegovom relativno niskom cijenom. Dve najvažnije upotrebe osiromašenog uranijuma su za zaštitu od zračenja (čudno) i kao balast u vazduhoplovnim aplikacijama kao što su kontrolne površine aviona. Svaki avion Boeing 747 proizveden prije sredine 1980-ih sadrži 400-1500 kg osiromašenog uranijuma za ovu svrhu. Problem sa upotrebom uranijuma u civilnim avionima je taj što u slučaju nesreće uranijum sagorijeva u požaru i završava u okruženje u obliku oksida. Kada su se dva Boeinga 747 sudarila na aerodromu Tenerife 1977. godine, u požaru je izgorjelo 3.000 kg uranijuma. Drugi poznati slučaj Nesreća ove vrste koja je dovela do puštanja dizalice u okolinu bila je katastrofa 1992. godine u Amsterdamu. Trenutno Boeing i McDonnell-Douglas ne koriste uranijumske protivteže u civilnim avionima.

Osiromašeni uranijum se u velikoj meri koristi u bušenju nafte u obliku udarnih šipki (u žičanom bušenju), čija težina gura alat u bušotine napunjene tečnošću za bušenje. Ovaj materijal se također koristi u rotorima žiroskopa velike brzine, velikim zamajcima, kao balast u svemirskim lenderima i trkaćim jahtama. Pomalo neočekivana primena je upotreba uranijuma u trkaćim automobilima Formule 1. Prema pravilima, minimalna težina automobila treba da bude 600 kg, ali dizajneri u početku pokušavaju da smanje težinu što je više moguće, a zatim je dovedu do 600 kg postavljanjem balasta sa osiromašenim uranijumom i postizanjem najboljeg balansiranja.

Ali najpoznatija upotreba osiromašenog uranijuma je kao jezgra za oklopne projektile (podkalibarski projektili sa super teškim jezgrom). Sa određenom legurom sa drugim metalima i termičkom obradom (legiranje sa 2% Mo ili 0,75-3,5% Ti, brzo kaljenje metala zagrijanog na 850 °C u vodi ili ulju, dalje držanje na 450 °C 5 sati) metalni uran postaju tvrđi i jači od čelika (zatezna čvrstoća > 1600 MPa). U kombinaciji sa svojom visokom gustinom, ovo čini očvrsnuti uranijum izuzetno efikasnim u prodiranju oklopa, sličnom efikasnosti mnogo skupljem monokristalnom volframu. Proces uništavanja oklopa prati usitnjavanje većeg dijela uranijuma u prašinu, prodiranje prašine u štićeni objekat i njeno paljenje u zraku s druge strane. Oko 300 tona osiromašenog uranijuma ostalo je na bojnom polju tokom Pustinjske oluje (uglavnom ostaci granata iz topa 30 mm GAU-8 jurišnika A-10, od kojih je svaka granata sadržavala 272 g legure uranijuma). Američka vojska koristi uranijum u granatama za tenkovske topove kalibra 120 ili 105 mm (M1 Abrams i M60A3) i top od 25 mm M242 postavljen na M2 Bradley i LAV-AT. Uranijumske metke (kalibra 20, 25 i 30 mm) koriste američki marinci, ratne snage i mornarica. Ruska (sovjetska) vojska koristi osiromašeni uranijum u granatama tenkovskih topova od kasnih 1970-ih, uglavnom za top 115 mm tenka T-62 i top od 125 mm za T-64, T-72, T-80 i T- tenkovi 90. Granate za tenkovske topove i mornaričke topove koje sadrže osiromašeni uranijum koriste i vojske Velike Britanije, Izraela, Francuske, Kine, Pakistana itd. Ukupno se takvo oružje proizvodi u 18 zemalja.

Zbog svoje velike gustine, osiromašeni uranijum se koristi i u modernim tenkovskim oklopima (u obliku „sendviča“ između dva lima oklopnog čelika), kao što su tenkovi M-1 Abrams (modifikacije M1A1HA i M1A2) izgrađeni nakon 1998. godine.

Trenutno je u toku razvoj zamjene olova osiromašenim uranijumom u proizvodnji protivtega za dizala i dizalice.

URAN ( hemijski element) URAN (hemijski element)

URAN (lat. Uranium), U (čitaj "uranijum"), radioaktivni hemijski element sa atomskim brojem 92, atomska masa 238.0289. Actinoid. Prirodni uranijum se sastoji od mešavine tri izotopa: 238 U, 99,2739%, sa vremenom poluraspada T 1/2 = 4,51 10 9 godina, 235 U, 0,7024%, sa poluživotom T 1/2 = 7,13 10 8 godina, 234 U, 0,0057%, sa poluživotom T 1/2 = 2,45 10 5 godina. 238 U (uranijum-I, UI) i 235 U (aktinouranijum, AcU) su osnivači radioaktivne serije. Od 11 umjetno proizvedenih radionuklida s masenim brojevima 227-240, dugovječni 233 U ( T 1/2 = 1,62 10 5 godina), dobija se neutronskim zračenjem torija (cm. TORIJA).
Konfiguracija tri vanjska elektronska sloja 5 s 2 str 6 d 10 f 3 6s 2 str 6 d 1 7 s 2 , uranijum pripada f-elementi. Nalazi se u grupi IIIB u 7. periodu periodnog sistema elemenata. U jedinjenjima pokazuje oksidaciona stanja +2, +3, +4, +5 i +6, valencije II, III, IV, V i VI.
Radijus neutralnog atoma uranijuma je 0,156 nm, poluprečnik jona: U 3 + - 0,1024 nm, U 4 + - 0,089 nm, U 5 + - 0,088 nm i U 6+ - 0,083 nm. Energije uzastopne jonizacije atoma su 6,19, 11,6, 19,8, 36,7 eV. Elektronegativnost prema Paulingu (cm. PAULING Linus) 1,22.
Istorija otkrića
Uranijum je 1789. godine otkrio njemački hemičar M. G. Klaproth (cm. KLAPROT Martin Heinrich) prilikom proučavanja minerala “smola blende”. Ime je dobio u čast planete Uran, koju je otkrio W. Herschel (cm. HERSCHEL) 1781. U metalnom stanju, uranijum je 1841. dobio francuski hemičar E. Peligot. (cm. PELIGOT Eugene Melchior) kod redukcije UCl 4 metalnim kalijumom. Radioaktivna svojstva uranijuma otkrio je 1896. godine Francuz A. Becquerel (cm. BECQUEREL Antoine Henri).
U početku je uranijumu pripisana atomska masa 116, ali 1871. D. I. Mendeljejev (cm. MENDELEEV Dmitrij Ivanovič) Došao sam do zaključka da ga treba udvostručiti. Nakon otkrića elemenata s atomskim brojevima od 90 do 103, američki hemičar G. Seaborg (cm. SEABORG Glenn Theodore) zaključili da ovi elementi (aktinidi) (cm. AKTINOIDI) Ispravnije je staviti ga u periodni sistem u istu ćeliju sa elementom br. 89 aktinijum. Ovaj aranžman je zbog činjenice da aktinidi prolaze dovršavanje 5 f-elektronski podnivo.
Biti u prirodi
Uranijum je karakterističan element za granitni sloj i sedimentnu ljusku zemljine kore. Sadržaj u zemljine kore 2,5·10 -4% po masi. IN morska voda koncentracija uranijuma je manja od 10 -9 g/l, ukupno morska voda sadrži od 10 9 do 10 10 tona uranijuma. Uranijum se ne nalazi u slobodnom obliku u zemljinoj kori. Poznato je oko 100 minerala uranijuma, od kojih su najvažniji smola U 3 O 8 i uraninit (cm. URANINIT)(U,Th)O 2, ruda uranijumske smole (sadrži okside uranijuma različitog sastava) i tyuyamunit Ca[(UO 2) 2 (VO 4) 2 ] 8H 2 O.
Potvrda
Uranijum se dobija iz ruda uranijuma koje sadrže 0,05-0,5% U. Ekstrakcija uranijuma počinje proizvodnjom koncentrata. Rude se izlužuju rastvorima sumporne, azotne kiseline ili alkalija. Dobijeni rastvor uvek sadrži nečistoće drugih metala. Prilikom odvajanja uranijuma od njih koriste se razlike u njihovim redoks svojstvima. Redoks procesi su kombinovani sa procesima jonske razmene i ekstrakcije.
Iz dobivene otopine uran se ekstrahira u obliku oksida ili tetrafluorida UF 4 metalotermnom metodom:
UF 4 + 2Mg = 2MgF 2 + U
Nastali uranijum sadrži male količine nečistoća bora (cm. BOR (hemijski element)), kadmijum (cm. KADMIJUM) i neki drugi elementi, takozvani reaktorski otrovi. Apsorbirajući neutrone nastale tokom rada nuklearnog reaktora, oni čine uranijum nepogodnim za upotrebu kao nuklearno gorivo.
Da bi se oslobodio nečistoća, metalni uranijum se rastvara u azotnoj kiselini, stvarajući uranil nitrat UO 2 (NO 3) 2. Uranil nitrat se ekstrahuje iz vodenog rastvora tributil fosfatom. Produkt prečišćavanja iz ekstrakta ponovo se pretvara u uranijum oksid ili tetrafluorid, iz čega se ponovo dobija metal.
Dio uranijuma se dobija regeneracijom istrošenog nuklearnog goriva u reaktoru. Sve operacije regeneracije uranijuma izvode se na daljinu.
Fizička i hemijska svojstva
Uranijum je srebrno-bijeli sjajni metal. Metalni uranijum postoji u tri alotropna oblika (cm. ALOTROPIJA) modifikacije. A-modifikacija sa ortorombičnom rešetkom je stabilna do 669°C, parametri A= 0,2854nm, V= 0,5869 nm i With= 0,4956 nm, gustina 19,12 kg/dm3. Od 669°C do 776°C, b-modifikacija sa tetragonalnom rešetkom je stabilna (parametri A= 1,0758 nm, With= 0,5656 nm). G-modifikacija sa kubičnom rešetkom centriranom na tijelo je stabilna do temperature topljenja od 1135°C ( A= 0,3525 nm). Tačka ključanja 4200°C.
Hemijska aktivnost metalnog uranijuma je visoka. Na zraku postaje prekriven filmom oksida. Uranijum u prahu je piroforan; sagorevanjem uranijuma i termičkom razgradnjom mnogih njegovih jedinjenja u vazduhu nastaje uranijum oksid U 3 O 8. Ako se ovaj oksid zagrije u atmosferi vodika (cm. VODIK) na temperaturama iznad 500°C nastaje uran dioksid UO 2:
U 3 O 8 + H 2 = 3UO 2 + 2H 2 O
Ako se uranil nitrat UO 2 (NO 3) 2 zagrije na 500°C, tada pri razgradnji nastaje uranijum trioksid UO 3. Osim oksida uranijuma stehiometrijskog sastava UO 2 , UO 3 i U 3 O 8 , poznati su oksidi uranijuma sastava U 4 O 9 i nekoliko metastabilnih oksida i oksida promjenjivog sastava.
Kada se oksidi uranijuma stapaju sa oksidima drugih metala, nastaju urani: K 2 UO 4 (kalijum uranat), CaUO 4 (kalcijum uranat), Na 2 U 2 O 7 (natrijum diuranat).
Interakcija sa halogenima (cm. HALOGEN), uranijum proizvodi uranijum halide. Među njima, UF 6 heksafluorid je žuta kristalna supstanca koja se lako sublimira čak i pri niskom zagrevanju (40-60°C) i podjednako se lako hidrolizira vodom. Najvažniji praktični značaj ima uranijum heksafluorid UF 6. Dobiva se reakcijom metalnog uranijuma, oksida uranijuma ili UF 4 sa fluorom ili fluorirajućim agensima BrF 3, CCl 3 F (freon-11) ili CCl 2 F 2 (freon-12):
U 3 O 8 + 6CCl 2 F 2 = UF 4 + 3COCl 2 + CCl 4 + Cl 2
UF 4 + F 2 = UF 6
ili
U 3 O 8 + 9F 2 = 3UF 6 + 4O 2
Poznati su fluoridi i hloridi koji odgovaraju oksidacionim stanjima uranijuma +3, +4, +5 i +6. Dobijeni su uranijum bromidi UBr 3, UBr 4 i UBr 5, kao i uranijum jodidi UI 3 i UI 4. Sintetizirani su uranijum oksihalidi kao što je UO 2 Cl 2 UOCl 2 i drugi.
Kada uranijum interaguje sa vodonikom, nastaje uranijum hidrid UH 3, koji ima visoku hemijsku aktivnost. Kada se zagrije, hidrid se raspada, stvarajući vodonik i uranijum u prahu. Kada se uranijum sinteruje sa borom, u zavisnosti od molarnog odnosa reagensa i uslova procesa, pojavljuju se boridi UB 2, UB 4 i UB 12.
Sa ugljenikom (cm. UGLJENIK) uranijum formira tri karbida UC, U 2 C 3 i UC 2.
Interakcija uranijuma sa silicijumom (cm. SILIKON) Dobijeni su silicidi U 3 Si, U 3 Si 2, USi, U 3 Si 5, USi 2 i U 3 Si 2.
Dobijeni su uranijum nitridi (UN, UN 2, U 2 N 3) i uranijum fosfidi (UP, U 3 P 4, UP 2). Sa sumporom (cm. SUMPOR) uranijum formira niz sulfida: U 3 S 5, US, US 2, US 3 i U 2 S 3.
Metalni uran se rastvara u HCl i HNO 3 i polako reaguje sa H 2 SO 4 i H 3 PO 4 . Nastaju soli koje sadrže uranilni kation UO 2 2+.
U vodenim rastvorima, jedinjenja uranijuma postoje u oksidacionim stanjima od +3 do +6. Standardni oksidacioni potencijal para U(IV)/U(III) - 0,52 V, U(V)/U(IV) para 0,38 V, U(VI)/U(V) para 0,17 V, para U(VI)/ U(IV) 0,27. U 3+ jon je nestabilan u rastvoru, ion U 4+ je stabilan u odsustvu vazduha. Kation UO 2+ je nestabilan i u rastvoru je neproporcionalan u U 4+ i UO 2 2+. U 3+ joni imaju karakterističnu crvenu boju, U 4+ ioni imaju zelenu boju, a UO 2 2+ ioni imaju žutu boju.
U rastvorima, jedinjenja uranijuma su najstabilnija u oksidacionom stanju +6. Sva jedinjenja uranijuma u rastvorima su sklona hidrolizi i formiranju kompleksa, a najjače su kationi U 4+ i UO 2 2+.
Aplikacija
Metalni uran i njegovi spojevi koriste se prvenstveno kao nuklearno gorivo u nuklearnim reaktorima. Nisko obogaćena mješavina izotopa uranijuma koristi se u stacionarnim reaktorima nuklearnih elektrana. Proizvod visok stepen obogaćivanje - u nuklearnim reaktorima koji rade na brzim neutronima. 235 U je izvor nuklearne energije u nuklearnom oružju. 238 U služi kao izvor sekundarnog nuklearnog goriva - plutonijuma.
Fiziološko djelovanje
Nalazi se u mikrokoličinama (10 -5 -10 -8%) u tkivima biljaka, životinja i ljudi. U najvećoj mjeri ga akumuliraju neke gljive i alge. Jedinjenja urana se apsorbuju u gastrointestinalnom traktu (oko 1%), u plućima - 50%. Glavni depoi u tijelu: slezina, bubrezi, skelet, jetra, pluća i bronhopulmonalni limfni čvorovi. Sadržaj u organima i tkivima ljudi i životinja ne prelazi 10-7 g.
Uran i njegova jedinjenja su veoma toksični. Posebno su opasni aerosoli uranijuma i njegovih spojeva. Za aerosole jedinjenja uranijuma rastvorljivih u vodi, MPC u vazduhu je 0,015 mg/m 3 , za nerastvorljive oblike uranijuma MPC je 0,075 mg/m 3 . Kada uran uđe u organizam, utiče na sve organe i predstavlja opšti ćelijski otrov. Molekularni mehanizam djelovanja uranijuma povezan je s njegovom sposobnošću da potisne aktivnost enzima. Prvenstveno su zahvaćeni bubrezi (u mokraći se pojavljuju proteini i šećer, oligurija). Kod hronične intoksikacije mogući su poremećaji hematopoeze i nervnog sistema.

enciklopedijski rječnik . 2009 .

Pogledajte šta je "URAN (hemijski element)" u drugim rječnicima:

    U (Uran, uranijum; kod O = 16 atomske težine U = 240) element sa najvećom atomskom težinom; Svi elementi, po atomskoj težini, padaju između vodonika i uranijuma. Ovo je najteži član metalne podgrupe grupe VI periodnog sistema (vidi hrom, ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

    Uranijum (U) Atomski broj 92 Izgled jednostavna supstanca Svojstva atoma Atomska masa ( molarna masa) 238.0289 a. e.m. (g/mol) ... Wikipedia

    Uranijum (lat. Uranium), U, radioaktivni hemijski element III grupe periodnog sistema Mendeljejeva, pripada porodici aktinida, atomski broj 92, atomska masa 238.029; metal. Prirodni U. sastoji se od mješavine tri izotopa: 238U √ 99,2739%... ... Velika sovjetska enciklopedija

    Uranijum (hemijski element)- URAN, U, radioaktivni hemijski element III grupe periodnog sistema, atomski broj 92, atomska masa 238,0289; pripada aktinidima; metal, tačka topljenja 1135°C. Glavni element uranijuma Nuklearna energija(nuklearno gorivo), koristi se u ... ... Ilustrovani enciklopedijski rječnik Wikipedia

    - (grčko uransko nebo). 1) bog neba, otac Saturna, najstariji od bogova, na grčkom. mythol. 2) rijedak metal koji u svom čistom stanju ima izgled srebrnih listova. 3) velika planeta koju je otkrio Herschel 1781. Rječnik strane reči, uključeno u ... ... Rečnik stranih reči ruskog jezika

    Uran:* Uran (mitologija) starogrčki bog. Sin Geje * planeta Uran (planeta). Solarni sistem* Uran ( muzički instrument) drevni turski i kazahstanski muzički duvački instrument * Uran (element) hemijski element * Operacija ... ... Wikipedia

    - (Uran), U, radioaktivni hemijski element III grupe periodnog sistema, atomski broj 92, atomska masa 238,0289; pripada aktinidima; metal, tačka topljenja 1135shC. Uranijum je glavni element nuklearne energije (nuklearno gorivo), koji se koristi u ... ... Moderna enciklopedija

URAN (nazvan po planeti Uranu otkrivenoj neposredno prije; lat. uranium * a. uranium; n. Uran; f. uranium; i. uranio), U, je radioaktivni hemijski element grupe III periodnog sistema Mendeljejeva, atomski broj 92, atomska masa 238,0289, pripada aktinidima. Prirodni uranijum se sastoji od mešavine tri izotopa: 238 U (99,282%, T 1/2 4,468,10 9 godina), 235 U (0,712%, T 1/2 0,704,10 9 godina), 234 U (0,006%, T 1 /2 0.244.10 6 godina). Poznato je i 11 umjetnih radioaktivnih izotopa uranijuma s masenim brojevima od 227 do 240. 238 U i 235 U su osnivači dvije serije prirodnog raspada, uslijed čega se pretvaraju u stabilne izotope 206 Pb i 207 Pb, respektivno.

Uranijum je 1789. godine u obliku UO 2 otkrio njemački hemičar M. G. Klaproth. Metalni uranijum je 1841. godine dobio francuski hemičar E. Peligot. Dugo je vremena uranijum imao vrlo ograničenu upotrebu, a tek sa otkrićem radioaktivnosti 1896. godine počelo je njegovo proučavanje i upotreba.

Svojstva uranijuma

U slobodnom stanju, uranijum je svetlosiv metal; ispod 667,7°C karakteriše ga rombični uzorak (a=0,28538 nm, b=0,58662 nm, c=0,49557 nm) kristalna ćelija(a-modifikacija), u temperaturnom opsegu 667,7-774°C - tetragonalna (a = 1,0759 nm, c = 0,5656 nm; R-modifikacija), na višim temperaturama - kubična rešetka u centru tijela (a = 0,3538 nm, g-modifikacija). Gustina 18700 kg/m 3, tačka topljenja 1135°C, tačka ključanja oko 3818°C, molarni toplotni kapacitet 27,66 J/(mol.K), električna otpornost 29.0.10 -4 (Ohm.m), toplotna provodljivost 22, 5 W/(m.K), temperaturni koeficijent linearne ekspanzije 10.7.10 -6 K -1. Temperatura prijelaza uranijuma u supravodljivo stanje je 0,68 K; slab paramagnetski, specifična magnetna susceptibilnost 1.72.10 -6. Jezgra 235 U i 233 U se cijepaju spontano, kao i pri hvatanju sporih i brzih neutrona, 238 U se cijepaju samo pri hvatanju brzih (više od 1 MeV) neutrona. Kada se uhvate spori neutroni, 238 U se pretvara u 239 Pu. Kritična masa uranijuma (93,5% 235U) u vodenim rastvorima je manja od 1 kg, za otvorenu kuglu je oko 50 kg; za 233 U kritična masa je približno 1/3 kritične mase od 235 U.

Edukacija i držanje u prirodi

Glavni potrošač uranijuma je nuklearna energija (nuklearni reaktori, nuklearni elektrane). Osim toga, uran se koristi za proizvodnju nuklearnog oružja. Sve ostale oblasti upotrebe uranijuma su od strogo podređenog značaja.

U poruci iračkog ambasadora pri UN Mohammed Ali al-Hakim od 9. jula, navodi se da su im na raspolaganju ekstremisti ISIS-a (Islamska država Iraka i Levanta). IAEA (Međunarodna agencija za atomsku energiju) požurila je da izjavi da nuklearne supstance koje je Irak ranije koristio imaju niska toksična svojstva, a samim tim i materijale koje su zaplijenili islamisti.

Izvor iz američke vlade upoznat sa situacijom rekao je Reutersu da uranijum koji su ukrali militanti najvjerovatnije nije obogaćen i stoga je malo vjerovatno da će se koristiti za izradu nuklearnog oružja. Iračke vlasti su zvanično obavestile Ujedinjene nacije o ovom incidentu i pozvale ih da "spreče pretnju njegovog korišćenja", prenose RIA Novosti.

Jedinjenja uranijuma su izuzetno opasna. AiF.ru govori o tome što točno, kao i ko i kako može proizvoditi nuklearno gorivo.

Šta je uranijum?

Uranijum je hemijski element sa atomskim brojem 92, srebrno-beli sjajni metal, označen u periodnom sistemu simbolom U. U svom čistom obliku, nešto je mekši od čelika, savitljiv, savitljiv, nalazi se u zemljinoj kori (litosferi ) iu morskoj vodi, au svom čistom obliku se praktički ne pojavljuje. Nuklearno gorivo se pravi od izotopa uranijuma.

Uranijum je težak, srebrno-bijeli, sjajni metal. Foto: Commons.wikimedia.org / Originalni otpremalac bio je Zxctypo na en.wikipedia.

Radioaktivnost uranijuma

1938. Nijemac fizičari Otto Hahn i Fritz Strassmann ozračio jezgro uranijuma neutronima i došao do otkrića: hvatajući slobodni neutron, jezgro izotopa uranijuma se dijeli i oslobađa ogromnu energiju zbog kinetičke energije fragmenata i zračenja. Godine 1939-1940 Yuliy Khariton I Yakov Zeldovich po prvi put teoretski objasnio da je uz malo obogaćivanje prirodnog uranijuma uranijumom-235 moguće stvoriti uslove za kontinuiranu fisiju atomska jezgra, odnosno da se procesu da lančani karakter.

Šta je obogaćeni uranijum?

Obogaćeni uranijum je uranijum koji se proizvodi korišćenjem tehnološki proces povećanja udela izotopa 235U u uranijumu. Kao rezultat toga, prirodni uranijum se deli na obogaćeni uranijum i osiromašeni uranijum. Nakon što se 235U i 234U ekstrahuju iz prirodnog uranijuma, preostali materijal (uranijum-238) se naziva "osiromašeni uranijum" jer je osiromašen izotopom 235. Prema nekim procjenama, SAD skladišti oko 560.000 tona osiromašenog uranijum heksafluorida (UF6). Osiromašeni uranijum je upola radioaktivniji od prirodnog uranijuma, uglavnom zbog uklanjanja 234U iz njega. Budući da je primarna upotreba uranijuma proizvodnja energije, osiromašeni uranijum je proizvod niske potrošnje i niske ekonomske vrijednosti.

U nuklearnoj energiji koristi se samo obogaćeni uranijum. Najrasprostranjeniji izotop uranijuma je 235U, u kojem je moguća samoodrživa nuklearna lančana reakcija. Stoga se ovaj izotop koristi kao gorivo u nuklearnim reaktorima i nuklearnom oružju. Izolacija izotopa U235 iz prirodnog uranijuma je složena tehnologija koju mnoge zemlje ne mogu implementirati. Obogaćivanje uranijuma omogućava proizvodnju atomskog nuklearnog oružja - jednofaznih ili jednofaznih eksplozivnih naprava u kojima glavna izlazna energija dolazi iz nuklearne reakcije fisije teških jezgara kako bi se formirali lakši elementi.

Uran-233, umjetno proizveden u reaktorima od torija (torij-232 hvata neutron i pretvara se u torij-233, koji se raspada u protaktinijum-233, a zatim u uranijum-233), mogao bi u budućnosti postati uobičajeno nuklearno gorivo za nuklearnu energiju postrojenja (već sada postoje reaktori koji koriste ovaj nuklid kao gorivo, na primjer KAMINI u Indiji) i proizvodnju atomskih bombi (kritična masa od oko 16 kg).

Jezgro projektila kalibra 30 mm (pušaka GAU-8 aviona A-10) prečnika oko 20 mm napravljeno je od osiromašenog uranijuma. Foto: Commons.wikimedia.org / Originalni otpremalac bio je Nrcprm2026 na en.wikipedia

Koje zemlje proizvode obogaćeni uranijum?

  • Francuska
  • Njemačka
  • Holland
  • Engleska
  • Japan
  • Rusija
  • kina
  • Pakistan
  • Brazil

10 zemalja koje proizvode 94% svjetske proizvodnje uranijuma. Foto: Commons.wikimedia.org / KarteUrangewinnung

Zašto su jedinjenja uranijuma opasna?

Uran i njegova jedinjenja su toksični. Posebno su opasni aerosoli uranijuma i njegovih spojeva. Za aerosole jedinjenja uranijuma rastvorljivih u vodi maksimum dozvoljena koncentracija(MPC) u vazduhu je 0,015 mg/m³, za nerastvorljive oblike uranijuma MAC je 0,075 mg/m³. Kada uran uđe u organizam, utiče na sve organe i predstavlja opšti ćelijski otrov. Uranijum se, kao i mnogi drugi teški metali, gotovo nepovratno vezuje za proteine, prvenstveno za sulfidne grupe aminokiselina, remeteći njihovu funkciju. Molekularni mehanizam djelovanja uranijuma povezan je s njegovom sposobnošću da potisne aktivnost enzima. Prvenstveno su zahvaćeni bubrezi (u mokraći se pojavljuju proteini i šećer, oligurija). Kod hronične intoksikacije mogući su poremećaji hematopoeze i nervnog sistema.

Upotreba uranijuma u miroljubive svrhe

  • Mali dodatak uranijuma daje staklu prekrasnu žuto-zelenu boju.
  • Natrijum uranijum se koristi kao žuti pigment u slikarstvu.
  • Jedinjenja urana korišćena su kao boje za slikanje na porculanu i za keramičke glazure i emajle (farbane bojama: žuta, smeđa, zelena i crna, u zavisnosti od stepena oksidacije).
  • Početkom 20. stoljeća, uranil nitrat se široko koristio za poboljšanje negativa i pozitiva (nijansa) braon (fotografski otisci).
  • Legure gvožđa i osiromašenog uranijuma (uranijum-238) koriste se kao moćni magnetostriktivni materijali.

Izotop je niz atoma hemijskog elementa koji imaju isti atomski (redni) broj, ali različite masene brojeve.

Element III grupe periodnog sistema, koji pripada aktinidima; teški, blago radioaktivni metal. Torij ima brojne primjene u kojima ponekad igra nezamjenjivu ulogu. Položaj ovog metala u periodnom sistemu elemenata i struktura jezgra predodredili su njegovu upotrebu u oblasti miroljubive upotrebe atomske energije.

*** Oligurija (od grčkog oligos - mali i ouron - urin) - smanjenje količine mokraće koju izlučuju bubrezi.

mob_info