Աղտոտված ուրան. Քիմիական տարր ուրան. հատկություններ, բնութագրեր, բանաձև. Ուրանի արդյունահանում և օգտագործում Ինչպես է ուրանը նշանակվում քիմիայում

Ուրանը 92 ատոմային համարով ակտինիդների ընտանիքի քիմիական տարր է։ Այն միջուկային վառելիքի ամենակարևորն է։ Նրա կոնցենտրացիան երկրակեղևում կազմում է մոտ 2 մաս/միլիոն։ Ուրանի կարևոր հանքանյութերից են ուրանի օքսիդը (U 3 O 8), ուրանինիտը (UO 2), կարնոտիտը (կալիումի ուրանիլվանադատ), օտենիտը (կալիումի ուրանիլֆոսֆատ) և տորբերնիտը (պղնձի ուրանի ֆոսֆատ): Այս և ուրանի այլ հանքաքարերը միջուկային վառելիքի աղբյուրներ են և պարունակում են շատ անգամ ավելի շատ էներգիա, քան բոլոր հայտնի վերականգնվող հանածո վառելիքի հանքավայրերը: 1 կգ ուրան 92 U-ն ապահովում է նույն էներգիան, ինչ 3 միլիոն կգ ածուխը:

Հայտնաբերման պատմություն

Քիմիական տարրը ուրանը խիտ, կոշտ մետաղ է՝ արծաթափայլ-սպիտակ գույնով։ Այն ճկուն է, ճկուն և փայլեցնող։ Օդում մետաղը օքսիդանում է և, երբ տրորվում է, բռնկվում։ Համեմատաբար վատ է փոխանցում էլեկտրաէներգիան: Ուրանի էլեկտրոնային բանաձևը 7s2 6d1 5f3 է:

Չնայած տարրը հայտնաբերվել է 1789 թվականին գերմանացի քիմիկոս Մարտին Հայնրիխ Կլապրոտի կողմից, ով այն անվանել է վերջերս հայտնաբերված Ուրան մոլորակի պատվին, մետաղն ինքնին մեկուսացվել է 1841 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Յուջին-Մելքիոր Պելիգոտի կողմից՝ ուրանի տետրաքլորիդից (UCl 4) վերացման միջոցով։ կալիում.

Ռադիոակտիվություն

Ստեղծագործություն պարբերական աղյուսակՌուս քիմիկոս Դմիտրի Մենդելեևը 1869թ.-ին կենտրոնացավ ուրանի վրա՝ որպես հայտնի ամենածանր տարր, որը մնաց մինչև 1940թ. նեպտունիումի հայտնաբերումը: 1896թ.-ին ֆրանսիացի ֆիզիկոս Անրի Բեկերելը հայտնաբերեց դրա մեջ ռադիոակտիվության ֆենոմենը: Այս հատկությունը հետագայում հայտնաբերվել է բազմաթիվ այլ նյութերի մեջ: Այժմ հայտնի է, որ ուրանը, որն իր բոլոր իզոտոպներով ռադիոակտիվ է, բաղկացած է 238 U (99,27%, կիսամյակի ժամկետը՝ 4,510,000,000 տարի), 235 U (0,72%, կես կյանքը՝ 713,000,000 տարի) և 2030 U (0) խառնուրդից։ %, կիսատ կյանքը՝ 247000 տարի): Սա թույլ է տալիս, օրինակ, որոշել ապարների և օգտակար հանածոների տարիքը՝ ուսումնասիրելու երկրաբանական գործընթացները և Երկրի տարիքը: Դրա համար նրանք չափում են կապարի քանակությունը, որը ուրանի ռադիոակտիվ քայքայման վերջնական արդյունքն է: Այս դեպքում 238 U-ն սկզբնական տարրն է, իսկ 234 U-ը՝ արտադրանքներից մեկը։ 235 U-ն առաջացնում է ակտինիումի քայքայման շարք:

Շղթայական ռեակցիայի հայտնաբերում

Ուրանը քիմիական տարրը դարձավ լայնածավալ հետաքրքրության և ինտենսիվ ուսումնասիրության առարկա այն բանից հետո, երբ գերմանացի քիմիկոսներ Օտտո Հանը և Ֆրից Ստրասմանը հայտնաբերեցին նրա միջուկային տրոհումը 1938 թվականի վերջին, երբ այն ռմբակոծվեց դանդաղ նեյտրոններով: 1939 թվականի սկզբին իտալացի ամերիկացի ֆիզիկոս Էնրիկո Ֆերմին առաջարկեց, որ ատոմների տրոհման արտադրանքների թվում կարող են լինել տարրական մասնիկներ, որոնք կարող են շղթայական ռեակցիա առաջացնել։ 1939 թվականին ամերիկացի ֆիզիկոսներ Լեո Զիլարդը և Հերբերտ Անդերսոնը, ինչպես նաև ֆրանսիացի քիմիկոս Ֆրեդերիկ Ժոլիո-Կյուրին և նրանց գործընկերները հաստատեցին այս կանխատեսումը։ Հետագա ուսումնասիրությունները ցույց տվեցին, որ միջինում 2,5 նեյտրոն է արձակվում, երբ ատոմը տրոհվում է։ Այս հայտնագործությունները հանգեցրին առաջին ինքնապահպանվող միջուկային շղթայական ռեակցիային (12/02/1942), առաջին ատոմային ռումբին (07/16/1945), դրա առաջին օգտագործմանը պատերազմում (08/06/1945), առաջին միջուկային սուզանավին ( 1955) և առաջին լայնածավալ ատոմակայանը (1957)։

Օքսիդացման վիճակներ

Ուրան քիմիական տարրը, լինելով ուժեղ էլեկտրադրական մետաղ, փոխազդում է ջրի հետ։ Այն լուծվում է թթուներում, բայց ոչ ալկալիներում։ Օքսիդացման կարևոր վիճակներն են +4 (ինչպես UO 2 օքսիդում, տետրահալիդներ, ինչպիսիք են UCl 4 և կանաչ ջրի իոն U 4+) և +6 (ինչպես UO 3 օքսիդում, UF 6 հեքսաֆտորիդում և ուրանի իոն UO 2 2+ ) Ջրային լուծույթում ուրանը առավել կայուն է ուրանի իոնի բաղադրության մեջ, որն ունի գծային կառուցվածք [O = U = O] 2+։ Տարրն ունի նաև +3 և +5 վիճակներ, բայց դրանք անկայուն են։ Red U 3+-ը դանդաղ օքսիդանում է ջրի մեջ, որը թթվածին չի պարունակում։ UO 2+ իոնի գույնը անհայտ է, քանի որ այն ենթարկվում է անհամաչափության (UO 2+ և՛ վերածվում է U 4+, և՛ օքսիդացված է UO 2 2+) նույնիսկ շատ նոսր լուծույթներում:

Միջուկային վառելիք

Դանդաղ նեյտրոնների ազդեցության դեպքում ուրանի ատոմի տրոհումը տեղի է ունենում համեմատաբար հազվագյուտ 235 U իզոտոպում: Սա միակ բնական տրոհվող նյութն է, և այն պետք է առանձնացվի 238 U իզոտոպից: Այնուամենայնիվ, կլանումից և բացասական բետա քայքայվելուց հետո ուրանը -238-ը վերածվում է սինթետիկ պլուտոնիումի տարրի, որը ճեղքվում է դանդաղ նեյտրոնների ազդեցության տակ։ Հետևաբար, բնական ուրանը կարող է օգտագործվել փոխարկիչ և բուծող ռեակտորներում, որոնցում տրոհումը ապահովվում է հազվագյուտ 235 U-ով, իսկ պլուտոնիումը արտադրվում է միաժամանակ 238 U-ի փոխակերպման հետ: The fissile 233 U-ը կարող է սինթեզվել լայնորեն տարածված բնական թորիում-232 իզոտոպից՝ որպես միջուկային վառելիք օգտագործելու համար: Ուրանը կարևոր է նաև որպես հիմնական նյութ, որից ստացվում են սինթետիկ տրանսուրանի տարրեր։

Ուրանի այլ կիրառումներ

Քիմիական տարրի միացությունները նախկինում օգտագործվել են որպես կերամիկայի ներկանյութեր։ Հեքսաֆտորիդը (UF 6) պինդ նյութ է, որն ունի անսովոր բարձր գոլորշի ճնշում (0,15 ատմ = 15300 Պա) 25 °C ջերմաստիճանում: UF 6-ը քիմիապես շատ ռեակտիվ է, բայց չնայած գոլորշիների վիճակում իր քայքայիչ բնույթին, UF 6-ը լայնորեն օգտագործվում է գազային դիֆուզիոն և գազային ցենտրիֆուգային մեթոդներում՝ հարստացված ուրանի արտադրության համար:

Օրգանմետաղական միացությունները միացությունների հետաքրքիր և կարևոր խումբ են, որոնցում մետաղ-ածխածնային կապերը մետաղը կապում են օրգանական խմբերի հետ։ Ուրանոցենը U(C 8 H 8) 2 օրգանական միացություն է, որում ուրանի ատոմը խցկված է օրգանական օղակների երկու շերտերի միջև, որոնք կապված են ցիկլոկոտատետրաենի C 8 H 8-ի հետ: Նրա հայտնաբերումը 1968 թվականին բացեց օրգանոմետաղական քիմիայի նոր դաշտ։

Աղտոտված բնական ուրանն օգտագործվում է որպես ճառագայթային պաշտպանություն, բալաստ, զրահաթափանց արկերի և տանկային զրահների մեջ:

Վերամշակում

Քիմիական տարրը, թեև շատ խիտ է (19,1 գ/սմ3), բայց համեմատաբար թույլ, ոչ դյուրավառ նյութ է։ Իրոք, ուրանի մետաղական հատկությունները թվում է, որ այն տեղադրում են ինչ-որ տեղ արծաթի և այլ իրական մետաղների և ոչ մետաղների միջև, ուստի այն չի օգտագործվում որպես կառուցվածքային նյութ: Ուրանի հիմնական արժեքը կայանում է նրա իզոտոպների ռադիոակտիվ հատկությունների և տրոհվելու ունակության մեջ: Բնության մեջ մետաղի գրեթե ամբողջ մասը (99,27%) բաղկացած է 238 U-ից: Մնացածը կազմում է 235 U (0,72%) և 234 U (0,006%): Այս բնական իզոտոպներից միայն 235 U-ն է ուղղակիորեն տրոհվում նեյտրոնային ճառագայթման միջոցով: Այնուամենայնիվ, երբ այն կլանվում է, 238 U-ն ձևավորում է 239 U, որը, ի վերջո, քայքայվում է 239 Pu-ի, որը միջուկային էներգիայի և միջուկային զենքի համար մեծ նշանակություն ունի տրոհվող նյութի: Մեկ այլ տրոհվող իզոտոպ՝ 233 U, կարող է ձևավորվել 232 Th նեյտրոնային ճառագայթման արդյունքում։

Բյուրեղային ձևեր

Ուրանի առանձնահատկությունները ստիպում են նրան արձագանքել թթվածնի և ազոտի հետ նույնիսկ նորմալ պայմաններում: Ավելի բարձր ջերմաստիճանի դեպքում այն ​​փոխազդում է համաձուլվող մետաղների լայն տեսականիով՝ առաջացնելով միջմետաղական միացություններ։ Այլ մետաղների հետ պինդ լուծույթների առաջացումը հազվադեպ է լինում տարրի ատոմների կողմից առաջացած հատուկ բյուրեղային կառուցվածքների պատճառով։ Սենյակային ջերմաստիճանի և 1132 °C հալման կետի միջև ուրանի մետաղը գոյություն ունի 3 բյուրեղային ձևերով, որոնք հայտնի են որպես ալֆա (α), բետա (β) և գամմա (γ): α-ից β- վիճակի փոխակերպումը տեղի է ունենում 668 °C ջերմաստիճանում, իսկ β-ից γ՝ 775 °C ջերմաստիճանում: γ-ուրանը ունի մարմնի կենտրոնացված խորանարդ բյուրեղային կառուցվածք, մինչդեռ β-ն ունի քառանկյուն բյուրեղային կառուցվածք: α փուլը բաղկացած է բարձր սիմետրիկ օրթորոմբիկ կառուցվածքով ատոմների շերտերից։ Այս անիզոտրոպ աղավաղված կառուցվածքը խանգարում է մետաղի համաձուլվածքի ատոմներին փոխարինել ուրանի ատոմներին կամ զբաղեցնել նրանց միջև տարածությունը բյուրեղային ցանցում: Պարզվել է, որ միայն մոլիբդենն ու նիոբիումը պինդ լուծույթներ են կազմում։

հանքաքար

Երկրի ընդերքը պարունակում է ուրանի մեկ միլիոնի մոտ 2 մաս, ինչը վկայում է բնության մեջ դրա լայն տարածման մասին։ Ըստ հաշվարկների՝ օվկիանոսները պարունակում են 4,5 × 10 9 տոննա այս քիմիական տարր։ Ուրանը ավելի քան 150 տարբեր միներալների կարևոր բաղադրիչն է և ևս 50-ի աննշան բաղադրիչը: Մագմատիկ հիդրոթերմային երակներում և պեգմատիտներում հայտնաբերված առաջնային հանքանյութերը ներառում են ուրանինիտը և նրա տարատեսակ պիչբլենդը: Այս հանքաքարերում տարրը առաջանում է երկօքսիդի տեսքով, որը օքսիդացման պատճառով կարող է տատանվել UO 2-ից մինչև UO 2.67: Ուրանի հանքավայրերից տնտեսապես նշանակալի այլ ապրանքներ են աուտունիտը (հիդրացված կալցիումի ուրանիլֆոսֆատ), տոբերնիտը (հիդրացված պղնձի ուրանիլֆոսֆատ), կոֆինիտը (սև հիդրատ ուրանի սիլիկատ) և կարնոտիտը (կալիումի ուրանի վանադատ հիդրատացված):

Ենթադրվում է, որ հայտնի էժան ուրանի պաշարների ավելի քան 90%-ը գտնվում է Ավստրալիայում, Ղազախստանում, Կանադայում, Ռուսաստանում, Հարավային Աֆրիկայում, Նիգերում, Նամիբիայում, Բրազիլիայում, Չինաստանում, Մոնղոլիայում և Ուզբեկստանում: Խոշոր հանքավայրեր են հայտնաբերվել Էլիոտ լճի կոնգլոմերատային ժայռային գոյացություններում, որոնք գտնվում են Կանադայի Օնտարիո նահանգի Հուրոն լճից հյուսիս և հարավաֆրիկյան Witwatersrand ոսկու հանքում։ ԱՄՆ-ի արևմտյան Կոլորադոյի սարահարթի և Վայոմինգի ավազանում ավազային գոյացությունները նույնպես պարունակում են ուրանի զգալի պաշարներ։

Արտադրություն

Ուրանի հանքաքարերը հանդիպում են ինչպես մերձմակերևութային, այնպես էլ խորը (300-1200 մ) հանքավայրերում։ Ստորգետնյա կարի հաստությունը հասնում է 30 մ-ի: Ինչպես և այլ մետաղների հանքաքարերի դեպքում, ուրանն արդյունահանվում է մակերեսի վրա՝ օգտագործելով խոշոր հողատար սարքավորումներ, իսկ խորքային հանքավայրերի մշակումն իրականացվում է ուղղահայաց և թեք ավանդական մեթոդներով: հանքեր. Ուրանի խտանյութի համաշխարհային արդյունահանումը 2013 թվականին կազմել է 70 հազար տոննա, ամենաարդյունավետը. ուրանի հանքերգտնվում է Ղազախստանում (ամբողջ արտադրության 32%-ը), Կանադայում, Ավստրալիայում, Նիգերում, Նամիբիայում, Ուզբեկստանում և Ռուսաստանում:

Ուրանի հանքաքարերը սովորաբար պարունակում են միայն փոքր քանակությամբ ուրան պարունակող հանքանյութեր և չեն հալվում ուղղակի պիրոմետալուրգիական մեթոդներով: Փոխարենը պետք է օգտագործվեն հիդրոմետալուրգիական պրոցեդուրաներ՝ ուրանի արդյունահանման և մաքրման համար։ Կոնցենտրացիայի ավելացումը զգալիորեն նվազեցնում է վերամշակման օղակների բեռը, բայց ոչ մեկը սովորական ուղիներՀանքանյութերի վերամշակման համար սովորաբար օգտագործվող հարստացումները, ինչպիսիք են գրավիտացիան, ֆլոտացիան, էլեկտրաստատիկ և նույնիսկ ձեռքով տեսակավորումը, կիրառելի չեն: Մի քանի բացառություններով, այս մեթոդները հանգեցնում են ուրանի զգալի կորստի:

Այրվող

Ուրանի հանքաքարերի հիդրոմետալուրգիական մշակմանը հաճախ նախորդում է բարձր ջերմաստիճանի կալցինացման փուլը։ Այրումը ջրազրկում է կավը, հեռացնում է ածխածնային նյութերը, օքսիդացնում է ծծմբային միացությունները՝ վերածելով անվնաս սուլֆատների և օքսիդացնում ցանկացած այլ վերականգնող նյութեր, որոնք կարող են խանգարել հետագա մշակմանը:

Լեյչինգ

Ուրանը արդյունահանվում է բոված հանքաքարերից ինչպես թթվային, այնպես էլ ալկալային ջրային լուծույթներով: Որպեսզի տարրալվացման բոլոր համակարգերը հաջողությամբ գործեն, քիմիական տարրը պետք է սկզբում կամ ավելի կայուն վեցավալենտ ձևով լինի, կամ մշակման ընթացքում օքսիդացվի մինչև այս վիճակը:

Թթվային տարրալվացումը սովորաբար իրականացվում է հանքաքարի և հեղուկացնող նյութի խառնուրդը 4-48 ժամ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում խառնելով: Բացառությամբ հատուկ հանգամանքների, օգտագործվում է ծծմբաթթու: Այն մատակարարվում է բավարար քանակությամբ, որպեսզի վերջնական լիկյորը ստացվի 1,5 pH-ով: Ծծմբաթթվի տարրալվացման սխեմաներում սովորաբար օգտագործվում է մանգանի երկօքսիդ կամ քլորատ՝ քառավալենտ U4+-ը վեցավալենտ ուրանիլի (UO22+) օքսիդացնելու համար: Սովորաբար, մոտավորապես 5 կգ մանգանի երկօքսիդ կամ 1,5 կգ նատրիումի քլորատ մեկ տոննայի համար բավարար է U 4+ օքսիդացման համար: Երկու դեպքում էլ օքսիդացված ուրանը փոխազդում է ծծմբաթթվի հետ՝ ձևավորելով ուրանի սուլֆատի բարդ անիոն 4-:

Հանքաքարը, որը պարունակում է զգալի քանակությամբ էական օգտակար հանածոներ, ինչպիսիք են կալցիտը կամ դոլոմիտը, տարրալվացվում է նատրիումի կարբոնատի 0,5-1 մոլային լուծույթով: Չնայած տարբեր ռեակտիվներ ուսումնասիրվել և փորձարկվել են, ուրանի հիմնական օքսիդացնող նյութը թթվածինն է: Սովորաբար, հանքաքարը տարրալվացվում է օդում մթնոլորտային ճնշման և 75-80 °C ջերմաստիճանում որոշակի ժամանակահատվածի համար, որը կախված է կոնկրետությունից: քիմիական բաղադրությունը. Ալկալին փոխազդում է ուրանի հետ՝ առաջացնելով հեշտությամբ լուծվող բարդ իոն 4-:

Թթվային կամ կարբոնատային տարրալվացման արդյունքում առաջացած լուծույթները պետք է մաքրվեն հետագա մշակումից առաջ: Կավերի և հանքաքարի այլ ցեխերի լայնածավալ տարանջատումը կատարվում է արդյունավետ ֆլոկուլացնող նյութերի, այդ թվում՝ պոլիակրիլամիդների, գուարի ռետինի և կենդանական սոսինձի միջոցով:

Արդյունահանում

4- և 4- բարդ իոնները կարող են ներծծվել իրենց համապատասխան իոնափոխանակման խեժի տարրալվացման լուծույթներից: Այս մասնագիտացված խեժերը, որոնք բնութագրվում են իրենց կլանման և արտանետման կինետիկայով, մասնիկների չափով, կայունությամբ և հիդրավլիկ հատկություններով, կարող են օգտագործվել մշակման տարբեր տեխնոլոգիաներում, ինչպիսիք են ֆիքսված մահճակալը, շարժվող մահճակալը, զամբյուղի խեժը և շարունակական խեժը: Սովորաբար, նատրիումի քլորիդի և ամոնիակի կամ նիտրատների լուծույթները օգտագործվում են սորբացված ուրանի մաքրման համար:

Ուրանը կարող է մեկուսացվել թթվային հանքաքարի լիկյորներից լուծիչով արդյունահանման միջոցով: Արդյունաբերության մեջ օգտագործվում են ալկիլֆոսֆորական թթուներ, ինչպես նաև երկրորդական և երրորդական ալկիլամիններ։ Ընդհանուր առմամբ, 1 գ/լ-ից ավելի ուրան պարունակող թթվային ֆիլտրատների համար նախընտրելի է լուծիչով արդյունահանումը, քան իոնափոխանակման մեթոդները: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը կիրառելի չէ կարբոնատային տարրալվացման համար:

Այնուհետև ուրանը մաքրվում է ազոտաթթվի մեջ լուծարվելով՝ ուրանի նիտրատ ձևավորելով, արդյունահանվում, բյուրեղացվում և կալցինացվում՝ UO 3 եռօքսիդ ձևավորելու համար: Կրճատված երկօքսիդ UO2-ը փոխազդում է ջրածնի ֆտորիդի հետ՝ առաջացնելով UF4 թաֆտորիդ, որից ուրանի մետաղը 1300 °C ջերմաստիճանում վերականգնվում է մագնեզիումով կամ կալցիումով։

Տետրաֆտորիդը կարող է ֆտորացվել 350 °C-ում՝ ձևավորելով UF 6 հեքսաֆտորիդ, որն օգտագործվում է հարստացված ուրան-235-ի տարանջատման համար՝ գազային դիֆուզիայի, գազի ցենտրիֆուգացման կամ հեղուկ ջերմային դիֆուզիայի միջոցով։

Ուրանը այնքան էլ բնորոշ ակտինիդ չէ, հայտնի են նրա հինգ վալենտային վիճակները՝ 2+-ից մինչև 6+: Ուրանի որոշ միացություններ ունեն բնորոշ գույն։ Այսպիսով, եռավալենտ ուրանի լուծույթները կարմիր են, քառավալենտ ուրանը՝ կանաչ, իսկ վեցավալենտ ուրանը՝ գոյություն ունի ուրանի իոնի տեսքով (UO 2) 2+ - լուծույթները գունավորում է դեղին... Այն, որ վեցավալենտ ուրանը միացություններ է առաջացնում բազմաթիվ օրգանականներով։ բարդացնող նյութեր, պարզվեց, որ շատ կարևոր է թիվ 92 տարրի արդյունահանման տեխնոլոգիայի համար։

Հատկանշական է, որ ուրանի իոնների արտաքին էլեկտրոնային թաղանթը միշտ ամբողջությամբ լցված է. Վալենտային էլեկտրոնները գտնվում են նախորդ էլեկտրոնային շերտում՝ 5f ենթաշերտում։ Եթե ​​ուրանը համեմատենք այլ տարրերի հետ, ապա ակնհայտ է, որ պլուտոնիումն ամենից շատ նման է նրան։ Նրանց հիմնական տարբերությունը ուրանի մեծ իոնային շառավիղն է։ Բացի այդ, պլուտոնիումը առավել կայուն է քառավալենտ վիճակում, իսկ ուրանը՝ վեցավալենտ վիճակում։ Սա նպաստում է դրանց տարանջատմանը, ինչը շատ կարևոր է՝ միջուկային վառելիքը՝ պլուտոնիում-239-ը ստացվում է բացառապես ուրանից, բալաստը՝ ուրանի էներգետիկ տեսանկյունից՝ ուրան-238։ Պլուտոնիումը ձևավորվում է ուրանի զանգվածում, և դրանք պետք է առանձնացվեն:

Այնուամենայնիվ, նախ պետք է ստանալ ուրանի հենց այս զանգվածը՝ անցնելով երկար տեխնոլոգիական շղթայով՝ սկսած հանքաքարից։ Սովորաբար բազմաբաղադրիչ, ուրանով աղքատ հանքաքար:

Ծանր տարրի թեթև իզոտոպ

Երբ խոսում էինք թիվ 92 տարրը ստանալու մասին, միտումնավոր բաց թողեցինք մեկ կարևոր փուլ. Ինչպես գիտեք, ոչ ամբողջ ուրանը կարող է աջակցել միջուկային շղթայական ռեակցիային: Ուրան-238-ը, որը կազմում է իզոտոպների բնական խառնուրդի 99,28%-ը, ունակ չէ դրան։ Դրա պատճառով ուրան-238-ը փոխակերպվում է պլուտոնիումի, և ուրանի իզոտոպների բնական խառնուրդը ձգտում է կա՛մ առանձնացնել, կա՛մ հարստացնել ուրան-235 իզոտոպով, որն ընդունակ է տրոհել ջերմային նեյտրոնները:

Ուրանի 235-ի և ուրան-238-ի տարանջատման բազմաթիվ մեթոդներ են մշակվել։ Առավել հաճախ օգտագործվում է գազի դիֆուզիայի մեթոդը: Դրա էությունն այն է, որ եթե երկու գազերի խառնուրդն անցնի ծակոտկեն միջնորմով, ապա լույսն ավելի արագ կանցնի։ Դեռ 1913 թվականին Ֆ.Ասթոնն այս կերպ մասնակիորեն առանձնացրել է նեոնային իզոտոպները։

Ուրանի միացությունների մեծ մասը նորմալ պայմաններում են պինդ նյութերև գազային վիճակի կարող է վերածվել միայն շատ բարձր ջերմաստիճանների դեպքում, երբ խոսք լինել չի կարող իզոտոպների տարանջատման որևէ նուրբ գործընթացի մասին։ Այնուամենայնիվ, ուրանի անգույն միացությունը ֆտորով, UF 6 հեքսաֆտորիդը, վեհանում է արդեն 56,5 ° C (մթնոլորտային ճնշման դեպքում): UF 6-ը ուրանի ամենացնդող միացությունն է և լավագույնս հարմար է նրա իզոտոպները գազային դիֆուզիայի միջոցով առանձնացնելու համար:

Ուրանի հեքսաֆտորիդը բնութագրվում է բարձր քիմիական ակտիվությամբ։ Խողովակների, պոմպերի, բեռնարկղերի կոռոզիա, մեխանիզմների քսման հետ փոխազդեցություն - դժվարությունների փոքր, բայց տպավորիչ ցուցակ, որը պետք է հաղթահարեր դիֆուզիոն բույսերի ստեղծողները: Մենք էլ ավելի լուրջ դժվարությունների հանդիպեցինք։

Ուրանի հեքսաֆտորիդը, որը ստացվում է ուրանի իզոտոպների բնական խառնուրդի ֆտորացման արդյունքում, «դիֆուզիոն» տեսանկյունից կարելի է համարել շատ նման մոլեկուլային զանգվածներով երկու գազերի խառնուրդ՝ 349 (235+19*6) և 352 (238): +19*6): Առավելագույն տեսական տարանջատման գործակիցը մեկ դիֆուզիոն փուլում գազերի համար, որոնք այդքան աննշան տարբերվում են մոլեկուլային քաշով, ընդամենը 1,0043 է: Իրական պայմաններում այս արժեքն էլ ավելի քիչ է։ Պարզվում է, որ ուրանի-235-ի կոնցենտրացիան 0,72-ից 99% հնարավոր է բարձրացնել միայն մի քանի հազար դիֆուզիոն քայլերի օգնությամբ։ Հետևաբար, ուրանի իզոտոպների տարանջատման կայանները զբաղեցնում են մի քանի տասնյակ հեկտար տարածք։ Գործարանների տարանջատման կասկադներում ծակոտկեն միջնապատերի տարածքը մոտավորապես նույն չափի է:

Համառոտ ուրանի այլ իզոտոպների մասին

Բնական ուրան, բացի ուրան-235-ից և ուրան-238-ից, ներառում է ուրան-234-ը: Այս հազվագյուտ իզոտոպի առատությունն արտահայտվում է որպես տասնորդական կետից հետո չորս զրո ունեցող թիվ։ Շատ ավելի մատչելի արհեստական ​​իզոտոպը ուրան-233-ն է: Այն ստացվում է միջուկային ռեակտորի նեյտրոնային հոսքում թորիումի ճառագայթման միջոցով.

232 90 Th + 10n → 233 90 Th -β-→ 233 91 Pa -β-→ 233 92 U
Միջուկային ֆիզիկայի բոլոր կանոնների համաձայն՝ ուրան-233-ը, որպես կենտ իզոտոպ, բաժանվում է ջերմային նեյտրոններով։ Եվ ամենակարևորը, ուրան-233-ով ռեակտորներում միջուկային վառելիքի ընդլայնված վերարտադրություն կարող է (և տեղի է ունենում): Սովորական ջերմային նեյտրոնային ռեակտորում: Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ երբ մեկ կիլոգրամ ուրան-233 այրվում է թորիումի ռեակտորում, դրա մեջ պետք է կուտակվի 1,1 կգ նոր ուրան-233: Հրաշք, և վերջ: Մեկ կիլոգրամ վառելիք ենք այրել, բայց վառելիքի քանակությունը չի նվազել։

Սակայն նման հրաշքներ հնարավոր են միայն միջուկային վառելիքով։

Ուրան-թորիում ցիկլը ջերմային նեյտրոնային ռեակտորներում ուրան-պլուտոնիում ցիկլի հիմնական մրցակիցն է արագ նեյտրոնային ռեակտորներում միջուկային վառելիքի վերարտադրության համար... Փաստորեն, միայն դրա պատճառով թիվ 90 տարրը՝ թորիումը, դասակարգվել է որպես ռազմավարական նյութ.

Ուրանի այլ արհեստական ​​իզոտոպները էական դեր չեն խաղում։ Հարկ է միայն նշել ուրան-239-ը՝ ուրան-238 պլուտոնիում-239-ի փոխակերպումների շղթայի առաջին իզոտոպը։ Նրա կիսատ կյանքը ընդամենը 23 րոպե է։

240-ից ավելի զանգվածային թվով ուրանի իզոտոպները ժամանակ չունեն ձևավորվելու ժամանակակից ռեակտորներում։ Ուրանի 240-ի կյանքը չափազանց կարճ է, և այն քայքայվում է, քանի դեռ ժամանակ չի ունենում նեյտրոն բռնելու համար:

Ջերմամիջուկային պայթյունի գերհզոր նեյտրոնային հոսքերում ուրանի միջուկը կարողանում է վայրկյանի միլիոներորդականում բռնել մինչև 19 նեյտրոն։ Այս դեպքում ծնվում են 239-ից մինչև 257 զանգվածային թվերով ուրանի իզոտոպներ, որոնց գոյությունը պարզվել է ջերմամիջուկային պայթյունի արգասիքներում հեռավոր տրանսուրանի տարրերի՝ ուրանի ծանր իզոտոպների ժառանգների հայտնվելուց: «Սեռի հիմնադիրներն» իրենք չափազանց անկայուն են բետա քայքայման համար և անցնում են ավելի բարձր տարրերի միջուկային ռեակցիաների արտադրանքները պայթյունի արդյունքում խառնված ժայռից շատ առաջ:

Ժամանակակից ջերմային ռեակտորներն այրում են ուրան-235: Արդեն գոյություն ունեցող արագ նեյտրոնային ռեակտորներում արձակվում է ընդհանուր իզոտոպի՝ ուրան-238-ի միջուկների էներգիան, և եթե էներգիան իսկական հարստություն է, ապա ուրանի միջուկները մոտ ապագայում օգուտ կբերեն մարդկությանը. N° 92 տարրի էներգիան դառնալ մեր գոյության հիմքը:

Կենսականորեն կարևոր է ապահովել, որ ուրանը և նրա ածանցյալները այրվեն միայն խաղաղ էլեկտրակայանների միջուկային ռեակտորներում, այրվեն դանդաղ, առանց ծխի և բոցի։

ՈՒՐԱՆԻ ՄԵԿ ԱՂԲՅՈՒՐ. Մեր օրերում այն ​​դարձել է ծովի ջուր։ Արդեն գործում են փորձնական-արդյունաբերական կայանքները ջրից ուրանի արդյունահանման համար՝ օգտագործելով հատուկ սորբենտներ՝ տիտանի օքսիդ կամ որոշակի ռեակտիվներով մշակված ակրիլ մանրաթել:

ՈՎ ՈՐՔԱՆ. 80-ականների սկզբին ուրանի արտադրությունը կապիտալիստական ​​երկրներում կազմում էր տարեկան մոտ 50000 գ (U3O-ների առումով)։ Այս գումարի մոտ մեկ երրորդը տրամադրվել է ԱՄՆ արդյունաբերության կողմից։ Երկրորդ տեղում Կանադան է, որին հաջորդում է Հարավային Աֆրիկան։ Նիգոր, Գաբոն, Նամիբիա: Եվրոպական երկրներից Ֆրանսիան արտադրում է ամենաշատ ուրանն ու դրա միացությունները, սակայն նրա մասնաբաժինը գրեթե յոթ անգամ պակաս էր, քան ԱՄՆ-ը։

ՈՉ ԱՎԱՆԴԱԿԱՆ ԿԱՊԵՐ. Թեև առանց հիմքերի չէ, որ ուրանի և պլուտոնիումի քիմիան ավելի լավ է ուսումնասիրված, քան ավանդական տարրերի, օրինակ՝ երկաթի քիմիան, քիմիկոսները դեռևս ուրանի նոր միացություններ են հայտնաբերում: Այսպիսով, 1977 թվականին լույս է տեսել «Ռադիոքիմիա» ամսագիրը, հատոր XIX, հ. 6-ը հաղորդում է երկու նոր ուրանիլ միացությունների մասին: Նրանց բաղադրությունը MU02(S04)2-SH20 է, որտեղ M-ը երկվալենտ մանգանի կամ կոբալտի իոն է։ Ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափությունները ցույց են տվել, որ նոր միացությունները կրկնակի աղեր են, և ոչ թե երկու նմանատիպ աղերի խառնուրդ։

Հոդվածի բովանդակությունը

ՈՒՐԱՆ, U (ուրան), ակտինիդների ընտանիքի մետաղական քիմիական տարր, որը ներառում է Ac, Th, Pa, U և տրանսուրանի տարրեր (Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr)։ Ուրանը մեծ նշանակություն է ձեռք բերել միջուկային զենքի և միջուկային էներգիայի մեջ դրա օգտագործման շնորհիվ: Ուրանի օքսիդներն օգտագործվում են նաև ապակու և կերամիկայի ներկման համար։

Բնության մեջ լինելը.

Երկրակեղևում ուրանի պարունակությունը կազմում է 0,003%, և այն գտնվում է երկրի մակերեսային շերտում՝ չորս տեսակի հանքավայրերի տեսքով։ Նախ, դրանք ուրանիտի երակներ են, կամ ուրանի երկօքսիդ (ուրանի երկօքսիդ UO 2), շատ հարուստ ուրանով, բայց հազվադեպ: Դրանք ուղեկցվում են ռադիումի նստվածքներով, քանի որ ռադիումը ուրանի իզոտոպային քայքայման անմիջական արդյունք է։ Նման երակներ կան Զաիրում, Կանադայում (Մեծ Արջի լիճ), Չեխիայում և Ֆրանսիայում։ Ուրանի երկրորդ աղբյուրը թորիումի և ուրանի հանքաքարերի կոնգլոմերատներն են այլ կարևոր օգտակար հանածոների հանքաքարերի հետ միասին։ Կոնգլոմերատները սովորաբար պարունակում են բավարար քանակությամբ ոսկի և արծաթ, որը պետք է վերականգնվի, ընդ որում ուրանը և թորիումը կապված տարրեր են: Այդ հանքաքարերի խոշոր հանքավայրերը գտնվում են Կանադայում, Հարավային Աֆրիկայում, Ռուսաստանում և Ավստրալիայում: Ուրանի երրորդ աղբյուրը նստվածքային ապարներն ու ավազաքարերն են, որոնք հարուստ են կարնոտիտով (կալիումի ուրանիլվանադատ) հանքանյութով, որը, բացի ուրանից, պարունակում է զգալի քանակությամբ վանադիում և այլ տարրեր։ Նման հանքաքարեր հանդիպում են ԱՄՆ-ի արևմտյան նահանգներում։ Երկաթի-ուրանի թերթաքարերը և ֆոսֆատի հանքաքարերը նստվածքի չորրորդ աղբյուրն են: Հարուստ հանքավայրեր են հայտնաբերվել Շվեդիայի թերթաքարերում։ Մարոկկոյի և ԱՄՆ-ի որոշ ֆոսֆատ հանքաքարեր պարունակում են զգալի քանակությամբ ուրան, իսկ Անգոլայում և Կենտրոնական Աֆրիկյան Հանրապետությունում ֆոսֆատի հանքավայրերն էլ ավելի հարուստ են ուրանով: Լիգնիտների մեծ մասը և որոշ ածուխներ սովորաբար պարունակում են ուրանի կեղտեր: Հյուսիսային և Հարավային Դակոտայում (ԱՄՆ) հայտնաբերվել են ուրանով հարուստ լիգնիտի հանքավայրեր, իսկ Իսպանիայում և Չեխիայում՝ բիտումային ածուխներ։

Բացում.

Ուրանը հայտնաբերվել է 1789 թվականին գերմանացի քիմիկոս Մ.Կլապրոտի կողմից, ով տարերքն անվանել է 8 տարի առաջ Ուրան մոլորակի հայտնաբերման պատվին։ (Կլապրոտն իր ժամանակի առաջատար քիմիկոսն էր. նա նաև հայտնաբերեց այլ տարրեր, այդ թվում՝ Ce, Ti և Zr:) Փաստորեն, ստացված Կլապրոտը տարրական ուրան չէր, այլ դրա օքսիդացված ձևը, և ​​տարրական ուրան սկզբում ստացվեց ֆրանսիացի քիմիկոս E. .Peligo-ն 1841 թվականին Հայտնաբերման պահից մինչև 20-րդ դար. ուրանը չուներ այն նշանակությունը, ինչ հիմա ունի, թեև շատերը ֆիզիկական հատկություններ, և ատոմային զանգվածև խտությունը որոշվել է: 1896 թվականին Ա. Բեքերելը հաստատեց, որ ուրանի աղերն ունեն ճառագայթում, որը լուսավորում է լուսանկարչական ափսեը մթության մեջ: Այս հայտնագործությունը ակտիվացրեց քիմիկոսներին ռադիոակտիվության ոլորտում հետազոտություններ իրականացնելու համար, և 1898 թվականին ֆրանսիացի ֆիզիկոսներ Պ. Կյուրին և Մ. Սկլոդովսկա-Կյուրին մեկուսացրեցին ռադիոակտիվ տարրերի պոլոնիումի և ռադիումի աղերը, իսկ Է. Ռադերֆորդը, Ֆ. Սոդին, Կ. Ֆայանսը: և այլ գիտնականներ մշակեցին ռադիոակտիվ քայքայման տեսությունը, որը դրեց ժամանակակից միջուկային քիմիայի և միջուկային էներգիայի հիմքերը։

Ուրանի առաջին օգտագործումը.

Թեև հայտնի էր ուրանի աղերի ռադիոակտիվությունը, սակայն այս դարի առաջին երրորդում դրա հանքաքարերը օգտագործվում էին միայն ուղեկցող ռադիում ստանալու համար, իսկ ուրանը համարվում էր անցանկալի կողմնակի արտադրանք: Դրա օգտագործումը կենտրոնացած էր հիմնականում կերամիկական տեխնոլոգիայի և մետաղագործության մեջ. Ուրանի օքսիդները լայնորեն օգտագործվում էին ապակին ներկելու համար գունատ դեղինից մինչև մուգ կանաչ գույներով, ինչը նպաստեց ապակու էժան արտադրության զարգացմանը: Այսօր այս արդյունաբերության արտադրանքը բացահայտվում է որպես լյումինեսցենտ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների տակ: Առաջին համաշխարհային պատերազմի ժամանակ և դրանից կարճ ժամանակ անց ուրան կարբիդի տեսքով օգտագործվել է գործիքների պողպատների արտադրության մեջ, որոնք նման են Mo և W-ին; 4–8% ուրանը փոխարինում էր վոլֆրամին, որի արտադրությունն այն ժամանակ սահմանափակ էր։ 1914–1926 թվականներին գործիքների պողպատներ ստանալու համար տարեկան արտադրվում էր մինչև 30% (զանգվածային) U պարունակող մի քանի տոննա ֆերուրան, սակայն ուրանի այս օգտագործումը երկար տևեց։

Ուրանի ժամանակակից օգտագործումը.

Ուրանի արդյունաբերությունը սկսեց ձևավորվել 1939 թվականին, երբ իրականացվեց ուրանի 235 U իզոտոպի տրոհումը, ինչը հանգեցրեց 1942 թվականի դեկտեմբերին ուրանի տրոհման վերահսկվող շղթայական ռեակցիաների տեխնիկական իրականացմանը։ Սա ատոմի դարաշրջանի ծնունդն էր։ , երբ ուրանը աննշան տարրից դարձավ ամենաշատը կարևոր տարրերհասարակության կյանքում։ Ատոմային ռումբի արտադրության համար ուրանի ռազմական նշանակությունը և միջուկային ռեակտորներում որպես վառելիք օգտագործելը հանգեցրեց նրան, որ ուրանի պահանջարկը աստղաբաշխականորեն մեծացավ: Հետաքրքիր է ուրանի պահանջարկի աճի ժամանակագրությունը՝ հիմնված Մեծ Արջ լճի (Կանադա) նստվածքների պատմության վրա։ 1930 թվականին այս լճում հայտնաբերվեց խեժի խառնուրդ՝ ուրանի օքսիդների խառնուրդ, իսկ 1932 թվականին այս տարածքում հաստատվեց ռադիումի մաքրման տեխնոլոգիա։ Յուրաքանչյուր տոննա հանքաքարից (խեժային խառնուրդ) ստացվել է 1 գ ռադիում և մոտ կես տոննա ենթամթերք՝ ուրանի խտանյութ։ Այնուամենայնիվ, ռադիումը քիչ էր, և դրա արդյունահանումը դադարեցվեց: 1940-1942 թվականներին վերականգնումը վերսկսվեց, և ուրանի հանքաքարը սկսեց առաքվել Միացյալ Նահանգներ։ 1949 թվականին ուրանի նմանատիպ մաքրումը, որոշ բարելավումներով, օգտագործվեց մաքուր UO 2 արտադրելու համար: Այս արտադրությունն աճել է և այժմ հանդիսանում է ուրանի արտադրության ամենամեծ օբյեկտներից մեկը:

Հատկություններ.

Ուրանը բնության մեջ հայտնաբերված ամենածանր տարրերից մեկն է: Մաքուր մետաղը շատ խիտ է, ճկուն, էլեկտրադրական ցածր էլեկտրական հաղորդունակությամբ և բարձր ռեակտիվ:

Ուրանը ունի երեք ալոտրոպ մոդիֆիկացիա. ա- ուրան (օրթորոմբիկ բյուրեղյա բջիջ), գոյություն ունի սենյակային ջերմաստիճանից մինչև 668 ° C միջակայքում; բ-ուրանի (չեռանկյուն տիպի բարդ բյուրեղյա վանդակ), կայուն 668–774°C միջակայքում; է-ուրանի (մարմնի կենտրոնացված խորանարդ բյուրեղային ցանց), կայուն է 774°C-ից մինչև հալման կետը (1132°C): Քանի որ ուրանի բոլոր իզոտոպները անկայուն են, նրա բոլոր միացությունները ռադիոակտիվություն են ցուցաբերում:

Ուրանի իզոտոպներ

238 U, 235 U, 234 U հանդիպում են բնության մեջ՝ 99,3:0,7:0,0058 հարաբերակցությամբ, իսկ 236 U հանդիպում է հետքի քանակով։ Ուրանի մյուս բոլոր իզոտոպները՝ 226 U-ից մինչև 242 U, ստացվում են արհեստական ​​ճանապարհով։ Հատկապես կարևոր է 235 U իզոտոպը։ Դանդաղ (ջերմային) նեյտրոնների ազդեցությամբ այն բաժանվում է՝ ազատելով հսկայական էներգիա։ 235 U-ի ամբողջական տրոհման արդյունքում առաջանում է «ջերմային էներգիայի համարժեք» 2H 10 7 կՎտժ ժ/կգ: 235 U-ի տրոհումը կարող է օգտագործվել ոչ միայն մեծ քանակությամբ էներգիա արտադրելու, այլև այլ կարևոր ակտինիդային տարրերի սինթեզման համար։ Բնական իզոտոպային ուրանը կարող է օգտագործվել միջուկային ռեակտորներում՝ 235 U-ի տրոհման արդյունքում առաջացած նեյտրոններ արտադրելու համար, մինչդեռ շղթայական ռեակցիայի համար չպահանջվող ավելցուկային նեյտրոնները կարող են գրավվել մեկ այլ բնական իզոտոպի միջոցով, ինչը հանգեցնում է պլուտոնիումի արտադրությանը.

Երբ 238 U-ը ռմբակոծվում է արագ նեյտրոններով, տեղի են ունենում հետևյալ ռեակցիաները.

Համաձայն այս սխեմայի, ամենատարածված 238 U իզոտոպը կարող է վերածվել պլուտոնիում-239-ի, որը, ինչպես 235 U-ն, նույնպես ընդունակ է տրոհվել դանդաղ նեյտրոնների ազդեցության տակ։

Ներկայումս ստացված մեծ թիվուրանի արհեստական ​​իզոտոպներ. Դրանցից 233 U-ը հատկապես նշանավոր է, քանի որ այն նաև տրոհվում է դանդաղ նեյտրոնների հետ փոխազդեցության ժամանակ։

Ուրանի որոշ այլ արհեստական ​​իզոտոպներ հաճախ օգտագործվում են որպես ռադիոակտիվ հետագծեր քիմիական և ֆիզիկական հետազոտություններում. սա առաջին հերթին բ- արտանետիչ 237 U և ա- արտանետիչ 232 U.

Միացումներ.

Ուրանը բարձր ռեակտիվ մետաղ է, ունի օքսիդացման աստիճաններ +3-ից +6, ակտիվության շարքում մոտ է բերիլիումին, փոխազդում է բոլոր ոչ մետաղների հետ և ձևավորում է միջմետաղական միացություններ Al, Be, Bi, Co, Cu, Fe, Hg-ի հետ։ , Mg, Ni, Pb, Sn և Zn: Մանր մանրացված ուրանը հատկապես ռեակտիվ է և 500 ° C-ից բարձր ջերմաստիճանում հաճախ մտնում է ուրանի հիդրիդին բնորոշ ռեակցիաների մեջ: Միանվագ ուրանը կամ ափսեները վառ այրվում են 700–1000°C ջերմաստիճանում, իսկ ուրանի գոլորշին այրվում է արդեն 150–250°C ջերմաստիճանում, ուրանը փոխազդում է HF-ի հետ 200–400°C ջերմաստիճանում՝ առաջացնելով UF 4 և H 2: Ուրանը դանդաղորեն լուծվում է խտացված HF կամ H 2 SO 4 և 85% H 3 PO 4 նույնիսկ 90 ° C ջերմաստիճանում, բայց հեշտությամբ արձագանքում է կոն. HCl և ավելի քիչ ակտիվ HBr-ի կամ HI-ի հետ: Ուրանի ամենաակտիվ և արագ ռեակցիաները նոսր և խտացված HNO 3-ի հետ տեղի են ունենում ուրանի նիտրատի ձևավորմամբ ( տես ներքեւում) HCl-ի առկայության դեպքում ուրանը արագ լուծվում է օրգանական թթուներում՝ առաջացնելով օրգանական U4+ աղեր։ Կախված օքսիդացման աստիճանից, ուրանը ձևավորում է մի քանի տեսակի աղեր (դրանցից ամենակարևորները U 4+-ով են, որոնցից մեկը UCl 4-ը հեշտությամբ օքսիդացող կանաչ աղ է); UO 2 (NO 3) 2 ուրանի աղերը (արմատական ​​UO 2 2+) տիպի UO 2 (NO 3) 2 ունեն դեղին գույն և ֆլյուորեսցիկ կանաչ: Ուրանի աղերը ձևավորվում են ամֆոտերային օքսիդ UO 3 (դեղին գույն) թթվային միջավայրում լուծելով։ Ալկալային միջավայրում UO 3-ը ձևավորում է ուրանատներ, ինչպիսիք են Na 2 UO 4 կամ Na 2 U 2 O 7: Վերջին միացությունը («դեղին ուրանիլ») օգտագործվում է ճենապակե ջնարակների արտադրության և լյումինեսցենտային ապակիների արտադրության համար։

Ուրանի հալոգենիդները լայնորեն ուսումնասիրվել են 1940–1950 թվականներին, քանի որ դրանք օգտագործվել են ատոմային ռումբի կամ միջուկային ռեակտորի համար ուրանի իզոտոպների առանձնացման մեթոդներ մշակելու համար։ Ուրանի տրիֆտորիդ UF 3 ստացվել է UF 4-ի ջրածնով վերականգնմամբ, իսկ ուրանի տետրաֆտորիդ UF 4-ը ստացվում է տարբեր ձևերով HF-ի ռեակցիաների միջոցով օքսիդների հետ, ինչպիսիք են UO 3 կամ U 3 O 8 կամ ուրանի միացությունների էլեկտրոլիտիկ վերականգնում: Ուրանի հեքսաֆտորիդ UF 6-ը ստացվում է U կամ UF 4-ի ֆտորացման միջոցով տարրական ֆտորով կամ UF 4-ի վրա թթվածնի ազդեցությամբ: Հեքսաֆտորիդը 64 ° C (1137 մմ Hg) բարձր բեկման ինդեքսով ձևավորում է թափանցիկ բյուրեղներ; միացությունը ցնդող է (նորմալ ճնշման տակ այն բարձրանում է 56,54 ° C ջերմաստիճանում): Ուրանի օքսոհալիդները, օրինակ՝ օքսոֆտորիդները, ունեն UO 2 F 2 (ուրանի ֆտորիդ), UOF 2 (ուրանի օքսիդ դիֆտորիդ) բաղադրությունը։

ՄԱԿ-ում Իրաքի դեսպանի ուղերձում Մոհամմեդ Ալի ալ-Հակիմհուլիսի 9-ին ասվում է, որ ԴԱԻՇ ծայրահեղականները (Իրաքի և Լևանտի իսլամական պետություն) գտնվում են նրանց տրամադրության տակ։ ՄԱԳԱՏԷ-ն (Ատոմային էներգիայի միջազգային գործակալությունը) շտապել է հայտարարել, որ Իրաքի կողմից նախկինում օգտագործված միջուկային նյութերն ունեն ցածր թունավոր հատկություններ, հետևաբար նաև իսլամիստների առգրավված նյութերը։

Իրավիճակին ծանոթ ԱՄՆ կառավարության աղբյուրը Reuters-ին ասել է, որ զինյալների կողմից գողացված ուրանը, ամենայն հավանականությամբ, հարստացված չէ, և, հետևաբար, դժվար թե այն օգտագործվի միջուկային զենք պատրաստելու համար: Իրաքի իշխանությունները պաշտոնապես ծանուցել են ՄԱԿ-ին այս միջադեպի մասին և կոչ են արել «կանխել դրա կիրառման վտանգը», հայտնում է ՌԻԱ Նովոստին։

Ուրանի միացությունները չափազանց վտանգավոր են։ AiF.ru-ն խոսում է այն մասին, թե կոնկրետ ինչ, ինչպես նաև ով և ինչպես կարող է միջուկային վառելիք արտադրել։

Ի՞նչ է ուրանը:

Ուրանը 92 ատոմային համարով քիմիական տարր է, արծաթափայլ փայլուն մետաղ, որը պարբերական աղյուսակում նշված է U խորհրդանիշով: Իր մաքուր ձևով այն մի փոքր ավելի փափուկ է, քան պողպատը, ճկուն, ճկուն, հայտնաբերված երկրակեղևում (լիթոսֆերա): ) և ծովի ջրում, և իր մաքուր տեսքով գործնականում չի առաջանում: Միջուկային վառելիքը պատրաստվում է ուրանի իզոտոպներից։

Ուրանը ծանր, արծաթափայլ սպիտակ, փայլուն մետաղ է։ Լուսանկարը՝ Commons.wikimedia.org / Բնօրինակ վերբեռնիչը Zxctypo-ն էր en.wikipedia-ում:

Ուրանի ռադիոակտիվություն

1938-ին գերման ֆիզիկոսներ Օտտո Հանը և Ֆրից Ստրասմանըուրանի միջուկը ճառագայթեց նեյտրոններով և կատարեց բացահայտում. գրավելով ազատ նեյտրոնը, ուրանի իզոտոպային միջուկը բաժանվում և արձակում է հսկայական էներգիա՝ բեկորների կինետիկ էներգիայի և ճառագայթման պատճառով: 1939-1940 թթ Յուլի ԽարիտոնԵվ Յակով Զելդովիչառաջին անգամ տեսականորեն բացատրեց, որ բնական ուրանի փոքր հարստացումով ուրան-235-ով հնարավոր է պայմաններ ստեղծել ատոմային միջուկների շարունակական տրոհման համար, այսինքն՝ գործընթացին տալ շղթայական բնույթ:

Ի՞նչ է հարստացված ուրանը:

Հարստացված ուրանն ուրանն է, որն արտադրվում է օգտագործելովՈւրանի մեջ 235U իզոտոպի մասնաբաժնի ավելացման տեխնոլոգիական գործընթաց։ Արդյունքում բնական ուրանը բաժանվում է հարստացված ուրանի և սպառված ուրանի։ Բնական ուրանից 235U և 234U արդյունահանվելուց հետո մնացած նյութը (ուրան-238) կոչվում է «թուլացած ուրան», քանի որ այն սպառվում է 235 իզոտոպում։ Ըստ որոշ գնահատականների՝ ԱՄՆ-ում պահվում է մոտ 560 000 տոննա սպառված ուրանի հեքսաֆտորիդ (UF6): Աղտոտված ուրանը կիսով չափ ռադիոակտիվ է բնական ուրանի համեմատ, հիմնականում նրանից 234U-ի հեռացման շնորհիվ: Քանի որ ուրանի առաջնային օգտագործումը էներգիայի արտադրությունն է, սպառված ուրանը ցածր օգտագործման արտադրանք է, ցածր տնտեսական արժեքով:

Միջուկային էներգետիկայում օգտագործվում է միայն հարստացված ուրան։ Ուրանի ամենաշատ կիրառվող իզոտոպը 235U-ն է, որում հնարավոր է ինքնապահպանվող միջուկային շղթայական ռեակցիա։ Ուստի այս իզոտոպն օգտագործվում է որպես վառելիք միջուկային ռեակտորներում և միջուկային զենքերում։ U235 իզոտոպի մեկուսացումը բնական ուրանից բարդ տեխնոլոգիա է, որը շատ երկրներ չեն կարող կիրառել: Ուրանի հարստացումը թույլ է տալիս արտադրել ատոմային միջուկային զենք՝ միաֆազ կամ միաստիճան պայթուցիկ սարքեր, որոնցում հիմնական էներգիան ստացվում է ծանր միջուկների տրոհման միջուկային ռեակցիայից՝ ձևավորելով ավելի թեթև տարրեր:

Ուրան-233-ը, որն արհեստականորեն արտադրվում է թորիումից ռեակտորներում (թորիում-232-ը գրավում է նեյտրոնը և վերածվում թորիում-233-ի, որը քայքայվում է պրոտակտինիում-233-ի, այնուհետև ուրան-233-ի), ապագայում կարող է դառնալ միջուկային էներգիայի սովորական միջուկային վառելիք: կայաններ (արդեն կան ռեակտորներ, որոնք օգտագործում են այս նուկլիդը որպես վառելիք, օրինակ KAMINI-ն Հնդկաստանում) և արտադրություն ատոմային ռումբեր(կրիտիկական զանգվածը մոտ 16 կգ):

Մոտ 20 մմ տրամագծով 30 մմ տրամաչափի արկի միջուկը (A-10 ինքնաթիռի GAU-8 ատրճանակ) պատրաստված է սպառված ուրանից։ Լուսանկարը՝ Commons.wikimedia.org / Սկզբնական վերբեռնիչը Nrcprm2026-ն էր en.wikipedia-ում

Ո՞ր երկրներն են արտադրում հարստացված ուրան:

• Ֆրանսիա
• Գերմանիա
• Հոլանդիա
• Անգլիա
• Ճապոնիա
• Ռուսաստան
• Չինաստան
• Պակիստան
• Բրազիլիա

Ուրանի համաշխարհային արտադրության 94%-ն արդյունահանող 10 երկիր. Լուսանկարը՝ Commons.wikimedia.org / KarteUrangewinnung

Ինչու են ուրանի միացությունները վտանգավոր:

Ուրանը և նրա միացությունները թունավոր են։ Հատկապես վտանգավոր են ուրանի և նրա միացությունների աերոզոլները։ Ջրում լուծվող ուրանի միացությունների աերոզոլների համար օդում առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան (MPC) 0,015 մգ/մ³ է, ուրանի չլուծվող ձևերի համար՝ 0,075 մգ/մ³: Երբ ուրանը մտնում է օրգանիզմ, այն ազդում է բոլոր օրգանների վրա՝ լինելով ընդհանուր բջջային թույն։ Ուրանը, ինչպես շատ այլ ծանր մետաղներ, գրեթե անշրջելիորեն կապվում է սպիտակուցների, առաջին հերթին ամինաթթուների սուլֆիդային խմբերի հետ՝ խաթարելով դրանց գործառույթը։ Ուրանի գործողության մոլեկուլային մեխանիզմը կապված է նրա ֆերմենտային ակտիվությունը ճնշելու ունակության հետ: Երիկամները հիմնականում տուժում են (սպիտակուցը և շաքարը հայտնվում են մեզի մեջ, օլիգուրիա): Խրոնիկական թունավորմամբ հնարավոր են արյունաստեղծման և նյարդային համակարգի խանգարումներ։

Ուրանի օգտագործումը խաղաղ նպատակներով

• Ուրանի փոքր հավելումը ապակին տալիս է գեղեցիկ դեղնականաչավուն գույն:
• Նատրիումի ուրանն օգտագործվում է որպես դեղին պիգմենտ գեղանկարչության մեջ։
• Ուրանի միացություններն օգտագործվում էին որպես ներկեր՝ ճենապակի վրա ներկելու և կերամիկական ջնարակների և էմալների համար (ներկված գույներով՝ դեղին, շագանակագույն, կանաչ և սև՝ կախված օքսիդացման աստիճանից)։
• 20-րդ դարի սկզբին ուրանի նիտրատը լայնորեն օգտագործվում էր նեգատիվները և շագանակագույն (լուսանկարչական տպագրությունները) ներկելու համար:
• Որպես հզոր մագնիսական զսպող նյութեր օգտագործվում են երկաթի և հյուծված ուրանի համաձուլվածքները (ուրանի-238)։

Իզոտոպը քիմիական տարրի ատոմների բազմազանությունն է, որոնք ունեն նույն ատոմային (սովորական) թիվը, բայց տարբեր զանգվածային թվեր։

Պարբերական համակարգի III խմբի տարր, որը պատկանում է ակտինիդներին. ծանր, թեթևակի ռադիոակտիվ մետաղ: Thorium-ն ունի մի շարք կիրառություններ, որոնցում երբեմն անփոխարինելի դեր է խաղում։ Այս մետաղի դիրքը տարրերի պարբերական աղյուսակում և միջուկի կառուցվածքը կանխորոշեցին դրա օգտագործումը ատոմային էներգիայի խաղաղ օգտագործման ոլորտում։

***Օլիգուրիա (հունարենից oligos - փոքր և Ouron - մեզի) - երիկամների կողմից արտազատվող մեզի քանակի նվազում:

ՈՒՐԱՆ (քիմիական տարր) ՈՒՐԱՆ (քիմիական տարր)

ՈՒՐԱՆ (լատ. Uranium), U (կարդ.՝ Uranium), ռադիոակտիվ քիմիական տարր՝ 92 ատոմային համարով, ատոմային զանգվածը՝ 238,0289։ Ակտինոիդ. Բնական ուրանը բաղկացած է երեք իզոտոպների խառնուրդից՝ 238 U, 99,2739%, կիսաքանակով։ Տ 1/2 = 4,51 10 9 տարի, 235 U, 0,7024%, կիսամյակի հետ Տ 1/2 = 7,13 10 8 տարի, 234 U, 0,0057%, կիսամյակի հետ Տ 1/2 = 2,45 10 5 տարի. 238 U (ուրան-I, UI) և 235 U (ակտինուրան, AcU) ռադիոակտիվ շարքի հիմնադիրներն են։ 227-240 զանգվածային թվերով 11 արհեստականորեն արտադրված ռադիոնուկլիդներից երկարակյաց 233 U ( Տ 1/2 = 1,62 10 5 տարի), այն ստացվում է թորիումի նեյտրոնային ճառագայթմամբ. (սմ.ԹՈՐԻՈՒՄ).
Երեք արտաքին էլեկտրոնային շերտերի կազմաձևում 5 ս 2 էջ 6 դ 10 զ 3 6ս 2 էջ 6 դ 1 7 ս 2 , ուրան պատկանում է զ- տարրեր. Գտնվում է IIIB խմբում տարրերի պարբերական համակարգի 7-րդ շրջանում։ Միացություններում այն ​​ցուցադրում է օքսիդացման աստիճաններ +2, +3, +4, +5 և +6, II, III, IV, V և VI վալենտներ:
Չեզոք ուրանի ատոմի շառավիղը 0,156 նմ է, իոնների շառավիղը՝ U 3 + - 0,1024 նմ, U 4 + - 0,089 նմ, U 5 + - 0,088 նմ և U 6+ - 0,083 նմ։ Ատոմի հաջորդական իոնացման էներգիաներն են՝ 6,19, 11,6, 19,8, 36,7 էՎ։ Էլեկտրոնեգատիվություն ըստ Պաուլինգի (սմ.ՓՈԼԻՆԳ Լինուս) 1,22.
Հայտնաբերման պատմություն
Ուրանը հայտնաբերվել է 1789 թվականին գերմանացի քիմիկոս Մ.Գ.Կլապրոտի կողմից (սմ.ԿԼԱՊՐՈՏ Մարտին Հենրիխ)«խեժի խառնուրդ» հանքանյութը ուսումնասիրելիս: Նրան անվանել են ի պատիվ Ուրան մոլորակի, որը հայտնաբերել է Վ.Հերշելը (սմ.ՀԵՐՇԵԼ) 1781 թվականին Մետաղական վիճակում ուրանը ստացել է 1841 թվականին ֆրանսիացի քիմիկոս Է.Պելիգոտի կողմից։ (սմ. PELIGOT Յուջին Մելքիոր) UCl 4-ը կալիումի մետաղով նվազեցնելիս: Ուրանի ռադիոակտիվ հատկությունները հայտնաբերվել են ֆրանսիացի Ա. Բեկերելի կողմից 1896 թ. (սմ.ԲԵՔԵՐԵԼ Անտուան ​​Անրի).
Սկզբում ուրանի ատոմային զանգվածը նշանակվել է 116, սակայն 1871 թվականին Դ. Ի. Մենդելեևը (սմ.ՄԵՆԴԵԼԵՎ Դմիտրի Իվանովիչ)Ես եկել եմ այն ​​եզրակացության, որ այն պետք է կրկնապատկվի։ 90-ից 103 ատոմային թվերով տարրերի հայտնաբերումից հետո ամերիկացի քիմիկոս Գ. (սմ. SEABORG Գլեն Թեոդոր)եզրակացրեց, որ այս տարրերը (ակտինիդներ) (սմ.ԱԿՏԻՆՈԻԴՆԵՐ)Ավելի ճիշտ է այն տեղադրել պարբերական աղյուսակում՝ թիվ 89 ակտինիումի տարրի հետ նույն վանդակում։ Այս պայմանավորվածությունը պայմանավորված է նրանով, որ ակտինիդները ենթարկվում են 5-ի ավարտին զ- էլեկտրոնային ենթամակարդակ.
Բնության մեջ լինելը
Ուրանը բնորոշ տարր է գրանիտի շերտի և երկրակեղևի նստվածքային թաղանթի համար։ Երկրակեղևում պարունակությունը կազմում է 2,5·10 -4%՝ ըստ քաշի։ Ծովի ջրում ուրանի կոնցենտրացիան 10-9 գ/լ-ից պակաս է, ընդհանուր առմամբ ծովի ջուրը պարունակում է 109-ից 1010 տոննա ուրան։ Ուրանը երկրակեղևում ազատ ձևով չի հանդիպում։ Հայտնի է մոտ 100 ուրանի միներալ, որոնցից ամենակարևորներն են pitchblende U 3 O 8 և ուրանիտը։ (սմ.ՈՒՐԱՆԻՆԻՏ)(U,Th)O 2, ուրանի խեժի հանքաքար (պարունակում է փոփոխական կազմի ուրանի օքսիդներ) և տյույամունիտ Ca[(UO 2) 2 (VO 4) 2 ] 8H 2 O։
Անդորրագիր
Ուրանը ստացվում է 0,05-0,5% U պարունակող ուրանի հանքաքարերից: Ուրանի արդյունահանումը սկսվում է խտանյութի արտադրությամբ: Հանքաքարերը տարրալվացվում են ծծմբական, ազոտական ​​թթուների կամ ալկալիների լուծույթներով։ Ստացված լուծույթը միշտ պարունակում է այլ մետաղների կեղտեր: Ուրանը դրանցից առանձնացնելիս օգտագործվում են դրանց ռեդոքս հատկությունների տարբերությունները։ Redox պրոցեսները զուգակցվում են իոնափոխանակման և արդյունահանման գործընթացների հետ:
Ստացված լուծույթից ուրան արդյունահանվում է օքսիդի կամ տետրաֆտորիդի UF 4 տեսքով՝ օգտագործելով մետաղաջերմային մեթոդը.
UF 4 + 2Mg = 2MgF 2 + U
Ստացված ուրանը պարունակում է փոքր քանակությամբ բորի կեղտեր (սմ. BOR (քիմիական տարր)), կադմիում (սմ.ԿԱԴՄԻՈՒՄ)և որոշ այլ տարրեր, այսպես կոչված, ռեակտորային թունավորումներ: Կլանելով միջուկային ռեակտորի աշխատանքի ընթացքում արտադրված նեյտրոնները՝ նրանք ուրանը դարձնում են ոչ պիտանի միջուկային վառելիք օգտագործելու համար։
Կեղտից ազատվելու համար ուրանի մետաղը լուծվում է մեջ ազոտական ​​թթու, ստանալով ուրանի նիտրատ UO 2 (NO 3) 2. Ուրանի նիտրատը արդյունահանվում է տրիբուտիլ ֆոսֆատով ջրային լուծույթից: Քաղվածքից ստացված մաքրման արտադրանքը կրկին վերածվում է ուրանի օքսիդի կամ տետրաֆտորիդի, որից նորից ստացվում է մետաղը։
Ուրանի մի մասը ստացվում է ռեակտորում օգտագործված միջուկային վառելիքի վերականգնմամբ։ Ուրանի վերականգնման բոլոր աշխատանքներն իրականացվում են հեռակա կարգով։
Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ
Ուրանը արծաթափայլ սպիտակ փայլուն մետաղ է։ Ուրանի մետաղը գոյություն ունի երեք ալոտրոպ ձևերով (սմ.ԱԼՈՏՐՈՊԻԱ)փոփոխությունները. Օրթորոմբիկ ցանցով ա-մոդիֆիկացիան կայուն է մինչև 669°C, պարամետրեր. Ա= 0,2854 նմ, Վ= 0,5869 նմ և Հետ= 0,4956 նմ, խտությունը 19,12 կգ/դմ3։ 669°C-ից մինչև 776°C, b-մոդիֆիկացիան քառանկյուն ցանցով կայուն է (պարամետրեր Ա= 1,0758 նմ, Հետ= 0,5656 նմ): G-մոդիֆիկացիան մարմնի վրա կենտրոնացած խորանարդ վանդակով կայուն է մինչև 1135°C հալման ջերմաստիճանը ( Ա= 0,3525 նմ): Եռման կետ 4200°C։
Ուրանի մետաղի քիմիական ակտիվությունը բարձր է։ Օդում այն ​​ծածկվում է օքսիդի թաղանթով։ Փոշի ուրանը պիրոֆոր է, ուրանի այրման և օդում նրա միացություններից շատերի ջերմային տարրալուծման ժամանակ առաջանում է ուրանի օքսիդ U 3 O 8: Եթե ​​այս օքսիդը ջեռուցվում է ջրածնի մթնոլորտում (սմ.ՋՐԱԾԻՆ) 500°C-ից բարձր ջերմաստիճանում առաջանում է ուրանի երկօքսիդ UO 2.
U 3 O 8 + H 2 = 3UO 2 + 2H 2 O
Եթե ​​ուրանինի նիտրատ UO 2 (NO 3) 2-ը տաքացվում է 500°C-ում, ապա քայքայվելիս առաջանում է ուրանի եռօքսիդ UO 3։ Բացի UO 2, UO 3 և U 3 O 8 ստոյխիոմետրիկ բաղադրության ուրանի օքսիդներից, հայտնի են նաև U 4 O 9 բաղադրության ուրանի օքսիդը և փոփոխական բաղադրության մի քանի մետակայուն օքսիդներ և օքսիդներ։
Երբ ուրանի օքսիդները միաձուլվում են այլ մետաղների օքսիդների հետ, առաջանում են ուրանատներ՝ K 2 UO 4 (կալիումի ուրանատ), CaUO 4 (կալցիումի ուրանատ), Na 2 U 2 O 7 (նատրիումի դիուրանատ)։
Փոխազդեցություն հալոգենների հետ (սմ.ՀԱԼՈԳԵՆ), ուրանն արտադրում է ուրանի հալոգենիդներ։ Դրանցից UF 6 hexafluoride-ը դեղին բյուրեղային նյութ է, որը հեշտությամբ վեհանում է նույնիսկ ցածր տաքացման դեպքում (40-60°C) և հավասարապես հեշտությամբ հիդրոլիզվում է ջրով։ Ուրանի հեքսաֆտորիդ UF 6-ը ամենամեծ գործնական նշանակությունն ունի: Այն ստացվում է ուրանի մետաղի, ուրանի օքսիդների կամ UF 4 ֆտորի կամ ֆտորացնող նյութերի հետ BrF 3, CCl 3 F (Freon-11) կամ CCl 2 F 2 (Freon-12) փոխազդելու միջոցով:
U 3 O 8 + 6CCl 2 F 2 = UF 4 + 3COCl 2 + CCl 4 + Cl 2
UF 4 + F 2 = UF 6
կամ
U 3 O 8 + 9F 2 = 3UF 6 + 4O 2
Հայտնի են ֆտորիդներ և քլորիդներ, որոնք համապատասխանում են ուրանի +3, +4, +5 և +6 օքսիդացման վիճակներին։ Ստացվել են ուրանի բրոմիդներ UBr 3, UBr 4 և UBr 5, ինչպես նաև ուրանի յոդիդներ UI 3 և UI 4։ Սինթեզվել են ուրանի օքսիհալիդներ, ինչպիսիք են UO 2 Cl 2 UOCl 2 և այլն:
Երբ ուրանը փոխազդում է ջրածնի հետ, առաջանում է ուրանի հիդրիդ UH 3, որն ունի բարձր քիմիական ակտիվություն։ Տաքացման ժամանակ հիդրիդը քայքայվում է՝ առաջացնելով ջրածին և փոշիացված ուրան։ Բորով ուրանը թրծվում է, կախված ռեակտիվների մոլային հարաբերակցությունից և գործընթացի պայմաններից, առաջանում են UB 2, UB 4 և UB 12 բորիդներ։
Ածխածնի հետ (սմ.ԱԾԽԱԾԻՆ)ուրանը ձևավորում է երեք կարբիդ UC, U 2 C 3 և UC 2:
Ուրանի փոխազդեցությունը սիլիցիումի հետ (սմ.ՍԻԼԻԿՈՆ)Ստացվել են U 3 Si, U 3 Si 2, USi, U 3 Si 5, USi 2 և U 3 Si 2 սիլիցիդներ։
Ստացվել են ուրանի նիտրիդներ (UN, UN 2, U 2 N 3) և ուրանի ֆոսֆիդներ (UP, U 3 P 4, UP 2): Ծծմբով (սմ.Ծծումբ)ուրանը ձևավորում է սուլֆիդների մի շարք՝ U 3 S 5, US, US 2, US 3 և U 2 S 3։
Ուրանի մետաղը լուծվում է HCl-ում և HNO3-ում և դանդաղ արձագանքում H2SO4-ի և H3PO4-ի հետ: Առաջանում են UO 2 2+ ուրանի կատիոն պարունակող աղեր։
Ջրային լուծույթներում ուրանի միացությունները գոյություն ունեն +3-ից +6 օքսիդացման վիճակներում։ U(IV)/U(III) զույգի ստանդարտ օքսիդացման պոտենցիալ - 0,52 V, U(V)/U(IV) զույգ 0,38 V, U(VI)/U(V) զույգ 0,17 V, զույգ U(VI)/ U (IV) 0.27. U 3+ իոնը լուծույթում անկայուն է, U 4+ իոնը՝ օդի բացակայության դեպքում։ UO 2+ կատիոնը անկայուն է և լուծույթում անհամաչափ է U 4+ և UO 2 2+: U 3+ իոններն ունեն բնորոշ կարմիր գույն, U 4+ իոնները՝ կանաչ, իսկ UO 2 2+ իոնները՝ դեղին։
Լուծույթներում ուրանի միացությունները առավել կայուն են +6 օքսիդացման վիճակում։ Ուրանի բոլոր միացությունները լուծույթներում հակված են հիդրոլիզի և բարդույթների առաջացման, առավել ուժեղ՝ U 4+ և UO 2 2+ կատիոնները:
Դիմում
Ուրանի մետաղը և դրա միացությունները հիմնականում օգտագործվում են որպես միջուկային վառելիք միջուկային ռեակտորներում: Ուրանի իզոտոպների ցածր հարստացված խառնուրդն օգտագործվում է ատոմակայանների ստացիոնար ռեակտորներում։ Արտադրանք բարձր աստիճանհարստացում - արագ նեյտրոնների վրա աշխատող միջուկային ռեակտորներում: 235 U-ն միջուկային էներգիայի աղբյուրն է միջուկային զենքի մեջ: 238 U-ն ծառայում է որպես միջուկային երկրորդային վառելիքի՝ պլուտոնիումի աղբյուր։
Ֆիզիոլոգիական գործողություն
Հանդիպում է միկրոքանակներով (10 -5 -10 -8%) բույսերի, կենդանիների և մարդկանց հյուսվածքներում։ Այն առավելագույնս կուտակվում է որոշ սնկերի և ջրիմուռների կողմից։ Ուրանի միացությունները ներծծվում են աղեստամոքսային տրակտում (մոտ 1%), թոքերում՝ 50%։ Մարմնի հիմնական պահեստները՝ փայծաղ, երիկամներ, կմախք, լյարդ, թոքեր և բրոնխոթոքային ավշային հանգույցներ։ Մարդու և կենդանիների օրգաններում և հյուսվածքներում պարունակությունը չի գերազանցում 10 -7 գ:
Ուրանը և նրա միացությունները խիստ թունավոր են։ Հատկապես վտանգավոր են ուրանի և նրա միացությունների աերոզոլները։ Ջրում լուծվող ուրանի միացությունների աերոզոլների համար օդում MPC-ն 0,015 մգ/մ 3 է, ուրանի չլուծվող ձևերի համար ՍԹԿ-ն 0,075 մգ/մ3 է: Երբ ուրանը մտնում է օրգանիզմ, այն ազդում է բոլոր օրգանների վրա՝ լինելով ընդհանուր բջջային թույն։ Ուրանի գործողության մոլեկուլային մեխանիզմը կապված է նրա ֆերմենտային ակտիվությունը ճնշելու ունակության հետ: Երիկամները հիմնականում տուժում են (սպիտակուցը և շաքարը հայտնվում են մեզի մեջ, օլիգուրիա): Խրոնիկական թունավորմամբ հնարավոր են արյունաստեղծման և նյարդային համակարգի խանգարումներ։

Հանրագիտարանային բառարան. 2009 .

Տեսեք, թե ինչ է «ՈՒՐԱՆ (քիմիական տարր)» այլ բառարաններում.

U (ուրան, ուրան; O = 16 ատոմային քաշ U = 240) ամենաբարձր ատոմային քաշ ունեցող տարրը. Բոլոր տարրերը, ատոմային քաշով, ընկնում են ջրածնի և ուրանի միջև: Սա պարբերական համակարգի VI խմբի մետաղական ենթախմբի ամենածանր անդամն է (տես Chromium, ... ... Հանրագիտարանային բառարան Ֆ.Ա. Բրոքհաուսը և Ի.Ա. Էֆրոն

Ուրանի (U) Ատոմային համարը 92 Պարզ նյութի տեսքը Ատոմի հատկությունները Ատոմային զանգված (մոլային զանգված) 238,0289 ա. e.m. (g/mol) ... Վիքիպեդիա

Ուրան (լատ. Uranium), U, Մենդելեևի պարբերական համակարգի III խմբի ռադիոակտիվ քիմիական տարր, պատկանում է ակտինիդների ընտանիքին, ատոմային համարը՝ 92, ատոմային զանգվածը՝ 238,029; մետաղական. Բնական U.-ն բաղկացած է երեք իզոտոպների խառնուրդից՝ 238U √ 99,2739%... ... Խորհրդային մեծ հանրագիտարան

Ուրան (քիմիական տարր)- ՈՒՐԱՆ, U, պարբերական համակարգի III խմբի ռադիոակտիվ քիմիական տարր, ատոմային թիվ 92, ատոմային զանգված 238,0289; պատկանում է ակտինիդներին; մետաղ, հալման կետ 1135°C։ Ուրանը միջուկային էներգիայի հիմնական տարրն է (միջուկային վառելիք), որն օգտագործվում է... ... Պատկերազարդ հանրագիտարանային բառարան Վիքիպեդիա

- (հունարեն ուրանոս երկինք): 1) երկնքի աստված, Սատուրնի հայրը, աստվածներից ամենահինը՝ հունարեն։ առասպել. 2) հազվագյուտ մետաղ, որն իր մաքուր վիճակում ունի արծաթափայլ տերեւների տեսք. 3) մեծ մոլորակ, որը հայտնաբերել է Հերշելը 1781 թվականին: Օտար բառերի բառարան ներառված ... ... Ռուսաց լեզվի օտար բառերի բառարան

Ուրան.* Ուրան (դիցաբանություն) հին հունական աստված։ Գայայի որդին * Արեգակնային համակարգի Ուրան (մոլորակ) մոլորակ * Ուրան (երաժշտական ​​գործիք) հին թյուրքական և ղազախական երաժշտական ​​փողային գործիք * Ուրան (տարր) քիմիական տարր * Գործողություն ... ... Վիքիպեդիա

- (Ուրան), U, պարբերական համակարգի III խմբի ռադիոակտիվ քիմիական տարր, ատոմային թիվ 92, ատոմային զանգված 238,0289; պատկանում է ակտինիդներին; մետաղ, հալման կետ 1135շC. Ուրանը միջուկային էներգիայի հիմնական տարրն է (միջուկային վառելիք), որն օգտագործվում է... ... Ժամանակակից հանրագիտարան