แร่ยูเรเนียม: คุณสมบัติ การใช้งาน การขุด แร่ธาตุ: แร่ยูเรเนียม

ในข้อความจากเอกอัครราชทูตอิรักถึงสหประชาชาติ โมฮัมเหม็ด อาลี อัล-ฮาคิมลงวันที่ 9 กรกฎาคม ว่ากันว่ากลุ่มหัวรุนแรง ISIS (รัฐอิสลามแห่งอิรักและลิแวนต์) อยู่ในการกำจัดแล้ว IAEA (สำนักงานพลังงานปรมาณูระหว่างประเทศ) รีบประกาศว่าสารนิวเคลียร์ที่อิรักใช้ก่อนหน้านี้มีคุณสมบัติเป็นพิษต่ำ จึงเป็นวัสดุที่ถูกยึดโดยกลุ่มอิสลามิสต์

แหล่งข่าวของรัฐบาลสหรัฐฯ ที่คุ้นเคยกับสถานการณ์ดังกล่าวบอกกับรอยเตอร์ว่ายูเรเนียมที่ถูกกลุ่มติดอาวุธขโมยไปนั้นมีแนวโน้มว่าจะไม่ได้รับการเสริมสมรรถนะ และดังนั้นจึงไม่น่าจะถูกนำมาใช้เพื่อผลิตอาวุธนิวเคลียร์ ทางการอิรักได้แจ้งต่อสหประชาชาติอย่างเป็นทางการเกี่ยวกับเหตุการณ์นี้ และเรียกร้องให้พวกเขา “ป้องกันการคุกคามจากการใช้มัน” RIA Novosti รายงาน

สารประกอบยูเรเนียมเป็นอันตรายอย่างยิ่ง AiF.ru พูดถึงสิ่งที่แน่ชัด รวมถึงใครและอย่างไรที่สามารถผลิตเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ได้

ยูเรเนียมคืออะไร?

ยูเรเนียมเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม 92 เป็นโลหะสีเงินสีขาวแวววาว มีสัญลักษณ์ในตารางธาตุด้วยสัญลักษณ์ U ใน รูปแบบบริสุทธิ์มีความนุ่มกว่าเหล็กเล็กน้อย อ่อนตัว ยืดหยุ่นได้ มีบรรจุอยู่ภายใน เปลือกโลก(เปลือกโลก) และใน น้ำทะเลและแทบไม่เคยพบในรูปแบบบริสุทธิ์เลย เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทำจากไอโซโทปยูเรเนียม

ยูเรเนียมเป็นโลหะหนักสีขาวเงินและเป็นมันเงา ภาพ: Commons.wikimedia.org / ผู้อัปโหลดดั้งเดิมคือ Zxctypo ที่ en.wikipedia

กัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียม

ในปีพ.ศ. 2481 ชาวเยอรมัน นักฟิสิกส์ Otto Hahn และ Fritz Strassmannฉายรังสีนิวเคลียสยูเรเนียมด้วยนิวตรอนและค้นพบ: การจับนิวตรอนอิสระ นิวเคลียสไอโซโทปยูเรเนียมจะแบ่งและปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลเนื่องจากพลังงานจลน์ของชิ้นส่วนและการแผ่รังสี ในปี พ.ศ. 2482-2483 ยูลี่ คาริตันและ ยาโคฟ เซลโดวิชเป็นครั้งแรกที่อธิบายในทางทฤษฎีว่าด้วยการเสริมสมรรถนะยูเรเนียมธรรมชาติเล็กน้อยด้วยยูเรเนียม-235 จึงเป็นไปได้ที่จะสร้างเงื่อนไขสำหรับการแยกนิวเคลียสอย่างต่อเนื่องของนิวเคลียสของอะตอมนั่นคือทำให้กระบวนการมีลักษณะเป็นลูกโซ่

ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะคืออะไร?

ยูเรเนียมเสริมสมรรถนะคือยูเรเนียมที่ผลิตโดยใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีในการเพิ่มส่วนแบ่งของไอโซโทป 235U ในยูเรเนียม เป็นผลให้ยูเรเนียมธรรมชาติถูกแบ่งออกเป็นยูเรเนียมเสริมสมรรถนะและยูเรเนียมหมดสภาพ หลังจากที่ 235U และ 234U ถูกสกัดจากยูเรเนียมธรรมชาติแล้ว วัสดุที่เหลือ (ยูเรเนียม-238) จะถูกเรียกว่า "ยูเรเนียมหมดสภาพ" เนื่องจากถูกสลายไปในไอโซโทป 235 ตามการประมาณการบางฉบับ สหรัฐอเมริกากักเก็บยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ที่หมดสภาพแล้ว (UF6) ได้ประมาณ 560,000 ตัน ยูเรเนียมหมดสิ้นมีกัมมันตภาพรังสีครึ่งหนึ่งของยูเรเนียมธรรมชาติ สาเหตุหลักมาจากการกำจัด 234U ออกจากมัน เนื่องจากการใช้ยูเรเนียมเบื้องต้นคือการผลิตพลังงาน ยูเรเนียมหมดสภาพจึงเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้น้อยและมีมูลค่าทางเศรษฐกิจต่ำ

ในพลังงานนิวเคลียร์ จะใช้เฉพาะยูเรเนียมเสริมสมรรถนะเท่านั้น การใช้งานส่วนใหญ่มีไอโซโทปยูเรเนียม 235U ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์แบบยั่งยืนในตัวเองได้ ดังนั้นไอโซโทปนี้จึงถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และอาวุธนิวเคลียร์ การแยกไอโซโทป U235 ออกจากยูเรเนียมธรรมชาติเป็นเทคโนโลยีที่ซับซ้อนซึ่งมีเพียงไม่กี่ประเทศเท่านั้นที่สามารถนำไปใช้ได้ การเสริมสมรรถนะยูเรเนียมช่วยให้สามารถผลิตอาวุธนิวเคลียร์ปรมาณู - อุปกรณ์ระเบิดแบบเฟสเดียวหรือแบบขั้นตอนเดียวซึ่งพลังงานหลักที่ส่งออกมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ของฟิชชันนิวเคลียสหนักเพื่อสร้างองค์ประกอบที่เบากว่า

ยูเรเนียม-233 ซึ่งผลิตเทียมในเครื่องปฏิกรณ์จากทอเรียม (ทอเรียม-232 จับนิวตรอนและเปลี่ยนเป็นทอเรียม-233 ซึ่งสลายตัวเป็นโพรแทกติเนียม-233 แล้วเปลี่ยนเป็นยูเรเนียม-233) ในอนาคตอาจกลายเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทั่วไปสำหรับพลังงานนิวเคลียร์ พืช (ปัจจุบันมีเครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้นิวไคลด์นี้เป็นเชื้อเพลิง เช่น KAMINI ในอินเดีย) และการผลิตระเบิดปรมาณู (มวลวิกฤตประมาณ 16 กิโลกรัม)

แกนกลางของกระสุนปืนขนาด 30 มม. (ปืน GAU-8 ของเครื่องบิน A-10) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20 มม. ทำจากยูเรเนียมหมดสภาพ ภาพ: Commons.wikimedia.org / ผู้อัปโหลดดั้งเดิมคือ Nrcprm2026 ที่ en.wikipedia

ประเทศใดที่ผลิตยูเรเนียมเสริมสมรรถนะ?

• ฝรั่งเศส
• เยอรมนี
• ฮอลแลนด์
• อังกฤษ
• ญี่ปุ่น
• รัสเซีย
• จีน
• ปากีสถาน
• บราซิล

10 ประเทศที่ผลิตยูเรเนียม 94% ของการผลิตยูเรเนียมของโลก รูปภาพ: Commons.wikimedia.org / KarteUrangewinnung

เหตุใดสารประกอบยูเรเนียมจึงเป็นอันตราย?

ยูเรเนียมและสารประกอบของยูเรเนียมเป็นพิษ ละอองลอยของยูเรเนียมและสารประกอบของยูเรเนียมมีอันตรายอย่างยิ่ง สำหรับละอองลอยของสารประกอบยูเรเนียมที่ละลายน้ำได้ ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต (MPC) ในอากาศคือ 0.015 มก./ลบ.ม. สำหรับยูเรเนียมในรูปแบบที่ไม่ละลายน้ำ ค่า MAC คือ 0.075 มก./ลบ.ม. เมื่อยูเรเนียมเข้าสู่ร่างกายจะส่งผลต่ออวัยวะทั้งหมดซึ่งเป็นพิษต่อเซลล์โดยทั่วไป ยูเรเนียมก็เหมือนกับโลหะหนักอื่นๆ ที่จับกับโปรตีนจนเกือบจะเปลี่ยนกลับไม่ได้ โดยเฉพาะกับกลุ่มซัลไฟด์ของกรดอะมิโน ซึ่งขัดขวางการทำงานของพวกมัน กลไกการออกฤทธิ์ระดับโมเลกุลของยูเรเนียมสัมพันธ์กับความสามารถในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ ไตได้รับผลกระทบเป็นหลัก (โปรตีนและน้ำตาลปรากฏในปัสสาวะ, oliguria) ที่ มึนเมาเรื้อรังความผิดปกติที่อาจเกิดขึ้นของเม็ดเลือดและระบบประสาท

การใช้ยูเรเนียมเพื่อจุดประสงค์ทางสันติ

• การเติมยูเรเนียมเล็กน้อยจะทำให้แก้วมีสีเหลืองเขียวสวยงาม
• โซเดียมยูเรเนียมถูกใช้เป็นเม็ดสีเหลืองในการทาสี
• สารประกอบยูเรเนียมถูกใช้เป็นสีสำหรับทาสีบนพอร์ซเลนและสำหรับเคลือบและเคลือบเซรามิก (ทาสีด้วยสี: เหลือง, น้ำตาล, เขียวและดำ ขึ้นอยู่กับระดับของการเกิดออกซิเดชัน)
• ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 มีการใช้ยูรานิลไนเตรตอย่างกว้างขวางเพื่อเพิ่มสีเนกาทีฟและสี (แต้มสี) ผลบวก (ภาพพิมพ์) สีน้ำตาล
• โลหะผสมของเหล็กและยูเรเนียมหมดสิ้น (ยูเรเนียม-238) ถูกใช้เป็นวัสดุแม่เหล็กที่มีกำลังแรง

ไอโซโทปคืออะตอมต่างๆ ขององค์ประกอบทางเคมีที่มีเลขอะตอม (ลำดับ) เหมือนกัน แต่มีเลขมวลต่างกัน

องค์ประกอบ กลุ่มที่ 3ตารางธาตุที่เป็นของแอกติไนด์ โลหะหนักและมีกัมมันตภาพรังสีเล็กน้อย ทอเรียมมีการใช้งานหลายอย่างซึ่งบางครั้งอาจมีบทบาทที่ไม่สามารถทดแทนได้ ตำแหน่งของโลหะนี้ในตารางธาตุและโครงสร้างของนิวเคลียสได้กำหนดไว้ล่วงหน้าว่าจะใช้ในด้านการใช้พลังงานปรมาณูอย่างสันติ

*** Oliguria (จากภาษากรีก oligos - ขนาดเล็กและ ouron - ปัสสาวะ) - ปริมาณปัสสาวะที่ถูกขับออกทางไตลดลง

การค้นพบในระดับดาวเคราะห์ เรียกได้ว่าเป็นการค้นพบดาวยูเรนัสโดยนักวิทยาศาสตร์ ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2324

การค้นพบนี้กลายเป็นเหตุผลในการตั้งชื่อแห่งหนึ่ง องค์ประกอบของตารางธาตุ. ดาวยูเรนัสโลหะถูกแยกออกจากส่วนผสมเรซินในปี ค.ศ. 1789

โฆษณารอบด้าน ดาวเคราะห์ดวงใหม่ยังไม่ลงตัว ดังนั้น ความคิดในการตั้งชื่อสารใหม่จึงปรากฏอยู่บนพื้นผิว

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 ไม่มีแนวคิดเรื่องกัมมันตภาพรังสี ในขณะเดียวกันนี่เป็นคุณสมบัติหลักของยูเรเนียมภาคพื้นดิน

นักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานร่วมกับเขาได้รับรังสีโดยไม่รู้ตัว เราจะบอกรายละเอียดเพิ่มเติมว่าใครเป็นผู้บุกเบิกและคุณสมบัติอื่นขององค์ประกอบนี้คืออะไร

คุณสมบัติของยูเรเนียม

ยูเรเนียม-ธาตุค้นพบโดยมาร์ติน คลาพรอธ เขาหลอมเรซินด้วยสารกัดกร่อน ผลิตภัณฑ์ฟิวชันละลายได้ไม่สมบูรณ์

Klaproth ตระหนักว่าสิ่งที่ควรจะเป็น และไม่มีอยู่ในองค์ประกอบของแร่ จากนั้น นักวิทยาศาสตร์ก็ละลายส่วนผสมใน

รูปหกเหลี่ยมสีเขียวหลุดออกจากสารละลาย นักเคมีให้เลือดเหลืองซึ่งก็คือโพแทสเซียมเฮกซายาโนเฟอร์เรต

ตะกอนสีน้ำตาลที่ตกตะกอนจากสารละลาย คลาพรอธรีดิวซ์ออกไซด์นี้ น้ำมันลินสีด,เผา. ผลที่ได้คือแป้ง

ฉันต้องเผามันแล้วโดยผสมกับสีน้ำตาล พบเม็ดโลหะใหม่ในมวลเผาผนึก

ต่อมาปรากฎว่าไม่ใช่ ยูเรเนียมบริสุทธิ์และไดออกไซด์ของมัน ธาตุนี้ได้รับแยกจากกันเพียง 60 ปีต่อมาในปี พ.ศ. 2384 และอีก 55 ปีต่อมา Antoine Becquerel ได้ค้นพบปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสี

กัมมันตภาพรังสีของยูเรเนียมเนื่องจากความสามารถของนิวเคลียสของธาตุในการจับนิวตรอนและชิ้นส่วน ขณะเดียวกันก็ปล่อยพลังอันน่าประทับใจออกมา

ถูกกำหนดโดยข้อมูลจลนศาสตร์ของการแผ่รังสีและชิ้นส่วน เป็นไปได้ที่จะรับประกันการแบ่งตัวของนิวเคลียสอย่างต่อเนื่อง

ปฏิกิริยาลูกโซ่เปิดตัวเมื่อยูเรเนียมธรรมชาติเสริมสมรรถนะด้วยไอโซโทปที่ 235 มันไม่เหมือนกับว่ามันถูกเพิ่มเข้าไปในโลหะ

ในทางตรงกันข้ามนิวไคลด์ที่ 238 ที่มีกัมมันตภาพรังสีต่ำและไม่มีประสิทธิภาพเช่นเดียวกับที่ 234 จะถูกกำจัดออกจากแร่

ส่วนผสมของพวกเขาเรียกว่าหมดลงและยูเรเนียมที่เหลือเรียกว่าเสริมสมรรถนะ นี่คือสิ่งที่นักอุตสาหกรรมต้องการจริงๆ แต่เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในบทอื่น

ดาวยูเรนัสแผ่รังสีทั้งอัลฟ่าและเบตาด้วยรังสีแกมมา พวกเขาถูกค้นพบโดยการเห็นผลกระทบของโลหะบนแผ่นภาพถ่ายที่ห่อด้วยสีดำ

เห็นได้ชัดว่าองค์ประกอบใหม่กำลังปล่อยบางสิ่งบางอย่างออกมา ในขณะที่กลุ่ม Curies กำลังสืบสวนถึงอะไรกันแน่ มาเรียได้รับรังสีปริมาณหนึ่งซึ่งทำให้นักเคมีคนนั้นกลายเป็นมะเร็งเลือด ซึ่งผู้หญิงคนนั้นเสียชีวิตในปี 2477

รังสีเบต้าสามารถทำลายได้ไม่เพียงแค่เท่านั้น ร่างกายมนุษย์แต่ยังรวมถึงโลหะด้วย ธาตุใดเกิดจากยูเรเนียมคำตอบ: - สั้น ๆ

มิฉะนั้นจะเรียกว่าโปรแทกติเนียม ค้นพบในปี 1913 ระหว่างการศึกษายูเรเนียม

อย่างหลังกลายเป็นเบรเวียมโดยไม่มีอิทธิพลจากภายนอกและรีเอเจนต์จากการสลายตัวของเบต้าเท่านั้น

ภายนอก ยูเรเนียม--องค์ประกอบทางเคมี- สีที่มีความแวววาวแบบเมทัลลิก

นี่คือลักษณะของแอคติไนด์ทั้งหมดซึ่งเป็นของสาร 92 กลุ่มเริ่มต้นด้วยหมายเลข 90 และลงท้ายด้วยหมายเลข 103

ยืนอยู่ที่ด้านบนของรายการ ยูเรเนียมธาตุกัมมันตภาพรังสีปรากฏเป็นตัวออกซิไดซ์ สถานะออกซิเดชันสามารถเป็น 2, 3, 4, 5, 6

นั่นคือโลหะชนิดที่ 92 มีฤทธิ์ทางเคมี หากคุณบดยูเรเนียมให้เป็นผง มันจะติดไฟในอากาศได้เอง

ใน ในรูปแบบปกติสารจะออกซิไดซ์เมื่อสัมผัสกับออกซิเจนและกลายเป็นฟิล์มสีรุ้งปกคลุม

หากนำอุณหภูมิขึ้นถึง 1,000 องศาเซลเซียส เคมี ธาตุยูเรเนียมเชื่อมต่อกับ . จะเกิดโลหะไนไตรด์ขึ้น สารนี้มีสีเหลือง

โยนมันลงไปในน้ำ มันก็จะละลายเหมือนยูเรเนียมบริสุทธิ์ กรดทุกชนิดก็กัดกร่อนมันเช่นกัน ธาตุจะแทนที่ไฮโดรเจนจากธาตุอินทรีย์

ยูเรเนียมก็ผลักมันออกมาด้วย สารละลายเกลือ- หากเขย่าสารละลายดังกล่าว อนุภาคของโลหะลำดับที่ 92 จะเริ่มเรืองแสง

เกลือยูเรเนียมไม่เสถียร สลายตัวเมื่อถูกแสงหรือเมื่อมีอินทรียวัตถุ

องค์ประกอบนี้อาจไม่แยแสกับด่างเท่านั้น โลหะไม่ทำปฏิกิริยากับพวกมัน

การค้นพบยูเรเนียมคือการค้นพบธาตุที่มีน้ำหนักยิ่งยวด มวลของมันทำให้สามารถแยกโลหะหรือแร่ธาตุที่ติดอยู่ออกจากแร่ได้

ก็เพียงพอที่จะบดขยี้และเทลงในน้ำ อนุภาคยูเรเนียมจะตกตะกอนก่อน นี่คือจุดเริ่มต้นของการขุดโลหะ รายละเอียดในบทต่อไป

การทำเหมืองแร่ยูเรเนียม

เมื่อได้รับตะกอนหนักนักอุตสาหกรรมจึงทำการชะล้างความเข้มข้น เป้าหมายคือการแปลงยูเรเนียมให้เป็นสารละลาย ใช้กรดซัลฟูริก

มีข้อยกเว้นสำหรับน้ำมันดิน แร่ธาตุนี้ไม่ละลายในกรด ดังนั้นจึงใช้ด่าง เคล็ดลับของความยากลำบากอยู่ที่สถานะ 4 วาเลนต์ของยูเรเนียม

การชะล้างด้วยกรดก็ใช้ไม่ได้เช่นกัน ในแร่ธาตุเหล่านี้ โลหะลำดับที่ 92 ก็มีธาตุ 4 เช่นกัน

บำบัดด้วยไฮดรอกไซด์หรือที่เรียกว่าโซดาไฟ ในกรณีอื่นๆ การฟอกออกซิเจนเป็นสิ่งที่ดี ไม่จำเป็นต้องตุนกรดซัลฟิวริกแยกต่างหาก

ก็เพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่แร่ด้วยแร่ซัลไฟด์ถึง 150 องศาแล้วส่งกระแสออกซิเจนไปที่มัน สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตัวของกรดซึ่งถูกชะล้างออกไป ดาวยูเรนัส.

องค์ประกอบทางเคมีและการประยุกต์เกี่ยวข้องกับโลหะบริสุทธิ์ เพื่อขจัดสิ่งสกปรกจึงใช้การดูดซับ

ดำเนินการกับเรซินแลกเปลี่ยนไอออน การสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ก็เหมาะสมเช่นกัน

สิ่งที่เหลืออยู่คือการเติมอัลคาไลลงในสารละลายเพื่อตกตะกอนแอมโมเนียมยูเรเนต ละลายในกรดไนตริกแล้วนำไปปฏิบัติ

ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นออกไซด์ขององค์ประกอบที่ 92 พวกเขาถูกทำให้ร้อนถึง 800 องศาและลดลงด้วยไฮโดรเจน

ออกไซด์สุดท้ายจะถูกแปลงเป็น ยูเรเนียมฟลูออไรด์ซึ่งโลหะบริสุทธิ์ได้มาจากการลดความร้อนของแคลเซียม อย่างที่คุณเห็นไม่ใช่เรื่องง่าย ทำไมต้องพยายามขนาดนั้น?

การใช้ยูเรเนียม

โลหะลำดับที่ 92 เป็นเชื้อเพลิงหลักของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ส่วนผสมแบบลีนเหมาะสำหรับสิ่งที่อยู่นิ่งและสำหรับโรงไฟฟ้าจะใช้องค์ประกอบที่ได้รับการเสริมสมรรถนะ

ไอโซโทปที่ 235 ยังเป็นพื้นฐานของอาวุธนิวเคลียร์อีกด้วย เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทุติยภูมิสามารถหาได้จากโลหะ 92

ที่นี่มันคุ้มค่าที่จะถามคำถาม ยูเรเนียมเปลี่ยนเป็นธาตุใด- จากไอโซโทปที่ 238 ของมัน ก็เป็นสารกัมมันตรังสีและหนักยิ่งยวดอีกชนิดหนึ่ง

ที่ 238 เอง ยูเรเนียมยอดเยี่ยม ครึ่งชีวิตมีอายุยาวนานถึง 4.5 พันล้านปี การทำลายล้างในระยะยาวส่งผลให้มีความเข้มข้นของพลังงานต่ำ

หากเราพิจารณาการใช้สารประกอบยูเรเนียม ออกไซด์ของมันจะมีประโยชน์ ใช้ในอุตสาหกรรมแก้ว

ออกไซด์ทำหน้าที่เป็นสีย้อม ได้จากสีเหลืองอ่อนถึงสีเขียวเข้ม วัสดุจะเรืองแสงในรังสีอัลตราไวโอเลต

คุณสมบัตินี้ไม่เพียงแต่ใช้ในแก้วเท่านั้น แต่ยังใช้ในกระจกเคลือบยูเรเนียมด้วย ยูเรเนียมออกไซด์อยู่ในช่วง 0.3 ถึง 6%

ส่งผลให้พื้นหลังมีความปลอดภัยและไม่เกิน 30 ไมครอนต่อชั่วโมง ภาพถ่ายธาตุยูเรเนียมหรือค่อนข้างเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีส่วนร่วมมีสีสันมาก แสงแก้วและอาหารดึงดูดสายตา

ราคายูเรเนียม

สำหรับยูเรเนียมออกไซด์ที่ไม่ได้เสริมสมรรถนะหนึ่งกิโลกรัมจะให้เงินประมาณ 150 ดอลลาร์ มีการสังเกตค่าสูงสุดในปี 2550

จากนั้นราคาก็สูงถึง 300 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม การพัฒนาแร่ยูเรเนียมจะยังคงทำกำไรได้แม้ในราคา 90-100 หน่วยทั่วไป

ผู้ค้นพบธาตุยูเรเนียมไม่รู้ว่ามันมีอะไรอยู่ในเปลือกโลกบ้าง ตอนนี้พวกเขาถูกนับแล้ว

เงินฝากจำนวนมากที่มีราคาการผลิตที่มีกำไรจะหมดลงภายในปี 2573

หากไม่พบเงินฝากใหม่ หรือไม่พบทางเลือกอื่นนอกเหนือจากโลหะ ต้นทุนก็จะเพิ่มขึ้น

การใช้ยูเรเนียมในเทคโนโลยี

สรุปส่วน

พื้นที่หลักในการใช้ยูเรเนียม

การพัฒนาพลังงานนิวเคลียร์ บรรลุระดับและโอกาส การประมาณปริมาณยูเรเนียมที่จำเป็นสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้

ปริมาณสำรองยูเรเนียมและอุตสาหกรรมเหมืองแร่ยูเรเนียม ระดับการผลิตยูเรเนียมเข้มข้น แนวโน้มและเงื่อนไขการพัฒนาการผลิตและการบริโภคยูเรเนียม

ขั้นตอนหลัก (ขั้นตอนกระบวนการ) ในเทคโนโลยีการผลิตสารประกอบ โลหะ โลหะผสมยูเรเนียม การผลิตส่วนประกอบเชื้อเพลิง (FEL) และส่วนประกอบเชื้อเพลิง (FA)

ยูเรเนียมเป็นธาตุกัมมันตภาพรังสีและพื้นที่การใช้งานส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบไอโซโทป ยูเรเนียมธรรมชาติประกอบด้วยไอโซโทปสามชนิด:

กัมมันตภาพรังสีจำเพาะของยูเรเนียมธรรมชาติคือ 0.67 ไมโครคิวรี/กรัม (แบ่งเกือบครึ่งหนึ่งระหว่าง U-234 และ U-238, U-235 มีส่วนช่วยเล็กน้อย) ยูเรเนียมธรรมชาติมีกัมมันตภาพรังสีมากพอที่จะเปิดเผยแผ่นภาพถ่ายได้ภายในเวลาประมาณหนึ่งชั่วโมง

อินอีกด้วย สมัยโบราณ(ศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสต์ศักราช) ยูเรเนียมออกไซด์ธรรมชาติถูกนำมาใช้เพื่อเคลือบสีเหลืองสำหรับเครื่องปั้นดินเผา พบเศษเครื่องปั้นดินเผาเคลือบสีเหลือง (ประกอบด้วยยูเรเนียมออกไซด์มากกว่า 1%) ท่ามกลางซากปรักหักพังของเมืองปอมเปอีและเฮอร์คูเลเนียม การปรากฏตัวของแก้วยูเรเนียมคาดว่าจะมีอายุย้อนกลับไปอย่างน้อยปีคริสตศักราช 79 ซึ่งมีอายุถึงโมเสกที่พบในวิลล่าโรมันที่แหลมโปซิลลิโปในอ่าวเนเปิลส์ (อิตาลี) ในปี 1912 ประกอบด้วยแก้วสีเหลืองที่มีปริมาณยูเรเนียมออกไซด์ประมาณ 1% (ดูรูปที่ วัสดุเพิ่มเติมสำหรับส่วนที่ 3) เริ่มต้นในยุคกลางตอนปลาย พิทช์เบลนเด (ยูเรไนต์) เริ่มถูกขุดจากเหมืองเงินฮับส์บูร์กใกล้กับเมืองยาชีมอฟในโบฮีเมีย (ปัจจุบันคือยาชีมอฟ สาธารณรัฐเช็ก) และใช้เป็นสีย้อมในการผลิตแก้วในท้องถิ่น

ในประวัติศาสตร์สมัยใหม่ การใช้สารประกอบยูเรเนียมที่ผลิตโดยเทคโนโลยีเป็นครั้งแรกยังรวมถึงการเตรียมสีเคลือบ (ส่วนใหญ่เป็นสีแดง สีส้ม และสีน้ำตาล) สำหรับเครื่องปั้นดินเผา และในการผลิตแก้วยูเรเนียมซึ่งมีสีเหลืองเขียวและสามารถเรืองแสงได้ เมื่อโดนแสงแดดหรือแสงอัลตราไวโอเลต

การผลิตผลิตภัณฑ์แก้วยูเรเนียมอย่างแพร่หลายเริ่มขึ้นในยุโรปในช่วงทศวรรษที่ 20-30 ของศตวรรษที่ 19 และดำเนินต่อไปจนถึงทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ 20 Joseph Riedl ปรมาจารย์ชาวโบฮีเมียนได้พัฒนาวิธีการละลายแก้วในเฉดสีใหม่ - สีเหลืองและสีเขียว และสีย้อมยูเรเนียมก็ให้ความเรืองแสงอันลึกลับเช่นนี้ Riedl มีส่วนร่วมในการผลิตผลิตภัณฑ์แก้วยูเรเนียมตั้งแต่ปี พ.ศ. 2373 ถึง พ.ศ. 2391 ในช่วงทศวรรษที่ 1830 แก้วยูเรเนียมแบบใหม่เริ่มผลิตในรัสเซียที่โรงงาน Gusevsky สำหรับแก้วยูเรเนียม แนะนำให้ใช้แคลเซียม สังกะสี องค์ประกอบของแบเรียม โดยควรมี เนื้อหาสูงโพแทสเซียมและโบรอน ทำให้กระจกเรืองแสงได้เข้มข้นยิ่งขึ้น แก้วตะกั่วไม่เรืองแสงเพราะดูดซับ รังสีอัลตราไวโอเลต- สำหรับแก้วยูเรเนียมที่ไม่มีสารเรืองแสง สามารถใช้องค์ประกอบของแก้วตะกั่วได้ เช่น ในเครื่องประดับเพื่อเลียนแบบโทแพซ - แก้วดังกล่าวมี สีเหลืองเทียบได้กับบุษราคัม ปริมาณยูเรเนียมควรจะค่อนข้างสูง เนื่องจากพลังสีของยูเรเนียมในส่วนประกอบแก้วต่ำ ปริมาณยูเรเนียมอยู่ระหว่าง 0.3...1.5% UO 3 ถึง 4...6% UO 3 อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้ยูเรเนียมออกไซด์ในปริมาณที่มากขึ้น การเรืองแสงของแก้วจะค่อยๆ ลดลง ยูเรเนียมถูกนำเข้าสู่ประจุในรูปของออกไซด์ (UO 2, U 3 O 8 หรือ UO 3), โซเดียมยูเรเนต (Na 2 UO 4 หรือ Na 2 U 2 O 7) หรือยูรานิลไนเตรต

ปัจจุบันแก้วยูเรเนียมและผลิตภัณฑ์ที่ทำจากยูเรเนียมจำนวนเล็กน้อยถูกผลิตในสาธารณรัฐเช็ก ยูเรเนียมยังถูกนำมาใช้ในแว่นสายตาบางประเภท เช่น แก้วแสง borosilicate สีเหลือง ZhS19 ซึ่งมี 1.37% UO 3 หรือแก้วแสงสังกะสีฟอสเฟตสีเขียว ZS7 ที่มี 2.8% UO 3

ใช้มากที่สุดใน เทคโนโลยีที่ทันสมัยมีไอโซโทปยูเรเนียม 235 U ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยาลูกโซ่นิวเคลียร์แบบยั่งยืนในตัวเองได้ ดังนั้นไอโซโทปนี้จึงถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และในอาวุธนิวเคลียร์ การแยกไอโซโทป U 235 ออกจากยูเรเนียมธรรมชาติเป็นปัญหาทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน ระดับการเพิ่มคุณค่าของ U-235 ในเชื้อเพลิงนิวเคลียร์สำหรับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อยู่ในช่วง 2-4.5% สำหรับการใช้งานอาวุธ - อย่างน้อย 80% และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง 90% ในสหรัฐอเมริกา ยูเรเนียมเกรดอาวุธ-235 ได้รับการเสริมสมรรถนะถึง 93.5% อุตสาหกรรมสามารถผลิตได้ 97.65% - ยูเรเนียมคุณภาพนี้ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์สำหรับกองทัพเรือ ในปี 1998 แผนกไอโซโทปของห้องปฏิบัติการแห่งชาติโอ๊คริดจ์ (ORNL) ให้ U-235 93% ในราคา 53 ดอลลาร์/กรัม

ไอโซโทป U 238 สามารถเกิดฟิชชันได้ภายใต้อิทธิพลของการทิ้งระเบิดด้วยนิวตรอนพลังงานสูง คุณลักษณะนี้ใช้เพื่อเพิ่มพลังของอาวุธแสนสาหัส (ใช้นิวตรอนที่เกิดจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์) หัวรบแสนสาหัสมักจะมีชั้นยูเรเนียมหมดสภาพล้อมรอบประจุหลักแสนสาหัส ชั้นนี้เริ่มแรกทำหน้าที่เป็นมวลปฏิกิริยา ทำให้เกิดแรงอัดที่แรงขึ้นระหว่างการระเบิด และการเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น ฟลักซ์สูงของนิวตรอนพลังงานสูงที่เกิดจากปฏิกิริยาแสนสาหัสทำให้เกิดการแตกตัวของ U-238 ซึ่งเพิ่มพลังของหัวรบ อาวุธดังกล่าวจัดเป็นอาวุธที่ทำงานตามรูปแบบ "ฟิชชัน-ฟิวชัน-ฟิชชัน" ซึ่งแสดงถึงการระเบิดสามระยะติดต่อกัน พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการแตกตัวครั้งสุดท้ายของยูเรเนียมที่หมดสิ้นลงถือเป็นส่วนสำคัญของกำลังทั้งหมดของอุปกรณ์เทอร์โมนิวเคลียร์ ตัวอย่างเช่น 77% ของ 10.4 เมกะตันของการระเบิดแสนสาหัสของ Ivy Mike ในปี 1952 มาจากการแยกตัวของยูเรเนียมที่หมดสิ้นลง เนื่องจากยูเรเนียมหมดสิ้นไม่มีมวลวิกฤต จึงสามารถเพิ่มเข้าไปในประจุแสนสาหัสได้ในปริมาณที่แทบจะไม่จำกัด พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการทดสอบระเบิดซาร์ในสหภาพโซเวียตในปี 2504 อยู่ที่ "เพียง" 50 เมกะตัน (90% ซึ่งมาจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์เอง) เนื่องจากยูเรเนียมที่หมดสิ้นลงถูกแทนที่ด้วยตะกั่วในขั้นตอนสุดท้ายของการประกอบ หากใช้ยูเรเนียมหมดสิ้น ผลผลิตของการระเบิดจะเท่ากับ 100 เมกะตัน

การใช้งานที่สำคัญของไอโซโทปยูเรเนียมนี้คือการผลิตพลูโทเนียม-239 จากผลของการจับนิวตรอนตามด้วยการสลายตัวของ β ทำให้ 238 U สามารถแปลงเป็น 239 Pu ได้ ซึ่งจากนั้นจะถูกนำไปใช้เป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ เชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์ใดๆ ที่มียูเรเนียมธรรมชาติหรือเสริมสมรรถนะบางส่วนในไอโซโทปที่ 235 จะมีสัดส่วนของพลูโทเนียมที่แน่นอนหลังจากสิ้นสุดวงจรเชื้อเพลิง

หลังจากสกัด U-235 จากยูเรเนียมธรรมชาติแล้ว วัสดุที่เหลือเรียกว่า “depleted uranium” เพราะ มันหมดลงในไอโซโทปที่ 235 ยูเรเนียมเฮกซาฟลูออไรด์ที่หมดสิ้นลงประมาณ 560,000 ตัน (UF 6) ถูกเก็บไว้ในสหรัฐอเมริกาประมาณ 700,000 ตันในรัสเซีย

ยูเรเนียมหมดสิ้นมีกัมมันตภาพรังสีครึ่งหนึ่งของยูเรเนียมธรรมชาติ สาเหตุหลักมาจากการกำจัด U-234 ออกจากมัน เนื่องจากการใช้ยูเรเนียมเบื้องต้นคือการผลิตพลังงาน ยูเรเนียมหมดสภาพจึงเป็นผลิตภัณฑ์ที่ไร้ประโยชน์และมีมูลค่าทางเศรษฐกิจเพียงเล็กน้อย การหาวิธีใช้ยูเรเนียมหมดสภาพถือเป็นความท้าทายครั้งใหญ่สำหรับพืชเสริมสมรรถนะ

การใช้งานส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของยูเรเนียมสูงและต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ การใช้งานที่สำคัญที่สุดสองประการของยูเรเนียมหมดสิ้นคือการป้องกันรังสี (ผิดปกติพอสมควร) และการใช้บัลลาสต์ในการใช้งานด้านการบินและอวกาศ เช่น พื้นผิวควบคุมอากาศยาน เครื่องบินโบอิ้ง 747 แต่ละลำที่ผลิตก่อนกลางทศวรรษ 1980 มียูเรเนียมหมดสภาพ 400-1,500 กิโลกรัมเพื่อจุดประสงค์นี้ ปัญหาในการใช้ยูเรเนียมในเครื่องบินพลเรือนคือในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุยูเรเนียมจะลุกไหม้และไปจบลงที่ สิ่งแวดล้อมในรูปของออกไซด์ เมื่อเครื่องบินโบอิ้ง 747 สองลำชนกันที่สนามบินเตเนริเฟ่ในปี 2520 ยูเรเนียม 3,000 กิโลกรัมถูกไฟไหม้ อีกกรณีที่รู้จักกันดีของอุบัติเหตุประเภทนี้ซึ่งส่งผลให้มีการปล่อยเครนออกสู่สิ่งแวดล้อมคือภัยพิบัติในปี 1992 ในอัมสเตอร์ดัม ปัจจุบัน Boeing และ McDonnell-Douglas ไม่ได้ใช้เครื่องถ่วงยูเรเนียมในเครื่องบินพลเรือน

ยูเรเนียมหมดสิ้นส่วนใหญ่จะใช้ในการขุดเจาะน้ำมันในรูปแบบของแท่งกระแทก (ในการเจาะแบบมีสาย) โดยน้ำหนักของยูเรเนียมจะผลักดันเครื่องมือเข้าไปในบ่อที่เต็มไปด้วยของเหลวสำหรับการขุดเจาะ วัสดุนี้ยังใช้ในโรเตอร์ไจโรสโคปความเร็วสูง มู่เล่ขนาดใหญ่ ใช้เป็นบัลลาสต์ในเครื่องลงจอดในอวกาศและเรือยอทช์แข่ง การใช้งานที่ไม่คาดคิดคือการใช้ยูเรเนียมในรถแข่ง Formula 1 ตามกฎแล้วน้ำหนักขั้นต่ำของรถควรอยู่ที่ 600 กิโลกรัม แต่ในตอนแรกนักออกแบบพยายามลดน้ำหนักให้มากที่สุดแล้วจึงนำมันขึ้นมา 600 กก. โดยการวางบัลลาสต์ยูเรเนียมที่หมดสภาพและให้สมดุลที่ดีที่สุด

แต่การใช้ยูเรเนียมหมดที่มีชื่อเสียงที่สุดคือใช้เป็นแกนสำหรับกระสุนเจาะเกราะ (ขีปนาวุธลำกล้องย่อยที่มีแกนกลางหนักมาก) ด้วยโลหะผสมบางชนิดกับโลหะอื่น ๆ และการบำบัดความร้อน (โลหะผสมกับ 2% Mo หรือ 0.75-3.5% Ti การชุบโลหะอย่างรวดเร็วด้วยความร้อนถึง 850 °C ในน้ำหรือน้ำมัน และคงอยู่ต่อไปที่ 450 °C เป็นเวลา 5 ชั่วโมง) โลหะยูเรเนียม จะแข็งและแข็งแรงกว่าเหล็ก (ความต้านทานแรงดึง > 1600 MPa) เมื่อรวมเข้ากับความหนาแน่นสูง ทำให้ยูเรเนียมชุบแข็งมีประสิทธิภาพอย่างมากในการเจาะเกราะ มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับทังสเตนโมโนคริสตัลไลน์ที่มีราคาแพงกว่ามาก กระบวนการทำลายเกราะนั้นมาพร้อมกับการบดยูเรเนียมส่วนใหญ่ให้เป็นฝุ่น การแทรกซึมของฝุ่นเข้าไปในวัตถุที่ได้รับการป้องกัน และการจุดระเบิดในอากาศในอีกด้านหนึ่ง ยูเรเนียมที่หมดสภาพแล้วประมาณ 300 ตันยังคงอยู่ในสนามรบระหว่างพายุทะเลทราย (ส่วนใหญ่เป็นซากกระสุนจากปืนใหญ่ GAU-8 ขนาด 30 มม. ของเครื่องบินโจมตี A-10 โดยแต่ละนัดบรรจุโลหะผสมยูเรเนียม 272 กรัม) กองทัพสหรัฐฯ ใช้ยูเรเนียมในกระสุนสำหรับปืนรถถัง 120 หรือ 105 มม. (M1 Abrams และ M60A3) และปืน 25 มม. M242 ที่ติดตั้งบน M2 Bradley และ LAV-AT ใช้กระสุนแกนยูเรเนียม (ขนาดลำกล้อง 20, 25 และ 30 มม.) นาวิกโยธิน, กองทัพอากาศสหรัฐฯ และ กองทัพเรือ. กองทัพรัสเซีย (โซเวียต) ได้ใช้ยูเรเนียมหมดสภาพในกระสุนปืนรถถังตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1970 ส่วนใหญ่เป็นปืน 115 มม. ของรถถัง T-62 และปืน 125 มม. ของ T-64, T-72, T-80 และรถถัง T 90 กระสุนสำหรับปืนรถถังและปืนทหารเรือที่บรรจุยูเรเนียมหมดยังถูกใช้โดยกองทัพของบริเตนใหญ่ อิสราเอล ฝรั่งเศส จีน ปากีสถาน ฯลฯ โดยรวมแล้วอาวุธดังกล่าวผลิตใน 18 ประเทศ

เนื่องจากมีความหนาแน่นสูง ยูเรเนียมหมดสภาพจึงถูกนำมาใช้ในเกราะรถถังสมัยใหม่ (ในรูปแบบของ "แซนวิช" ระหว่างเหล็กเกราะสองแผ่น) เช่น รถถัง M-1 Abrams (ดัดแปลง M1A1HA และ M1A2) ที่สร้างขึ้นหลังปี 1998

ปัจจุบัน การพัฒนาอยู่ระหว่างการพัฒนาเพื่อทดแทนตะกั่วด้วยยูเรเนียมหมดสิ้นในการผลิตเครื่องถ่วงน้ำหนักสำหรับลิฟต์และเครน

URANUS (ตั้งชื่อตามดาวเคราะห์ยูเรนัสที่ค้นพบก่อนหน้านี้ไม่นาน; lat. uranium * a. uranium; n. Uran; f. uranium; i. uranio), U เป็นองค์ประกอบทางเคมีกัมมันตรังสีของกลุ่ม III ของระบบธาตุ Mendeleev เลขอะตอม 92 มวลอะตอม 238.0289 เป็นของแอกติไนด์ ยูเรเนียมธรรมชาติประกอบด้วยส่วนผสมของไอโซโทปสามชนิด: 238 U (99.282%, T 1/2 4,468.10 9 ปี), 235 U (0.712%, T 1/2 0.704.10 9 ปี), 234 U (0.006%, T 1 /2 0.244.10 6 ปี) นอกจากนี้ยังมีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีเทียมที่รู้จัก 11 ไอโซโทปของยูเรเนียมที่มีมวลตั้งแต่ 227 ถึง 240 238 U และ 235 U เป็นผู้ก่อตั้งชุดการสลายตัวตามธรรมชาติสองชุดซึ่งเป็นผลมาจากการที่พวกมันกลายเป็นไอโซโทปเสถียร 206 Pb และ 207 Pb ตามลำดับ

ยูเรเนียมถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2332 ในรูปของ UO 2 โดยนักเคมีชาวเยอรมัน M. G. Klaproth โลหะยูเรเนียมได้รับในปี พ.ศ. 2384 โดยนักเคมีชาวฝรั่งเศส E. Peligot เวลานานยูเรเนียมมีการใช้งานอย่างจำกัด และมีเพียงการค้นพบกัมมันตภาพรังสีในปี พ.ศ. 2439 เท่านั้นที่การศึกษาและการใช้ยูเรเนียมได้เริ่มต้นขึ้น

คุณสมบัติของยูเรเนียม

ในสถานะอิสระ ยูเรเนียมเป็นโลหะสีเทาอ่อน ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 667.7°C มีลักษณะเฉพาะคือผลึกตาข่ายออร์โธฮอมบิก (a=0.28538 nm, b=0.58662 nm, c=0.49557 nm) ตาข่ายคริสตัล (a-modification) ในช่วงอุณหภูมิ 667.7-774°C - เตตราโกนัล (a = 1.0759 nm , c = 0.5656 nm; G-modification) ที่อุณหภูมิสูงกว่า - ตาข่ายลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ร่างกาย (a = 0.3538 nm, g-modification) ความหนาแน่น 18700 กก./ลบ.ม. จุดหลอมเหลว 1135°C จุดเดือดประมาณ 3818°C ความจุความร้อนของโมลาร์ 27.66 J/(mol.K) เฉพาะเจาะจง ความต้านทานไฟฟ้า 29.0.10 -4 (โอห์มม.) ค่าการนำความร้อน 22.5 W/(m.K) ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้น 10.7.10 -6 K -1 อุณหภูมิของการเปลี่ยนผ่านของยูเรเนียมเป็นสถานะตัวนำยิ่งยวดคือ 0.68 K; พาราแมกเนติกอ่อน, ความไวต่อแม่เหล็กเฉพาะ 1.72.10 -6 นิวเคลียส 235 U และ 233 U ฟิชชันตามธรรมชาติ เช่นเดียวกับการจับนิวตรอนที่ช้าและเร็ว ฟิชชัน 238 U ก็ต่อเมื่อมีการจับนิวตรอนเร็ว (มากกว่า 1 MeV) เท่านั้น เมื่อจับนิวตรอนช้า 238 U จะกลายเป็น 239 Pu มวลวิกฤตของยูเรเนียม (93.5% 235U) นิ้ว สารละลายที่เป็นน้ำน้อยกว่า 1 กก. สำหรับลูกบอลเปิดประมาณ 50 กก. สำหรับมวลวิกฤต 233 U มีค่าประมาณ 1/3 ของมวลวิกฤต 235 U

การศึกษาและการรักษาธรรมชาติ

ผู้ใช้ยูเรเนียมหลักคือพลังงานนิวเคลียร์ (เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์, โรงไฟฟ้านิวเคลียร์) นอกจากนี้ยูเรเนียมยังใช้ในการผลิตอาวุธนิวเคลียร์อีกด้วย การใช้ยูเรเนียมในด้านอื่นๆ ทั้งหมดมีความสำคัญรองลงมาอย่างเคร่งครัด

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หัวข้อเรื่องพลังงานนิวเคลียร์มีความเกี่ยวข้องมากขึ้น ในการผลิตพลังงานนิวเคลียร์ เป็นเรื่องปกติที่จะใช้วัสดุ เช่น ยูเรเนียม เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ในตระกูลแอกติไนด์

กิจกรรมทางเคมีขององค์ประกอบนี้เป็นตัวกำหนดความจริงที่ว่าองค์ประกอบนี้ไม่อยู่ในรูปแบบอิสระ สำหรับการผลิตนั้นจะใช้การก่อตัวของแร่ที่เรียกว่าแร่ยูเรเนียม พวกเขามีความเข้มข้นของเชื้อเพลิงจำนวนมากที่ช่วยให้การสกัดองค์ประกอบทางเคมีนี้ถือว่ามีเหตุผลทางเศรษฐกิจและให้ผลกำไร ในขณะนี้ ในส่วนลึกของโลกของเรา เนื้อหาของโลหะนี้เกินกว่าปริมาณสำรองของทองคำ 1,000 ครั้ง(ซม. ). โดยทั่วไปการสะสมขององค์ประกอบทางเคมีนี้ในดิน สภาพแวดล้อมทางน้ำ และหินมีการประมาณค่าไว้มากกว่า 5 ล้านตัน.

ในสถานะอิสระ ยูเรเนียมเป็นโลหะสีเทาขาวซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยการดัดแปลง allotropic 3 แบบ: ผลึกขนมเปียกปูน, ตาข่ายลูกบาศก์ทรงเตตระโกนัลและศูนย์กลางลำตัว- จุดเดือดขององค์ประกอบทางเคมีนี้คือ 4200 องศาเซลเซียส.

ยูเรเนียมเป็นวัสดุที่ออกฤทธิ์ทางเคมี ในอากาศ องค์ประกอบนี้จะออกซิไดซ์อย่างช้าๆ ละลายในกรดได้ง่าย ทำปฏิกิริยากับน้ำ แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับด่าง

แร่ยูเรเนียมในรัสเซียมักจำแนกตาม สัญญาณต่างๆ- ส่วนใหญ่มักจะแตกต่างกันในแง่ของการศึกษา ใช่แล้วล่ะ แร่ภายนอกภายนอกและการเปลี่ยนแปลง- ในกรณีแรกคือการก่อตัวของแร่ธาตุที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของ อุณหภูมิสูงความชื้นและเพกมาไทต์ละลาย การก่อตัวของแร่ยูเรเนียมจากภายนอกเกิดขึ้นในสภาพพื้นผิว พวกมันสามารถก่อตัวได้โดยตรงบนพื้นผิวโลก สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการไหลเวียนของน้ำใต้ดินและการสะสมของตะกอน การก่อตัวของแร่ที่แปรสภาพเกิดขึ้นจากการกระจายตัวของยูเรเนียมที่กระจายตัวในตอนแรก

ตามระดับปริมาณยูเรเนียม การก่อตัวตามธรรมชาติเหล่านี้อาจเป็น:

• รวยมาก (มากกว่า 0.3%);
• รวย (จาก 0.1 ถึง 0.3%);
• เอกชน (จาก 0.05 ถึง 0.1%);
• แย่ (จาก 0.03 ถึง 0.05%);
• งบดุลนอกงบดุล (จาก 0.01 ถึง 0.03%)

การใช้ยูเรเนียมในปัจจุบัน

ปัจจุบันยูเรเนียมมักถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์จรวดและเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ เมื่อพิจารณาถึงคุณสมบัติของวัสดุนี้ จึงมีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มพลังของอาวุธนิวเคลียร์ด้วย องค์ประกอบทางเคมีนี้ยังพบการประยุกต์ใช้ในการทาสีด้วย มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเม็ดสีเหลือง, สีเขียว, สีน้ำตาลและสีดำ ยูเรเนียมยังใช้ทำแกนสำหรับกระสุนเจาะเกราะ

การขุดแร่ยูเรเนียมในรัสเซีย: สิ่งที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้?

การสกัดแร่กัมมันตรังสีดำเนินการโดยใช้เทคโนโลยีหลักสามประการ หากแร่มีความเข้มข้นใกล้กับพื้นผิวโลกมากที่สุด ก็เป็นเรื่องปกติที่จะใช้เทคโนโลยีหลุมเปิดในการสกัด มันเกี่ยวข้องกับการใช้รถปราบดินและรถขุดที่ขุดหลุม ขนาดใหญ่และนำแร่ธาตุที่ได้นั้นไปบรรทุกลงในรถดัมพ์ จากนั้นจะถูกส่งไปยังศูนย์ประมวลผล

เมื่อการก่อตัวของแร่ธาตุนี้อยู่ลึกลงไป เป็นเรื่องปกติที่จะใช้เทคโนโลยีการขุดใต้ดิน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างเหมืองที่ลึกถึง 2 กิโลเมตร เทคโนโลยีที่สามแตกต่างอย่างมากจากเทคโนโลยีก่อนหน้า การชะล้างใต้ดินเพื่อการพัฒนาแหล่งสะสมยูเรเนียมเกี่ยวข้องกับการเจาะบ่อเพื่อสูบยูเรเนียมเข้าไปในแหล่งสะสม กรดซัลฟูริก- ถัดไปมีการเจาะอีกบ่อหนึ่งซึ่งจำเป็นสำหรับการสูบสารละลายที่เกิดขึ้นกับพื้นผิวโลก จากนั้นจะผ่านกระบวนการดูดซับ ซึ่งจะทำให้เกลือของโลหะนี้สะสมอยู่ในเรซินชนิดพิเศษ ขั้นตอนสุดท้ายของเทคโนโลยี SPV คือการบำบัดเรซินแบบเป็นรอบด้วยกรดซัลฟิวริก ด้วยเทคโนโลยีนี้ทำให้ความเข้มข้นของโลหะนี้สูงสุด

แหล่งแร่ยูเรเนียมในรัสเซีย

รัสเซียถือเป็นหนึ่งในผู้นำของโลกในด้านการขุดแร่ยูเรเนียม ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา รัสเซียได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งใน 7 ประเทศชั้นนำอย่างต่อเนื่องตามดัชนีชี้วัดนี้

แหล่งสะสมที่ใหญ่ที่สุดของการก่อตัวของแร่ธรรมชาติเหล่านี้คือ:

แหล่งขุดยูเรเนียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก - ประเทศชั้นนำ

ออสเตรเลียถือเป็นผู้นำระดับโลกในด้านการขุดยูเรเนียม มากกว่า 30% ของทุนสำรองโลกทั้งหมดกระจุกตัวอยู่ในสถานะนี้ เงินฝากที่ใหญ่ที่สุดของออสเตรเลีย ได้แก่ Olympic Dam, Beverly, Ranger และ Honeymoon

คู่แข่งหลักของออสเตรเลียคือคาซัคสถาน ซึ่งมีเชื้อเพลิงสำรองเกือบ 12% ของโลก แคนาดาและแอฟริกาใต้ต่างมีปริมาณสำรองยูเรเนียม 11% ของโลก, นามิเบีย - 8%, บราซิล - 7% รัสเซียปิดเจ็ดอันดับแรกด้วย 5% รายชื่อผู้นำยังรวมถึงประเทศต่างๆ เช่น นามิเบีย ยูเครน และจีน

แหล่งสะสมยูเรเนียมที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือ:

สนาม	ประเทศ	เริ่มการประมวลผล
เขื่อนโอลิมปิก	ออสเตรเลีย	1988
รอสซิ่ง	นามิเบีย	1976
แม่น้ำแมคอาเธอร์	แคนาดา	1999
อินไค	คาซัคสถาน	2007
การปกครอง	แอฟริกาใต้	2007
ตำรวจท้องถิ่น	ออสเตรเลีย	1980
คาราซาน	คาซัคสถาน	2008

ปริมาณสำรองและปริมาณการผลิตแร่ยูเรเนียมในรัสเซีย

ปริมาณสำรองยูเรเนียมที่สำรวจในประเทศของเราอยู่ที่ประมาณมากกว่า 400,000 ตัน ในเวลาเดียวกัน ทรัพยากรที่คาดการณ์ไว้มีมากกว่า 830,000 ตัน ในปี 2560 มีเงินฝากยูเรเนียม 16 แห่งในรัสเซีย ยิ่งไปกว่านั้น 15 รายการยังกระจุกตัวอยู่ในทรานไบคาเลีย แหล่งแร่ยูเรเนียมหลักถือเป็นแหล่งแร่ Streltsovskoe ในเงินฝากในประเทศส่วนใหญ่ การผลิตจะดำเนินการโดยใช้วิธีเพลา

• ยูเรเนียมถูกค้นพบในศตวรรษที่ 18 ในปี พ.ศ. 2332 Martin Klaproth นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันสามารถผลิตยูเรเนียมที่มีลักษณะคล้ายโลหะจากแร่ได้ สิ่งที่น่าสนใจคือนักวิทยาศาสตร์คนนี้ยังเป็นผู้ค้นพบไทเทเนียมและเซอร์โคเนียมอีกด้วย
• สารประกอบยูเรเนียมถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในด้านการถ่ายภาพ องค์ประกอบนี้ใช้เพื่อเติมสีให้กับค่าบวกและปรับปรุงค่าเนกาทีฟ
• ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างยูเรเนียมกับยูเรเนียมชนิดอื่น องค์ประกอบทางเคมีคือกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติ อะตอมของยูเรเนียมมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนแปลงอย่างอิสระเมื่อเวลาผ่านไป ในขณะเดียวกันก็ปล่อยรังสีที่มองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ รังสีเหล่านี้แบ่งออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ รังสีแกมมา เบต้า และอัลฟา (ดู)