uran (kimyəvi element) uran (kimyəvi element)
URAN (lat. Uran), U (“uran” oxuyun), atom nömrəsi 92, atom kütləsi 238,0289 olan radioaktiv kimyəvi element. Aktinoid. Təbii uran üç izotopun qarışığından ibarətdir: 238U, 99,2739%, yarımparçalanma müddəti T 1/2 \u003d 4,51 10 9 il, 235 U, 0,7024%, yarımxaricolma dövrü ilə T 1/2 \u003d 7,13 10 8 il, 234 U, 0,0057%, yarımxaricolma dövrü ilə T 1/2 = 2,45 10 5 il. 238 U (uran-I, UI) və 235 U (aktinouranium, AcU) radioaktiv seriyanın yaradıcılarıdır. Kütləvi nömrələri 227-240, uzunömürlü 233 U olan süni şəkildə istehsal olunan 11 radionukliddən ( T 1/2 \u003d 1.62 10 5 il), toriumun neytron şüalanması ilə əldə edilir. (sm. TORİUM).
Üç xarici elektron təbəqəsinin konfiqurasiyası 5 s 2
səh 6
d 10 f 3 6s 2
səh 6
d 1 7 s 2
, urana aiddir f-elementlər. Elementlərin dövri cədvəlinin 7-ci dövründə IIIB qrupunda yerləşir. Birləşmələrdə +2, +3, +4, +5 və +6 oksidləşmə vəziyyətini, II, III, IV, V və VI valentliklərini nümayiş etdirir.
Uranın neytral atomunun radiusu 0,156 nm, ionların radiusu: U 3 + - 0,1024 nm, U 4 + - 0,089 nm, U 5 + - 0,088 nm və U 6+ - 0,083 nm. Atomun ardıcıl ionlaşma enerjiləri 6,19, 11,6, 19,8, 36,7 eV-dir. Paulingə görə elektronmənfilik (sm. PAULİNQ Linus) 1,22.
Kəşf tarixi
Uran 1789-cu ildə alman kimyaçısı M. G. Klaproth tərəfindən kəşf edilmişdir (sm. KLAPROT Martin Heinrich)"tar blende" mineralının tədqiqində. V.Herşelin kəşf etdiyi Uran planetinin adını daşıyır (sm. HERSHEL) 1781-ci ildə. Metalik vəziyyətdə uran 1841-ci ildə fransız kimyaçısı E. Peliqot tərəfindən əldə edilmişdir. (sm. PELIGO Eugene Melchior) UCl 4-ü metal kaliumla azaldarkən. Uranın radioaktiv xüsusiyyətləri 1896-cı ildə fransız A.Bekkerel tərəfindən aşkar edilmişdir. (sm. Becquerel Antoine Henri).
Əvvəlcə uranın atom kütləsi 116 idi, lakin 1871-ci ildə D. I. Mendeleyev (sm. MENDELEEV Dmitri İvanoviç) ikiqat artırılmalı olduğu qənaətinə gəldi. Atom nömrələri 90-dan 103-ə qədər olan elementlərin kəşfindən sonra amerikalı kimyaçı Q.Siborq (sm. SEABORG Glenn Theodore) belə nəticəyə gəldi ki, bu elementlər (aktinidlər) (sm. aktinoidlər) dövri sistemdə 89 nömrəli aktinium elementi ilə eyni xanada yerləşdirilməsi daha düzgündür. Bu tənzimləmə aktinidlərin 5-in tamamlanması ilə əlaqədardır f-elektron alt səviyyə.
Təbiətdə olmaq
Uran yer qabığının qranit təbəqəsi və çöküntü qabığı üçün xarakterik elementdir. Yer qabığındakı məzmun çəki ilə 2,5 10 -4% təşkil edir. Dəniz suyunda uranın konsentrasiyası 10 -9 q/l-dən azdır, ümumilikdə dəniz suyunda 10 9-10 10 ton uran var. Uran yer qabığında sərbəst formada tapılmır. 100-ə yaxın uran mineralı məlumdur, onlardan ən mühümləri pitchblende U 3 O 8, uraninitdir. (sm. URANINIT)(U,Th)O 2, uran qətranı filizi (tərkibində dəyişkən tərkibli uran oksidləri var) və tuyamunit Ca[(UO 2) 2 (VO 4) 2] 8H 2 O.
Qəbz
Uran 0,05-0,5% U olan uran filizlərindən alınır. Uranın çıxarılması konsentrat istehsalı ilə başlayır. Filizlər sulfat, azot turşuları və ya qələvi məhlulları ilə yuyulur. Yaranan məhlul həmişə digər metalların çirklərini ehtiva edir. Uranı onlardan ayırarkən onların redoks xassələrindəki fərqlərdən istifadə edilir. Redoks prosesləri ion mübadiləsi və ekstraksiya prosesləri ilə birləşdirilir.
Yaranan məhluldan metalotermik üsulla uran oksid və ya tetraflorid UF 4 şəklində çıxarılır:
UF 4 + 2Mg = 2MgF 2 + U
Yaranan uranın tərkibində az miqdarda bor çirkləri var. (sm. BOR (kimyəvi element)),
kadmium (sm. KADMIUM) və bəzi digər elementlər, sözdə reaktor zəhərləri. Nüvə reaktorunun istismarı zamanı yaranan neytronları udaraq, uranı nüvə yanacağı kimi istifadə üçün yararsız hala gətirirlər.
Çirklərdən xilas olmaq üçün metal uran nitrat turşusunda həll edilərək uranil nitrat UO 2 (NO 3) 2 əldə edilir. Uranil nitrat tributil fosfatla sulu məhluldan çıxarılır. Ekstraktdan təmizlənmə məhsulu yenidən uran oksidinə və ya tetrafloridinə çevrilir, ondan yenidən metal alınır.
Uranın bir hissəsi işlənmiş nüvə yanacağının reaktorda bərpası nəticəsində əldə edilir. Bütün uranın bərpası əməliyyatları uzaqdan həyata keçirilir.
Fiziki və kimyəvi xassələri
Uran gümüşü ağ parlaq metaldır. Uran metalı üç allotropikdə mövcuddur (sm. ALLOTROPİYA) dəyişikliklər. 669°C-ə qədər sabit a-modifikasiyası ortoromb şəbəkə ilə, parametrlər a= 0.2854nm, v= 0,5869 nm və ilə\u003d 0,4956 nm, sıxlıq 19,12 kq / dm 3. 669°C-dən 776°C-ə qədər, tetraqonal şəbəkə ilə b-modifikasiyası sabitdir (parametrlər a= 1,0758 nm, ilə= 0,5656 nm). 1135°C ərimə nöqtəsinə qədər kubik bədən mərkəzli qəfəs ilə g-modifikasiyası sabitdir ( a= 0,3525 nm). Qaynama nöqtəsi 4200°C.
Metal uranın kimyəvi aktivliyi yüksəkdir. Havada bir oksid filmi ilə örtülmüşdür. Toz uran piroforikdir, uranın yanması və onun bir çox birləşmələrinin havada termal parçalanması zamanı uran oksidi U 3 O 8 əmələ gəlir. Bu oksid hidrogen atmosferində qızdırılırsa (sm. HİDROGEN) 500 ° C-dən yuxarı temperaturda uran dioksidi UO 2 əmələ gəlir:
U 3 O 8 + H 2 \u003d 3UO 2 + 2H 2 O
Uranil nitrat UO 2 (NO 3) 2 500 ° C-də qızdırılırsa, parçalanaraq uran trioksidi UO 3 əmələ gətirir. Stokiometrik tərkibli UO 2, UO 3 və U 3 O 8 uran oksidləri ilə yanaşı, U 4 O 9 tərkibli uran oksidi və bir neçə metastabil oksidlər və dəyişkən tərkibli oksidlər məlumdur.
Uran oksidləri digər metalların oksidləri ilə birləşdirildikdə uranatlar əmələ gəlir: K 2 UO 4 (kalium uranat), CaUO 4 (kalsium uranat), Na 2 U 2 O 7 (natrium diuranat).
Halojenlərlə qarşılıqlı əlaqə (sm. HALOGENLER), uran uran halidləri verir. Onların arasında UF 6 heksafluorid, hətta aşağı istilikdə (40-60°C) asanlıqla sublimasiya olunan və su ilə eyni dərəcədə asanlıqla hidroliz olunan sarı kristal maddədir. Ən vacib praktiki dəyər uran heksaflorid UF 6-dır. Metal uran, uran oksidləri və ya UF 4-ün flüor və ya flüorlaşdırıcı maddələrlə BrF 3 , CCl 3 F (freon-11) və ya CCl 2 F 2 (freon-12) ilə qarşılıqlı təsiri nəticəsində əldə edilir:
U 3 O 8 + 6CCl 2 F 2 = UF 4 + 3COCl 2 + CCl 4 + Cl 2
UF 4 + F 2 = UF 6
və ya
U 3 O 8 + 9F 2 \u003d 3UF 6 + 4O 2
Uranın +3, +4, +5 və +6 oksidləşmə dərəcələrinə uyğun gələn flüoridlər və xloridlər məlumdur. Uran bromidləri UBr 3, UBr 4 və UBr 5, həmçinin uran yodidləri UI 3 və UI 4 əldə edilmişdir. UO 2 Cl 2 UOCl 2 və başqaları kimi uran oksihalidləri sintez edilmişdir.
Uranın hidrogenlə qarşılıqlı əlaqəsi zamanı yüksək kimyəvi aktivliyə malik olan uran hidrid UH 3 əmələ gəlir. Qızdırıldıqda hidrid parçalanır, hidrogen və toz uranı əmələ gətirir. Uranın borla sinterlənməsi zamanı reaksiyaya girən maddələrin molar nisbətindən və proses şəraitindən asılı olaraq UB 2, UB 4 və UB 12 boridləri yaranır.
Karbon ilə (sm. KARBON) uran üç karbid UC, U 2 C 3 və UC 2 əmələ gətirir.
Uranın silisiumla qarşılıqlı təsiri (sm. SİLİKON) U 3 Si, U 3 Si 2, USi, U 3 Si 5, USi 2 və U 3 Si 2 silisidləri alınmışdır.
Uran nitridləri (UN, UN 2, U 2 N 3) və uran fosfidləri (UP, U 3 P 4, UP 2) alınmışdır. Kükürd ilə (sm. Kükürd) uran bir sıra sulfidlər əmələ gətirir: U 3 S 5 , US, US 2 , US 3 və U 2 S 3 .
Metalik uran HCl və HNO 3-də həll olur və yavaş-yavaş H 2 SO 4 və H 3 PO 4 ilə reaksiya verir. Tərkibində uranil kation UO 2 2+ olan duzlar var.
Sulu məhlullarda +3 ilə +6 arasında oksidləşmə vəziyyətində uran birləşmələri var. U(IV)/U(III) cütünün standart oksidləşmə potensialı - 0,52 V, U(V)/U(IV) cütü 0,38 V, U(VI)/U(V) cütü 0,17 V, U(VI)/ cütü U(IV) 0,27. U 3+ ionu məhlulda qeyri-sabitdir, U 4+ ionu hava olmadıqda sabitdir. UO 2 + katyonu qeyri-sabitdir və məhlulda U 4+ və UO 2 2+ kimi qeyri-mütənasibdir. U 3+ ionları xarakterik qırmızı rəngə malikdir, U 4+ ionları yaşıl, UO 2 2+ ionları isə sarıdır.
Məhlullarda +6 oksidləşmə vəziyyətində olan uran birləşmələri ən sabitdir. Məhlullardakı bütün uran birləşmələri hidrolizə və kompleks əmələ gəlməyə meyllidir, ən güclüləri U 4+ və UO 2 2+ kationlarıdır.
Ərizə
Uran metalı və onun birləşmələri əsasən nüvə reaktorlarında nüvə yanacağı kimi istifadə olunur. Atom elektrik stansiyalarının stasionar reaktorlarında uran izotoplarının az zənginləşdirilmiş qarışığından istifadə olunur. Yüksək dərəcədə zənginləşdirmə məhsulu sürətli neytronlarda işləyən nüvə reaktorlarında olur. 235 U nüvə silahlarında nüvə enerjisinin mənbəyidir. 238 U ikinci dərəcəli nüvə yanacağı - plutonium mənbəyi kimi xidmət edir.
Fizioloji fəaliyyət
Mikromiqdarlarda (10 -5 -10 -8%) bitkilərin, heyvanların və insanların toxumalarında olur. Ən çox bəzi göbələklər və yosunlar tərəfindən toplanır. Uran birləşmələri mədə-bağırsaq traktında (təxminən 1%), ağciyərlərdə - 50% udulur. Bədəndəki əsas depolar: dalaq, böyrəklər, skelet, qaraciyər, ağciyərlər və bronxo-ağciyər limfa düyünləri. İnsan və heyvanların orqan və toxumalarında 10-7 ildən çox deyil.
Uran və onun birləşmələri çox zəhərlidir. Uran və onun birləşmələrinin aerozolları xüsusilə təhlükəlidir. Suda həll olunan uran birləşmələrinin aerozolları üçün havada MPC 0,015 mq/m3, uranın həll olunmayan formaları üçün MPC 0,075 mq/m3 təşkil edir. Bədənə daxil olduqda, uran ümumi hüceyrə zəhəri olmaqla bütün orqanlara təsir göstərir. Uranın molekulyar təsir mexanizmi onun fermentlərin fəaliyyətini maneə törətmək qabiliyyəti ilə bağlıdır. İlk növbədə böyrəklər təsirlənir (sidikdə protein və şəkər görünür, oliquriya). Xroniki intoksikasiya ilə hematopoetik və sinir sisteminin pozğunluqları mümkündür.
ensiklopedik lüğət. 2009 .
U (Uran, uran; O = 16 atom ağırlığında U = 240) ən yüksək atom çəkisi olan element; atom çəkisi ilə bütün elementlər hidrogen və uran arasında yerləşdirilir. Bu, dövri sistemin VI qrupunun metal alt qrupunun ən ağır üzvüdür (bax: Xrom, ... ... Ensiklopedik lüğət F.A. Brockhaus və I.A. Efron
Uran (U) Atom nömrəsi 92 Sadə maddənin görünüşü Atomun xüsusiyyətləri Atom kütləsi (molyar kütlə) 238.0289 a. e.m (g / mol) ... Vikipediya
Uran (lat. Uranium), Mendeleyev dövri sisteminin III qrupunun radioaktiv kimyəvi elementi U, aktinidlər ailəsinə aiddir, atom nömrəsi 92, atom kütləsi 238,029; Metal. Təbii U. üç izotopun qarışığından ibarətdir: 238U √ 99,2739% ... ... Böyük Sovet Ensiklopediyası
Uran (kimyəvi element)- URAN (Uran), U, dövri sistemin III qrupunun radioaktiv kimyəvi elementi, atom nömrəsi 92, atom kütləsi 238,0289; aktinidlərə aiddir; metal, mp 1135°C. Uran nüvə enerjisinin əsas elementidir (nüvə yanacağı), ... ... Təsvirli Ensiklopedik Lüğət Vikipediya
- (Yunan uran səması). 1) göy tanrısı, Saturnun atası, tanrıların ən qədimi, yunanca. mifol. 2) saf halda gümüşü yarpaq görünüşünə malik nadir metal. 3) 1781-ci ildə Herşel tərəfindən kəşf edilmiş böyük planet. Xarici sözlərin lüğəti ... ... Rus dilinin xarici sözlərin lüğəti
Uran:* Uran (mifologiya) qədim yunan tanrısı. Qayanın oğlu * Uran (planet) Günəş sisteminin planeti * Uran (musiqi aləti) qədim türk və qazax nəfəs aləti * Uran (element) kimyəvi elementi * Əməliyyat ... ... Wikipedia
- (Uran), U, dövri sistemin III qrupunun radioaktiv kimyəvi elementi, atom nömrəsi 92, atom kütləsi 238,0289; aktinidlərə aiddir; metal, mp 1135shC. Uran nüvə enerjisinin əsas elementidir (nüvə yanacağı), ... ... Müasir ensiklopediya
| U | 92 |
| 238,0289 | |
| 5f 3 6d 1 7s 2 | |
| Uran | |
Uran(köhnə ad Uraniya) dövri sistemdə atom nömrəsi 92, atom kütləsi 238.029 olan kimyəvi elementdir; U simvolu ilə işarələnir ( Uran), aktinidlər ailəsinə aiddir.
Hətta qədim zamanlarda (e.ə. I əsr) keramika üçün sarı şir hazırlamaq üçün təbii uran oksidindən istifadə olunurdu. Uran üzərində aparılan tədqiqatlar onun yaratdığı zəncirvari reaksiya kimi inkişaf etmişdir. Əvvəlcə onun xassələri haqqında məlumat, zəncirvari reaksiyanın ilk impulsları kimi, hər halda uzun fasilələrlə gəldi. Uranın tarixində ilk mühüm tarix alman təbiət filosofu və kimyaçısı Martin Heinrich Klaprothun Sakson qatran filizindən çıxarılan qızılı-sarı “torpaq”ı qara metala bənzər maddəyə çevirdiyi 1789-cu ildir. O zaman məlum olan ən uzaq planetin şərəfinə (Herşel tərəfindən səkkiz il əvvəl kəşf edilmişdir) Klaproth, yeni maddəni element hesab edərək, onu uran adlandırdı.
Əlli il ərzində Klaprotun uranı metal hesab olunurdu. Yalnız 1841-ci ildə Eugene Melchior Peligot - Fransız kimyaçısı (1811-1890)] sübut etdi ki, xarakterik metal parıltısına baxmayaraq, Klaprotun uranı element deyil, oksiddir. UO 2. 1840-cı ildə Peliqo polad-boz ağır metal olan həqiqi uranı əldə etməyə və onun atom çəkisini təyin etməyə müvəffəq oldu. Uranın tədqiqində növbəti mühüm addım 1874-cü ildə D. İ. Mendeleyev tərəfindən atılmışdır. İnkişaf etdirdiyi dövri sistemə əsaslanaraq, uranı cədvəlinin ən uzaq hücrəsinə yerləşdirdi. Əvvəllər uranın atom çəkisi 120-yə bərabər hesab olunurdu.Böyük kimyaçı bu dəyəri iki dəfə artırmışdı. 12 ildən sonra Mendeleyevin proqnozu alman kimyaçısı Zimmermanın təcrübələri ilə təsdiqləndi.
Uranın tədqiqi 1896-cı ildə başladı: fransız kimyaçısı Antuan Henri Bekkerel təsadüfən Bekkerel şüalarını kəşf etdi, sonra Mari Küri onun adını radioaktivlik adlandırdı. Eyni zamanda, fransız kimyaçısı Henri Moissan saf metal uranın alınması üçün bir üsul hazırlamağa nail oldu. 1899-cu ildə Ruterford uran preparatlarının şüalanmasının qeyri-bərabər olduğunu, iki növ şüalanmanın - alfa və beta şüalarının olduğunu aşkar etdi. Onlar fərqli bir elektrik yükü daşıyırlar; maddə və ionlaşma qabiliyyətinə görə eyni diapazondan uzaqdır. Bir az sonra, 1900-cü ilin mayında Paul Villard radiasiyanın üçüncü növünü - qamma şüalarını kəşf etdi.
Ernest Ruterford 1907-ci ildə Frederik Soddi (Soddy, Frederik, 1877-1956; Kimya üzrə Nobel mükafatı, 1877-1956) ilə birlikdə yaratdığı radioaktivlik nəzəriyyəsi əsasında radioaktiv uran və toriumun tədqiqi zamanı mineralların yaşını təyin etmək üçün ilk təcrübələr aparmışdır. 1921). 1913-cü ildə F. Soddy anlayışını təqdim etdi izotoplar(yunan dilindən ισος - "bərabər", "eyni" və τόπος - "yer") və 1920-ci ildə izotopların süxurların geoloji yaşını təyin etmək üçün istifadə edilə biləcəyini proqnozlaşdırdı. 1928-ci ildə Niggot həyata keçirdi və 1939-cu ildə A.O.K. Nier (Nier, Alfred Otto Carl, 1911 - 1994) yaşı hesablamaq üçün ilk tənlikləri yaratdı və izotopların ayrılması üçün kütlə spektrometrini tətbiq etdi.
1939-cu ildə Frederik Joliot-Küri və alman fizikləri Otto Frisch və Lisa Meitner, neytronlarla şüalanan uran nüvəsi ilə baş verən naməlum bir hadisəni kəşf etdilər. Urandan daha yüngül olan yeni elementlərin əmələ gəlməsi ilə bu nüvənin partlayıcı məhvi baş verdi. Bu dağıntı partlayıcı xarakterli idi, məhsulların parçaları böyük sürətlə müxtəlif istiqamətlərə səpələnmişdi. Beləliklə, nüvə reaksiyası adlanan bir hadisə kəşf edildi.
1939-1940-cı illərdə. Yu.B.Xariton və Ya.B.Zeldoviç ilk dəfə nəzəri cəhətdən göstərmişlər ki, təbii uranın uran-235 ilə bir qədər zənginləşdirilməsi ilə atom nüvələrinin fasiləsiz parçalanmasına şərait yaratmaq olar, yəni. prosesə zəncirvari xarakter verin.
Uranit filizi
Uran təbiətdə geniş yayılmışdır. Uran klarkı 1·10 -3% (ağırlıq) təşkil edir. Litosferin 20 km qalınlığında olan təbəqəsində uranın miqdarı 1,3 10 14 ton qiymətləndirilir.
Uranın əsas hissəsi yüksək tərkibli turşulu süxurlarda olur silikon. Uranın əhəmiyyətli kütləsi çöküntü süxurlarında, xüsusən də üzvi maddələrlə zənginləşdirilmiş süxurlarda cəmləşmişdir. Uran torium və nadir torpaq minerallarında (ortit, sfen CaTiO 3, monazit (La, Ce)PO 4, sirkon ZrSiO 4, ksenotim YPO4 və s.) tərkibində çoxlu miqdarda olur. Ən əhəmiyyətli uran filizləri pitchblend (qatran qatışı), uranit və karnotitdir. Əsas minerallar - uranın peykləri molibdenit MoS 2, qalena PbS, kvars SiO 2, kalsit CaCO 3, hidromuskovit və s.
| Mineral | Mineralın əsas tərkibi | Uran tərkibi, % |
|---|---|---|
| Uranit | UO 2 , UO 3 + ThO 2 , CeO 2 | 65-74 |
| Karnotit | K 2 (UO 2) 2 (VO 4) 2 2H 2 O | ~50 |
| Kasolit | PbO 2 UO 3 SiO 2 H 2 O | ~40 |
| Samarskit | (Y, Er, Ce, U, Ca, Fe, Pb, Th) (Nb, Ta, Ti, Sn) 2 O 6 | 3.15-14 |
| brannerit | (U, Ca, Fe, Y, Th) 3 Ti 5 O 15 | 40 |
| Tuyamunit | CaO 2UO 3 V 2 O 5 nH 2 O | 50-60 |
| zeynerit | Cu(UO 2) 2 (AsO 4) 2 nH 2 O | 50-53 |
| Otenit | Ca(UO 2) 2 (PO 4) 2 nH 2 O | ~50 |
| Şrekingerit | Ca 3 NaUO 2 (CO 3) 3 SO 4 (OH) 9H 2 O | 25 |
| Ouranophanes | CaO UO 2 2SiO 2 6H 2 O | ~57 |
| Fergusonit | (Y, Ce)(Fe, U)(Nb, Ta)O 4 | 0.2-8 |
| Torbernit | Cu(UO 2) 2 (PO 4) 2 nH 2 O | ~50 |
| tabut | U(SiO 4) 1-x (OH) 4x | ~50 |
Təbiətdə tapılan uranın əsas formaları uranit, qatran (qatran qatı) və qara urandır. Onlar yalnız baş vermə formalarına görə fərqlənirlər; yaşdan asılılıq var: uranit əsasən qədim (prekembri süxurlarında), pitchblend - vulkanogen və hidrotermal - əsasən Paleozoy və daha gənc yüksək və orta temperaturlu formasiyalarda mövcuddur; uran qara - əsasən gənc - Kaynozoy və daha gənc formasiyalarda - əsasən aşağı temperaturlu çöküntü süxurlarında.
Yer qabığında uranın tərkibi 0,003% təşkil edir, yerin səth qatında dörd növ çöküntü şəklində olur. Birincisi, bunlar uranla çox zəngin, lakin nadir hallarda rast gəlinən uranit və ya qatran uran (uran dioksid UO2) damarlarıdır. Onlar radium yataqları ilə müşayiət olunur, çünki radium uranın izotopik parçalanmasının birbaşa məhsuludur. Belə damarlara Kanadanın Zairində (Böyük Ayı Gölü) rast gəlinir. Çexiya Respublikası və Fransa. Uranın ikinci mənbəyi digər mühüm mineralların filizləri ilə birlikdə torium və uran filizinin konqlomeratlarıdır. Konqlomeratlar adətən çıxarmaq üçün kifayət qədər miqdarda olur qızıl və gümüş, və onu müşayiət edən elementlər uran və toriumdur. Bu filizlərin böyük yataqları Kanada, Cənubi Afrika, Rusiya və avstraliya. Uranın üçüncü mənbəyi urana əlavə olaraq əhəmiyyətli miqdarda mineral karnotit (kalium uranil vanadat) ilə zəngin olan çöküntü süxurları və qum daşlarıdır. vanadium və digər elementlər. Belə filizlərə qərb ştatlarında rast gəlinir ABŞ. Yataqların dördüncü mənbəyini dəmir-uran şistləri və fosfat filizləri təşkil edir. Zəngin yataqlar şistlərdə tapılır İsveç. Mərakeş və ABŞ-dakı bəzi fosfat filizlərində əhəmiyyətli miqdarda uran və fosfat yataqları var. Anqola Mərkəzi Afrika Respublikası isə uranla daha da zəngindir. Əksər linyitlər və bəzi kömürlər adətən uran çirklərini ehtiva edir. Şimali və Cənubi Dakotada (ABŞ) uranla zəngin linyit yataqları və bitumlu kömürlər İspaniya və Çexiya Respublikası
Təbii uran üçün qarışığından ibarətdir izotoplar: 238 U - 99,2739% (yarımxaricolma dövrü T 1/2 \u003d 4,468 × 10 9 il), 235 U - 0,7024% ( T 1/2 \u003d 7,038 × 10 8 il) və 234 U - 0,0057% ( T 1/2 = 2,455×10 5 il). Sonuncu izotop əsas deyil, radiogenikdir; 238 U radioaktiv seriyasının bir hissəsidir.
Təbii uranın radioaktivliyi əsasən 238 U və 234 U izotoplarına bağlıdır; tarazlıqda onların xüsusi aktivlikləri bərabərdir. Təbii uranda 235 U izotopunun xüsusi aktivliyi 238 U-nun aktivliyindən 21 dəfə azdır.
Kütləvi nömrələri 227 ilə 240 arasında olan uranın 11 süni radioaktiv izotopu məlumdur. Onlardan ən uzunömürlü olanı 233 U ( T 1/2 \u003d 1,62 × 10 5 il) toriumu neytronlarla şüalandırmaq yolu ilə əldə edilir və termal neytronlar tərəfindən kortəbii parçalanmağa qadirdir.
238 U və 235 U uran izotopları iki radioaktiv seriyanın törəmələridir. Bu seriyaların son elementləri izotoplardır aparıcı 206Pb və 207Pb.
Təbii şəraitdə izotoplar əsasən yayılmışdır 234 U: 235 U : 238 U= 0,0054: 0,711: 99,283. Təbii uranın radioaktivliyinin yarısı izotopun hesabınadır 234 U. İzotop 234 Uçürüməsi nəticəsində əmələ gəlir 238 U. Son ikisi üçün, digər izotop cütlərindən fərqli olaraq və uranın yüksək miqrasiya qabiliyyətindən asılı olmayaraq, nisbətin coğrafi sabitliyi xarakterikdir. Bu nisbətin dəyəri uranın yaşından asılıdır. Çoxsaylı təbii ölçmələr onun əhəmiyyətsiz dalğalanmalarını göstərdi. Beləliklə, rulonlarda bu nisbətin standarta nisbətən dəyəri 0,9959 -1,0042, duzlarda - 0,996 - 1,005 arasında dəyişir. Tərkibində uran olan minerallarda (nasturan, qara uran, sirtolit, nadir torpaq filizləri) bu nisbətin qiyməti 137,30 ilə 138,51 arasında dəyişir; üstəlik, U IV və U VI formaları arasında fərq müəyyən edilməmişdir; sfenada - 138,4. Bəzi meteoritlərdə izotop çatışmazlığı aşkar edilmişdir 235 U. Yer üzündə onun ən aşağı konsentrasiyası 1972-ci ildə fransız tədqiqatçısı Bujiqes tərəfindən Afrikanın Oklo qəsəbəsində (Qabondakı yataq) aşkar edilmişdir. Beləliklə, normal uranın tərkibində 0,7025% uran 235 U var, Okloda isə 0,557%-ə qədər azalır. Bu, Los Ancelesdəki Kaliforniya Universitetindən Corc V. Veterill və Çikaqo Universitetindən Mark Q. İnqram və Kimyaçı Pol K. Kuroda tərəfindən proqnozlaşdırılan izotopların yanmasına səbəb olan təbii nüvə reaktoru fərziyyəsini dəstəklədi. 1956-cı ildə prosesi təsvir edən Arkanzas. Bundan əlavə, eyni rayonlarda təbii nüvə reaktorları aşkar edilmişdir: Okelobondo, Bangombe və başqaları.Hazırda təxminən 17 təbii nüvə reaktoru məlumdur.
Uran istehsalının ilk mərhələsi konsentrasiyadır. Daş əzilir və su ilə qarışdırılır. Ağır dayandırılmış maddələrin komponentləri daha tez çökür. Süxurda ilkin uran mineralları varsa, onlar tez çökürlər: bunlar ağır minerallardır. İkinci dərəcəli uran mineralları daha yüngüldür, bu halda ağır tullantı süxurları daha tez çökür. (Bununla belə, o, həmişə həqiqətən boş deyil; tərkibində uran da daxil olmaqla bir çox faydalı element ola bilər).
Növbəti mərhələ konsentratların yuyulması, uranın məhlula ötürülməsidir. Turşu və qələvi yuyulma tətbiq edin. Birincisi daha ucuzdur, çünki uranın çıxarılması üçün sulfat turşusu istifadə olunur. Ancaq xammalda, məsələn, uranda olduğu kimi tar, uran tetravalent vəziyyətdədir, onda bu üsul tətbiq edilmir: sulfat turşusunda dörd valentli uran praktiki olaraq həll olunmur. Bu halda ya qələvi qələviləşdirməyə müraciət etmək, ya da uranı altıvalent vəziyyətə qədər əvvəlcədən oksidləşdirmək lazımdır.
Uran konsentratının tərkibində sulfat turşusu ilə reaksiya verən dolomit və ya maqnezitin olduğu hallarda turşu yuyulmasından istifadə etməyin. Bu hallarda kaustik soda (hidroksid natrium).
Uranın filizlərdən yuyulması problemi oksigenin təmizlənməsi ilə həll edilir. Oksigen axını 150 °C-ə qədər qızdırılan sulfid mineralları ilə uran filizi qarışığına verilir. Bu halda uranı yuyan kükürd minerallarından sulfat turşusu əmələ gəlir.
Növbəti mərhələdə uran yaranan məhluldan selektiv şəkildə təcrid olunmalıdır. Müasir üsullar - ekstraksiya və ion mübadiləsi - bu problemi həll etməyə imkan verir.
Məhlulda təkcə uran deyil, digər kationlar da var. Onlardan bəziləri müəyyən şəraitdə uran kimi davranır: eyni üzvi həlledicilərlə çıxarılır, eyni ion dəyişdirici qatranların üzərinə çökdürülür və eyni şəraitdə çökür. Buna görə də, uranın seçici izolyasiyası üçün hər mərhələdə bu və ya digər arzuolunmaz yoldaşdan xilas olmaq üçün bir çox redoks reaksiyalarından istifadə etmək lazımdır. Müasir ion dəyişdirici qatranlarda uran çox seçici şəkildə buraxılır.
Metodlar ion mübadiləsi və çıxarılması onlar da yaxşıdır, çünki onlar sizə zəif məhlullardan uranı tam şəkildə çıxarmağa imkan verir (uranın miqdarı litrdə qramın onda bir hissəsidir).
Bu əməliyyatlardan sonra uran bərk vəziyyətə - oksidlərdən birinə və ya UF 4 tetrafloridinə keçir. Ancaq bu uranın hələ də böyük bir termal neytron tutma kəsiyi olan çirklərdən təmizlənməsi lazımdır - bor, kadmium, hafnium. Onların son məhsuldakı tərkibi faizin yüz mində və milyonda birindən çox olmamalıdır. Bu çirkləri çıxarmaq üçün kommersiya baxımından təmiz uran birləşməsi nitrat turşusunda həll edilir. Bu zaman uranil nitrat UO 2 (NO 3) 2 əmələ gəlir ki, bu da tributil fosfat və bəzi digər maddələrlə ekstraksiya edildikdən sonra əlavə olaraq istənilən şəraitə qədər təmizlənir. Sonra bu maddə kristallaşır (və ya çökdürülmüş peroksid UO 4 · 2H 2 O) və diqqətlə alovlanmağa başlayır. Bu əməliyyat nəticəsində uran trioksid UO 3 əmələ gəlir ki, bu da hidrogenlə UO 2-ə qədər azalır.
430 - 600 ° C temperaturda uran dioksidi UO 2 tetrafluorid UF 4 əldə etmək üçün quru hidrogen flüoridlə müalicə olunur. Bu birləşmədən istifadə edərək metal uran reduksiya edilir kalsium və ya maqnezium.
Uran çox ağır, gümüşü-ağ, parlaq metaldır. Təmiz formada poladdan bir qədər yumşaqdır, elastikdir, elastikdir və cüzi paramaqnit xüsusiyyətlərinə malikdir. Uranın üç allotrop forması var: alfa (prizmatik, 667,7 °C-ə qədər sabit), beta (dördbucaqlı, 667,7 °C-dən 774,8 °C-ə qədər sabit), qamma (774, 8 °C-dən mövcud olan bədən mərkəzli kub quruluşu ilə). ərimə nöqtəsi).
Bəzi uran izotoplarının radioaktiv xüsusiyyətləri (təbii izotoplar təcrid olunmuşdur):
Uran +III-dən +VI-ya qədər oksidləşmə vəziyyətini nümayiş etdirə bilər. Uran (III) birləşmələri qeyri-sabit qırmızı məhlullar əmələ gətirir və güclü reduksiyaedici maddələrdir:
4UCl 3 + 2H 2 O → 3UCl 4 + UO 2 + H 2
Uran (IV) birləşmələri ən stabildir və yaşıl sulu məhlullar əmələ gətirir.
Uran (V) birləşmələri sulu məhlulda qeyri-sabitdir və asanlıqla qeyri-mütənasibdir:
2UO 2 Cl → UO 2 Cl 2 + UO 2
Kimyəvi cəhətdən uran çox aktiv metaldır. Havada sürətlə oksidləşərək, iridescent oksid filmi ilə örtülmüşdür. İncə uran tozu havada özbaşına alovlanır, 150-175 °C temperaturda alovlanır və U 3 O 8 əmələ gətirir. 1000 °C-də uran azotla birləşərək sarı uran nitridi əmələ gətirir. Su, aşağı temperaturda yavaş-yavaş və yüksək temperaturda, eləcə də uran tozunun incə üyüdülməsi ilə metalı korroziyaya salmağa qadirdir. Uran xlorid, azot və digər turşularda həll olunur, dörd valentli duzlar əmələ gətirir, lakin qələvilərlə qarşılıqlı təsir göstərmir. Uran yerini dəyişdirir hidrogen kimi metalların qeyri-üzvi turşularından və duz məhlullarından Merkuri, gümüş, mis, qalay, platinvəqızıl. Güclü silkələnmə ilə uranın metal hissəcikləri parlamağa başlayır. Uranın dörd oksidləşmə vəziyyəti var - III-VI. Altıvalentli birləşmələrə uran trioksidi (uranil oksidi) UO 3 və uran xlorid UO 2 Cl 2 daxildir. Uran tetraxlorid UCl 4 və uran dioksid UO 2 dörd valentli uranın nümunələridir. Tərkibində dördvalentli uran olan maddələr adətən qeyri-sabitdir və uzun müddət hava ilə təmasda olduqda altıvalentli urana çevrilir. Uranil xlorid kimi uranil duzları parlaq işıq və ya üzvi maddələrin iştirakı ilə parçalanır.
Ən böyük tətbiqə malikdir izotop uran 235 U, öz-özünə davam edən nüvə zəncirvari reaksiyasının mümkün olduğu. Buna görə də bu izotop nüvə reaktorlarında, eləcə də nüvə silahlarında yanacaq kimi istifadə olunur. U 235 izotopunun təbii urandan ayrılması mürəkkəb texnoloji problemdir (bax: izotopların ayrılması).
U 238 izotopu yüksək enerjili neytronlarla bombardmanın təsiri altında parçalanmağa qadirdir, bu xüsusiyyət termonüvə silahlarının gücünü artırmaq üçün istifadə olunur (termonüvə reaksiyası nəticəsində yaranan neytronlardan istifadə olunur).
Neytronların tutulması və ardından β-parçalanması nəticəsində 238 U 239 Pu-ya çevrilə bilər və daha sonra nüvə yanacağı kimi istifadə olunur.
Toriumdan reaktorlarda süni şəkildə istehsal olunan Uran-233 (torium-232 neytron tutur və torium-233-ə çevrilir, o, protaktinium-233-ə, sonra isə uran-233-ə çevrilir) gələcəkdə nüvə enerjisi üçün ümumi nüvə yanacağı ola bilər. bitkilər (artıq bu nuklidi yanacaq kimi istifadə edən reaktorlar var, məsələn Hindistanda KAMINI) və atom bombalarının istehsalı (kritik kütləsi təxminən 16 kq).
Uran-233 həm də qaz fazalı nüvə raket mühərrikləri üçün ən perspektivli yanacaqdır.
Uranın istifadəsinin əsas sahəsi geoloji proseslərin ardıcıllığını aydınlaşdırmaq üçün mineralların və süxurların yaşının müəyyən edilməsidir. Bu, geoxronologiya və nəzəri geoxronologiya tərəfindən həyata keçirilir. Qarışıq və maddələrin qaynaqları probleminin həlli də vacibdir.
Məsələnin həlli tənliklərlə təsvir edilən radioaktiv parçalanma tənliklərinə əsaslanır.
harada 238 Uo, 235 Uo— uran izotoplarının müasir konsentrasiyaları; ; — çürümə sabitləri müvafiq olaraq uranın atomları 238 U və 235 U.
Onların birləşməsi çox vacibdir:
.Süxurlarda müxtəlif konsentrasiyalarda uran olduğuna görə, müxtəlif radioaktivliyə malikdirlər. Bu xassədən geofiziki üsullarla süxurların seçilməsində istifadə olunur. Bu üsul neft geologiyasında quyuların karotajı üçün ən çox istifadə olunur, bu kompleksə, xüsusən, γ-karotaj və ya neytron qamma karotajı, qamma-qamma karotajı və s. daxildir. Onların köməyi ilə laylar və suitilər müəyyən edilir.
Kiçik bir uranın əlavə edilməsi şüşəyə (uran şüşəsi) gözəl sarı-yaşıl flüoresans verir.
Natrium uranat Na 2 U 2 O 7 rəngkarlıqda sarı piqment kimi istifadə edilmişdir.
Uran birləşmələri çini üzərində rəngləmə və keramika şirləri və minaları üçün boya kimi istifadə olunurdu (oksidləşmə dərəcəsindən asılı olaraq rəngləri sarı, qəhvəyi, yaşıl və qara).
Bəzi uran birləşmələri işığa həssasdır.
20-ci əsrin əvvəllərində uranil nitrat Neqativləri artırmaq və pozitivləri (fotoqrafik izləri) qəhvəyi rəngə boyamaq (rəngləndirmək) üçün geniş istifadə edilmişdir.
Niobium karbid və sirkonium karbid ilə ərintidə olan uran-235 karbid nüvə reaktiv mühərrikləri üçün yanacaq kimi istifadə olunur (işləyici maye hidrogen + heksandır).
Dəmir və tükənmiş uranın ərintiləri (uran-238) güclü maqnitostriktiv materiallar kimi istifadə olunur.
tükənmiş uran
Təbii urandan 235U və 234U çıxarıldıqdan sonra qalan material (uran-238) 235-ci izotopda tükəndiyi üçün "tükənmiş uran" adlanır. Bəzi məlumatlara görə, ABŞ-da təxminən 560 min ton tükənmiş uran heksaflorid (UF 6) saxlanılır.
Tükənmiş uran təbii urandan yarı radioaktivdir, əsasən ondan 234 U-nun çıxarılması ilə əlaqədardır.Urandan əsas istifadə enerji istehsalı olduğundan, tükənmiş uran aşağı iqtisadi dəyəri olan az istifadə olunan məhsuldur.
Əsasən onun istifadəsi uranın yüksək sıxlığı və nisbətən aşağı qiyməti ilə bağlıdır. Tükənmiş uran radiasiyadan qorunmaq üçün (ironik olaraq) və təyyarə idarəetmə səthləri kimi aerokosmik tətbiqlərdə ballast kimi istifadə olunur. Hər bir Boeing 747 təyyarəsində bu məqsədlə 1500 kq tükənmiş uran var. Bu material həmçinin yüksək sürətli giroskop rotorlarında, böyük volanlarda, kosmosa enən maşınlarda və yarış yaxtalarında ballast kimi, neft quyularının qazılması zamanı istifadə olunur.
Tükənmiş urandan diametri təxminən 20 mm olan 30 mm çaplı mərmi (A-10 təyyarəsinin GAU-8 silahları) ucu (layneri).
Tükənmiş uranın ən məşhur istifadəsi zirehli deşici mərmilər üçün nüvələrdir. 2% Mo və ya 0,75% Ti ilə ərintiləndikdə və istiliklə müalicə edildikdə (suda və ya yağda 850 °C-ə qədər qızdırılan metalın sürətli söndürülməsi, daha sonra 450 °C-də 5 saat saxlanılması) metal uran poladdan daha sərt və möhkəm olur (dartılma gücü təmiz uran üçün 450 MPa olmasına baxmayaraq, 1600 MPa-dan çoxdur. Yüksək sıxlığı ilə birlikdə bu, bərkimiş uran külçəsini daha bahalı volframa bənzər effektiv zireh nüfuzetmə alətinə çevirir. Ağır uran ucu həmçinin mərmidə kütlə paylanmasını dəyişdirərək onun aerodinamik sabitliyini yaxşılaşdırır.
Stabilla tipli oxşar ərintilər tank və tank əleyhinə artilleriya qurğularının ox formalı tüklü mərmilərində istifadə olunur.
Zirehin məhv edilməsi prosesi uran külçəsinin toz halına salınması və zirehin digər tərəfində havada alışması ilə müşayiət olunur (bax: Piroforluq). “Səhra tufanı” əməliyyatı zamanı döyüş meydanında 300 tona yaxın tükənmiş uran qalmışdı (əsasən A-10 hücum təyyarəsinin 30 mm-lik GAU-8 topunun mərmi qalıqları, hər mərmidə 272 q uran ərintisi var).
Belə mərmilərdən NATO qoşunları Yuqoslaviyadakı döyüşlərdə istifadə edirdilər. Onların tətbiqindən sonra ölkə ərazisinin radiasiya ilə çirklənməsinin ekoloji problemi müzakirə olunub.
İlk dəfə uran Üçüncü Reyxdə mərmilər üçün nüvə kimi istifadə edilmişdir.
Tükənmiş uran müasir tank zirehlərində, məsələn, M-1 Abrams tankında istifadə olunur.
Mikromiqdarlarda (10 -5 -10 -8%) bitkilərin, heyvanların və insanların toxumalarında olur. Ən çox bəzi göbələklər və yosunlar tərəfindən toplanır. Uran birləşmələri mədə-bağırsaq traktında (təxminən 1%), ağciyərlərdə - 50% udulur. Bədəndəki əsas depolar: dalaq, böyrəklər, skelet, qaraciyər, ağciyərlər və bronxo-ağciyər limfa düyünləri. İnsan və heyvanların orqan və toxumalarında 10-7 q-dan çox deyil.
Uran və onun birləşmələri Toksik. Uran və onun birləşmələrinin aerozolları xüsusilə təhlükəlidir. Suda həll olunan uran birləşmələrinin aerozolları üçün havada MPC 0,015 mq/m³, uranın həll olunmayan formaları üçün MPC 0,075 mq/m³ təşkil edir. Bədənə daxil olduqda, uran ümumi hüceyrə zəhəri olmaqla bütün orqanlara təsir göstərir. Uranın molekulyar təsir mexanizmi onun fermentlərin fəaliyyətini maneə törətmək qabiliyyəti ilə bağlıdır. İlk növbədə böyrəklər təsirlənir (sidikdə protein və şəkər görünür, oliquriya). Xroniki intoksikasiya ilə hematopoetik və sinir sisteminin pozğunluqları mümkündür.
2005-2006-cı illər üçün U tərkibinə görə ölkələr üzrə istehsal tonla
2006-cı ildə şirkətlər tərəfindən istehsal:
Cameco - 8,1 min ton
Rio Tinto - 7 min ton
AREVA - 5 min ton
Kazatomprom - 3,8 min ton
ASC TVEL — 3,5 min ton
BHP Billiton - 3 min ton
Nəvai MMC - 2,1 min ton ( Özbəkistan, Nəvai)
Uran Bir - 1 min ton
Heathgate - 0,8 min ton
Denison Mines - 0,5 min ton
SSRİ-də əsas uran filizi rayonları Ukrayna (Jeltoreçenskoye, Pervomayskoye və s. yataqları), Qazaxıstan (Şimal - Balkaşinskoe filiz yatağı və s.; Cənub - Qızılsay filiz yatağı və s.; Vostoçnı; hamısı əsasən aid idi. vulkanogen-hidrotermal tipə); Transbaikalia (Antey, Streltsovskoye və s.); Orta Asiya, əsasən Özbəkistanda minerallaşma ilə qara şistlərdə mərkəzi olan Üçküduk şəhərində. Çoxlu xırda filiz təzahürləri və təzahürləri var. Rusiyada Transbaikaliya əsas uran filizi bölgəsi olaraq qaldı. Rusiya uranının təxminən 93%-i Çita vilayətindəki (Krasnokamensk şəhəri yaxınlığında) yatağında hasil edilir. Mədənçilik Atomredmetzoloto (Uran Holding) ASC-nin bir hissəsi olan Priargunsky Sənaye Mədən və Kimya Birliyi (PIMCU) tərəfindən mina üsulu ilə həyata keçirilir.
Qalan 7% ZAO Dalur (Kurqan vilayəti) və AO Xiagda (Buryatiya) tərəfindən yerində yuyulma yolu ilə əldə edilir.
Yaranan filizlər və uran konsentratı Çepetsk mexanika zavodunda emal olunur.
Dünya uran ehtiyatlarının təxminən beşdə biri Qazaxıstanda cəmləşib (21% və dünyada 2-ci yer). Uranın ümumi ehtiyatları təqribən 1,5 milyon ton təşkil edir ki, bunun da təxminən 1,1 milyon tonu yerində yuyulma yolu ilə hasil edilə bilər.
2009-cu ildə Qazaxıstan uran hasilatına görə dünyada birinci olub.
Əsas müəssisə Jovti Vodı şəhərindəki Şərq mədən və emalı zavodudur.
Bir kiloqram və hətta qram uranın qiymətinin on minlərlə dollar olması haqqında əfsanələrə baxmayaraq, onun bazarda real qiyməti o qədər də yüksək deyil - zənginləşdirilməmiş uran oksidi U 3 O 8 kiloqramı üçün 100 ABŞ dollarından azdır. Bu onunla əlaqədardır ki, zənginləşdirilməmiş uran üzərində nüvə reaktorunu işə salmaq üçün onlarla, hətta yüzlərlə ton yanacaq tələb olunur və nüvə silahının istehsalı üçün böyük miqdarda uran zənginləşdirilməlidir ki, uranın yaradılması üçün uyğun konsentrasiyalar əldə edilsin. bomba.
Uran haradan gəldi?Çox güman ki, fövqəlnova partlayışları zamanı ortaya çıxır. Fakt budur ki, dəmirdən daha ağır olan elementlərin nukleosintezi üçün fövqəlnova partlayışı zamanı baş verən güclü neytron axını olmalıdır. Belə görünür ki, sonradan onun yaratdığı yeni ulduz sistemləri buludundan kondensasiya olunan zaman protoplanetar buludda toplanan və çox ağır olan uran planetlərin dərinliklərinə batmalıdır. Amma elə deyil. Uran radioaktiv elementdir və parçalandıqda istilik buraxır. Hesablama göstərir ki, uran planetin bütün qalınlığı boyunca bərabər paylansa, ən azı səthdəki konsentrasiya ilə eyni səviyyədə olsaydı, o zaman çox istilik buraxardı. Üstəlik, uran istehlak olunduqca onun axını azalmalıdır. Belə bir şey müşahidə edilmədiyi üçün geoloqlar hesab edirlər ki, uranın ən azı üçdə biri və bəlkə də hamısı yer qabığında cəmləşib, burada onun tərkibi 2,5∙10-4% təşkil edir. Bunun niyə baş verdiyi müzakirə edilmir.
Uran harada hasil olunur? Yer üzündə uran o qədər də kiçik deyil - yayılma baxımından 38-ci yerdədir. Və ən çox bu element çöküntü süxurlarında - karbonlu şistlərdə və fosforitlərdədir: müvafiq olaraq 8∙10 -3 və 2,5∙10 -2% -ə qədər. Ümumilikdə, yer qabığında 10 14 ton uran var, lakin əsas problem onun çox səpələnmiş olması və güclü yataqlar əmələ gətirməməsidir. 15-ə yaxın uran mineralı sənaye əhəmiyyətlidir. Bu uran qatışıdır - onun əsasını tetravalent uran oksidi, uran slyuda - müxtəlif silikatlar, fosfatlar və altıvalentli urana əsaslanan vanadium və ya titanla daha mürəkkəb birləşmələr təşkil edir.
Bekkerel şüaları nədir? Wolfgang Rentgen tərəfindən rentgen şüalarının kəşfindən sonra fransız fiziki Antuan-Anri Bekkerel günəş işığının təsiri altında baş verən uran duzlarının parıltısı ilə maraqlandı. Burada da rentgen şüalarının olub-olmadığını anlamaq istəyirdi. Həqiqətən, onlar orada idilər - duz qara kağız vasitəsilə foto lövhəni işıqlandırdı. Təcrübələrin birində isə duz işıqlandırılmadı və foto lövhə hələ də qaraldı. Duz və fotoqrafiya lövhəsi arasına metal obyekt qoyulduqda onun altındakı qaralma daha az idi. Nəticə etibarı ilə yeni şüalar uranın işıqla oyanması nəticəsində heç yaranmadı və metaldan qismən keçmədi. Əvvəlcə onları "Bekkerel şüaları" adlandırdılar. Sonradan məlum oldu ki, bunlar əsasən az miqdarda beta şüalarının əlavə olunduğu alfa şüalarıdır: fakt budur ki, uranın əsas izotopları parçalanma zamanı alfa hissəcikləri buraxır və ana məhsullar da beta parçalanmasına məruz qalır.
Uranın radioaktivliyi nə qədər yüksəkdir? Uranın sabit izotopları yoxdur, hamısı radioaktivdir. Ən uzun ömürlü uran-238-dir, yarımparçalanma müddəti 4,4 milyard ildir. Sonrakı uran-235 - 0,7 milyard ildir. Onların hər ikisi alfa parçalanmasına məruz qalır və toriumun müvafiq izotoplarına çevrilir. Uran-238 bütün təbii uranın 99%-dən çoxunu təşkil edir. Yarımparçalanma müddəti uzun olduğu üçün bu elementin radioaktivliyi kiçikdir və bundan başqa, alfa hissəcikləri insan bədəninin səthindəki buynuz təbəqəni keçə bilmir. Onlar deyirlər ki, İ.V.Kurçatov uranla işlədikdən sonra sadəcə əllərini dəsmal ilə silib və radioaktivliklə bağlı heç bir xəstəlikdən əziyyət çəkməyib.
Tədqiqatçılar dəfələrlə uran mədənlərində və emalı zavodlarında işçilərin xəstəliklərinin statistikasına müraciət ediblər. Məsələn, Kanadanın Saskaçevan əyalətindəki Eldorado mədənində 1950-1999-cu illər üçün 17.000-dən çox işçinin sağlamlıq məlumatlarını təhlil edən kanadalı və amerikalı mütəxəssislərin son məqaləsi ( ekoloji tədqiqat, 2014, 130, 43–50, DOI:10.1016/j.envres.2014.01.002). Onlar radiasiyanın qan hüceyrələrinin sürətlə çoxalmasına ən güclü təsir göstərdiyindən, müvafiq xərçəng növlərinə səbəb olmasından irəli gəlirdilər. Statistikalar həmçinin göstərdi ki, mədən işçilərinin müxtəlif növ qan xərçənginə yoluxma halları orta Kanadalıdan daha azdır. Eyni zamanda, şüalanmanın əsas mənbəyi uranın özü deyil, onun yaratdığı qaz halında olan radon və ağciyərlər vasitəsilə orqanizmə daxil ola bilən parçalanma məhsulları hesab olunur.
Uran niyə zərərlidir?? O, digər ağır metallar kimi çox zəhərlidir və böyrək və qaraciyər çatışmazlığına səbəb ola bilər. Digər tərəfdən, uran dispers element olmaqla, istər-istəməz suda, torpaqda olur və qida zəncirində cəmləşərək insan orqanizminə daxil olur. Təkamül prosesində canlıların uranı təbii konsentrasiyalarda zərərsizləşdirməyi öyrəndiyini güman etmək ağlabatandır. Ən təhlükəli uran sudadır, ona görə də ÜST limit qoydu: əvvəlcə 15 µq/l idisə, 2011-ci ildə standart 30 µq/l-ə qədər artırıldı. Bir qayda olaraq, suda daha az uran var: ABŞ-da orta hesabla 6,7 μg/l, Çin və Fransada - 2,2 μg/l. Amma güclü sapmalar da var. Beləliklə, Kaliforniyanın bəzi ərazilərində standartdan yüz dəfə çoxdur - 2,5 mq / l, Finlandiyanın cənubunda isə 7,8 mq / l-ə çatır. Tədqiqatçılar uranın heyvanlara təsirini öyrənməklə ÜST standartının çox sərt olub-olmadığını anlamağa çalışırlar. Burada tipik bir iş var BioMed Research International, 2014, ID 181989; DOI: 10.1155/2014/181989). Fransız alimləri siçovulları doqquz ay ərzində tükənmiş uranla zənginləşdirilmiş su ilə, nisbətən yüksək konsentrasiyada isə 0,2 ilə 120 mq/l arasında qidalandırıblar. Aşağı dəyər mədən yaxınlığında sudur, yuxarı isə heç bir yerdə tapılmır - eyni Finlandiyada ölçülən uranın maksimum konsentrasiyası 20 mq / l-dir. Müəlliflərin təəccübünə görə - məqalə belə adlanır: "Uranın fizioloji sistemlərə nəzərəçarpacaq təsirinin gözlənilməz olmaması..." - uranın siçovulların sağlamlığına praktiki olaraq heç bir təsiri olmayıb. Heyvanlar yaxşı yeyirdilər, düzgün kökəldilər, xəstəlikdən şikayət etmədilər və xərçəngdən ölmədilər. Uran, olması lazım olduğu kimi, ilk növbədə böyrəklərdə və sümüklərdə, yüz dəfə az miqdarda isə qaraciyərdə yığılmışdı və onun yığılması, gözlənildiyi kimi, suyun tərkibindən asılı idi. Ancaq bu, böyrək çatışmazlığına, hətta iltihabın hər hansı molekulyar markerlərinin nəzərə çarpan görünüşünə səbəb olmadı. Müəlliflər ÜST-nin ciddi təlimatlarının nəzərdən keçirilməsinə başlamağı təklif etdilər. Bununla belə, bir xəbərdarlıq var: beyinə təsiri. Uran siçovulların beynində qaraciyərdən daha az idi, lakin onun tərkibi sudakı miqdardan asılı deyildi. Lakin uran beynin antioksidant sisteminin işinə təsir etdi: katalazanın fəaliyyəti 20% artdı, glutatyon peroksidaza 68-90% artdı, superoksid dismutazanın aktivliyi dozadan asılı olmayaraq 50% azaldı. Bu o deməkdir ki, uran açıq-aydın beyində oksidləşdirici stresə səbəb olub və orqanizm buna reaksiya verib. Belə bir təsir - uranın beyində, yeri gəlmişkən, cinsiyyət orqanlarında yığılmaması halında güclü təsiri - əvvəllər nəzərə çarpırdı. Üstəlik, Nebraska Universitetinin tədqiqatçıları altı ay ərzində siçovullara qidalandırdıqları 75-150 mq/l konsentrasiyada uranlı su ( Neyrotoksikologiya və teratologiya, 2005, 27, 1, 135–144; DOI:10.1016/j.ntt.2004.09.001) sahəyə buraxılan heyvanların, əsasən də erkəklərin davranışına təsir göstərmişdir: onlar cizgiləri keçdilər, arxa ayaqları üstə durdular və nəzarət edənlərdən fərqli olaraq kürklərini fırçaladılar. Uranın heyvanlarda yaddaşın pozulmasına da səbəb olduğuna dair sübutlar var. Davranışdakı dəyişiklik beyində lipid oksidləşmə səviyyəsi ilə əlaqələndirilir. Məlum olub ki, uran suyundan siçovullar sağlam, amma axmaq olublar. Bu məlumatlar hələ də Fars körfəzi sindromunun (Körfəz müharibəsi sindromu) təhlilində bizim üçün faydalı olacaq.
Uran şist qazı hasilatı sahələrini çirkləndirirmi? Bu, qaz tərkibli süxurlarda uranın nə qədər olmasından və onun onlarla necə əlaqəli olmasından asılıdır. Məsələn, Buffalo Universitetinin dosenti Treysi Bank Nyu-York ştatının qərbindən Pensilvaniya və Ohayo ştatlarından Qərbi Virciniyaya qədər uzanan Marselus Şeylini tədqiq etdi. Məlum oldu ki, uran karbohidrogenlərin mənbəyi ilə kimyəvi cəhətdən dəqiq bağlıdır (xatırlayın ki, əlaqəli karbonlu şistlər ən yüksək uranın tərkibinə malikdir). Təcrübələr göstərdi ki, tikişi sındırmaq üçün istifadə edilən məhlul uranı mükəmməl həll edir. “Bu sulardakı uran səthdə olduqda ətraf ərazinin çirklənməsinə səbəb ola bilər. O, radiasiya riski daşımır, lakin uran zəhərli elementdir”, – Trecey Bank universitetin 25 oktyabr 2010-cu il tarixli press-relizində qeyd edir. Şist qazının çıxarılması zamanı ətraf mühitin uran və ya toriumla çirklənməsi riski ilə bağlı ətraflı məqalələr hələ hazırlanmayıb.
Uran nə üçün lazımdır?Əvvəllər keramika və rəngli şüşə istehsalı üçün piqment kimi istifadə olunurdu. İndi uran nüvə enerjisinin və nüvə silahının əsasını təşkil edir. Bu zaman onun unikal xüsusiyyətindən - nüvənin bölünmə qabiliyyətindən istifadə edilir.
Nüvə parçalanması nədir? Nüvənin iki qeyri-bərabər böyük hissəyə parçalanması. Məhz bu xüsusiyyətinə görə neytron şüalanması nəticəsində nukleosintez zamanı urandan daha ağır nüvələr böyük çətinliklə əmələ gəlir. Fenomenin mahiyyəti aşağıdakı kimidir. Nüvədəki neytronların və protonların sayının nisbəti optimal deyilsə, qeyri-sabit olur. Adətən, belə bir nüvə ya alfa hissəciyi - iki proton və iki neytron, ya da neytronlardan birinin protona çevrilməsi ilə müşayiət olunan beta hissəciyi - pozitronu çıxarır. Birinci halda, dövri cədvəlin bir elementi əldə edilir, iki hüceyrə geriyə, ikincisində - bir hüceyrə irəliyə yerləşdirilir. Bununla belə, uran nüvəsi, alfa və beta hissəciklərini buraxmaqla yanaşı, parçalanmağa qadirdir - dövri sistemin ortasındakı iki elementin nüvələrinə, məsələn, barium və kriptonun nüvələrinə parçalanır, yeni bir element almışdır. neytron. Bu fenomen radioaktivliyin kəşfindən qısa müddət sonra, fiziklər əllərində olan hər şeyi yeni kəşf edilmiş radiasiyaya məruz qoyduqdan sonra kəşf edildi. Bu barədə hadisələrin iştirakçısı Otto Friş belə yazır (Успехи физических наук, 1968, 96, 4). Enriko Fermi berilyum şüalarının - neytronların kəşfindən sonra onları, xüsusən də uranı beta parçalanmasına səbəb olmaq üçün şüalandırdı - o, öz hesabına indi neptunium adlanan növbəti, 93-cü elementi almağa ümid edirdi. Məhz o, şüalanmış uranda yeni radioaktivlik növünü kəşf edib və bunu transuran elementlərinin görünüşü ilə əlaqələndirib. Bu halda, berilyum mənbəyinin parafin təbəqəsi ilə örtüldüyü neytronların yavaşlaması bu induksiya edilmiş radioaktivliyi artırdı. Amerikalı radiokimyaçı Aristide von Grosse bu elementlərdən birinin protaktinium olduğunu irəli sürdü, lakin yanıldı. Lakin o zamanlar Vyana Universitetində işləyən və 1917-ci ildə kəşf edilmiş protaktiniumun onun beyni hesab edilən Otto Hahn bu işdə hansı elementlərin əldə edildiyini öyrənməyə borclu olduğuna qərar verdi. Hahn 1938-ci ilin əvvəlində Lise Meitner ilə birlikdə təcrübələrin nəticələrinə əsaslanaraq, bir neytron və onun elementlərini udan uran-238 nüvələrinin çoxsaylı beta parçalanması nəticəsində yaranan radioaktiv elementlərin bütün zəncirlərinin əmələ gəldiyini təklif etdi. Tezliklə Lise Meitner Avstriya Anşlusundan sonra nasistlərin mümkün repressiyalarından qorxaraq İsveçə qaçmağa məcbur oldu. Hahn, Fritz Strassmann ilə təcrübələrini davam etdirərək, məhsullar arasında heç bir şəkildə urandan əldə edilə bilməyən 56 nömrəli elementin də barium olduğunu aşkar etdi: uran alfa parçalanmalarının bütün zəncirləri çox daha ağır qurğuşunla bitir. Tədqiqatçılar nəticədən o qədər təəccübləndilər ki, onu dərc etmədilər, yalnız dostlarına, xüsusən də Göteborqdakı Lise Meitnerə məktublar yazdılar. Orada, 1938-ci ilin Milad bayramında qardaşı oğlu Otto Frisch onu ziyarət etdi və qış şəhərinin yaxınlığında gəzintidə - xizəkdə idi, bibisi piyada idi - şüalanma zamanı bariumun meydana çıxma ehtimalını müzakirə etdilər. nüvə parçalanması səbəbindən uran (Lise Meitner haqqında daha çox məlumat üçün bax: "Kimya və Həyat", 2013, № 4). Kopenhagenə qayıdan Frisch, sözün əsl mənasında ABŞ-a gedən bir gəminin keçidində Niels Boru tutdu və ona bölünmə ideyası haqqında məlumat verdi. Bor alnına şillə vuraraq dedi: “Ay biz nə axmaq idik! Biz bunu daha tez görməliydik”. 1939-cu ilin yanvarında Frisch və Meitner neytronların təsiri altında uran nüvələrinin parçalanması haqqında məqalə dərc etdilər. O vaxta qədər Otto Frisch artıq bir nəzarət təcrübəsi qurmuşdu, eləcə də Bordan mesaj alan bir çox Amerika qrupları. Deyirlər ki, fiziklər onun 1939-cu il yanvarın 26-da Vaşinqtonda illik nəzəri fizika konfransında verdiyi məruzə zamanı ideyanın mahiyyətini dərk etdikdən sonra laboratoriyalarına dağılışmağa başladılar. Parçalanmanın kəşfindən sonra Hahn və Strassman öz təcrübələrinə yenidən baxdılar və eynilə öz həmkarları kimi müəyyən etdilər ki, şüalanmış uranın radioaktivliyi transuranlarla deyil, parçalanma zamanı yaranan radioaktiv elementlərin dövri cədvəlin ortasından parçalanması ilə bağlıdır.
Uranda zəncirvari reaksiya necə işləyir? Uran və torium nüvələrinin parçalanma ehtimalı eksperimental olaraq sübut edildikdən (və Yer kürəsində heç bir əhəmiyyətli miqdarda başqa parçalanan elementlər yoxdur) qısa müddət sonra Princetonda işləyən Niels Bohr və John Wheeler, həmçinin müstəqil olaraq sovet nəzəri fiziki Ya. İ.Frenkel və almanlar Siegfried Flügge və Gottfried von Droste nüvə parçalanması nəzəriyyəsini yaratdılar. Bundan iki mexanizm əmələ gəldi. Bunlardan biri sürətli neytronların udma həddi ilə bağlıdır. Onun sözlərinə görə, parçalanmaya başlamaq üçün neytron kifayət qədər yüksək enerjiyə malik olmalıdır, əsas izotopların nüvələri üçün - uran-238 və torium-232 üçün 1 MeV-dən çox olmalıdır. Aşağı enerjilərdə neytronun uran-238 tərəfindən udulması rezonans xarakteri daşıyır. Beləliklə, enerjisi 25 eV olan neytron digər enerjilərlə müqayisədə minlərlə dəfə böyük tutma kəsiyinə malikdir. Bu halda parçalanma olmayacaq: uran-238 uran-239-a çevriləcək, 23,54 dəqiqə yarımparçalanma dövrü ilə neptunium-239-a, 2,33 gün yarımparçalanma dövrü olan uran-239-a çevriləcək. plutonium-239 yaşamışdır. Torium-232 uran-233-ə çevriləcək.
İkinci mexanizm neytronun həddsiz udulmasıdır, ardınca üçüncü az və ya çox yayılmış parçalanan izotop - uran-235 (həmçinin təbiətdə olmayan plutonium-239 və uran-233): hər hansı bir neytronun udulması ilə. , istilik hərəkətində iştirak edən molekullar üçün enerjisi 0,025 eV olan yavaş, sözdə istilik olsa belə, belə bir nüvə bölünəcəkdir. Və bu çox yaxşıdır: termal neytronlar üçün tutma kəsiyi sahəsi sürətli, meqaelektronvoltlulardan dörd dəfə yüksəkdir. Uran-235-in bütün sonrakı nüvə enerjisi tarixi üçün əhəmiyyəti budur: təbii uranda neytronların çoxalmasını təmin edən məhz budur. Neytronla toqquşduqdan sonra uran-235 nüvəsi qeyri-sabit olur və sürətlə iki qeyri-bərabər hissəyə parçalanır. Yol boyu bir neçə (orta hesabla 2,75) yeni neytron uçur. Eyni uranın nüvələrinə dəysələr, neytronların eksponensial şəkildə çoxalmasına səbəb olacaqlar - zəncirvari reaksiya başlayacaq və bu, böyük miqdarda istiliyin sürətlə buraxılması səbəbindən partlayışa səbəb olacaq. Nə uran-238, nə də torium-232 belə işləyə bilməz: axırda parçalanma zamanı orta enerjisi 1-3 MeV olan neytronlar buraxılır, yəni enerji həddi 1 MeV olarsa, onun əhəmiyyətli bir hissəsi neytronlar, şübhəsiz ki, reaksiya verə bilməyəcək və çoxalma da olmayacaq. Bu o deməkdir ki, bu izotoplar unudulmalı və neytronlar uran-235 nüvələri ilə mümkün qədər səmərəli qarşılıqlı əlaqədə olmaq üçün istilik enerjisinə qədər yavaşlatılmalıdır. Eyni zamanda, onların uran-238 tərəfindən rezonanslı udulmasına icazə verilə bilməz: təbii uranda bu izotop 99,3% -dən bir qədər azdır və neytronlar hədəf uran-235 ilə deyil, daha tez-tez onunla toqquşur. Moderator kimi çıxış edərək, neytronların çoxalmasını sabit səviyyədə saxlamaq və partlayışın qarşısını almaq - zəncirvari reaksiyanı idarə etmək mümkündür.
Ya.B.Zeldoviç və Yu.B.Xaritonun eyni taleyüklü 1939-cu ildə apardıqları hesablama göstərdi ki, bunun üçün ağır su və ya qrafit şəklində neytron moderatorundan istifadə etmək və təbii uranı uran-235 ilə zənginləşdirmək lazımdır. ən azı 1,83 dəfə. Sonra bu fikir onlara sırf fantaziya kimi göründü: “Qeyd etmək lazımdır ki, zəncirvari partlayış törətmək üçün lazım olan kifayət qədər əhəmiyyətli miqdarda uranın zənginləşdirilməsi təxminən iki dəfə artır.<...>son dərəcə çətin bir işdir, praktiki imkansızlığa yaxındır”. İndi bu problem həll olunub və nüvə sənayesi elektrik stansiyaları üçün 3,5%-ə qədər uran-235 ilə zənginləşdirilmiş uranı kütləvi şəkildə istehsal edir.
Spontan nüvə parçalanması nədir? 1940-cı ildə G. N. Flerov və K. A. Petrzhak kəşf etdilər ki, uranın parçalanması heç bir xarici təsir olmadan kortəbii şəkildə baş verə bilər, baxmayaraq ki, yarı ömrü adi alfa parçalanması ilə müqayisədə daha uzundur. Belə parçalanma həm də neytronlar əmələ gətirdiyinə görə, əgər onların reaksiya zonasından uzaqlaşmasına icazə verilməsə, onlar zəncirvari reaksiyanın təşəbbüskarı kimi xidmət edəcəklər. Məhz bu fenomen nüvə reaktorlarının yaradılmasında istifadə olunur.
Nüvə enerjisi niyə lazımdır? Zeldoviç və Xariton nüvə enerjisinin iqtisadi effektini ilk hesablayanlar arasında idi (Uspekhi fizicheskikh nauk, 1940, 23, 4). “...Hazırda uranda sonsuz budaqlanan zəncirlərlə nüvə parçalanma reaksiyasının həyata keçirilməsinin mümkünlüyü və ya qeyri-mümkünlüyü barədə yekun nəticə çıxarmaq hələ mümkün deyil. Əgər belə bir reaksiya mümkündürsə, o zaman reaksiya sürəti eksperimentatorun ixtiyarında olan böyük miqdarda enerjiyə baxmayaraq, onun rəvan getməsini təmin etmək üçün avtomatik tənzimlənir. Bu vəziyyət reaksiyanın enerji istifadəsi üçün müstəsna olaraq əlverişlidir. Buna görə də bu, öldürülməmiş ayının dərisinin bölünməsi olsa da, uranın enerji istifadəsi imkanlarını xarakterizə edən bəzi rəqəmləri təqdim edirik. Əgər parçalanma prosesi sürətli neytronlarda gedirsə, deməli, reaksiya uranın əsas izotopunu (U238) tutur.<исходя из соотношения теплотворных способностей и цен на уголь и уран>uranın əsas izotopundan bir kalorinin dəyəri kömürdən təxminən 4000 dəfə ucuzdur (əlbəttə ki, uran vəziyyətində "yanma" və istiliyin çıxarılması prosesləri daha bahalı olmadıqda kömür halda). Yavaş neytronlar vəziyyətində, "uran" kalorisinin dəyəri (yuxarıda göstərilən rəqəmlərə əsasən) U235 izotopunun bolluğunun 0,007 olduğunu nəzərə alsaq, artıq "kömür" kalorisindən cəmi 30 dəfə ucuz olacaq, bütün digər şeylər bərabərdir.
İlk idarə olunan zəncirvari reaksiya 1942-ci ildə Çikaqo Universitetində Enriko Fermi tərəfindən həyata keçirildi və neytron axını dəyişdikcə reaktor qrafit çubuqlarını itələyib çıxararaq əl ilə idarə olundu. İlk elektrik stansiyası 1954-cü ildə Obninskdə tikilmişdir. Enerji istehsal etməklə yanaşı, ilk reaktorlar silah dərəcəli plutonium istehsal etmək üçün də işləyirdi.
Atom elektrik stansiyası necə işləyir?İndi əksər reaktorlar yavaş neytronlarda işləyir. Zənginləşdirilmiş uran metal şəklində, bir ərinti, məsələn, alüminium ilə və ya oksid şəklində uzun silindrlərə - yanacaq elementlərinə qoyulur. Onlar reaktorda müəyyən bir şəkildə quraşdırılır və onların arasına zəncirvari reaksiyanı idarə edən moderatordan çubuqlar daxil edilir. Zamanla reaktor zəhərləri yanacaq elementində toplanır - uranın parçalanması məhsulları, həmçinin neytronları udmaq qabiliyyətinə malikdir. Uran-235 konsentrasiyası kritik səviyyədən aşağı düşdükdə, element istismardan çıxarılır. Bununla belə, o, güclü radioaktivliyə malik çoxlu parçalanma fraqmentlərini ehtiva edir, bu, illər keçdikcə azalır, buna görə də elementlər uzun müddət ərzində əhəmiyyətli miqdarda istilik yayır. Onlar soyuducu hovuzlarda saxlanılır, sonra isə ya basdırılır, ya da onları emal etməyə çalışırlar - yanmamış uran-235, yığılmış plutonium (ondan atom bombaları hazırlamaq üçün istifadə olunurdu) və istifadə oluna bilən digər izotoplar. İstifadə olunmayan hissə isə məzarlıqlara göndərilir.
Sürətli neytron reaktorları və ya reaktor reaktorlarında elementlərin ətrafında uran-238 və ya torium-232 reflektorları quraşdırılmışdır. Onlar yavaşlayır və çox sürətli neytronları reaksiya zonasına geri göndərirlər. Rezonans sürətinə qədər yavaşlayan neytronlar bu izotopları udur və müvafiq olaraq atom elektrik stansiyası üçün yanacaq kimi xidmət edə bilən plutonium-239 və ya uran-233-ə çevrilir. Sürətli neytronlar uran-235 ilə yaxşı reaksiya vermədiyi üçün onun konsentrasiyasını əhəmiyyətli dərəcədə artırmaq lazımdır, lakin bu, daha güclü neytron axını ilə öz bəhrəsini verir. Baxmayaraq ki, reaktorlar nüvə enerjisinin gələcəyi hesab edilir, çünki onlar istehlak etdiklərindən daha çox nüvə yanacağı verirlər, təcrübələr onlara nəzarət etmək çətin olduğunu göstərdi. İndi dünyada yalnız bir belə reaktor qalıb - Beloyarsk AES-in dördüncü enerji blokunda.
Nüvə enerjisi necə tənqid olunur? Qəzalardan danışmırıqsa, bu gün nüvə enerjisi əleyhdarlarının arqumentlərində əsas məqam onun səmərəliliyinin hesablanmasına stansiyanın istismardan çıxarılmasından sonra və yanacaqla işləyərkən ətraf mühitin mühafizəsi xərclərinin əlavə edilməsi təklifi olub. Hər iki halda radioaktiv tullantıların etibarlı şəkildə utilizasiyası vəzifəsi yaranır və bunlar dövlətin üzərinə düşən xərclərdir. Belə bir fikir var ki, onlar enerjinin qiymətinə keçərsə, o zaman onun iqtisadi cəlbediciliyi itəcək.
Nüvə enerjisinin tərəfdarları arasında da müxalifət var. Onun nümayəndələri əvəzedicisi olmayan uran-235-in unikallığına işarə edir, çünki termal neytronlarla parçalanan alternativ izotoplar - plutonium-239 və uran-233 - minlərlə il yarımparçalanma dövrünə görə təbiətdə yoxdur. Və onlar yalnız uran-235-in parçalanması nəticəsində əldə edilir. Əgər bitərsə, nüvə zəncirvari reaksiya üçün əla təbii neytron mənbəyi yox olacaq. Belə israfçılıq nəticəsində bəşəriyyət gələcəkdə ehtiyatları uranınkından bir neçə dəfə çox olan torium-232-ni enerji dövriyyəsinə cəlb etmək imkanını itirəcək.
Nəzəri olaraq, hissəcik sürətləndiriciləri meqaelektronvolt enerjili sürətli neytron axını əldə etmək üçün istifadə edilə bilər. Ancaq, məsələn, atom mühərrikində planetlərarası uçuşlar haqqında danışırıqsa, o zaman böyük bir sürətləndirici ilə bir sxem həyata keçirmək çox çətin olacaq. Uran-235-in tükənməsi belə layihələrə son qoyur.
Silah dərəcəli uran nədir? Bu yüksək zənginləşdirilmiş uran-235-dir. Onun kritik kütləsi - zəncirvari reaksiyanın kortəbii şəkildə baş verdiyi maddə parçasının ölçüsünə uyğundur - döyüş sursatı hazırlamaq üçün kifayət qədər kiçikdir. Belə uran atom bombası, həmçinin termonüvə bombası üçün qoruyucu hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər.
Uranın istifadəsi hansı fəlakətlərlə bağlıdır? Parçalanan elementlərin nüvələrində toplanan enerji çox böyükdür. Nəzarət və ya niyyət səbəbiylə nəzarətdən qaçan bu enerji bir çox problem yarada bilər. Ən pis iki nüvə fəlakəti 1945-ci il avqustun 6 və 8-də ABŞ Hərbi Hava Qüvvələrinin Xirosima və Naqasakiyə atom bombaları atması, yüz minlərlə dinc sakinin ölümü və yaralanması ilə baş verib. Daha kiçik miqyaslı fəlakətlər atom elektrik stansiyalarında və nüvə dövrü müəssisələrində baş verən qəzalarla əlaqələndirilir. İlk böyük qəza 1949-cu ildə SSRİ-də plutoniumun istehsal edildiyi Çelyabinsk yaxınlığındakı Mayak zavodunda baş verdi; maye radioaktiv tullantılar Techa çayına daxil olub. 1957-ci ilin sentyabrında çoxlu miqdarda radioaktiv materialın buraxılması ilə onun üzərində partlayış baş verdi. On bir gün sonra, Windscale-də Britaniya plutonium reaktoru yandı, partlayış məhsullarının buludu Qərbi Avropaya yayıldı. 1979-cu ildə Pensilvaniya ştatındakı Trimail adasındakı atom elektrik stansiyasının reaktoru yandı. Çernobıl AES-də (1986) və Fukusimadakı AES-də (2011) baş verən qəzalar milyonlarla insanın radiasiyaya məruz qaldığı ən geniş yayılmış nəticələrə gətirib çıxardı. İlk zibillənmiş geniş ərazilər, bütün Avropaya yayılan partlayış nəticəsində çürümə məhsulları ilə 8 ton uran yanacağı atıldı. İkinci çirklənmiş və qəzadan üç il sonra Sakit Okeanı balıqçılıq sahələrində çirkləndirməyə davam edir. Bu qəzaların nəticələrinin aradan qaldırılması çox baha başa gəlirdi və bu xərclər elektrik enerjisinin maya dəyərinə parçalansaydı, xeyli artardı.
Ayrı bir məsələ insan sağlamlığı üçün nəticələrdir. Rəsmi statistik məlumatlara görə, bombardmandan sağ çıxan və ya çirklənmiş ərazilərdə yaşayan insanların bir çoxu məruz qalmadan faydalanıb - birincilərin ömrü daha yüksəkdir, ikincilərdə daha az xərçəng var və ekspertlər ölüm hallarının müəyyən artımını sosial stresslə əlaqələndirirlər. Dəqiq qəzaların nəticələrindən və ya onların ləğvi nəticəsində ölənlərin sayı yüzlərlə nəfərlə qiymətləndirilir. Atom elektrik stansiyalarının əleyhdarları qeyd edirlər ki, qəzalar Avropa qitəsində bir neçə milyon vaxtından əvvəl ölümə səbəb olub, onlar statistik fonda sadəcə görünməzdir.
Qəza zonalarında torpaqların insan istifadəsindən çıxarılması maraqlı nəticəyə gətirib çıxarır: onlar biomüxtəlifliyin böyüdüyü bir növ qoruqlara çevrilirlər. Düzdür, bəzi heyvanlar radiasiya ilə bağlı xəstəliklərdən əziyyət çəkirlər. Artan fona nə qədər tez uyğunlaşacaqları sualı açıq qalır. Xroniki şüalanmanın nəticəsinin "axmaq üçün seçim" olduğu barədə bir fikir də var (bax: Kimya və Həyat, 2010, № 5): daha ibtidai orqanizmlər hətta embrion mərhələdə də sağ qalır. Xüsusilə, insanlara münasibətdə bu, qəzadan qısa müddət sonra çirklənmiş ərazilərdə doğulmuş nəslin əqli qabiliyyətlərinin azalmasına səbəb olmalıdır.
Tükənmiş uran nədir? Bu, uran-235-in çıxarılmasından qalan uran-238-dir. Silah dərəcəli uran və yanacaq elementlərinin istehsalından yaranan tullantıların həcmi böyükdür - təkcə ABŞ-da 600 min ton belə uran heksaflorid yığılıb (onunla bağlı problemlər üçün bax: Chemistry and Life, 2008, № 5). . Tərkibindəki uran-235-in miqdarı 0,2% təşkil edir. Bu tullantılar ya sürətli neytron reaktorlarının yaradılacağı və uran-238-dən plutonium emalının mümkün olacağı daha yaxşı vaxtlara qədər saxlanmalı, ya da bir şəkildə istifadə edilməlidir.
Bunun üçün bir istifadə tapdılar. Uran, digər keçid elementləri kimi, katalizator kimi istifadə olunur. Məsələn, bir məqalənin müəllifləri ACS Nano 30 iyun 2014-cü il tarixli, onlar yazırlar ki, oksigen və hidrogen peroksidin azaldılması üçün qrafenli uran və ya torium katalizatoru "enerji tətbiqləri üçün böyük potensiala malikdir". Yüksək sıxlığına görə uran gəmilər üçün ballast və təyyarələr üçün əks çəki kimi xidmət edir. Bu metal radiasiya mənbələri olan tibbi cihazlarda radiasiyadan qorunmaq üçün də uyğundur.
Tükənmiş urandan hansı silahlar hazırlana bilər? Zirehli deşən mərmilər üçün güllələr və nüvələr. Budur hesablama. Mərmi nə qədər ağır olarsa, onun kinetik enerjisi bir o qədər yüksəkdir. Lakin mərmi nə qədər böyükdürsə, onun təsiri də bir o qədər az olur. Bu o deməkdir ki, yüksək sıxlığa malik ağır metallara ehtiyac var. Güllələr qurğuşundan hazırlanır (Ural ovçuları bir vaxtlar onun qiymətli metal olduğunu başa düşənə qədər yerli platindən də istifadə edirdilər), mərmilərin nüvələri isə volfram ərintisindən hazırlanırdı. Mühafizəçilər müharibə və ya ov yerlərində qurğuşunun torpağı çirkləndirdiyini və daha az zərərli bir şeylə, məsələn, eyni volframla əvəz edilməsinin daha yaxşı olacağını qeyd edirlər. Lakin volfram ucuz deyil və sıxlığı ilə ona bənzər uran zərərli tullantıdır. Eyni zamanda, torpağın və suyun uranla icazə verilən çirklənməsi qurğuşunla müqayisədə təxminən iki dəfə yüksəkdir. Bu, tükənmiş uranın zəif radioaktivliyinə (həmçinin təbii uranınkından 40% azdır) əhəmiyyət verilmədiyi və həqiqətən təhlükəli bir kimyəvi amil nəzərə alındığı üçün baş verir: uran, xatırladığımız kimi, zəhərlidir. Eyni zamanda, onun sıxlığı qurğuşunun sıxlığından 1,7 dəfə böyükdür, yəni uran güllələrinin ölçüsünü yarıya endirmək olar; uran qurğuşundan qat-qat odadavamlıdır və daha sərtdir - atəşə məruz qaldıqda daha az buxarlanır, hədəfə dəydikdə isə daha az mikrohissəcik əmələ gətirir. Ümumiyyətlə, uran gülləsi ətraf mühiti qurğuşundan daha az çirkləndirir, lakin uranın bu cür istifadəsi dəqiq məlum deyil.
Lakin məlumdur ki, tükənmiş uran plitələri Amerika tanklarının zirehlərini gücləndirmək üçün istifadə olunur (bu, onun yüksək sıxlığı və ərimə nöqtəsi ilə asanlaşdırılır), həmçinin zirehdələn mərmilər üçün nüvələrdə volfram ərintisi əvəzinə. Uran nüvəsi həm də ona görə yaxşıdır ki, uran pirofordur: onun zirehə dəydikdə əmələ gələn isti kiçik hissəcikləri alovlanır və ətrafdakı hər şeyi yandırır. Hər iki tətbiq radiasiya təhlükəsiz hesab olunur. Beləliklə, hesablama göstərdi ki, bir il ərzində uran zirehləri ilə yüklənmiş uran zirehli tanka çıxmadan, ekipaj icazə verilən dozanın yalnız dörddə birini alacaq. İllik icazə verilən dozanı əldə etmək üçün belə sursat dərinin səthinə 250 saat vidalanmalıdır.
Uran nüvələri olan mərmilər - 30 mm-lik təyyarə silahları və ya artilleriya alt kalibrləri üçün - 1991-ci ilin İraq kampaniyasından başlayaraq amerikalılar tərəfindən son müharibələrdə istifadə edilmişdir. Həmin il onlar İraqın Küveytdəki zirehli hissələrinə 300 ton tükənmiş uranı tökdülər və geri çəkilmələri zamanı 250 ton, yəni 780.000 güllə təyyarələrin toplarına düşdü. Bosniya və Herseqovinada tanınmamış Serb Respublikası ordusunun bombalanması zamanı 2,75 ton uran, Kosovo və Metoxiya əyalətində Yuqoslaviya ordusunun atəşə tutulması zamanı isə 8,5 ton, yəni 31 min raunddan istifadə olunub. Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatı o vaxta qədər uranın istifadəsinin nəticələrini öz üzərinə götürdüyü üçün monitorinqlər aparılırdı. O, göstərdi ki, bir yaylım atəşi təxminən 300 raunddan ibarət olub, onların 80%-də tükənmiş uran var. 10%-i hədəfləri vurub, 82%-i isə 100 metr məsafəyə düşüb. Qalanları 1,85 km məsafəyə dağıldı. Tanka dəyən mərmi yanaraq aerozol halına gəldi, zirehli transportyorlar kimi yüngül hədəflər uran mərmisi ilə deşildi. Beləliklə, İraqda ən çox bir ton yarım mərmi uran tozuna çevrilə bilər. Amerikanın RAND Corporation strateji tədqiqat mərkəzinin mütəxəssislərinin fikrincə, istifadə olunan uranın 10-35%-dən çoxu aerozol halına gəlib. Ər-Riyaddakı Kral Faysal Xəstəxanasından Vaşinqton Uran Tibbi Araşdırmalar Mərkəzinə qədər müxtəlif təşkilatlarda çalışmış xorvatiyalı uran döyüşçüsü Asəf Durakoviç hesab edir ki, təkcə 1991-ci ildə İraqın cənubunda 3-6 ton mikronaltı uran hissəcikləri əmələ gəlib. Geniş əraziyə yayılan, yəni oradakı uran çirklənməsi Çernobılla müqayisə oluna bilər.
Uran günəş sistemindəki yeddinci planet və üçüncü qaz nəhəngidir. Planet kütləsinə görə üçüncü və dördüncü ən böyükdür və adını Roma tanrısı Saturnun atasının şərəfinə almışdır.
Tam olaraq Uran müasir tarixdə kəşf edilən ilk planet olmaqdan şərəf duyur. Lakin, əslində, onun bir planet kimi ilk kəşfi əslində baş vermədi. 1781-ci ildə astronom William HerschelƏkizlər bürcündə ulduzları müşahidə edərkən o, ilk dəfə kometlər kateqoriyasında qeyd etdiyi diskşəkilli cismin diqqətini çəkdi və bunu İngiltərə Kral Elmi Cəmiyyətinə bildirdi. Lakin sonradan Herşelin özü də cismin orbitinin kometlərdə olduğu kimi praktiki olaraq dairəvi və elliptik olmadığı ortaya çıxdı. Və yalnız bu müşahidə digər astronomlar tərəfindən təsdiq edildikdən sonra, Herşel kometa deyil, həqiqətən bir planet kəşf etdiyi qənaətinə gəldi və kəşf nəhayət geniş tanındı.
Aşkar edilmiş obyektin planet olması barədə məlumatları təsdiq etdikdən sonra Herşel qeyri-adi imtiyaz aldı - ona öz adını vermək. Astronom tərəddüd etmədən İngiltərə kralı III George-un adını seçdi və planetin adını “Corcun ulduzu” mənasını verən Georgium Sidus qoydu. Ancaq adı heç vaxt elmi tanınma və qəbul etmədi alimlər, əksər hallarda, belə qənaətə gəldilər ki, günəş sisteminin planetləri adında müəyyən bir ənənəyə riayət etmək, daha doğrusu, onları qədim Roma tanrılarının şərəfinə adlandırmaq daha yaxşıdır. Uran müasir adını belə aldı.
Hazırda Uran haqqında məlumat toplaya bilən yeganə planet missiyası Voyager 2-dir.
1986-cı ildə baş tutan bu görüş alimlərə planet haqqında kifayət qədər böyük həcmdə məlumat əldə etməyə və çoxlu kəşflər etməyə imkan verdi. Kosmik gəmi Uranın, onun peyklərinin və halqalarının minlərlə fotoşəkilini ötürdü. Planetin bir çox fotoşəkilləri yerüstü teleskoplardan da müşahidə oluna bilən mavi-yaşıl rəngdən bir qədər çox göstərməsə də, digər görüntülər on əvvəllər naməlum peykin və iki yeni halqanın mövcudluğunu göstərdi. Yaxın gələcəkdə Urana yeni missiyalar planlaşdırılmır.
Uranın tünd mavi rənginə görə planetin atmosfer modelini düzəltmək eyni və ya hətta modellərdən daha çətin olduğu ortaya çıxdı. Xoşbəxtlikdən, Hubble Kosmik Teleskopundan alınan görüntülər daha geniş mənzərə təqdim etdi. Daha müasir teleskop görüntüləmə texnologiyaları Voyager 2-dən daha ətraflı təsvirlər əldə etməyə imkan verdi. Beləliklə, Hubble fotoşəkilləri sayəsində digər qaz nəhənglərində olduğu kimi Uranda da enlik zolaqlarının olduğunu öyrənmək mümkün oldu. Bundan əlavə, planetdə küləyin sürəti saatda 576 km-dən çox ola bilər.
Hesab edilir ki, monoton atmosferin yaranmasına səbəb onun ən yuxarı təbəqəsinin tərkibidir. Görünən bulud təbəqələri ilk növbədə bu müşahidə olunan qırmızı dalğa uzunluqlarını udan metandan ibarətdir. Beləliklə, əks olunan dalğalar mavi və yaşıl rənglərlə təmsil olunur.
Bu xarici metan təbəqəsinin altında atmosfer təxminən 83% hidrogen (H2) və 15% heliumdur, bəzi metan və asetilen mövcuddur. Bu tərkib Günəş sisteminin digər qaz nəhənglərinə bənzəyir. Ancaq Uranın atmosferi başqa bir cəhətdən kəskin şəkildə fərqlənir. Yupiter və Saturnun atmosferi əsasən qazlı olsa da, Uranın atmosferi daha çox buz ehtiva edir. Bunun sübutu səthdə həddindən artıq aşağı temperaturdur. Uranın atmosferinin temperaturunun -224 ° C-ə çatdığını nəzərə alsaq, onu Günəş sistemindəki atmosferlərin ən soyuqu adlandırmaq olar. Bundan əlavə, mövcud məlumatlar göstərir ki, belə olduqca aşağı temperaturlar Uranın demək olar ki, bütün səthi ətrafında, hətta Günəş tərəfindən işıqlandırılmayan tərəfdə də mövcuddur.
Uran, planetoloqların fikrincə, iki təbəqədən ibarətdir: nüvə və mantiya. Mövcud modellər nüvənin əsasən qaya və buzdan ibarət olduğunu və onun kütləsindən təxminən 55 dəfə böyük olduğunu göstərir. Planetin mantiyasının çəkisi 8,01 x 10, gücü 24 kq və ya təxminən 13,4 Yer kütləsidir. Bundan əlavə, mantiya su, ammonyak və digər uçucu elementlərdən ibarətdir. Uranın mantiyası ilə Yupiter və Saturn arasındakı əsas fərq, sözün ənənəvi mənasında olmasa da, buzlu olmasıdır. Fakt budur ki, buz çox isti və qalındır, mantiyanın qalınlığı isə 5,111 km-dir.
Uranın tərkibinin ən heyrətamiz cəhəti və onu ulduz sistemindəki digər qaz nəhənglərindən fərqləndirən cəhəti onun Günəşdən aldığı enerjidən daha çox enerji yaymamasıdır. Ölçülərinə görə Urana çox yaxın olan onun Günəşdən aldığı istilikdən təxminən 2,6 dəfə çox istilik əmələ gətirdiyini nəzərə alsaq, bu gün elm adamlarını Uranın yaratdığı belə zəif enerji gücü çox maraqlandırır. Hazırda bu fenomen üçün iki izahat var. Birincisi, Uranın keçmişdə böyük bir kosmik obyektin təsirinə məruz qaldığını göstərir ki, bu da planetin daxili istiliyinin böyük hissəsinin (formalaşma zamanı əldə etdiyi) kosmosa itməsinə səbəb olub. İkinci nəzəriyyə planetin daxilində planetin daxili istiliyinin səthə çıxmasına imkan verməyən bir maneə olduğunu iddia edir.
Uranın kəşfi elm adamlarına məlum günəş sisteminin radiusunu təxminən iki dəfə genişləndirməyə imkan verdi. Bu o deməkdir ki, Uranın orta orbiti 9 km gücündə təxminən 2,87 x 10 təşkil edir. Belə böyük məsafənin səbəbi günəş radiasiyasının Günəşdən planetə keçmə müddətidir. Günəş işığı Urana çatmaq üçün təxminən iki saat qırx dəqiqə çəkir ki, bu da günəş işığının Yerə çatmasından təxminən iyirmi dəfə uzundur. Böyük məsafə Uranda ilin uzunluğuna da təsir edir, demək olar ki, 84 Yer ili davam edir.
Uranın orbital ekssentrikliyi 0,0473 təşkil edir ki, bu da Yupiterdən bir qədər azdır - 0,0484. Bu amil Uranı dairəvi orbitə görə Günəş sistemindəki bütün planetlər arasında dördüncü edir. Uranın orbitinin belə kiçik ekssentrikliyinin səbəbi onun 2.74 x 10 perihelionunun 9 km gücünə və 3.01 x 109 km afelinin 8 km gücünə cəmi 2.71 x 10 olması arasındakı fərqdir.
Uranın fırlanma prosesində ən maraqlı məqam oxun mövqeyidir. Fakt budur ki, Urandan başqa hər bir planetin fırlanma oxu onların orbital müstəvisinə təxminən perpendikulyardır, lakin Uranın oxu demək olar ki, 98° əyilmişdir ki, bu da Uranın öz tərəfində fırlanması deməkdir. Planet oxunun bu mövqeyinin nəticəsi ondan ibarətdir ki, Uranın şimal qütbü planet ilinin yarısı Günəşdə, digər yarısı isə planetin cənub qütbünə düşür. Başqa sözlə, Uranın bir yarımkürəsində gündüz 42 Yer ili, digər yarımkürəsində isə gecə vaxtı eynidir. Uranın "tərəfinə çevrilməsi"nin səbəbini alimlər yenə nəhəng kosmik cisimlə toqquşma adlandırırlar.
Saturnun halqalarının uzun müddət Günəş sistemimizdəki halqaların ən məşhuru olduğunu nəzərə alsaq, Uranın halqalarını 1977-ci ilə qədər aşkar etmək mümkün olmadı. Lakin səbəb təkcə bu deyil, belə gec kəşfin daha iki səbəbi var: planetin Yerdən uzaqlığı və halqaların özünün əks etdirmə qabiliyyətinin aşağı olması. 1986-cı ildə Voyager 2 kosmik gəmisi planetdə o dövrdə məlum olanlardan əlavə daha iki halqanın olduğunu müəyyən edə bildi. 2005-ci ildə Hubble Kosmik Teleskopu daha ikisini gördü. Bu günə qədər planetoloqlar Uranın 13 halqasını bilirlər, onlardan ən parlaqı Epsilon halqasıdır.
Uranın halqaları Saturnun halqalarından demək olar ki, hər şeydə - hissəcik ölçüsündən tutmuş tərkibinə qədər fərqlənir. Birincisi, Saturnun halqalarını təşkil edən hissəciklər kiçikdir, diametri bir neçə metrdən bir qədər artıqdır, Uranın halqalarında isə diametri iyirmi metrə qədər olan çoxlu cisimlər var. İkincisi, Saturnun halqalarının hissəcikləri əsasən buzdur. Bununla belə, Uranın halqaları həm buzdan, həm də əhəmiyyətli toz və zibildən ibarətdir.
Uilyam Herşel Uranı yalnız 1781-ci ildə kəşf etdi, çünki planet qədim sivilizasiyaların nümayəndələri tərəfindən görünməyəcək qədər tutqun idi. Herşelin özü əvvəlcə Uranın kometa olduğuna inanırdı, lakin sonradan öz fikrini yenidən nəzərdən keçirdi və elm cismin planet statusunu təsdiqlədi. Beləliklə, Uran müasir tarixdə kəşf edilən ilk planet oldu. Herşelin təklif etdiyi orijinal ad "George's Star" idi - Kral III George-un şərəfinə, lakin elmi ictimaiyyət bunu qəbul etmədi. "Uran" adı qədim Roma tanrısı Uranın şərəfinə astronom İohan Bode tərəfindən təklif edilmişdir.
Uran öz oxu ətrafında 17 saat 14 dəqiqədə bir dəfə fırlanır. Eynilə, planet Yerin və digər altı planetin istiqamətinin əksinə, geriyə doğru fırlanır.
Uranın oxunun qeyri-adi əyilməsinin başqa bir kosmik cisimlə möhtəşəm toqquşmaya səbəb ola biləcəyinə inanılır. Nəzəriyyə ondan ibarətdir ki, guya Yer ölçüsündə olan planet öz oxunu demək olar ki, 90 dərəcə dəyişmiş Uranla kəskin şəkildə toqquşub.
Uranda küləyin sürəti saatda 900 km-ə çata bilər.
Uranın kütləsi Yerin kütləsindən təxminən 14,5 dəfə böyükdür ki, bu da onu Günəş sistemimizdəki dörd qaz nəhəngindən ən yüngülü edir.
Uranı tez-tez "buz nəhəngi" adlandırırlar. Üst təbəqədə hidrogen və heliumdan əlavə (digər qaz nəhəngləri kimi) Uranın da dəmir nüvəsini əhatə edən buzlu mantiyası var. Üst atmosfer ammonyak və buzlu metan kristallarından ibarətdir və Urana xarakterik solğun mavi rəng verir.
Uran Günəş sistemində Saturndan sonra ən sıx ikinci planetdir.
İraqın BMT-dəki səfirinin mesajında Məhəmməd Əli əl-Həkim 9 iyul tarixli məlumatda deyilir ki, İŞİD ekstremistlərinin ixtiyarındadır (İraq Şam İslam Dövləti). MAQATE (Beynəlxalq Atom Enerjisi Agentliyi) İraqın əvvəllər istifadə etdiyi nüvə maddələrinin aşağı zəhərli xüsusiyyətlərə malik olduğunu və buna görə də islamçılar tərəfindən ələ keçirilən materialları bəyan etməyə tələsdi.
Vəziyyətlə tanış olan ABŞ hökumətindəki mənbə Reuters agentliyinə deyib ki, yaraqlılar tərəfindən oğurlanan uranın zənginləşdirilməməsi ehtimalı azdır və bu səbəbdən nüvə silahı hazırlamaq üçün istifadə oluna bilməz. “RİA Novosti” xəbər verir ki, İraq hakimiyyəti bu insidentlə bağlı BMT-ni rəsmən xəbərdar edib və “onun istifadəsi təhlükəsinin qarşısını almağa” çağırıb.
Uran birləşmələri son dərəcə təhlükəlidir. AiF.ru bildirir ki, konkret nə, həmçinin kimin və necə nüvə yanacağını istehsal edə biləcəyi haqqında.
Uran atom nömrəsi 92 olan kimyəvi elementdir, gümüşü-ağ parlaq metaldır, dövri sistem U simvolu ilə işarələnir. Təmiz formada poladdan bir qədər yumşaqdır, çevikdir, çevikdir, yer qabığında (litosferdə) tapılır. ) və dəniz suyunda, saf halda isə olmur. Nüvə yanacağı uran izotoplarından hazırlanır.
Uran ağır, gümüşü-ağ, parlaq metaldır. Foto: Commons.wikimedia.org / Orijinal yükləyici en.wikipedia-da Zxctypo idi.
1938-ci ildə alman fiziklər Otto Hahn və Fritz Strassmann uranın nüvəsini neytronlarla şüalandırdı və bir kəşf etdi: sərbəst bir neytron tutaraq, uran izotopunun nüvəsi bölünür və fraqmentlərin və radiasiyanın kinetik enerjisi hesabına çox böyük enerji buraxır. 1939-1940-cı illərdə Julius Khariton və Yakov Zeldoviç ilk dəfə nəzəri olaraq izah etdi ki, təbii uranın uran-235 ilə bir qədər zənginləşdirilməsi ilə atom nüvələrinin fasiləsiz parçalanmasına şərait yaratmaq, yəni prosesə zəncirvari xarakter vermək olar.
Zənginləşdirilmiş uran tərəfindən çıxarılan urandır uranda 235U izotopun payının artırılmasının texnoloji prosesi. Nəticədə təbii uran zənginləşdirilmiş uran və tükənmiş urana bölünür. Təbii urandan 235U və 234U çıxarıldıqdan sonra qalan material (uran-238) 235-ci izotopda tükəndiyi üçün "tükənmiş uran" adlanır. Bəzi məlumatlara görə, ABŞ-da təxminən 560 min ton tükənmiş uran heksaflorid (UF6) saxlanılır. Tükənmiş uran təbii uranın yarısı qədər radioaktivdir, əsasən ondan 234U-nun çıxarılması səbəbindən. Uranın əsas istifadəsi enerji istehsalı olduğundan, tükənmiş uran iqtisadi dəyəri az olan az istifadə olunan məhsuldur.
Nüvə enerjisi yalnız zənginləşdirilmiş urandan istifadə edir. Uran izotopu 235U, özünü saxlaya bilən nüvə zəncirvari reaksiyasının mümkün olduğu ən böyük tətbiq sahəsinə malikdir. Buna görə də bu izotop nüvə reaktorlarında və nüvə silahlarında yanacaq kimi istifadə olunur. U235 izotopunun təbii urandan ayrılması mürəkkəb texnologiyadır ki, onu az sayda ölkə həyata keçirə bilər. Uranın zənginləşdirilməsi atom nüvə silahlarını - birfazalı və ya birpilləli partlayıcı qurğular istehsal etməyə imkan verir ki, burada əsas enerji çıxışı daha yüngül elementlərin əmələ gəlməsi ilə ağır nüvələrin nüvə parçalanması reaksiyasından əldə edilir.
Toriumdan reaktorlarda süni şəkildə istehsal olunan Uran-233 (torium-232 neytron tutur və torium-233-ə çevrilir, o, protaktinium-233-ə, sonra isə uran-233-ə çevrilir) gələcəkdə nüvə enerjisi üçün ümumi nüvə yanacağı ola bilər. bitkilər (artıq bu nuklidi yanacaq kimi istifadə edən reaktorlar var, məsələn Hindistanda KAMINI) və atom bombalarının istehsalı (kritik kütləsi təxminən 16 kq).
Tükənmiş urandan diametri təxminən 20 mm olan 30 mm çaplı mərminin nüvəsi (A-10 təyyarəsinin GAU-8 silahları). Foto: Commons.wikimedia.org / Orijinal yükləyici en.wikipedia saytında Nrcprm2026 idi
Dünyada uran istehsalının 94%-ni təmin edən 10 ölkə. Foto: Commons.wikimedia.org / KarteUrangewinnung
Uran və onun birləşmələri zəhərlidir. Uran və onun birləşmələrinin aerozolları xüsusilə təhlükəlidir. Suda həll olunan uran birləşmələrinin aerozolları üçün havada maksimum icazə verilən konsentrasiya (MPC) 0,015 mq/m³, uranın həll olunmayan formaları üçün MAC 0,075 mq/m³ təşkil edir. Bədənə daxil olduqda, uran ümumi hüceyrə zəhəri olmaqla bütün orqanlara təsir göstərir. Uran, bir çox digər ağır metallar kimi, demək olar ki, geri dönməz şəkildə, zülallara, ilk növbədə, amin turşularının sulfid qruplarına bağlanır və onların funksiyasını pozur. Uranın molekulyar təsir mexanizmi onun fermentlərin fəaliyyətini maneə törətmək qabiliyyəti ilə bağlıdır. İlk növbədə böyrəklər təsirlənir (sidikdə protein və şəkər görünür, oliquriya). Xroniki intoksikasiya ilə hematopoetik və sinir sisteminin pozğunluqları mümkündür.
İzotop - eyni atom (sıra) nömrəsi olan, lakin müxtəlif kütlə nömrələrinə malik olan kimyəvi element atomlarının növləri.
Aktinidlərə aid olan dövri sistemin III qrup elementi; ağır zəif radioaktiv metal. Torium bəzən əvəzedilməz rol oynadığı bir sıra tətbiqlərə malikdir. Bu metalın elementlərin dövri sistemindəki mövqeyi və nüvənin quruluşu onun atom enerjisindən dinc məqsədlərlə istifadəsi sahəsində istifadəsini əvvəlcədən müəyyənləşdirdi.
*** Oliquriya (yunan oliqosundan - kiçik və Ouron - sidik) - böyrəklər tərəfindən ayrılan sidik miqdarının azalması.
