Uran (prvek)

Izotop	Prevalence _	Poločas rozpadu	Rozpadový kanál	Produkt rozpadu
232 U	synth.	68,9 let	SD	-
232 U	synth.	68,9 let	α	228th _
233 U	stopové množství	1 592⋅10 5 let	SD	-
233 U	stopové množství	1 592⋅10 5 let	α	229th _
234 U	0,005 %	2 455⋅10 5 let	SD	-
234 U	0,005 %	2 455⋅10 5 let	α	230th _
235 U	0,720 %	7.04⋅10 8 let	SD	-
235 U	0,720 %	7.04⋅10 8 let	α	231th _
236 U	stopové množství	2 342⋅10 7 let	SD	-
236 U	stopové množství	2 342⋅10 7 let	α	232th _
238 U	99,274 %	4 468⋅10 9 let	α	234th _
			SD	-
			β − β −	238 Pu

92	Uran
U238,0289
5f 3 6d 1 7s 2

Uran ( U , lat. Uranium ; starý název - uran [4] ) - chemický prvek 3. skupiny (podle zastaralé klasifikace - vedlejší podskupina třetí skupiny, IIIB) sedmé periody periodického systému . chemických prvků D. I. Mendělejeva s atomovým číslem 92.

Patří do rodiny aktinidů .

Jednoduchá látka uran je slabě radioaktivní stříbrno-bílý kov .

Uran nemá žádné stabilní izotopy . Nejběžnějšími izotopy uranu jsou uran-238 (má 146 neutronů , v přírodním uranu je to 99,3 %) a uran-235 (143 neutronů, obsah v přírodním uranu je 0,7204 % [5] ).

Historie

Již ve starověku se přírodní oxid uranu používal k výrobě žlutého nádobí. Nedaleko Neapole byl tedy nalezen úlomek žlutého skla obsahující 1 % oxidu uranu a datovaný do roku 79 našeho letopočtu. E. [6] Prvním významným datem v dějinách uranu je rok 1789, kdy německý přírodní filozof a chemik Martin Heinrich Klaproth zredukoval zlatožlutou „země“ extrahovanou ze saské smolné rudy na látku podobnou černému kovu. Na počest tehdy nejvzdálenější planety (objevené Herschelem o osm let dříve) ji Klaproth, který novou látku považoval za prvek , pojmenoval uran (tím chtěl podpořit návrh Johanna Bodea pojmenovat novou planetu „ Uran “ místo „Georgova hvězda“, jak navrhl Herschel). Padesát let byl Klaprothův uran uváděn jako kov . Teprve v roce 1841 francouzský chemik Eugene Peligot (1811-1890) dokázal, že i přes charakteristický kovový lesk Klaprothův uran není prvkem, ale oxidem UO 2 . V roce 1840 se Peligovi podařilo získat jednoduchou látku uran – těžký ocelově šedý kov – a určit jeho atomovou hmotnost. Další důležitý krok ve studiu uranu učinil v roce 1874 D. I. Mendělejev . Na základě periodického systému , který vyvinul , umístil uran do nejvzdálenější buňky svého stolu. Dříve byla atomová hmotnost uranu považována za rovnou 120. Mendělejev tuto hodnotu zdvojnásobil. Po 12 letech jeho předpověď potvrdily experimenty německého chemika J. Zimmermanna [7] .

V roce 1804 objevil německý chemik Adolf Gehlen fotosenzitivitu roztoku chloridu uranylu v éteru [8] ; francouzský vynálezce Abel Niepce de Saint-Victor se pokusil využít této vlastnosti ve fotografii v roce 1857, ale zjistil, že uranové soli vyzařují jakýsi druh neviditelného záření, které odhaluje materiály citlivé na světlo; v té době zůstalo toto pozorování bez povšimnutí.

V roce 1896, při studiu uranu, francouzský vědec Antoine Henri Becquerel náhodou objevil radioaktivní rozpad . Ve stejné době se francouzskému chemikovi Henrimu Moissanovi podařilo vyvinout metodu získávání čistého kovového uranu. V roce 1899 Ernest Rutherford zjistil, že záření uranových přípravků je nerovnoměrné, že existují dva typy záření – záření alfa a beta . Nesou různý elektrický náboj ; daleko od stejného rozmezí v látce a ionizační schopnosti. V květnu 1900 objevil Paul Villard třetí typ záření, gama záření .

Rutherford provedl v roce 1907 první experimenty k určení stáří minerálů při studiu radioaktivního uranu a thoria na základě teorie radioaktivity , kterou vytvořil spolu s Frederickem Soddym .

V roce 1938 němečtí fyzici Otto Hahn a Fritz Strassmann objevili nepředvídatelný jev, který se stane s jádrem uranu, když je ozářeno neutrony . Záchytem volného neutronu se jádro izotopu uranu 235 U rozdělí a uvolní se dostatečně velká energie (na jedno jádro uranu), především ve formě kinetické energie úlomků a záření. Později teorii tohoto jevu doložili Lise Meitner a Otto Frisch a nezávisle na sobě Gottfried von Droste a Siegfried Flügge [9] . Tento objev byl zdrojem jak mírového, tak vojenského využití vnitroatomové energie.

V letech 1939-1940 Yu.B.Khariton a Ya.B.Zeldovich poprvé teoreticky ukázali, že mírným obohacením přírodního uranu uranem-235 je možné vytvořit podmínky pro nepřetržité štěpení atomových jader, je dát procesu řetězový charakter.

2. prosince 1942 byla v USA experimentálně prokázána hypotéza o možnosti procesu přeměny uranu na plutonium .

Fyzikální vlastnosti

Kompletní elektronická konfigurace atomu uranu je : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 6 6s 2 4f 14 5d 10 6p 6 5f 3 7

Uran je velmi těžký, mírně radioaktivní , stříbřitě bílý lesklý kov . Ve své čisté formě je o něco měkčí než ocel , poddajný , pružný a má malé paramagnetické vlastnosti. Teplota tání 1132,3 °C [10] [11] . Uran má tři krystalické modifikace:

α-U (stabilní do 667,7 °C), kosočtverečný systém , prostorová grupa C mcm , parametry buňky a = 0,2858 nm , b = 0,5877 nm , c = 0,4955 nm , Z = 4 ;
p-U (stabilní od 667,7 °C do 774,8 °C), tetragonální syngonie , prostorová skupina P42 /mnm , parametry buňky a = 1,0759 nm , c = 0,5656 nm , Z = 30 ;
γ-U (existuje od 774,8 °C do bodu tání při 1132,2 °C), kubický systém (tělesně centrovaná mřížka), prostorová grupa I m 3 m , parametry buňky a = 0,3524 nm , Z = 2 .

Chemické vlastnosti

[12] [13]

Charakteristické oxidační stavy

Uran může ve vodných roztocích vykazovat oxidační stavy +3 až +6, při vnějším kontaktu s vodou je pozorován i oxidační stav +2 [2] . Nejtypičtější oxidační stavy jsou +4 a +6.

Oxidační stav	Kysličník	Hydroxid	Charakter	Formulář	Poznámka
+3	Neexistuje	Neexistuje	--	U 3+ , UH 3	Silné redukční činidlo, vytěsňuje vodík z vody [2]
+4	UO 2	Neexistuje	Základní	UO 2 , halogenidy
+5	Neexistuje	Neexistuje	--	halogenidy	Neúměrné ve vodě
+6	UO 3	U02 (OH ) 2	amfoterní	UO 2 2+ (uranyl) UO 4 2- (uranát) U 2 O 7 2- (diuranát)	Odolný vůči vzduchu a vodě

Kromě toho je zde oxid U 3 O 8 . Oxidační stav v něm je formálně zlomkový, ale ve skutečnosti jde o směsný oxid uranu (IV) a (VI).

Je snadné vidět, že z hlediska souboru oxidačních stavů a charakteristických sloučenin se uran blíží prvkům 4. (VIB) podskupiny ( chrom , molybden , wolfram ). Z tohoto důvodu byl dlouho zařazen do této podskupiny („ rozostření periodicity “).

Vlastnosti jednoduché látky

Chemicky je uran velmi aktivní. Na vzduchu rychle oxiduje a je pokrytý duhovým oxidovým filmem. Jemný prášek uranu je samozápalný - na vzduchu se samovolně vznítí, vznítí se při teplotě 150-175°C za vzniku U 3 O 8 . Reakce kovového uranu s jinými nekovy jsou uvedeny v tabulce.

Nekovový	Podmínky	Produkt
F2 _	+20 °C, bouřky	UV 6
Cl2 _	180 °C pro broušení, 500-600 °C pro kompaktní	Směs UCI4 , UCI5 , UCI6
Br2 _	650 °C, klid	UBr 4
já 2	350 °C, klid	UI 3 , UI 4
S	250-300 °C tichý 500 °C zap	US 2 , U 2 S 3
Se	250-300 °C tichý 500 °C zap	USe2 , U2Se3 _ _ _
N 2	450-700 °C totéž pod tlakem N 1300 °C	U 4 N 7 OSN 2 OSN
P	600-1000 °C	U 3 P 4
C	800-1200 °C	UC, UC2

Interaguje s vodou, vytlačuje vodík, pomalu při nízkých teplotách a rychle při vysokých teplotách, stejně jako při jemném mletí uranového prášku:

\mathsf{U + 2H_2O \ \xšipka doprava{t}\ UO_2 + 2H_2 \uparrow}

V neoxidačních kyselinách se uran rozpouští, tvoří se soli UO 2 nebo U 4+ (uvolňuje se vodík). S oxidujícími kyselinami (dusičnou, koncentrovanou sírovou) tvoří uran odpovídající soli uranylu UO 2 2+ .

Uran neinteraguje s alkalickými roztoky.

Při silném otřesu začnou kovové částice uranu svítit.

Sloučeniny uranu (III)

Uranové soli (hlavně halogenidy) jsou redukční činidla. Na vzduchu při pokojové teplotě jsou obvykle stabilní, ale při zahřátí oxidují na směs produktů. Chlor je oxiduje na UCl 4 . Tvoří nestabilní červené roztoky, ve kterých vykazují silné redukční vlastnosti:

\mathsf{4UCl_3 + 2H_2O \rightarrow 3UCl_4 + UO_2 + 2H_2\uparrow}

Halogenidy uranu (III) vznikají při redukci halogenidů uranu (IV) vodíkem:

\mathsf{2UCl_4 + H_2 \rightarrow 2UCl_3 + 2HCl}

(550-590 °C)

nebo jodovodík:

\mathsf{2UCl_4 + 2HI \rightarrow 2UCl_3 + 2HCl + I_2}

(500 °C)

a také působením halogenovodíku na hydrid uranu UH 3 .

Kromě toho existuje hydrid uranu(III) UH 3 . Lze jej získat zahříváním uranového prášku ve vodíku při teplotách do 225 °C, nad 350 °C se rozkládá. Většina jeho reakcí (například reakce s vodní párou a kyselinami) může být formálně považována za rozkladnou reakci následovanou reakcí kovového uranu:

\mathsf{UH_3 + 3HCl \rightarrow UCl_3 + 3H_2\uparrow}

\mathsf{2UH_3 + 7Cl_2 \rightarrow 2UCl_4 + 6HCl}

Sloučeniny uranu (IV)

Uran (IV) tvoří zelené soli, které jsou snadno rozpustné ve vodě (s výjimkou oxalátů a uhličitanů ). Snadno se oxidují na uran(VI).

Sloučeniny uranu (V)

Sloučeniny uranu (V) jsou nestabilní a snadno disproporční ve vodném roztoku:

\mathsf{2UO_2Cl \rightarrow UO_2Cl_2 + UO_2}

Chlorid uranu V stojící částečně disproporcionálně:

\mathsf{2UCl_5 \rightarrow UCl_4 + UCl_6}

a částečně odštěpuje chlór:

\mathsf{2UCl_5 \rightarrow 2UCl_4 + Cl_2}

Sloučeniny uranu (VI)

Oxidační stav +6 odpovídá oxidu UO 3 . V kyselinách se rozpouští za vzniku sloučenin uranylového kationtu UO 2 2+ :

\mathsf{UO_3 + 2CH_3COOH \rightarrow UO_2(CH_3COO)_2 + H_2O}

S bázemi UO 3 (podobně jako CrO 3 , MoO 3 a WO 3 ) tvoří různé uranátové anionty (především diuranát U 2 O 7 2- ). Ty se však častěji získávají působením zásad na uranylové soli:

\mathsf{2UO_2(CH_3COO)_2 + 6NaOH \rightarrow Na_2U_2O_7 + 4CH_3COONa + 3H_2O}

Ze sloučenin uranu (VI), které neobsahují kyslík, jsou známy pouze hexachlorid UCl 6 a fluorid UF 6 . Ten hraje důležitou roli při separaci izotopů uranu.

Ve vzduchu a ve vodných roztocích jsou mezi sloučeninami uranu nejstabilnější sloučeniny uranu (VI).

Uranylové soli, jako je uranylchlorid, se rozkládají v jasném světle nebo v přítomnosti organických sloučenin.

Uran také tvoří organouranové sloučeniny .

Izotopy

Radioaktivní vlastnosti některých izotopů uranu (přírodní izotopy jsou zvýrazněny tučně) [14] :

Hmotnostní číslo	Poločas rozpadu	Hlavní typ rozpadu
233	1,59⋅10 5 let	α
234	2,45⋅10 5 let	α
235	7.13⋅10 8 let	α
236	2,39⋅10 7 let	α
237	6,75 dne	β -
238	4,47⋅10 9 let	α
239	23,54 minut	β -
240	14 hodin	β -

Přírodní uran se skládá ze směsi tří izotopů : 238 U ( izotopová abundance 99,2745 %, poločas rozpadu T 1/2 = 4,468⋅10 9 let ), 235 U (0,7200 %, T 1/2 = 7,04⋅10 8 let a 234 U (0,0055 %, Ti / 2 = 2,455⋅105 let ) [ 14] . Poslední izotop není primární, ale radiogenní, je součástí radioaktivní řady 238 U [15] .

Radioaktivita přírodního uranu je způsobena především izotopy 238 U a jeho dceřiným nuklidem 234 U. V rovnováze jsou jejich specifické aktivity stejné. Specifická aktivita izotopu 235 U v přírodním uranu je 21krát menší než aktivita 238 U.

V současné době je známo 25 umělých radioaktivních izotopů uranu s hmotnostními čísly od 214 do 242. štěpení pod vlivem tepelných neutronů , což z něj činí perspektivní palivo pro jaderné reaktory. Nejdéle žijící izotop uranu, který se v přírodě nenachází, je 236 U , s poločasem rozpadu 2,39⋅10 7 let .

Izotopy uranu 238 U a 235 U jsou progenitory dvou radioaktivních sérií . Posledními prvky těchto sérií jsou izotopy olova 206Pb a 207Pb .

V přírodních podmínkách jsou izotopy 234 U, 235 U a 238 U distribuovány hlavně s relativním zastoupením 234 U : 235 U : 238 U = 0,0054 : 0,711 : 99,283 . Téměř polovina radioaktivity přírodního uranu je způsobena izotopem 234 U, který, jak již bylo uvedeno, vzniká při rozpadu 238 U. Poměr obsahů 235 U : 238 U na rozdíl od jiných párů izotopů a bez ohledu na vysokou migrační schopnost uranu se vyznačuje geografickou stálostí: 238 U / 235 U = 137,88 . Hodnota tohoto poměru u přírodních útvarů nezávisí na jejich stáří. Četná přírodní měření ukázala jeho nepatrné výkyvy. Takže v rolích se hodnota tohoto poměru vzhledem ke standardu pohybuje v rozmezí 0,9959–1,0042 [16] , v solích - 0,996–1,005 [17] . U minerálů obsahujících uran (nasturan, uranová čerň, cirtholit, rudy vzácných zemin) se hodnota tohoto poměru pohybuje mezi 137,30-138,51 a rozdíl mezi formami U IV a U VI nebyl stanoven [18] ; ve sfénu - 138,4 [19] . V některých meteoritech byl odhalen nedostatek izotopu 235 U. Jeho nejnižší koncentraci za pozemských podmínek nalezl v roce 1972 francouzský badatel Buzhigues v Oklo v Africe (naleziště v Gabonu ). Přírodní uran tedy obsahuje 0,720 % uranu 235 U, zatímco v Oklo je to 0,557 % [20] . Tím se potvrdila hypotéza o existenci přírodního jaderného reaktoru , který způsobil vyhoření izotopu 235 U. Hypotézu předložili američtí vědci George Wetrill , Mark Ingram a Paul Kuroda , kteří proces popsali již v r. 1956 [21] . Kromě toho byly přírodní jaderné reaktory nalezeny ve stejných okresech: Okelobondo, Bangombe a další. V současné době je známo 17 přírodních jaderných reaktorů, které jsou běžně seskupeny pod zastřešujícím názvem „ Oklo Natural Nuclear Reactor “.

Být v přírodě

Uran je prvek s nejvyšším číslem přirozeně se vyskytující v hmotnostních množstvích [22] . Obsah v zemské kůře je 0,00027 % (hm.), Koncentrace v mořské vodě je 3,2 µg/l [5] (podle jiných zdrojů 3,3 10 -7 % [23] ). Množství uranu v litosféře se odhaduje na 3 nebo 4·10 −4 % [24] .

Převážná část uranu se nachází v kyselých horninách s vysokým obsahem křemíku . Významná masa uranu je soustředěna v sedimentárních horninách, zvláště bohatých na organickou hmotu. Ve velkém množství je uran jako nečistota přítomen v thorium a minerálech vzácných zemin ( allanit (Ca,LREE,Th) 2 (Al,Fe +3 ) 3 [SiO 4 ][Si 2 O 7 ]OOH, monazit (La ,Ce)PO 4 , zirkon ZrSiO 4 , xenotim YPO 4 atd.). Nejvýznamnější uranové rudy jsou smolinec (uranová smola, uraninit ) a karnotit . Hlavními satelitními minerály uranových minerálů jsou molybdenit MoS 2 , galenit PbS, křemen SiO 2 , kalcit CaCO 3 , hydromuskovit aj.

Minerální	Hlavní složení minerálu	Obsah uranu, %
Uraninit	UO 2 , UO 3 + ThO 2 , Ce02	65-74
karnotit	K2 ( U02 ) 2 ( VO4 ) 22H20 _ _ _ _	~50
Casolite	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 ) 3Ti5015	40
Tujamunit	CaO 2UO 3 V 2O 5 nH 2O _	50-60
zeynerit	Cu ( U02 ) 2 ( As04 ) 2nH20	50-53
Otenitida	Ca ( U02 ) 2 ( P04 ) 2nH20 _ _	~50
Schrekingerit	Ca 3 NaUO 2 (CO 3 ) 3 SO 4 (OH) 9H 2 O	25
Ouranophanes	CaO UO 2 2SiO 2 6H 20	~57
Fergusonit	(Y, Ce) (Fe, U) (Nb, Ta) 04	0,2-8
Thorbernit	Cu ( U02 ) 2 ( P04 ) 2nH20 _ _	~50
coffinit	U(Si04 )( OH ) 4	~50

Hlavní formy uranu vyskytující se v přírodě jsou uraninit, smola (dehtové smůly) a uranová čerň. Liší se pouze formami výskytu; existuje věková závislost: uraninit je přítomen především ve starověkých (prekambrických) horninách, smolinec - vulkanogenní a hydrotermální - hlavně v paleozoiku a mladších vysoko- a středněteplotních útvarech; uranová čerň - hlavně v mladých - kenozoických a mladších - útvarech hlavně v nízkoteplotních sedimentárních horninách .

Vklady

Viz také těžba uranu .

Množství uranu v zemské kůře je asi 1000krát větší než množství zlata, 30krát větší než stříbro, přičemž tento ukazatel je přibližně stejný jako u olova a zinku. Značná část uranu je rozptýlena v půdách, horninách a mořské vodě. Jen relativně malá část je soustředěna v ložiskách, kde je obsah tohoto prvku stonásobně vyšší než jeho průměrný obsah v zemské kůře [25] . Podle odhadu z roku 2015 dosahují prozkoumané světové zásoby uranu v ložiskách více než 5,7 milionů tun [26] [27] .

Největší zásoby uranu, při zohlednění rezervních ložisek, jsou: Austrálie , Kazachstán (první místo na světě v produkci ), Kanada (druhé místo v produkci ), Rusko . Podle odhadu z roku 2015 obsahují ruská ložiska asi 507 800 tun zásob uranu (9 % jeho světových zásob) [26] [27] ; asi 63 % z nich je soustředěno v Republice Sakha (Jakutsko) . Hlavní naleziště uranu v Rusku jsou: Streltsovskoye, Oktyabrskoye, Antey, Malo-Tulukuevskoye, Argunskoye molybden-uran ve vulkanických horninách ( Zabaikalsky Krai ), Dalmatovskoye uran v pískovcích (oblast Kurganium ), Jižní pískovce Chiagdayatska republika zlato-uran v metasomatitech a severní uran v metasomatitech (Jakutská republika) [28] . Kromě toho bylo identifikováno a vyhodnoceno mnoho menších ložisek uranu a výskytů rud [29] .

Ne.	Název pole	Země	Rezervy, t	Provozovatel vkladu	začátek vývoje
jeden	Severní Khorasan	Kazachstán	200 000	Kazatomprom	2008
2	Řeka MacArthur	Austrálie	160 000	cameco	1999
3	doutníkové jezero	Kanada	135 000	cameco
čtyři	Jižní Elkon	Rusko	112 600	Atomredmetzoloto
5	Inkai	Kazachstán	75 900	Kazatomprom	2007
6	Streltsovskoye	Rusko	50 000	Atomredmetzoloto
7	Zoovch Ovoo	Mongolsko	50 000	AREVA
osm	Moinkum	Kazachstán	43 700	Kazatomprom , AREVA
9	Mardai	Mongolsko	22 000	Khan Resources , Atomredmetzoloto , vláda Mongolska
deset	Irkol	Kazachstán	18 900	Kazatomprom , Čína Guangdong Nuclear Power Co	2009
jedenáct	Žluté vody	Ukrajina	12 000	VostGok	1959
12	Olympijská přehrada	Austrálie			1988
13	Rossing	Namibie			1976
13	Dominion	Jižní Afrika			2007
13	Hraničář	Austrálie			1980

Získání

Úplně první fází výroby uranu je koncentrace. Kámen se rozdrtí a smíchá s vodou. Složky těžkých suspendovaných látek se rychleji usazují. Pokud hornina obsahuje primární uranové minerály, rychle se vysrážejí: jedná se o těžké minerály. Sekundární uranové minerály jsou lehčí, v takovém případě se těžká odpadní hornina usadí dříve. (Zdaleka však není vždy opravdu prázdné, může obsahovat mnoho užitečných prvků včetně uranu).

Další fází je vyluhování koncentrátů, převedení uranu do roztoku. Aplikujte kyselé a alkalické louhování. První je levnější, protože kyselina sírová se používá k těžbě uranu . Pokud je však ve výchozí surovině, jako je například uranová smola , uran ve čtyřmocném stavu, pak tato metoda není použitelná: čtyřmocný uran se prakticky nerozpouští v kyselině sírové. V tomto případě se musí buď uchýlit k alkalickému louhování, nebo předoxidovat uran na šestimocný stav.

Nepoužívejte kyselé loužení a v případech, kdy uranový koncentrát obsahuje dolomit nebo magnezit , reagující s kyselinou sírovou. V těchto případech se používá louh sodný ( hydroxid sodný ) .

Problém vyluhování uranu z rud je řešen kyslíkovou očistou. Směs uranové rudy a sulfidických minerálů zahřátá na 150 °C je přiváděna proudem kyslíku . Zároveň ze sirných minerálů vzniká kyselina sírová , která vyplavuje uran.

V další fázi musí být uran selektivně izolován z výsledného roztoku. Moderní metody – extrakce a iontová výměna – umožňují tento problém vyřešit.

Roztok obsahuje nejen uran, ale i další kationty . Některé z nich se za určitých podmínek chovají stejně jako uran: jsou extrahovány stejnými organickými rozpouštědly, naneseny na stejné iontoměničové pryskyřice a srážejí se za stejných podmínek. Proto je pro selektivní izolaci uranu nutné použít mnoho redoxních reakcí, aby se v každé fázi zbavili toho či onoho nežádoucího společníka. Na moderních iontoměničových pryskyřicích se uran uvolňuje velmi selektivně.

Metody iontové výměny a extrakce jsou také dobré, protože umožňují zcela plně extrahovat uran z chudých roztoků (obsah uranu jsou desetiny gramu na litr).

Po těchto operacích je uran převeden do pevného skupenství - do jednoho z oxidů nebo do UF 4 tetrafluoridu . Ale tento uran je ještě třeba vyčistit od nečistot s velkým průřezem záchytu tepelných neutronů - bor , kadmium , hafnium . Jejich obsah v konečném produktu by neměl přesáhnout stotisíciny a miliontiny procenta. K odstranění těchto nečistot se komerčně čistá sloučenina uranu rozpustí v kyselině dusičné . V tomto případě vzniká dusičnan uranylu UO 2 (NO 3 ) 2 , který se po extrakci tributylfosfátem a některými dalšími látkami dodatečně čistí na požadované podmínky. Poté tato látka vykrystalizuje (nebo vysráží peroxid UO 4 · 2H 2 O) a začne se opatrně vznítit. Výsledkem této operace je vznik oxidu uraničitého UO 3 , který se redukuje vodíkem na UO 2 .

Oxid uraničitý UO 2 při teplotě 430 až 600 °C je vystaven působení plynného fluorovodíku za vzniku tetrafluoridu UF 4 [30] . Kovový uran se z této sloučeniny redukuje pomocí vápníku nebo hořčíku .

Aplikace

Jaderné palivo

Nejrozšířenější je izotop uranu 235 U , ve kterém je možná samoudržující jaderná řetězová reakce jaderného štěpení tepelnými neutrony. Proto se tento izotop používá jako palivo v jaderných reaktorech , stejně jako v jaderných zbraních . Separace izotopu 235 U od přírodního uranu je obtížný technologický problém (viz separace izotopů ).

Zde jsou některé údaje pro 1000 MW reaktor pracující při 80% zatížení a generující 7000 GWh za rok. Provoz jednoho takového reaktoru během roku vyžaduje 20 tun uranového paliva s obsahem 3,5 % 235 U, které se získá po obohacení přibližně 153 tun přírodního uranu.

Izotop 238 U je schopen štěpení pod vlivem ostřelování vysokoenergetickými neutrony , této vlastnosti se využívá ke zvýšení výkonu termonukleárních zbraní (využívají se neutrony vzniklé termonukleární reakcí).

V důsledku záchytu neutronů s následným β-rozpadem se 238 U může změnit na 239 Pu , který je pak použit jako jaderné palivo .

Uran-233 , uměle vyráběný v reaktorech z thoria ( thorium-232 zachycuje neutron a mění se na thorium-233, které se rozpadá na protaktinium-233 a poté na uran-233), se v budoucnu může stát běžným jaderným palivem pro jadernou energetiku elektrárny (již nyní existují reaktory využívající tento nuklid jako palivo, např. KAMINI v Indii ) a výroba atomových bomb ( kritická hmotnost cca 16 kg).

Uran-233 je také nejslibnějším palivem pro jaderné raketové motory v plynné fázi .

Tepelná kapacita uranu

Plné využití potenciální energie obsažené v uranu je stále technicky nemožné. Množství užitečné uranové energie uvolněné v jaderném reaktoru je charakterizováno konceptem hloubky vyhoření . Hloubka vyhoření je celková energie, kterou odevzdá kilogram uranu za celou dobu provozu v reaktoru, od čerstvého paliva až po likvidaci. Hloubka vyhoření se obvykle měří v jednotkách, jako jsou megawatthodiny uvolněné tepelné energie na kilogram paliva (MWh/kg). Někdy se uvádí jako uran v reaktoru z obohaceného reaktoru, který je zaváděn do reaktoru, přičemž se nebere v úvahu ochuzený uran v hlušině obohacovacích zařízení, a někdy jako přírodní uran.

Hloubka vyhoření je omezena vlastnostmi konkrétního typu reaktoru, strukturální integritou matrice paliva a akumulací parazitních produktů jaderných reakcí. Vyhoření z hlediska přírodního uranu v moderních energetických reaktorech dosahuje 10 MW den/kg nebo více (tj. 240 MWh/kg nebo více). Pro srovnání, typické uvolnění tepla zemního plynu je 0,013 MWh/kg , tedy asi 20 000krát méně.

Existují projekty pro mnohem úplnější využití uranu prostřednictvím transmutace uranu-238 na plutonium. Nejrozvinutější je projekt tzv. uzavřeného palivového cyklu na bázi rychlých neutronových reaktorů . Vyvíjejí se také projekty založené na hybridních termonukleárních reaktorech.

Výroba umělých izotopů

Izotopy uranu jsou výchozím materiálem pro syntézu mnoha umělých (nestabilních) izotopů používaných v průmyslu a medicíně. Nejznámější umělé izotopy syntetizované z uranu jsou izotopy plutonia . Mnoho dalších transuranových prvků je také odvozeno od uranu.

V lékařství našel široké uplatnění izotop molybden-99 , jednou z metod získávání je izolace uranu ze štěpných produktů, které se objevují v ozářeném jaderném palivu.

Geologie

Hlavní aplikací uranu v geologii je stanovení stáří minerálů a hornin za účelem stanovení sledu geologických procesů. Toto je odvětví geochronologie nazývané radioizotopové datování . Podstatné je také řešení problému míšení a zdrojů hmoty.

Řešení problému je založeno na rovnicích radioaktivního rozpadu :

N_{^{206}\mathrm {Pb} }=N_{^{238}\mathrm {U} }(e^{\lambda _{238}t}-1),

N_{^{207}\mathrm {Pb} }=N_{^{235}\mathrm {U} }(e^{\lambda _{235}t}-1),

kde , jsou aktuální koncentrace izotopů uranu; a jsou konstanty rozpadu 238 U a 235 U , v tomto pořadí . $N_{^{238}\mathrm {U} }$ $N_{^{235}\mathrm {U} }$ $\lambda _{238}$ $\lambda _{235}$

Jejich kombinace je velmi důležitá:

{\frac {N_{^{206}\mathrm {Pb} }}{N_{^{207}\mathrm {Pb} }}}=K_{o}^{\mathrm {U} }{\ frac {(e^{\lambda _{238}t}-1)}{(e^{\lambda _{235}t}-1)))

Tady

K_{o}^{\mathrm {U} }={\frac {N_{^{238}\mathrm {U} }}{N_{^{235}\mathrm {U} }}}=137,88

je moderní poměr koncentrací izotopů uranu.

Vzhledem k tomu, že horniny obsahují různé koncentrace uranu, mají různou radioaktivitu. Tato vlastnost se využívá při analýze hornin geofyzikálními metodami. Tato metoda je nejrozšířenější v ropné geologii pro těžbu vrtů , do tohoto komplexu patří zejména gama paprsky nebo neutronové gama logování , gama paprsky a tak dále [31] . S jejich pomocí se izolují zásobníky a těsnění [32] .

Další použití

Malý přídavek uranu dodává sklu krásnou žlutozelenou fluorescenci (viz Uranové sklo ) [33] .
Uranát sodný Na 2 U 2 O 7 byl použit jako žlutý pigment při malbě [33] .
Sloučeniny uranu se používaly jako barvy pro malbu na porcelán a pro keramické glazury a emaily (barvy: žlutá, hnědá , zelená a černá , v závislosti na stupni oxidace) [33] .
Některé sloučeniny uranu jsou fotosenzitivní [33] .
Na počátku 20. století byl dusičnan uranyl široce používán ke zvýraznění negativů a k barvení (tónování) pozitivů (fotografických tisků) hnědě [33] .
Karbid uranu -235 ve slitině s karbidem niobu a karbidem zirkonu se používá jako palivo pro jaderné proudové motory (pracovní kapalinou je vodík + hexan ).
Slitiny železa a ochuzeného uranu (uran-238) se používají jako silné magnetostrikční materiály.
Uranylacetát UO 2 (CH 3 COO) 2 a zinečno-uranyl acetát Zn[(UO 2 ) 3 (CH 3 COO) 8 ] se používají v analytické chemii pro kvalitativní a kvantitativní analýzu kationtů lithia a sodíku.

Ochuzený uran

Po extrakci 235U a 234U z přírodního uranu se zbývající materiál (uran-238) nazývá „ochuzený uran“, protože je ochuzený o 235. izotop. Podle některých zpráv je ve Spojených státech uloženo asi 560 000 tun hexafluoridu ochuzeného uranu (UF 6 ). Ochuzený uran je o polovinu méně radioaktivní než přírodní uran, a to především díky odstranění 234 U z něj.

Protože hlavním využitím uranu je výroba energie, ochuzený uran je málo využívaný produkt s nízkou ekonomickou hodnotou.

Ochuzený uran může sloužit jako jakékoli účinné jaderné palivo pouze za výjimečných extrémních podmínek, například ve svazku rychlých neutronů. Ochuzený uran se jako takový používá v rychlých neutronových reaktorech , v množivých reaktorech a také v termonukleárních zbraních - prvky ochuzeného uranu jako součást termonukleární nálože, která ve skutečnosti není nutná pro reakci jaderné fúze, může poskytnout až 80 % celkové nabíjecí energie .

Za normálních podmínek je použití ochuzeného uranu dáno především jeho vysokou hustotou a relativně nízkou cenou. Ochuzený uran se používá k radiační ochraně kvůli jeho extrémně vysokému záchytnému průřezu . Ochuzený uran se také používá jako zátěž v leteckých aplikacích, jako jsou řídicí plochy letadel. První exempláře letounu Boeing-747 obsahovaly pro tyto účely 300 až 500 kg ochuzeného uranu (od roku 1981 Boeing používá wolfram ) [34] . Kromě toho se tento materiál používá ve vysokorychlostních rotorech gyroskopů, velkých setrvačnících, jako zátěž v kosmických vozech a závodních jachtách, vozech Formule 1 a při vrtání ropy .

Jádra projektilů prorážejících pancéřování

Nejznámější použití ochuzeného uranu je jako jádro pro projektily prorážející pancéřování . Jeho vysoká hustota (třikrát těžší než ocel) dělá z kaleného uranového ingotu extrémně účinný nástroj pro pronikání pancíře, podobný v účinnosti jako dražší a mírně těžší wolfram . Těžká uranová špička také mění rozložení hmoty ve střele a zlepšuje její aerodynamickou stabilitu.

Podobné slitiny typu Stabilla se používají v šípovitých opeřených granátech tankových a protitankových děl.

Proces destrukce pancíře je doprovázen rozmělněním uranového polotovaru na prach a jeho zapálením ve vzduchu na druhé straně pancíře (viz Pyroforicita ). Během operace Pouštní bouře zůstalo na bojišti asi 300 tun ochuzeného uranu (z velké části jde o zbytky granátů z 30mm kanónu GAU-8 útočného letounu A-10 , každý náboj obsahuje 272 g uranové slitiny) . Vylepšené americké tanky M1A1 vybavené 120 mm děly bojovaly s iráckými T-72 . V těchto bitvách americké síly používaly granáty s ochuzeným uranem M829A1, které se ukázaly jako vysoce účinné. Střela, přezdívaná „stříbrná kulka“, byla schopna prorazit ekvivalent 570 mm pancíře ze vzdálenosti 2000 metrů, díky čemuž byla účinná na standardní dostřel i proti T-80 [35] .

Takové projektily používaly jednotky NATO při bojových operacích v Kosovu [36] . Po jejich aplikaci byl diskutován ekologický problém radiační kontaminace území země.

Ochuzený uran se používá v moderních tankových pancířích, jako je tank M-1 Abrams .

Fyziologické působení

V mikromnožstvích (10 -5 -10 -8 %) se nachází v tkáních rostlin, zvířat a lidí. V největší míře se hromadí některými houbami a řasami. Sloučeniny uranu jsou absorbovány v gastrointestinálním traktu (asi 1%), v plicích - 50%. Hlavní úložiště v těle: slezina , ledviny , kostra , játra , plíce a bronchopulmonální lymfatické uzliny . Obsah v orgánech a tkáních lidí a zvířat nepřesahuje 10 −7 g.

Uran a jeho sloučeniny jsou toxické . Zvláště nebezpečné jsou aerosoly uranu a jeho sloučenin. Pro aerosoly ve vodě rozpustných sloučenin uranu je MPC ve vzduchu 0,015 mg/m³, pro nerozpustné formy uranu je MPC 0,075 mg/m³. Když uran vstoupí do těla, působí na všechny orgány a je obecným buněčným jedem. Uran, stejně jako mnoho jiných těžkých kovů, se téměř nevratně váže na bílkoviny, především na sulfidové skupiny aminokyselin, čímž narušuje jejich funkci. Molekulární mechanismus účinku uranu souvisí s jeho schopností inhibovat aktivitu enzymů . Nejprve jsou postiženy ledviny ( bílkoviny a cukry v moči, oligurie ). Při chronické intoxikaci jsou možné poruchy krvetvorby a nervového systému.

Těžba uranu

Podle "Red Data Book on Uranium" [27] vydané OECD bylo v roce 2005 vytěženo 41 250 tun uranu (35 492 tun v roce 2003). Podle OECD je na světě 440 komerčních reaktorů a asi 60 vědeckých reaktorů, které spotřebují 67 000 tun uranu ročně. To znamená, že její těžba z ložisek zajišťovala pouze 60 % její spotřeby (v roce 2009 se tento podíl zvýšil na 79 % [37] ). Zbytek uranu spotřebovaného energií, tedy 17,7 %, pocházel z druhotných zdrojů. Pro roky 2016-2017 činila potřeba jaderného paliva, 449 provozovaných [1] [38] reaktorů stejných 65 000 tun uranu. Primární zdroje poskytly cca 85 % a sekundární zdroje 15 % (zbrojní uran, zásoby ze zpracování vyhořelého paliva a také díky opětovnému obohacení hlušiny (zbytky z počátečního obohacení) [39] .

Poznámky:

1 Nezahrnuje 5 lodí Atomflotu se 7 reaktory a 129 lodí námořnictva různých zemí se 177 reaktory na palubě.

Těžba podle zemí

V tunách.

Ne.	Země	rok 2005	Země	rok 2009	Země	rok 2012	Země	2015	Země	2017
jeden	Kanada	11 628	Kazachstán	14 020	Kazachstán	19 451	Kazachstán	23 800	Kazachstán	23 391
2	Austrálie	9516	Kanada	10 173	Kanada	9145	Kanada	13 325	Kanada	13 116
3	Kazachstán	4020	Austrálie	7982	Austrálie	5983	Austrálie	5654	Austrálie	5882
čtyři	Rusko	3570	Namibie	4626	Niger	4351	Niger	4116	Namibie	4224
5	Namibie	3147	Rusko	3564	Namibie	3258	Namibie	2993	Niger	3449
6	Niger	3093	Niger	3234	Uzbekistán	3000	Rusko	3055	Rusko	2917
7	Uzbekistán	2300	Uzbekistán	2429	Rusko	2993	Uzbekistán	2385	Uzbekistán	2404
osm	USA	1039	USA	1453	USA	1537	Čína	1616	Čína	1885
9	Ukrajina	800	Čína	1200	Čína	1500	USA	1256	USA	940
deset	Čína	750	Ukrajina	840	Ukrajina	890	Ukrajina	1200	Ukrajina	550
jedenáct	Ostatní země	1387	Ostatní země	1251	Ostatní země	6385	Ostatní země	904	Ostatní země	704
Celkový		41250		50772		58493		60304		59462

[40]

Těžba podle společnosti

V tunách.

Ne.	Společnost	2006	Společnost	rok 2009	Společnost	2011	Společnost	2018
jeden	cameco	8100 (24 %)	Areva	8600 ▲ (19 %)	Kazatomprom	8884 ▲ (19 %)	Kazatomprom	11074 ▲ (26 %)
2	Rio Tinto	7000 (21 %)	cameco	8000 ▼ (18 %)	Areva	8790 ▲ (19 %)	ARMZ [1]	7289 ▲ (16 %)
3	Areva	5000 (15 %)	Rio Tinto	7900 ▲ (18 %)	cameco	8630 ▲ (19 %)	Orano/Areva [2]	5809 ▼ (13 %)
čtyři	Kazatomprom	3800 (11 %)	Kazatomprom	7500 ▲ (17 %)	ARMZ [1]	7088 ▲ (15 %)	cameco	4613 ▼ (11 %)
5	ARMZ	3500 (10 %)	ARMZ	4600 ▲ (10 %)	Rio Tinto	4061 ▼ (9 %)	CGN	3185 ▲ (7 %)
6	BHP Billiton	3000 (9 %)	BHP Billiton	2900 ▼ (6 %)	BHP Billiton	3353 ▲ (7 %)	BHP Billiton	3159 ▼ (7 %)
7	Navoi MMC	2100 (4 %)	Navoi MMC	2400 ▲ (5 %)	Navoi MMC	3000 ▲ (6 %)	Rio Tinto	2602 ▼ (6 %)
osm	Uran jedna	1000 (3 %)	Uran jedna	1400 ▲ (3 %)	Paladin Energy	2282 ▲ (5 %)	Navoi	2404 ▼ (5 %)
9	Heathgate	800 (2 %)	Paladin Energy	1200 ▲ (3 %)	SOPamin	N/A ▲ (méně než 1 %)	Energetická Asie	2204 ▲ (5 %)
deset	Denisonovy doly	500 (1 %)	General Atomics	600 ▲ (1 %)	CNNC	N/A ▲ (méně než 1 %)	CNNC	1983 ▬ (4 %)
Celkový		34 800 (100 %)		45 100 (100 %)		více než 46 088 (100 %)		44 322 (100 %)

[40] [41]

Poznámky ke stolu:

1 Údaje proARMZ Uranium Onezískaný v roce 2010. Od roku 2010 se hlavní metodou těžby uranu stalo hlubinné podzemní loužení. Aby bylo možné zajistit dlouhodobé dodávky surovin pro potřeby průmyslu v oblasti uranu, získal Rosatom kanadskou společnost Uranium One a na jejím základě konsolidoval vysoce výkonná uranová aktiva v Kazachstánu a dalších zemích. Za posledních 8 let se produkce Uranium One zvýšila téměř 5krát, což jí umožnilo stát se čtvrtou největší uranovou společností na světě. [42] 2 Orano SA(do roku 2018Areva) – Přejmenování bylo provedeno poté, co byla Areva na pokraji bankrotu, francouzská vláda si ponechala kontrolní podíl[43].

Také v roce 2012 se objevily informace o možném spojení uranových divizí BHP Billiton a Rio Tinto a zvýšení společné produkce na 8000 tun ročně.

Uran ze sekundárních zdrojů

Za sekundární zdroje se tradičně považují zásoby z jaderných zbraní, přepracování vyhořelého paliva a opětovné obohacení hlušiny (zbytky z počátečního obohacení). Opětovné obohacení skládek je zásadní (vzájemně a nezcizitelně) pro použití uranu vhodného pro zbraně k mírovým účelům [44] .

Koncem července 1991 podepsaly SSSR a USA v Moskvě smlouvu START-I.

Rusko nahradilo SSSR v prosinci 1991, ale jaderné zbraně měly i jiné bývalé sovětské republiky.

Na začátku roku 1992 bylo v Rusku umístěno 961 odpalovacích zařízení (73 % z celkového počtu).

23. května 1992 podepsaly Rusko, Spojené státy, Ukrajina, Kazachstán a Bělorusko v Lisabonu dodatkový protokol ke START-1 ( lisabonský protokol ), podle kterého se Ukrajina, Kazachstán a Bělorusko připojily ke smlouvě START-1. Všechny dostupné hlavice na svém území se zavázali zlikvidovat nebo převézt do Ruska.

Koncem roku 1992 se Rusko kvůli neochotě Ukrajiny dodržovat Lisabonský protokol zavázalo demontovat téměř polovinu svých zásob jaderných zbraní (asi 35 % zásob SSSR) a zpracovat uvolněný uran pro zbraně na palivo. kov. Spojené státy se zase zavázaly nakupovat tento materiál za tržní ceny [45] .

Do konce roku 1996 zůstalo v celém postsovětském prostoru Rusko jedinou zemí zařazenou do jaderného klubu a na jeho území byly soustředěny všechny zásoby SSSR pro následné zpracování v souladu se smlouvou START-1.

Současně bylo zahájeno obohacování uranových skládek a zpracování vyhořelého jaderného paliva . Zpracovatelský plán počítal se zahájením prací z výsypek úrovně ložisek III. kategorie (běžné) od 0,05 do 0,1 % rafinace méně než 60 %. Od poloviny do konce 90. let však začala obohacovací zařízení znovu obohacovat skládky pro výrobu ředidel podle dohody HEU-LEU kvůli nestabilitě výsledného paliva z skládek. [44] .

Dohoda HEU-LEU byla navržena na 20 let a skončila v roce 2013. Celkem bylo v rámci programu vyvezeno z Ruska do Spojených států 14 446 tun nízko obohaceného uranu:

podle smlouvy START-II 352 tun ze stanovených 500 (přesto, že smlouva nevstoupila v platnost kvůli odstoupení Ruska od smlouvy 14. června 2002);
podle dohody START-I (vstoupila v platnost 5. prosince 1994, platnost skončila 5. prosince 2009) z ruské strany 500 tun;
podle smlouvy START III (START) - smlouva byla podepsána 8. dubna 2010 v Praze. Smlouva nahradila START I, jejíž platnost vypršela v prosinci 2009 a je platná do roku 2021.

Těžba v SSSR

V SSSR byly hlavními oblastmi uranové rudy Ukrajinská SSR (ložiska Zheltorechenskoje, Pervomajskoje a další), Kazašská SSR (Severní - Balkašinské rudné pole a další; Jižní - Kyzylsajské rudní pole a další; Vostočnyj; všechny patří především k vulkanogenně-hydrotermálnímu typu); Transbaikalia (Antey, Streltsovskoye a další); oblast kavkazských minerálních vod ( důl č. 1 v Mount Beshtau a důl č. 2 v hoře Byk); Střední Asie, hlavně uzbecká SSR s mineralizací v černých břidlicích s centrem ve městě Uchkuduk . Drobných rudných výskytů a projevů je mnoho.

Těžba v Rusku

V Rusku zůstalo Transbaikalia hlavní oblastí uranové rudy. Asi 93 % ruského uranu se těží v ložisku na Transbajkalském území (poblíž města Krasnokamensk ). Těžbu provádí Priargunsky Production Mining and Chemical Association (PIMCU), která je součástí společnosti JSC Atomredmetzoloto (Uranium Holding) , důlní metodou .

Zbývajících 7 % se získává podzemním loužením CJSC Dalur ( oblast Kurgan ) a JSC Khiagda ( Burjatsko ).

Výsledné rudy a uranový koncentrát se zpracovávají v Chepetsk Mechanical Plant.

V roce 2008 se Rusko z hlediska roční produkce uranu (asi 3,3 tisíce tun) umístilo na 4. místě za Kazachstánem. Roční spotřeba uranu v Rusku byla 16 tis. tun a sestávala z výdajů na vlastní jaderné elektrárny ve výši 5,2 tis. tun, dále na vývoz paliv (5,5 tis. tun) a nízko obohaceného uranu (6 tis. tun) [46] .

Těžba v Kazachstánu

Asi pětina světových zásob uranu je soustředěna v Kazachstánu (21 % a 2. místo na světě). Celkové zdroje uranu jsou asi 1,5 milionu tun, z toho asi 1,1 milionu tun lze vytěžit in- situ loužením [47] .

V roce 2009 se Kazachstán dostal na první místo v těžbě uranu (vytěženo 13 500 tun) [48] .

Těžba na Ukrajině

Těžba a zpracování - hlavním podnikem je Východní těžební a zpracovatelský závod ve městě Žovti Vody .

Náklady a rafinace

Těžební společnosti dodávají uran ve formě oxidu uranu U 3 O 8 . V 90. letech se cena přírodního izotopického uranu pohybovala kolem 20 USD za kilogram [49] . Od roku 2004 začala cena rychle růst a nakrátko dosáhla vrcholu 300 USD v polovině roku 2007, stejně tak prudce klesla na 100 USD do roku 2009. Po aktualizaci krátkodobého místního maxima 140 USD v roce 2011 začala cena klesat. Od roku 2017 se cena ustálila na zhruba 40 dolarech za kilogram přírodního oxidu dusného uranu.

Podle Alexandra Boytsova, místopředsedy uranové skupiny, jsou světová ložiska kategorie I s výrobními náklady do 40 USD/kg téměř vyčerpána (2010). Do roku 2030 budou vyčerpána známá velká ložiska kategorie II s cenou až 80 USD/kg a začnou se zmenšovat těžko dostupná ložiska kategorie III s výrobními náklady až 130 USD/kg a více. rozvíjet [50] .

Ve všech fázích zpracování uranových rud se uran čistí od doprovodných nečistot - prvků s velkým průřezem záchytu neutronů (hafnium, bor, kadmium atd.). Nejlepší koncentráty obsahují 95-96%, jiné jen 60-80% oxidu uranu a zbytek je více než 60% různých nečistot. „V čisté formě“ je takový uran jako jaderné palivo nevhodný [51] .

Obecně se podle možnosti rafinace dělí uranové rudy na

Kategorie I - super bohatý obsah nad 0,3 %, rafinace 95-96 % [1]
Kategorie II - bohaté obsahuje od 0,1 do 0,3 %, rafinace 60-80 %
Kategorie III - běžné od 0,05 do 0,1 %, rafinace méně než 60 %
IV kategorie – špatná od 0,03 do 0,05 %
Kategorie V - podrozvaha méně než 0,03 % [52] .

1 Kategorie vhodné pro výrobu paliva jsouvyznačeny tučně

Viz také

Poznámky

↑ Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg , Glenda O'Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang-Kun Zhu. Atomové hmotnosti prvků 2011 (IUPAC Technical Report ) // Pure and Applied Chemistry . - 2013. - Sv. 85 , č. 5 . - S. 1047-1078 . - doi : 10.1351/PAC-REP-13-03-02 . Archivováno z originálu 5. února 2014.
↑ 1 2 3 4 Myasoedov B. F., Rakov E. G. Uranium // Chemická encyklopedie : v 5 dílech / Ch. vyd. N. S. Žefirov . - M . : Velká ruská encyklopedie , 1998. - V. 5: Tryptofan - Iatrochemie. - S. 41-43. — 783 str. — 10 000 výtisků. — ISBN 5-85270-310-9 .
↑ Krystalové struktury uranu . WebElements. Získáno 10. srpna 2010. Archivováno z originálu dne 29. srpna 2010.
↑ Uran // Vysvětlující slovník ruského jazyka / ed. Ušakov.
↑ 1 2 Prvek Uran . Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education. Získáno 15. března 2018. Archivováno z originálu 17. března 2018.
↑ Lide, 2004 , str. 4-33.
↑ Grenthe I., Drożdżyński J., Fujino T., Buck EC , Albrecht-Schmitt TE , Wolf S. F. Uran (anglicky) . Získáno 16. března 2018. Archivováno z originálu 18. ledna 2012.
↑ Gehlen AF Ueber die Farbenveränderungen der in Aether aufgelösten salzsauren Metallsalze durch das Sonnenlicht (O barevných změnách způsobených slunečním zářením v chloridech kovů rozpuštěných v éteru) (německy) // Neues allgemeines Journal der Chemie. - 1804. - Bd. 3 , H.5 . - S. 566-574 . Archivováno z originálu 2. srpna 2018.
↑ Siegfried Flugge, Gottfried von Droste. Energetische Betrachtungen zu der Entstehung von Barium bei der Neutronenbestrahlung von Uran // Zeitschrift für Physikalische Chemie B. - 1939. - Sv. 4. - S. 274-280.
↑ Izotopy: vlastnosti, výroba, použití. Ve 2 svazcích / Ed. V. Yu Baranova. - M. : FIZMATLIT, 2005. - T. 2. - ISBN 5-9221-0523-X .
↑ Uran . Vlastnosti chemických prvků. Archivováno z originálu 11. června 2009. (Ruština)
↑ Anorganická chemie. - M .: Mir, 1966. - T. 2. - S. 206-223.
↑ Katz J., Rabinovich E. Chemie uranu. - M . : Nakladatelství zahraniční literatury, 1954.
↑ 1 2 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Hodnocení jaderných a rozpadových vlastností NUBASE // Nukleární fyzika A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
↑ Uranové rudy obsahují stopová množství uranu-236 , který vzniká z uranu-235 při záchytu neutronů; thoriové rudy obsahují stopy uranu-233 , který vzniká z thoria-232 po záchytu neutronů a dvou po sobě jdoucích beta rozpadech. Obsah těchto izotopů uranu je však tak nízký, že jej lze detekovat pouze speciálními vysoce citlivými měřeními.
↑ Rosholt JN Izotopová frakcionace uranu související s funkcí role v Sandstone, Shirley Basin, Wyoming // Ekonomická geologie. - 1964. - Sv. 59, č. 4 . - S. 570-585.
↑ Rosholt JN Vývoj izotopového složení uranu a thoria v půdních profilech // Bull.Geol.Soc.Am.. - 1966. - Sv. 77, č. 9 . - S. 987-1004.
↑ Chalov P.I. Izotopová frakcionace přírodního uranu. - Frunze: Ilim, 1975.
↑ Tilton GR Izotopové složení a distribuce olova, uranu a thoria v prekambrické žule // Bull. geol. soc. Am.. - 1956. - Sv. 66, č. 9 . - S. 1131-1148.
↑ Shukolyukov Yu.A. Izotopové studie "přírodního jaderného reaktoru" // Geochemie. - 1977. - č. 7 . - S. 976-991 .
↑ Meshik A. Starověký jaderný reaktor // Ve světě vědy. Geofyzika. - 2006. - č. 2 . Archivováno z originálu 20. října 2007.
↑ V uranových rudách byla nalezena stopová množství těžších prvků, zejména plutonia; vznikají v přírodě v důsledku určitých jaderných reakcí, jako je záchyt neutronů jádry uranu, stejně jako velmi vzácný dvojitý beta rozpad uranu-238.
↑ Technické údaje pro prvek Uran v periodické tabulce . Získáno 17. března 2018. Archivováno z originálu 17. března 2018.
↑ Gaisinsky M. , Adlov Zh. Uran // Radiochemický slovník prvků. - Atomizdat, 1968.
↑ Těžba uranu ve světě (nedostupný odkaz) . Získáno 13. prosince 2011. Archivováno z originálu 12. května 2012. (Ruština)
↑ 1 2 World Uranium Mining 2016 (angl.) . Světová jaderná asociace. Získáno 3. listopadu 2018. Archivováno z originálu 20. června 2016.
↑ 1 2 3 OECD NEA & IAEA, Uran 2016: Zdroje, výroba a poptávka („Červená kniha“).
↑ Uran . Informační a analytické centrum "Minerál". Získáno 14. prosince 2010. Archivováno z originálu 16. května 2013. (Ruština)
↑ Naumov S. S. Surovinová základna uranu // Mining Journal. - 1999. - č. 12 . Archivováno z originálu 9. října 2006.
↑ Uran // Populární knihovna chemických prvků: [kolekce]: ve 2 knihách. Rezervovat. 2. Stříbro - nilsborium a dále / [ed.-comp. V. V. Stanzo, M. B. Černěnko]. - Ed. 2., rev. a další .. - M . : Nauka, 1977. - 519 s.
↑ Khmelevskoy V.K. Geofyzikální metody pro studium zemské kůry. Mezinárodní univerzita přírody, společnosti a člověka "Dubna", 1997.
↑ Příručka geologie ropy a zemního plynu / Ed. Eremenko N. A. - M. : Nedra, 1984.
↑ 1 2 3 4 5 Uran // Technická encyklopedie . - T. 24. pilíř. 596…597
↑ 747 Protizávaží ocasní sestavy . Boeing (1994). Získáno 29. září 2015. Archivováno z originálu 4. března 2016.
↑ Uranové „stříbrné kulky“: proč nikdo rád nebojuje s americkými tanky (ruské) , InoSMI.Ru (28. března 2017). Archivováno z originálu 28. března 2017. Staženo 28. března 2017.
↑ Pöllänen D., Ikäheimonen TK , Klemola S. , Vartti V.-P., Vesterbacka K., Ristonmaa S., Honkamaa T., Sipilä P., Jokelainen I., Kosunen A., Zilliacus R., Kettunen M. , Hokkanen M. Charakterizace střel složených z ochuzeného uranu // Journal of Environmental Radioactivity. - 2003. - Sv. 64. - S. 133-142. Archivováno z originálu 20. července 2004.
↑ Světová jaderná asociace. Dodávka uranu. Archivováno 9. května 2008 na Wayback Machine 2011.
↑ IAEA - Informační systém energetického reaktoru . Získáno 1. září 2019. Archivováno z originálu 23. července 2018. (neurčitý)
↑ Dodávky uranu: Dodávky uranu - Světová jaderná asociace . Staženo 1. září 2019. Archivováno z originálu 12. února 2013. (neurčitý)
↑ 1 2 Světová těžba uranu . Světová jaderná asociace (2017). Získáno 12. března 2013. Archivováno z originálu 13. června 2014.
↑ Světová těžba uranu - Světová jaderná asociace . Získáno 1. září 2019. Archivováno z originálu 23. října 2020. (neurčitý)
↑ Všeruský institut vědeckých a technických informací Ruské akademie věd, Moskva, Rusko. A. V. Balikhin. MINERÁLNÍ A SUROVINOVÁ BÁZE URANU: SOUČASNÝ STAV A VYHLÍDKY VÝVOJE. RECENZE // Kompleksnoe ispolʹzovanie mineralʹnogo syrʹâ/Komplexní využití minerálních zdrojů/Mineraldik shikisattardy Keshendi Paidalanu. — 2019-03-15. - T. 1 , ne. 308 . - S. 36-50 . - doi : 10.31643/2019/6445.05 . Archivováno z originálu 22. ledna 2021.
↑ Areva devient Orano pour garder les pieds dans l'atome . Osvobození . Staženo 1. září 2019. Archivováno z originálu 12. června 2018. (neurčitý)
↑ 1 2 PRoAtom - Pochopení ruského komplexu obohacování uranu (část 2) . Staženo 1. září 2019. Archivováno z originálu 29. srpna 2019. (neurčitý)
↑ Zpracování uranu ve světě - výroba, způsoby a stupeň obohacení, chemické vlastnosti. Kde se uran používá? — TeploEnergoRemont . Získáno 1. září 2019. Archivováno z originálu 17. června 2021. (neurčitý)
↑ Mashkovtsev G. A. , Miguta A. K. , Shchetochkin V. N. Mineral surovinová základna a produkce uranu ve východní Sibiři a na Dálném východě // Mineral Resources of Russia. Ekonomika a management. - 2008. - č. 1 . Archivováno z originálu 28. února 2012.
↑ Těžba uranu v Kazachstánu. Zpráva Mukhtara Džakiševa (nepřístupný odkaz) . Získáno 1. prosince 2009. Archivováno z originálu 15. května 2013. (Ruština)
↑ Konyrová, K. Kazachstán se umístil na špici v těžbě uranu ve světě (rus.) , agentura TREND (30. prosince 2009). Archivováno z originálu 31. prosince 2009. Staženo 30. prosince 2009.
↑ Historická tabulka cen Ux . Ux Consulting - The Nuclear Fuel Price Reporter . Získáno 24. 8. 2018. Archivováno z originálu 25. 8. 2018. Ceny na webu jsou uvedeny v dolarech za libru
↑ Fighters A.V. Udržitelnost globálního uranového průmyslu: výzva doby . Získáno 23. prosince 2011. Archivováno z originálu 13. května 2012. (neurčitý)
↑ Amirova U.K., Uruzbaeva N.A. Přehled vývoje světového trhu s uranem // Universum: Economics and Jurisprudence: electron. vědecký časopis 2017. č. 6(39). URL: http://7universum.com/en/economy/archive/item/4802 Archivováno 30. prosince 2018 na Wayback Machine (přístup 29. 12. 2018)
↑ Uranová ruda: vlastnosti, aplikace, těžba Archivováno 30. prosince 2018 na Wayback Machine 8. prosince 2017

Literatura

Uran, chemický prvek // Encyklopedický slovník Brockhausa a Efrona : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
Příručka chemie a fyziky / Šéfredaktor David R. Lide. - 84. vydání 2003-2004. — CRC Press, 2004.
Emsley J. Uranium // Nature's Building Blocks: An A to Z Guide to the Elements (anglicky) . - Oxford : Oxford University Press , 2001. - S. 476-482. - ISBN 978-0-19-850340-8 .
Seaborg GT Uranium // The Encyclopedia of the Chemical Elements (anglicky) . - Skokie, Illinois : Reinhold Book Corporation, 1968. - S. 773-786.

Odkazy

Beckman, I. N. Uran: [ arch. 25. června 2011 ]. — Vídeň, 2008.
Uran . základy (anglicky) . WebElements .
Uran // Populární knihovna chemických prvků. — Věda a technologie elektronických knihoven.
Oddíl 6.0 Jaderné materiály . Nukleární zbraně – často kladené otázky . Archiv jaderných zbraní (20. února 1999) .
Leonov, Nikolaj. Rusko prodalo značné zásoby zbrojního uranu do USA . - Stoleté výročí, 2011. - 9. března.
Co je Uran? (anglicky) . Světová jaderná asociace .

Tematické stránky

Obří bomba

Slovníky a encyklopedie

V bibliografických katalozích
BNF : 119337333 GND : 4187153-4 J9U : 987007529652205171 LCCN : sh85141276 NDL : 00574039 NKC : ph126944

Sloučeniny uranu

Diuranát amonný ( (NH 4 ) 2 U 2 O 7
Uranylacetát (UO 2 (CH 3 COO) 2 )
Uranylacetát zinečnatý (ZnUO 2 (CH 3 COO) 4 )
borohydrid uranu (U(BH 4 ) 4 )
Bromid uranatý (UBr 3 )
Bromid uranu (IV) (UBr 4 )
Bromid uranu(V) (UBr 5 )
Hydrid uranu(III) (UH 3 )
Hydroxid uranu (III) (U(OH) 3 )
Hydroxid uranylu (UO 2 (OH) 2 )
Diborid uranu (UB 2 )
Disilicid uranu (USi 2 )
Disulfid uranu (US 2 )
Kyselina diuronová (H 2 U 2 O 7 )
Jodid uranu (III) (UI 3 )
Jodid uranu (IV) (UI 4 )
Jodid uranu (V) (UI 5 )
Uranyl amoniumkarbonát (UO 2 CO 3 2 (NH 4 ) 2 CO 3 )
Uranylkarbonát (UO 2 CO 3 )
oxid uraničitý (UO)
Monosulfid uranu (USA)
Monofosfid uranu (UP)
Diuranát sodný (Na 2 U 2 O 7 )
Uranát sodný (Na 2 UO 4 )
Dusičnan uranylu (UO 2 ( NO 3 ) 2
nitrid uranu (U 2 N 3 )
Tetrauranium nonoxid (U 4 O 9 )
Oxid uranu (IV) (UO 2 )
Oxid uranu(VI)-diuranu(V) (U 3 O 8 )
Peroxid uranu (UO 4 )
Síran uranu(IV) (U(SO 4 ) 2 )
Uranylsulfát (UO 2 SO 4 )
Pentauran tridekaoxid (U 5 O 13 )
Oxid uraničitý (UO 3 )
Kyselina uranová (H 2 UO 4 )
Formiát uranylu (UO 2 (CHO 2 ) 2 )
Fosforečnan uranu(III) (U 2 (PO 4 ) 3 )
Fluorid uranu (III) (UF 3 )
Fluorid uranu (IV) (UF 4 )
Fluorid uranu (V) (UF 5 )
Fluorid uranu (VI) (UF 6 )
Fluorid uranylu (UO 2 F 2 )
Chlorid uranatý (UCl 3 )
Chlorid uranu (IV) (UCl 4 )
Chlorid uranu(V) (UCl 5 )
Chlorid uranu (VI) (UCl 6 )
Uranylchlorid (UO 2 Cl 2 )

Viz také: Uranové minerály

Periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva

osm

já

Čs

alkalických kovů	kovy alkalických zemin	Lanthanoidy	aktinidy	přechodné kovy
lehké kovy	Polokovy	nekovy	Halogeny	vzácné plyny

Řady elektrochemické aktivity kovů
Eu , Sm , Li , Cs , Rb , K , Ra , Ba , Sr , Ca , Na , Ac , La , Ce , Pr , Nd , Pm , Gd , Tb , Mg , Y , Dy , Am , Ho , Er , Tm , Lu , Sc , Pu , Th , Np , U , Hf , Be , Al , Ti , Zr , Yb , Mn , V , Nb , Pa , Cr , Zn , Ga , Fe , Cd , In , Ti , Co , Ni , Te , Mo , Sn , Pb , H 2 , W , Sb , Bi , Ge , Re , Cu , Tc , Te , Rh , Po , Hg , Ag , Pd , Os , Ir , Pt , Au

Jaderné technologie

Inženýrství

materiálů

Jaderné palivo
- Utraceno
- Suroviny
Cyklus jaderného paliva
Thorium
Uran
- Obohacování uranu
- ochuzený uran
Plutonium
Deuterium
tritium
Helium-3
Lithium-6

Jaderná
energie

Hlavní témata	Nukleární reaktor Jaderná elektrárna radioaktivní odpad Řízená termonukleární fúze jaderná elektrárna jaderný raketový motor Radioizotopový termoelektrický generátor
Generace reaktorů	jeden 2 3 3++ čtyři
Typy reaktorů	Podle těla Tankový jaderný reaktor Kanálový jaderný reaktor Homogenní Nařízením Voda - Superkritické vodou chlazené Voda-voda Vařící v solných roztocích Těžká voda - Těžká voda Grafit - Grafit-plyn Magnox s granulovaným palivem ultra vysoká teplota Grafitová voda (tlaková voda/vaření) na roztavené soli Samoregulace účinné látky Rychlý neutronový reaktor s chladicí kapalinou z tekutého kovu s olovem Na běžící vlně chlazené plynem SSTAR Integrální inerciální syntéza

nukleární medicína

lékařské zobrazování	Pozitronová emisní tomografie Jednofotonová emisní počítačová tomografie (SPECT) gama kamera
Terapie	Radiobiologie nádorů Tomoterapie Protonová terapie Brachyterapie Neutronová záchytná terapie

Jaderná zbraň

Provozní principy	Jaderný výbuch Škodlivé faktory jaderného výbuchu Design termonukleární zbraně
Příběh	Vytvoření jaderných zbraní USA SSSR Německo Velká Británie Francie Čína Izrael Indie Pákistán Severní Korea Argentina Brazílie Irák Írán Španělsko Itálie Švédsko Jižní Afrika Jižní Korea Japonsko jaderný závod jaderný klub
Jaderné zbraně a společnost	Nukleární válka jaderný test Seznam Lodní doprava Šíření Mírové jaderné výbuchy SSSR

Jaderné reaktory
Seznam jaderných elektráren na světě
Jaderné reaktory v Rusku
Radiační havárie

Energie

struktura podle produktů a odvětví

Energetika :
elektřina

Tradiční

Tepelné elektrárny	Kondenzační elektrárna (CPP) Tepelná elektrárna (CHP)
vodní síla	Vodní elektrárna (HPP) Vodní elektrárna (PSPP)
Atomový	Jaderná elektrárna (JE) Plovoucí jaderná elektrárna (FNPP)

Alternativní

Geotermální	Geotermální elektrárny (GeoTPP)
vodní síla	Malé vodní elektrárny (MVE) Přílivové elektrárny (TPP) vlnové elektrárny Osmotické elektrárny
Síla větru	Větrné elektrárny (WPP)
Slunný	Solární elektrárny (SPP)
Vodík	Vodíkové elektrárny Instalace palivových článků
Bioenergie	Bioelektrárny (BioTES)
Malajsko	Dieselové elektrárny Plynové pístové elektrárny Malé plynové turbíny Benzínové elektrárny

Elektrická síť

Zásobování teplem :
tepelná energie

centralizované

Kogenerační jednotky (KVET)
Kotelny
Jaderné elektrárny (JE)
Jaderné elektrárny pro zásobování teplem (JE)
Geotermální elektrárny (GeoTPP)
Bioelektrárny (BioTES)

decentralizované

Topná síť

Palivový
průmysl :
palivo

Fosilní	Hnědé uhlí Uhlí Antracit roponosná břidlice Rašelina
zeleniny	Palivové dříví dřevěný odpad Biomasa
umělý	Dřevěné uhlí Pelety Koks ( uhlí , rašelina , polokoks ) uhelné brikety Uhelný odpad

Nukleární

Uran
Palivo MOX
Snup-palivo

Slibná
energie :

Energie	Termonukleární energie vesmírná energie
Pohonné hmoty	Plutonium Thorium Deuterium tritium Helium-3 Bor-11

Portál: Energie