Hvorfor er uran og dets forbindelser farlige? Utvinning av uranmalm Hvordan uran ser ut.

På jakt etter en billigere energikilde som ikke ville skade miljøet, verden vitenskapelige samfunn viet oppmerksomhet til kjernekraftsektoren. I dag er antallet atomreaktorer som bygges for å generere energi på hundrevis. Uranmalm brukes som råstoff for å generere kjernekraft. Den inneholder stoffer som tilhører aktinidfamilien. Ifølge noen estimater inneholder bakken 1000 ganger mer uranmalm enn gull. Det behandles for å skaffe brensel til kjernekraftverk.

Kjennetegn på uranmalm

Uranmalm i sin frie form er et gråhvitt metall, som kan ha en ganske stor mengde forskjellige urenheter. Det er verdt å tenke på at det rensede uranet i seg selv regnes som et kjemisk aktivt stoff. Med tanke på det fysiske, mekaniske og Kjemiske egenskaper uran, merker vi følgende punkter:

Kokepunktet for dette kjemisk element er 4200 grader Celsius, noe som kompliserer prosessen med behandlingen betydelig.
I luft oksiderer uran, kan løses opp i syrer og reagere på eksponering for vann. Dette kjemiske elementet samhandler imidlertid ikke med alkalier, som kan kalles dens funksjon.
Med en viss eksponering blir stoffet en kilde til ganske stor kvantitet energi. I dette tilfellet genereres det en relativt liten mengde avfall, som i dag byr på ganske mange problemer.

Det er verdt å vurdere at mange anser uran for å være et sjeldent kjemisk element, siden konsentrasjonen er jordskorpen er 0,002 %. Med en så relativt lav konsentrasjon av dette kjemiske elementet er det ennå ikke funnet noe alternativt stoff. Selvfølgelig er det foreløpig nok reserver til å kontinuerlig utvinne uran og drive kjernekraftverk eller motorer.

Uranforekomster

Det er ikke vanskelig å gjette at med så relativt små reserver av det aktuelle stoffet i jordens tarmer og den konstante økningen i behovet for materialet, øker kostnadene. Nylig har et ganske stort antall uranforekomster blitt oppdaget; Australia anses å være ledende i sin produksjon. Studier tyder på at mer enn 30 % av alle reserver er konsentrert i dette landet. De største innskuddene regnes som:

Beverly;
Olympic Dam;
Ranger.

Et interessant poeng er at Kasakhstan anses å være Australias viktigste konkurrent innen uranmalmgruvedrift. Mer enn 12 % av verdens reserver er konsentrert i dette landet. Til tross for nok stort område, Russland har bare 5% av verdens reserver.

Ifølge noen opplysninger utgjør Russlands reserver 400 tusen tonn uran. Ved utgangen av 2017 ble 16 felt oppdaget og utbygd. Interessant nok er 15 av dem konsentrert i Transbaikalia. Det meste av uranmalmen er konsentrert i Streltsovsky-malmfeltet.
Som tidligere nevnt, brukes uranmalm som brensel, noe som bestemmer den pågående letingen etter forekomstene. I dag brukes uran ofte som drivstoff til rakettmotorer. I produksjon atomvåpen dette elementet brukes til å øke kraften. Noen produsenter bruker det til å produsere pigmenter som brukes i maling.
Utvinning av uranmalm
Utvinning av uranmalm er etablert i mange land. Det er verdt å tenke på at i dag kan tre teknologier brukes til malmgruvedrift:
Når uran er nær jordoverflaten, brukes oppdagelsesteknologi. Det er ganske enkelt og krever ikke store utgifter. Gravemaskiner og annet lignende spesialutstyr brukes til å løfte råvarer. Etter å ha blitt plukket opp og lastet på dumper, leveres den til prosessanlegg. Merk at denne teknologien har et ganske stort antall ulemper, men på grunn av den enkle produksjonen har den blitt utbredt. Under utviklingen av forekomster oppnås steinbrudd hvis areal kan nå flere kvadratkilometer. Det er verdt å vurdere at denne metoden for malmgruvedrift forårsaker uopprettelig skade på miljøet. Et ganske stort antall store gruveselskaper driver med overflateutvinning av uran.
Når malmen ligger dypt nede i jorden skapes det miner. Teknologien er ganske kompleks å implementere og involverer også mekanisk utvinning av materiale. Det er et ganske stort antall gruver der uran og andre malmer utvinnes. Denne metoden for steinutvinning er forbundet med ganske høy risiko, siden gasslommer eller undersjøiske elver kan ligge dypt i jorden. Sammenbruddet av hvelvene kan føre til at gruven går i møll, dreper arbeidere og skader dyrt utstyr. Men hvis den aktuelle bergarten er dypt begravd, er det nesten umulig å utvinne den på annen måte.
Den tredje metoden er å danne brønner som det pumpes inn i svovelsyre. I nærheten av den tidligere borede brønnen opprettes en andre, som er ment å heve den allerede oppnådde løsningen. Etter at sorpsjonsprosessen er fullført, installeres utstyr som kan løfte harpikslignende stoffer til overflaten. Etter at den resulterende harpiksen er hevet til overflaten, behandles den og uran separeres.

In-situ utlekking
Nylig har den tredje metoden for uranutvinning blitt stadig mer brukt. Dette skyldes det faktum at det lar deg oppnå en høy konsentrasjon av det nødvendige stoffet med et minimumsinnhold av forurensende kjemiske elementer. Slik teknologi krever imidlertid presis geologisk forskning, siden brønnboring må utføres over den aktuelle forekomsten. kjemisk stoff. Ellers, ved tilsetning av syre, vil sorpsjonsprosessen ved lav konsentrasjon av uran ta ganske lang tid.
I Russland utføres i de fleste tilfeller uranutvinning ved mekanisk utvinning. I tillegg utføres utvinning av råvarer for produksjon av kjernebrensel i Kina og Ukraina.

Hvor kom uran fra? Mest sannsynlig dukker det opp under supernovaeksplosjoner. Faktum er at for nukleosyntesen av elementer som er tyngre enn jern, må det være en kraftig strøm av nøytroner, som skjer nettopp under en supernovaeksplosjon. Det ser ut til at da, under kondensering fra skyen av nye stjernesystemer dannet av den, skulle uran, etter å ha samlet seg i en protoplanetær sky og være veldig tung, synke ned i dypet av planetene. Men det er ikke sant. Uran er et radioaktivt grunnstoff og når det nedbrytes avgir det varme. Beregninger viser at dersom uran var jevnt fordelt over hele planetens tykkelse, i det minste med samme konsentrasjon som på overflaten, ville det avgi for mye varme. Dessuten bør flyten svekkes etter hvert som uran forbrukes. Siden ingenting lignende er observert, tror geologer at minst en tredjedel av uran, og kanskje alt, er konsentrert i jordskorpen, der innholdet er 2,5∙10 –4 %. Hvorfor dette skjedde diskuteres ikke.

Hvor utvinnes uran? Det er ikke så lite uran på jorden – det er på 38. plass når det gjelder overflod. Og det meste av dette elementet finnes i sedimentære bergarter - karbonholdige skifer og fosforitter: opp til henholdsvis 8∙10 –3 og 2,5∙10 –2 %. Totalt inneholder jordskorpen 10 14 tonn uran, men hovedproblemet er at det er svært spredt og ikke danner kraftige forekomster. Omtrent 15 uranmineraler er av industriell betydning. Dette er uran tjære - dens grunnlag er firverdig uranoksid, uran glimmer - ulike silikater, fosfater og mer komplekse forbindelser med vanadium eller titan basert på seksverdig uran.

Hva er Becquerels stråler? Etter oppdagelsen av røntgenstråler av Wolfgang Roentgen, ble den franske fysikeren Antoine-Henri Becquerel interessert i gløden av uransalter, som oppstår under påvirkning av sollys. Han ville forstå om det var røntgenbilder også her. De var faktisk til stede - saltet opplyste den fotografiske platen gjennom det svarte papiret. I et av forsøkene ble saltet imidlertid ikke opplyst, men den fotografiske platen ble fortsatt mørkere. Når en metallgjenstand ble plassert mellom saltet og den fotografiske platen, var mørkningen under mindre. Derfor oppsto ikke nye stråler på grunn av eksitasjonen av uran av lys og passerte ikke delvis gjennom metallet. De ble opprinnelig kalt "Becquerels stråler." Det ble senere oppdaget at dette hovedsakelig er alfastråler med et lite tillegg av beta-stråler: faktum er at hovedisotopene av uran sender ut en alfapartikkel under forfall, og datterproduktene opplever også beta-forfall.

Hvor radioaktivt er uran? Uran har ingen stabile isotoper; de er alle radioaktive. Den lengstlevende er uran-238 med en halveringstid på 4,4 milliarder år. Deretter kommer uran-235 - 0,7 milliarder år. De gjennomgår begge alfa-forfall og blir de tilsvarende isotoper av thorium. Uran-238 utgjør mer enn 99 % av alt naturlig uran. På grunn av sin enorme halveringstid er radioaktiviteten til dette elementet lav, og i tillegg er alfa-partikler ikke i stand til å trenge inn i stratum corneum på overflaten av menneskekroppen. De sier at etter å ha jobbet med uran, tørket I.V. Kurchatov ganske enkelt av hendene med et lommetørkle og led ikke av noen sykdommer forbundet med radioaktivitet.

Forskere har gjentatte ganger vendt seg til statistikken over sykdommer hos arbeidere i urangruver og prosessanlegg. Her er for eksempel en fersk artikkel av kanadiske og amerikanske spesialister som analyserte helsedata for mer enn 17 tusen arbeidere ved Eldorado-gruven i den kanadiske provinsen Saskatchewan for årene 1950–1999 ( Miljøforskning, 2014, 130, 43–50, DOI:10.1016/j.envres.2014.01.002). De gikk ut fra det faktum at stråling har den sterkeste effekten på raskt formerende blodceller, noe som fører til tilsvarende typer kreft. Statistikk har vist at gruvearbeidere har en forekomst av forskjellige typer Det er færre blodkrefttilfeller enn gjennomsnittet for kanadiere. I dette tilfellet anses ikke hovedkilden til stråling å være uran i seg selv, men det gassformige radonet det genererer og dets nedbrytningsprodukter, som kan komme inn i kroppen gjennom lungene.

Hvorfor er uran skadelig?? Det, som andre tungmetaller, er svært giftig og kan forårsake nyre- og leversvikt. På den annen side er uran, som er et spredt grunnstoff, uunngåelig tilstede i vann, jord og, konsentrert i næringskjeden, kommer det inn i menneskekroppen. Det er rimelig å anta at i evolusjonsprosessen har levende vesener lært å nøytralisere uran i naturlige konsentrasjoner. Uran er det farligste i vann, så WHO satte en grense: opprinnelig var den 15 µg/l, men i 2011 ble standarden økt til 30 µg/g. Som regel er det mye mindre uran i vann: i USA i gjennomsnitt 6,7 µg/l, i Kina og Frankrike - 2,2 µg/l. Men det er også sterke avvik. Så i noen områder av California er det hundre ganger mer enn standarden - 2,5 mg/l, og i Sør-Finland når det 7,8 mg/l. Forskere prøver å forstå om WHO-standarden er for streng ved å studere effekten av uran på dyr. Her er en typisk jobb ( BioMed Research International, 2014, ID 181989; DOI:10.1155/2014/181989). Franske forskere matet rotter med vann i ni måneder med tilsetningsstoffer av utarmet uran, og i relativt høye konsentrasjoner - fra 0,2 til 120 mg/l. Den nedre verdien er vann i nærheten av gruven, mens den øvre verdien ikke finnes noe sted – maksimal konsentrasjon av uran, målt i Finland, er 20 mg/l. Til forfatternes overraskelse - artikkelen heter: "Det uventede fraværet av en merkbar effekt av uran på fysiologiske systemer ..." - uran hadde praktisk talt ingen effekt på helsen til rotter. Dyrene spiste godt, gikk opp i vekt, klaget ikke over sykdom og døde ikke av kreft. Uran, som seg hør og bør, ble først og fremst avsatt i nyrer og bein og i hundre ganger mindre mengder i leveren, og akkumuleringen var forventet avhengig av innholdet i vannet. Dette førte imidlertid ikke til nyresvikt eller til og med det merkbare utseendet til noen molekylære markører for betennelse. Forfatterne foreslo at en gjennomgang av WHOs strenge retningslinjer burde begynne. Det er imidlertid ett forbehold: effekten på hjernen. Det var mindre uran i rottenes hjerne enn i leveren, men innholdet var ikke avhengig av mengden i vannet. Men uran påvirket funksjonen til hjernens antioksidantsystem: aktiviteten til katalase økte med 20 %, glutationperoksidase med 68–90 %, og aktiviteten til superoksiddismutase reduserte med 50 %, uavhengig av dose. Dette betyr at uranet klart forårsaket oksidativt stress i hjernen og kroppen reagerte på det. Denne effekten - den sterke effekten av uran på hjernen i fravær av akkumulering i den, forresten, så vel som i kjønnsorganene - ble lagt merke til før. Dessuten vann med uran i en konsentrasjon på 75–150 mg/l, som forskere fra University of Nebraska matet rotter i seks måneder ( Nevrotoksikologi og teratologi, 2005, 27, 1, 135–144; DOI:10.1016/j.ntt.2004.09.001), påvirket oppførselen til dyr, hovedsakelig hanner, som ble sluppet ut i feltet: de krysset linjer, reiste seg på bakbena og pusset pelsen annerledes enn kontrollene. Det er bevis på at uran også fører til hukommelsessvekkelse hos dyr. Atferdsendringer var korrelert med nivåer av lipidoksidasjon i hjernen. Det viser seg at uranvannet gjorde rottene friske, men ganske dumme. Disse dataene vil være nyttige for oss i analysen av det såkalte Gulf War Syndrome.

Forurenser uran skifergassutviklingssteder? Det avhenger av hvor mye uran som er i de gassholdige bergartene og hvordan det er knyttet til dem. For eksempel studerte førsteamanuensis Tracy Bank ved universitetet i Buffalo Marcellus Shale, som strekker seg fra vestlige New York gjennom Pennsylvania og Ohio til West Virginia. Det viste seg at uran er kjemisk relatert nettopp til kilden til hydrokarboner (husk at relaterte karbonholdige skifer har det høyeste uraninnholdet). Eksperimenter har vist at løsningen som brukes under frakturering, løser uran perfekt. «Når uranet i dette vannet når overflaten, kan det føre til forurensning av området rundt. Dette utgjør ingen strålingsrisiko, men uran er et giftig element,» bemerker Tracy Bank i en universitetspressemelding datert 25. oktober 2010. Det er ennå ikke utarbeidet detaljerte artikler om risikoen for miljøforurensning med uran eller thorium under skifergassproduksjon.

Hvorfor trengs uran? Tidligere ble det brukt som pigment for å lage keramikk og farget glass. Nå er uran grunnlaget for kjernekraft og atomvåpen. I dette tilfellet brukes dens unike egenskap - kjernens evne til å dele seg.

Hva er kjernefysisk fisjon? Forfall av en kjerne til to ulikt store biter. Det er på grunn av denne egenskapen at under nukleosyntese på grunn av nøytronbestråling, dannes kjerner tyngre enn uran med store vanskeligheter. Essensen av fenomenet er som følger. Hvis forholdet mellom antall nøytroner og protoner i kjernen ikke er optimalt, blir det ustabilt. Vanligvis avgir en slik kjerne enten en alfapartikkel - to protoner og to nøytroner, eller en beta-partikkel - et positron, som er ledsaget av transformasjonen av en av nøytronene til et proton. I det første tilfellet oppnås et element i det periodiske systemet, fordelt med to celler tilbake, i det andre - en celle fremover. Men i tillegg til å sende ut alfa- og beta-partikler, er urankjernen i stand til å fisjon - råtne ned i kjernene til to grunnstoffer i midten av det periodiske systemet, for eksempel barium og krypton, noe den gjør, etter å ha fått et nytt nøytron. Dette fenomenet ble oppdaget kort tid etter oppdagelsen av radioaktivitet, da fysikere utsatte den nyoppdagede strålingen for alt de kunne. Her er hvordan Otto Frisch, en deltaker i arrangementene, skriver om dette ("Advances in Physical Sciences," 1968, 96, 4). Etter oppdagelsen av berylliumstråler - nøytroner - bestrålte Enrico Fermi uran med dem, spesielt for å forårsake beta-forfall - håpet han å bruke det til å få det neste, 93. grunnstoffet, nå kalt neptunium. Det var han som oppdaget i bestrålt uran ny type radioaktivitet, som var assosiert med utseendet til transuranelementer. Samtidig økte nedbremsingen av nøytronene, som berylliumkilden var dekket med et lag parafin for, denne induserte radioaktiviteten. Den amerikanske radiokjemikeren Aristide von Grosse antydet at et av disse elementene var protactinium, men han tok feil. Men Otto Hahn, som da jobbet ved universitetet i Wien og anså protactinium oppdaget i 1917 for å være hans hjernebarn, bestemte seg for at han var forpliktet til å finne ut hvilke grunnstoffer som ble oppnådd. Sammen med Lise Meitner, i begynnelsen av 1938, foreslo Hahn, basert på eksperimentelle resultater, at hele kjeder av radioaktive elementer dannes på grunn av flere beta-forfall av nøytronabsorberende kjerner av uran-238 og dets datterelementer. Snart ble Lise Meitner tvunget til å flykte til Sverige, i frykt for mulige represalier fra nazistene etter Anschluss i Østerrike. Hahn, etter å ha fortsatt sine eksperimenter med Fritz Strassmann, oppdaget at blant produktene var det også barium, element nummer 56, som på ingen måte kunne oppnås fra uran: alle kjeder av alfa-henfall av uran ender med mye tyngre bly. Forskerne ble så overrasket over resultatet at de ikke publiserte det, de skrev kun brev til venner, spesielt til Lise Meitner i Gøteborg. Der, julen 1938, besøkte nevøen hennes, Otto Frisch, henne, og mens de gikk i nærheten av vinterbyen - han på ski, tanten til fots - diskuterte de muligheten for at barium skulle dukke opp under bestråling av uran som et resultat av kjernefysisk fisjon (for mer informasjon om Lise Meitner, se «Kjemi og liv», 2013, nr. 4). Da han kom tilbake til København, fanget Frisch bokstavelig talt Niels Bohr på landgangen til et skip som dro til USA og fortalte ham om ideen om fisjon. Bohr, da han slo seg selv i pannen, sa: «Å, for så dumme vi var! Vi burde ha lagt merke til dette tidligere." I januar 1939 publiserte Frisch og Meitner en artikkel om fisjon av urankjerner under påvirkning av nøytroner. På det tidspunktet hadde Otto Frisch allerede utført et kontrolleksperiment, samt mange amerikanske grupper som mottok beskjeden fra Bohr. De sier at fysikere begynte å spre seg til laboratoriene deres rett under hans rapport 26. januar 1939 i Washington på den årlige konferansen om teoretisk fysikk, da de skjønte essensen av ideen. Etter oppdagelsen av fisjon reviderte Hahn og Strassmann sine eksperimenter og fant, akkurat som sine kolleger, at radioaktiviteten til bestrålt uran ikke er assosiert med transuraner, men med nedbrytningen av radioaktive grunnstoffer dannet under fisjon fra midten av det periodiske systemet.

Hvordan det går kjedereaksjon i uran? Kort tid etter at muligheten for fisjon av uran- og thoriumkjerner ble eksperimentelt bevist (og det er ingen andre spaltbare grunnstoffer på jorden i noen betydelig mengde), Niels Bohr og John Wheeler, som jobbet ved Princeton, samt, uavhengig av dem, Den sovjetiske teoretiske fysikeren Ya. I. Frenkel og tyskerne Siegfried Flügge og Gottfried von Droste skapte teorien om kjernefysisk fisjon. To mekanismer fulgte av det. Den ene er assosiert med terskelabsorpsjon av raske nøytroner. Ifølge den, for å starte fisjon, må et nøytron ha en ganske høy energi, mer enn 1 MeV for kjernene til hovedisotopene - uran-238 og thorium-232. Ved lavere energier har nøytronabsorpsjon av uran-238 en resonant karakter. Dermed har et nøytron med en energi på 25 eV et fangstverrsnittsareal som er tusenvis av ganger større enn med andre energier. I dette tilfellet vil det ikke være noen fisjon: uran-238 vil bli uran-239, som med en halveringstid på 23,54 minutter vil bli til neptunium-239, som med en halveringstid på 2,33 dager vil bli langvarig plutonium-239. Thorium-232 vil bli uran-233.

Den andre mekanismen er ikke-terskelabsorpsjon av et nøytron, den blir fulgt av den tredje mer eller mindre vanlige spaltbare isotopen - uran-235 (samt plutonium-239 og uran-233, som ikke finnes i naturen): av absorberer ethvert nøytron, til og med sakte, såkalt termisk, med energi som for molekyler som deltar i termisk bevegelse - 0,025 eV, vil en slik kjerne splittes. Og dette er veldig bra: termiske nøytroner har et fangstverrsnittsareal fire ganger høyere enn raske, megaelektronvoltnøytroner. Dette er betydningen av uran-235 for hele den påfølgende historien til atomenergi: det er det som sikrer multiplikasjon av nøytroner i naturlig uran. Etter å ha blitt truffet av et nøytron, blir uran-235-kjernen ustabil og splittes raskt i to ulike deler. Underveis sendes det ut flere (i snitt 2,75) nye nøytroner. Hvis de treffer kjernene til samme uran, vil de få nøytroner til å formere seg eksponentielt - det vil oppstå en kjedereaksjon, som vil føre til en eksplosjon på grunn av den raske frigjøringen av en enorm mengde varme. Verken uran-238 eller thorium-232 kan fungere slik: under fisjon blir det tross alt sendt ut nøytroner med en gjennomsnittlig energi på 1–3 MeV, det vil si at hvis det er en energiterskel på 1 MeV, vil en betydelig del av nøytroner vil absolutt ikke kunne forårsake en reaksjon, og det vil ikke være noen reproduksjon. Dette betyr at disse isotopene bør glemmes og nøytronene må bremses ned til termisk energi slik at de samhandler så effektivt som mulig med kjernene til uran-235. Samtidig kan deres resonansabsorpsjon av uran-238 ikke tillates: tross alt, i naturlig uran er denne isotopen litt mindre enn 99,3%, og nøytroner kolliderer oftere med den, og ikke med målet uran-235. Og ved å fungere som moderator, er det mulig å opprettholde multiplikasjonen av nøytroner på et konstant nivå og forhindre en eksplosjon - kontroller kjedereaksjonen.

En beregning utført av Ya. B. Zeldovich og Yu. B. Khariton i samme skjebnesvangre år 1939 viste at for dette er det nødvendig å bruke en nøytronmoderator i form av tungtvann eller grafitt og berike naturlig uran med uran- 235 minst 1,83 ganger. Da virket denne ideen for dem ren fantasi: "Det bør bemerkes at omtrent det dobbelte av anrikningen av de ganske betydelige mengdene uran som er nødvendige for å utføre en kjedeeksplosjon,<...>er en ekstremt tung oppgave, nærmest praktisk umulig.» Nå er dette problemet løst, og atomindustrien masseproduserer uran anriket med uran-235 til 3,5 % til kraftverk.

Hva er spontan kjernefysisk fisjon? I 1940 oppdaget G. N. Flerov og K. A. Petrzhak at fisjon av uran kan skje spontant, uten noen ytre påvirkning, selv om halveringstiden er mye lengre enn ved vanlig alfa-forfall. Siden slik fisjon også produserer nøytroner, hvis de ikke får slippe ut av reaksjonssonen, vil de tjene som initiatorer av kjedereaksjonen. Det er dette fenomenet som brukes til å lage atomreaktorer.

Hvorfor trengs kjernekraft? Zeldovich og Khariton var blant de første som beregnet den økonomiske effekten av kjernekraft (Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1940, 23, 4). «...For øyeblikket er det fortsatt umulig å trekke endelige konklusjoner om muligheten eller umuligheten av å gjennomføre en kjernefysisk fisjonsreaksjon med uendelig forgrenede kjeder i uran. Hvis en slik reaksjon er mulig, justeres reaksjonshastigheten automatisk for å sikre jevn fremgang, til tross for den enorme mengden energi som eksperimentatoren har til rådighet. Denne omstendigheten er ekstremt gunstig for energibruken til reaksjonen. La oss derfor presentere – selv om dette er en inndeling av huden til en udød bjørn – noen tall som karakteriserer mulighetene for energibruk av uran. Hvis fisjonsprosessen fortsetter med raske nøytroner, fanger reaksjonen derfor hovedisotopen av uran (U238), da<исходя из соотношения теплотворных способностей и цен на уголь и уран>kostnaden for en kalori fra hovedisotopen av uran viser seg å være omtrent 4000 ganger billigere enn fra kull (med mindre selvfølgelig prosessene med "forbrenning" og varmefjerning viser seg å være mye dyrere når det gjelder uran enn når det gjelder kull). Når det gjelder langsomme nøytroner, vil kostnaden for en "uran"-kalori (basert på tallene ovenfor) være, tatt i betraktning at overfloden av U235-isotopen er 0,007, allerede bare 30 ganger billigere enn en "kull"-kalori, alt annet likt."

Den første kontrollerte kjedereaksjonen ble utført i 1942 av Enrico Fermi ved University of Chicago, og reaktoren ble kontrollert manuelt – og presset grafittstaver inn og ut mens nøytronfluksen endret seg. Det første kraftverket ble bygget i Obninsk i 1954. I tillegg til å generere energi, arbeidet de første reaktorene også for å produsere plutonium av våpenkvalitet.

Hvordan fungerer et atomkraftverk? I dag opererer de fleste reaktorer på langsomme nøytroner. Anriket uran i form av et metall, en legering som aluminium eller et oksid er plassert i lange sylindre kalt brenselelementer. De er installert på en bestemt måte i reaktoren, og mellom dem settes moderatorstaver som styrer kjedereaksjonen. Over tid akkumuleres reaktorgifter i brenselelementet - uran fisjonsprodukter, som også er i stand til å absorbere nøytroner. Når konsentrasjonen av uran-235 faller under et kritisk nivå, tas grunnstoffet ut av drift. Imidlertid inneholder den mange fisjonsfragmenter med sterk radioaktivitet, som avtar med årene, noe som får grunnstoffene til å avgi en betydelig mengde varme i lang tid. De oppbevares i kjølebassenger, og deretter enten gravd ned eller forsøkt bearbeidet - for å utvinne uforbrent uran-235, produsert plutonium (det ble brukt til å lage atombomber) og andre isotoper som kan brukes. Den ubrukte delen sendes til gravplass.

I såkalte hurtigreaktorer, eller avlerreaktorer, er det installert reflektorer laget av uran-238 eller thorium-232 rundt elementene. De bremser ned og sender tilbake inn i reaksjonssonen nøytroner som er for raske. Nøytroner bremset ned til resonanshastigheter absorberer disse isotopene, og blir til henholdsvis plutonium-239 eller uran-233, som kan tjene som drivstoff for et kjernekraftverk. Siden raske nøytroner reagerer dårlig med uran-235, må konsentrasjonen økes betydelig, men dette lønner seg med en sterkere nøytronfluks. Til tross for at oppdrettsreaktorer regnes som fremtiden for kjernekraft, siden de produserer mer kjernebrensel enn de forbruker, har eksperimenter vist at de er vanskelige å administrere. Nå er det bare en slik reaktor igjen i verden - ved den fjerde kraftenheten til Beloyarsk NPP.

Hvordan kritiseres kjernekraft? Hvis vi ikke snakker om ulykker, er hovedpoenget i argumentene til motstandere av atomenergi i dag forslaget om å legge til kostnadene ved å beskytte miljøet etter avvikling av stasjonen og når du arbeider med drivstoff til beregningen av effektiviteten. I begge tilfeller oppstår utfordringene med pålitelig deponering av radioaktivt avfall, og dette er kostnader som bæres av staten. Det er en oppfatning at hvis du overfører dem til kostnadene for energi, vil dens økonomiske attraktivitet forsvinne.

Det er også motstand blant tilhengere av kjernekraft. Dens representanter peker på det unike med uran-235, som ikke har noen erstatning, fordi alternative isotoper som er spaltbare av termiske nøytroner - plutonium-239 og uran-233 - på grunn av deres halveringstider på tusenvis av år, ikke finnes i naturen. Og de oppnås nettopp som et resultat av fisjon av uran-235. Hvis det går tom, vil en fantastisk naturlig kilde til nøytroner for en kjernefysisk kjedereaksjon forsvinne. Som et resultat av slik sløsing vil menneskeheten i fremtiden miste muligheten til å involvere thorium-232, hvis reserver er flere ganger større enn uran, i energisyklusen.

Teoretisk sett kan partikkelakseleratorer brukes til å produsere en fluks av raske nøytroner med megaelektronvolt-energier. Men hvis vi for eksempel snakker om interplanetære flyvninger på en kjernefysisk motor, vil det være svært vanskelig å implementere et opplegg med en klumpete akselerator. Uttømmingen av uran-235 setter en stopper for slike prosjekter.

Hva er uran av våpenkvalitet? Dette er høyanriket uran-235. Dens kritiske masse - den tilsvarer størrelsen på et stoff der en kjedereaksjon oppstår spontant - er liten nok til å produsere ammunisjon. Slikt uran kan brukes til å lage en atombombe, og også som en sikring for en termonukleær bombe.

Hvilke katastrofer er forbundet med bruk av uran? Energien som er lagret i kjernene til spaltbare elementer er enorm. Hvis den kommer ut av kontroll på grunn av forglemmelse eller med vilje, kan denne energien forårsake mye trøbbel. De to verste atomkatastrofene skjedde 6. og 8. august 1945, da det amerikanske flyvåpenet falt atombomber på Hiroshima og Nagasaki, noe som resulterte i dødsfall og skader til hundretusenvis av sivile. Katastrofer i mindre skala er assosiert med ulykker ved kjernekraftverk og kjernekraftverk. Den første store ulykken skjedde i 1949 i USSR ved Mayak-anlegget nær Chelyabinsk, hvor plutonium ble produsert; Flytende radioaktivt avfall havnet i Techa-elven. I september 1957 skjedde en eksplosjon på den, og frigjorde en stor mengde radioaktivt materiale. Elleve dager senere brant den britiske plutoniumproduksjonsreaktoren ved Windscale ned, og skyen med eksplosjonsproduktene forsvant over Vest-Europa. I 1979 brant en reaktor ved Three Mail Island Nuclear Power Plant i Pennsylvania ned. Ulykker ved Tsjernobyl atomkraftverk(1986) og Fukushima kjernekraftverk (2011), da millioner av mennesker ble utsatt for stråling. De første forsøplet store områder, og slapp ut 8 tonn uranbrensel og råteprodukter som et resultat av eksplosjonen, som spredte seg over hele Europa. Den andre forurenser og fortsetter tre år etter ulykken å forurense vannområdet. Stillehavet i fiskeområder. Å eliminere konsekvensene av disse ulykkene var svært kostbart, og hvis disse kostnadene ble brutt ned i strømkostnadene, ville det øke betydelig.

En egen sak er konsekvensene for menneskers helse. I følge offisiell statistikk hadde mange mennesker som overlevde bombingen eller bodde i forurensede områder nytte av stråling - førstnevnte har høyere forventet levealder, sistnevnte har mindre kreft, og eksperter tilskriver en viss økning i dødeligheten sosialt stress. Antallet mennesker som døde nettopp av konsekvensene av ulykker eller som et resultat av deres likvidering utgjør hundrevis av mennesker. Motstandere av atomkraftverk påpeker at ulykkene har ført til flere millioner for tidlige dødsfall på det europeiske kontinentet, men de er rett og slett usynlige i statistisk sammenheng.

Å fjerne landområder fra menneskelig bruk i ulykkessoner fører til et interessant resultat: de blir en slags naturreservater hvor biologisk mangfold vokser. Riktignok lider noen dyr av strålingsrelaterte sykdommer. Spørsmålet om hvor raskt de vil tilpasse seg den økte bakgrunnen er fortsatt åpent. Det er også en oppfatning om at konsekvensen av kronisk bestråling er «utvelgelse for tullinger» (se «Kjemi og liv», 2010, nr. 5): selv på embryonalstadiet overlever mer primitive organismer. Spesielt i forhold til mennesker bør dette føre til en nedgang i mentale evner hos generasjonen født i forurensede områder kort tid etter ulykken.

Hva er utarmet uran? Dette er uran-238, som gjenstår etter separasjonen av uran-235 fra den. Avfallsvolumene fra produksjon av uran og brenselelementer av våpenkvalitet er store - i USA alene har det samlet seg 600 tusen tonn slikt uranheksafluorid (for problemer med det, se Chemistry and Life, 2008, nr. 5). . Innholdet av uran-235 i den er 0,2%. Dette avfallet må enten lagres til bedre tider, da det skal lages raske nøytronreaktorer og det vil være mulig å behandle uran-238 til plutonium, eller brukes på en eller annen måte.

De fant bruk for det. Uranus, som andre overgangselementer, brukes som en katalysator. For eksempel forfatterne av artikkelen i ACS Nano datert 30. juni 2014 skriver de at en katalysator laget av uran eller thorium med grafen for reduksjon av oksygen og hydrogenperoksid «har et enormt potensial for bruk i energisektoren». Fordi uran har en høy tetthet, fungerer det som ballast for skip og motvekter for fly. Dette metallet er også egnet for strålebeskyttelse i medisinsk utstyr med strålekilder.

Hvilke våpen kan lages av utarmet uran? Kuler og kjerner for pansergjennomtrengende prosjektiler. Beregningen her er som følger. Jo tyngre prosjektilet er, jo høyere er det kinetisk energi. Men jo større prosjektilet er, jo mindre konsentrert er det. Dette betyr at det trengs tungmetaller med høy tetthet. Kuler er laget av bly (Ural-jegere brukte en gang også innfødt platina, helt til de skjønte at det var et edelt metall), mens skallkjernene er laget av wolframlegering. Miljøvernere påpeker at bly forurenser jorda på steder for militære operasjoner eller jakt, og det ville være bedre å erstatte det med noe mindre skadelig, for eksempel wolfram. Men wolfram er ikke billig, og uran, tilsvarende i tetthet, er et skadelig avfall. Samtidig er tillatt forurensning av jord og vann med uran omtrent dobbelt så høy som for bly. Dette skjer fordi den svake radioaktiviteten til utarmet uran (og den er også 40 % mindre enn naturlig uran) blir neglisjert og en virkelig farlig kjemisk faktor tas i betraktning: uran, som vi husker, er giftig. Samtidig er dens tetthet 1,7 ganger større enn bly, noe som betyr at størrelsen på urankuler kan halveres; uran er mye mer ildfast og hardt enn bly - det fordamper mindre ved avfyring, og når det treffer et mål produserer det færre mikropartikler. Generelt er en urankule mindre forurensende miljø enn bly er imidlertid slik bruk av uran ikke kjent med sikkerhet.

Men det er kjent at plater laget av utarmet uran brukes til å styrke rustningen til amerikanske stridsvogner (dette er lettet av dens høye tetthet og smeltepunkt), og også i stedet for wolframlegering i kjerner for pansergjennomtrengende prosjektiler. Uran-kjernen er også bra fordi uran er pyrofor: det er varmt fine partikler, dannet ved sammenstøt med rustningen, blusser opp og satte fyr på alt rundt. Begge applikasjonene anses som strålingssikre. Dermed viste beregningen at selv etter å ha sittet et år i en tank med uranpanser lastet med uranammunisjon, ville mannskapet bare få en fjerdedel av tillatt dose. Og for å få den årlige tillatte dosen, må du skru slik ammunisjon til overflaten av huden i 250 timer.

Skaller med urankjerner - for 30 mm flykanoner eller artilleri-underkalibre - har blitt brukt av amerikanerne i de siste krigene, som startet med Irak-kampanjen i 1991. Det året regnet de ned over irakiske panserenheter i Kuwait, og under deres retrett ble 300 tonn utarmet uran, hvorav 250 tonn, eller 780 tusen skudd, skutt mot flyvåpen. I Bosnia-Hercegovina, under bombingen av hæren til den ukjente Republika Srpska, ble det brukt 2,75 tonn uran, og under beskytningen av den jugoslaviske hæren i regionen Kosovo og Metohija - 8,5 tonn, eller 31 tusen runder. Siden WHO på det tidspunktet var bekymret for konsekvensene av bruk av uran, ble overvåking utført. Han viste at en salve besto av omtrent 300 runder, hvorav 80 % inneholdt utarmet uran. 10 % traff mål, og 82 % falt innenfor 100 meter fra dem. Resten spredte seg innen 1,85 km. Et granat som traff en tank brant opp og ble til en aerosol; uranskallet stakk gjennom lette mål som pansrede personellskip. Dermed kan på det meste halvannet tonn med skjell bli til uranstøv i Irak. Ifølge eksperter fra det amerikanske strategiske forskningssenteret RAND Corporation ble mer, fra 10 til 35 % av det brukte uranet, til aerosol. Den kroatiske anti-uran ammunisjonsaktivisten Asaf Durakovic, som har jobbet i en rekke organisasjoner fra Riyadhs King Faisal Hospital til Washington Uranium Medical Research Center, anslår at det i Sør-Irak alene i 1991 ble dannet 3-6 tonn submikron uran partikler, som var spredt over et stort område , det vil si uranforurensning der er sammenlignbar med Tsjernobyl.

De siste årene har temaet kjernekraft blitt stadig mer aktuelt. For å produsere kjernekraft er det vanlig å bruke et materiale som uran. Det er et kjemisk grunnstoff som tilhører aktinidfamilien.

Den kjemiske aktiviteten til dette elementet bestemmer det faktum at det ikke er inneholdt i fri form. For produksjonen brukes mineralformasjoner kalt uranmalm. De konsentrerer en slik mengde drivstoff som gjør at utvinningen av dette kjemiske elementet kan anses som økonomisk rasjonelt og lønnsomt. For øyeblikket, i innvollene på planeten vår, overstiger innholdet av dette metallet reservene av gull i 1000 ganger(cm. ). Generelt er forekomster av dette kjemiske elementet i jord, vannmiljø og berg estimert til mer enn 5 millioner tonn.

I fri tilstand er uran et gråhvitt metall, som er preget av 3 allotropiske modifikasjoner: rombisk krystallinske, tetragonale og kroppssentrerte kubiske gitter. Kokepunktet til dette kjemiske elementet er 4200 °C.

Uran er et kjemisk aktivt materiale. I luft oksiderer dette elementet sakte, oppløses lett i syrer, reagerer med vann, men interagerer ikke med alkalier.

Uranmalm i Russland er vanligvis klassifisert etter ulike kriterier. Oftest er de forskjellige når det gjelder utdanning. Ja, det er det endogene, eksogene og metamorfogene malmer. I det første tilfellet er de mineralformasjoner dannet under påvirkning av høye temperaturer, fuktighet og pegmatittsmelter. Eksogene uranmineralformasjoner forekommer under overflateforhold. De kan dannes direkte på jordoverflaten. Dette skjer på grunn av sirkulasjon av grunnvann og akkumulering av sedimenter. Metamorfogene mineralformasjoner oppstår som et resultat av omfordelingen av opprinnelig dispergert uran.

I henhold til nivået av uraninnhold kan disse naturlige formasjonene være:

superrik (over 0,3 %);
rik (fra 0,1 til 0,3%);
menige (fra 0,05 til 0,1 %);
dårlig (fra 0,03 til 0,05%);
utenfor balansen (fra 0,01 til 0,03 %).

Moderne bruk av uran

I dag brukes uran oftest som drivstoff til rakettmotorer og atomreaktorer. Gitt egenskapene til dette materialet, er det også ment å øke kraften til et atomvåpen. Dette kjemiske elementet har også funnet sin bruk i maleri. Det brukes aktivt som gule, grønne, brune og svarte pigmenter. Uran brukes også til å lage kjerner til pansergjennomtrengende prosjektiler.

Gruvedrift av uranmalm i Russland: hva trengs for dette?

Utvinningen av radioaktive malmer utføres ved hjelp av tre hovedteknologier. Hvis malmforekomster er konsentrert så nær jordoverflaten som mulig, er det vanlig å bruke åpen pit-teknologi for utvinning. Det innebærer bruk av bulldosere og gravemaskiner, som graver store hull og laster de resulterende mineralene inn i dumpere. Deretter sendes den til behandlingskomplekset.

Når denne mineralformasjonen ligger dypt, er det vanlig å bruke underjordisk gruveteknologi, som innebærer å lage en gruve på opptil 2 kilometer dyp. Den tredje teknologien skiller seg betydelig fra de forrige. Utvasking i bakken for å utvikle uranforekomster innebærer boring av brønner som svovelsyre pumpes inn i forekomstene. Deretter bores en annen brønn, som er nødvendig for å pumpe den resulterende løsningen til jordens overflate. Deretter går den gjennom en sorpsjonsprosess, som gjør at saltene av dette metallet kan samles på en spesiell harpiks. Den siste fasen av SPV-teknologien er syklisk behandling av harpiksen med svovelsyre. Takket være denne teknologien blir konsentrasjonen av dette metallet maksimal.

Uranmalmforekomster i Russland

Russland regnes som en av verdens ledende innen utvinning av uranmalm. I løpet av de siste tiårene har Russland konsekvent rangert blant de 7 ledende landene i denne indikatoren.

De største forekomstene av disse naturlige mineralformasjonene er:

De største urangruveforekomstene i verden - ledende land

Australia regnes som verdensledende innen uranutvinning. Mer enn 30% av alle verdens reserver er konsentrert i denne staten. De største australske forekomstene er Olympic Dam, Beverly, Ranger og Honemoon.

Australias hovedkonkurrent er Kasakhstan, som inneholder nesten 12 % av verdens drivstoffreserver. Canada og Sør-Afrika inneholder hver 11% av verdens uranreserver, Namibia - 8%, Brasil - 7%. Russland lukker topp syv med 5 prosent. Listen over ledere inkluderer også land som Namibia, Ukraina og Kina.

Verdens største uranforekomster er:

Felt	Et land	Start behandlingen
Olympic Dam	Australia	1988
Rossing	Namibia	1976
McArthur River	Canada	1999
Inkai	Kasakhstan	2007
Herredømme	Sør-Afrika	2007
Ranger	Australia	1980
Kharasan	Kasakhstan	2008

Reserver og produksjonsvolumer av uranmalm i Russland

De utforskede reservene av uran i vårt land er estimert til mer enn 400 tusen tonn. Samtidig er de anslåtte ressursene mer enn 830 tusen tonn. Fra 2017 er det 16 uranforekomster i Russland. Dessuten er 15 av dem konsentrert i Transbaikalia. Hovedforekomsten av uranmalm anses å være Streltsovskoe-malmfeltet. I de fleste innenlandske forekomster utføres produksjonen etter akselmetoden.

Uran ble oppdaget tilbake på 1700-tallet. I 1789 klarte den tyske forskeren Martin Klaproth å produsere metalllignende uran fra malm. Interessant nok er denne forskeren også oppdageren av titan og zirkonium.
Uranforbindelser brukes aktivt innen fotografering. Dette elementet brukes til å fargelegge positive og forbedre negative.
Hovedforskjellen mellom uran og andre kjemiske elementer er dens naturlige radioaktivitet. Uranatomer har en tendens til å endre seg uavhengig over tid. Samtidig sender de ut stråler som er usynlige for det menneskelige øyet. Disse strålene er delt inn i 3 typer - gamma-, beta- og alfastråling (se).

Da de radioaktive elementene i det periodiske systemet ble oppdaget, fant mennesket til slutt en bruk for dem. Dette skjedde med uran. Den ble brukt til både militære og fredelige formål. Uranmalm ble behandlet, det resulterende elementet ble brukt i maling- og lakk- og glassindustrien. Etter at radioaktiviteten ble oppdaget, begynte den å bli brukt i Hvor rent og miljøvennlig er dette drivstoffet? Dette diskuteres fortsatt.

Naturlig uran

Uran finnes ikke i naturen i sin rene form - det er en komponent av malm og mineraler. De viktigste uranmalmene er karnotitt og bekblende. Det ble også funnet betydelige forekomster av dette strategiske mineralet i sjeldne jord- og torvmineraler - ortitt, titanitt, zirkon, monazitt, xenotime. Uranforekomster kan finnes i bergarter med surt miljø og høye konsentrasjoner av silisium. Dens følgesvenner er kalsitt, galena, molybdenitt, etc.

Verdens innskudd og reserver

Til dags dato har mange forekomster blitt utforsket i et 20 kilometer langt lag av jordoverflaten. Alle inneholder et stort antall tonn uran. Denne mengden kan gi menneskeheten energi i mange hundre år fremover. De ledende landene der uranmalm finnes i de største volumene er Australia, Kasakhstan, Russland, Canada, Sør-Afrika, Ukraina, Usbekistan, USA, Brasil, Namibia.

Typer uran

Radioaktivitet bestemmer egenskapene til et kjemisk grunnstoff. Naturlig uran består av tre isotoper. To av dem er grunnleggerne av den radioaktive serien. Naturlige isotoper av uran brukes til å lage drivstoff for kjernefysiske reaksjoner og våpen. Uran-238 fungerer også som et råmateriale for produksjon av plutonium-239.

Uran isotoper U234 er datternuklider av U238. De er anerkjent som de mest aktive og gir sterk stråling. U235-isotopen er 21 ganger svakere, selv om den er vellykket brukt til de ovennevnte formålene - den har evnen til å støtte uten ekstra katalysatorer.

I tillegg til naturlige, finnes det også kunstige isotoper av uran. I dag er det 23 kjente av dem, den viktigste av dem er U233. Det utmerker seg ved sin evne til å bli aktivert under påvirkning av langsomme nøytroner, mens resten krever raske partikler.

Malmklassifisering

Selv om uran finnes nesten overalt - selv i levende organismer - kan lagene det finnes i variere i type. Ekstraksjonsmetodene avhenger også av dette. Uranmalm er klassifisert i henhold til følgende parametere:

Dannelsesforhold - endogene, eksogene og metamorfogene malmer.
Naturen til uranmineralisering er primære, oksiderte og blandede uranmalmer.
Aggregat og kornstørrelse av mineraler - grovkornet, middels kornet, finkornet, finkornet og dispergert malmfraksjon.
Nytten av urenheter - molybden, vanadium, etc.
Sammensetningen av urenheter er karbonat, silikat, sulfid, jernoksid, caustobiolitt.

Avhengig av hvordan uranmalmen er klassifisert, finnes det en metode for å utvinne det kjemiske elementet fra den. Silikat behandles med forskjellige syrer, karbonat - sodaløsninger, caustobiolitt anrikes ved forbrenning, og jernoksid smeltes i en masovn.

Hvordan utvinnes uranmalm?

Som i enhver gruvevirksomhet er det en viss teknologi og metoder for å utvinne uran fra stein. Alt avhenger også av hvilken isotop som ligger i litosfærelaget. Uranmalm utvinnes på tre måter. Det er økonomisk mulig å isolere et grunnstoff fra stein når innholdet er 0,05-0,5 %. Det er gruve-, steinbrudds- og utvaskingsmetoder for utvinning. Bruken av hver av dem avhenger av sammensetningen av isotopene og dybden av bergarten. Steinbruddsutvinning av uranmalm er mulig i grunne forekomster. Risikoen for strålingseksponering er minimal. Det er ingen problemer med utstyr - bulldosere, lastere og dumpere er mye brukt.

Gruvedrift er mer komplekst. Denne metoden brukes når elementet forekommer på en dybde på opptil 2 kilometer og er økonomisk lønnsomt. Bergarten må inneholde høy konsentrasjon av uran for at den skal være verdt å utvinne. Aditten gir maksimal sikkerhet, dette skyldes måten uranmalm utvinnes under jorden. Arbeiderne er utstyrt med spesielle klær og arbeidstiden er strengt begrenset. Gruvene er utstyrt med heiser og forbedret ventilasjon.

Utvasking – den tredje metoden – er den reneste fra et miljøsynspunkt og sikkerheten til ansatte i gruveselskapet. En spesiell kjemisk løsning pumpes gjennom et system av borede brønner. Det løses opp i formasjonen og er mettet med uranforbindelser. Løsningen pumpes deretter ut og sendes til prosessanlegg. Denne metoden er mer progressiv, den lar deg redusere økonomiske kostnader, selv om det er det hele linjen begrensninger.

Innskudd i Ukraina

Landet viste seg å være den heldige eieren av forekomster av grunnstoffet det er produsert fra. Ifølge prognoser inneholder uranmalm i Ukraina opptil 235 tonn råvarer. Foreløpig er kun forekomster som inneholder ca. 65 tonn bekreftet. En viss mengde er allerede utviklet. Noe av uranet ble brukt innenlands, og noe ble eksportert.

Hovedforekomsten anses å være Kirovograds uranmalmdistrikt. Uraninnholdet er lavt - fra 0,05 til 0,1% per tonn stein, så kostnadene for materialet er høye. Som et resultat blir de resulterende råvarene byttet ut i Russland for ferdige brenselsstaver for kraftverk.

Den andre store forekomsten er Novokonstantinovskoye. Uraninnholdet i fjellet gjorde det mulig å redusere kostnadene med nesten 2 ganger sammenlignet med Kirovograd. Siden 90-tallet har imidlertid ingen utbygging blitt utført, alle gruvene har blitt oversvømmet. På grunn av det forverrede politiske forholdet til Russland kan Ukraina stå uten drivstoff for

russisk uranmalm

For uranutvinning Den russiske føderasjonen ligger på femteplass blant andre land i verden. De mest kjente og mektigste er Khiagdinskoye, Kolichkanskoye, Istochnoye, Koretkondinskoye, Namarusskoye, Dobrynskoye (Republikken Buryatia), Argunskoye, Zherlovoye. I Chita-regionen utvinnes 93 % av alt utvunnet russisk uran (hovedsakelig ved bruk av steinbrudd og gruvemetoder).

Situasjonen er litt annerledes med forekomstene i Buryatia og Kurgan. Uranmalm i Russland i disse regionene er avsatt på en slik måte at det tillater utvinning av råvarer ved utlekking.

Totalt er det spådd forekomster av 830 tonn uran i Russland; det er rundt 615 tonn bekreftede reserver. Dette er også forekomster i Yakutia, Karelia og andre regioner. Siden uran er et strategisk globalt råstoff, kan tallene være unøyaktige, siden mye av dataene er klassifisert og bare en viss kategori mennesker har tilgang til dem.

URANMALMER (a. uranmalmer; n. Uranerze; f. minerais uraniferes, minerais d"uranium; i. minerales de urania, minerales uraniсos) - naturlige mineralformasjoner som inneholder uran i slike konsentrasjoner, mengder og forbindelser som dets industrielle produksjon er ved økonomisk gjennomførbart.

De viktigste malmmineralene: oksider - uraninitt, uran tjære, uran svart; silikater - kiste; titanater - branneritt; uranylsilikater - uranofan, betaurnotyl; uranylvanadat - karnotitt, tyuyamunitt; uranylfosfater - otenitt, torbernitt. I tillegg er uran i malm ofte en del av mineraler som inneholder P, Zr, Ti, Th og TR (fluorapatitt, leukoksen, monazitt, zirkon, ortitt, thorianitt, daviditt, etc.), eller er i sorbert tilstand i karbonholdig materiale.

Uranmalm skilles vanligvis ut: superrik (mer enn 0,3 % U), rik (0,1–0,3 %), ordinær (0,05–0,10 %), fattig (0,03–0,05 %) og utenfor balansen (0,01–0,03 %). ). Svært store inkluderer uranforekomster med reserver (tusen tonn) på mer enn 50, store - fra 10 til 50, middels - fra 1 til 10, små - 0,2-1,0 og veldig små - mindre enn 0,2 .

Uranmalm er varierte når det gjelder dannelsesforhold, forekomstens art, mineralsammensetning, tilstedeværelse av tilknyttede komponenter og utviklingsmetoder. Sedimentære uranmalmer (eksogene syngenetiske) inkluderer strata Paleogenforekomster av typen organogen fosfat (avsetninger av fiskebensavfall anriket i U og TR) og tidlige proterozoiske uranholdige konglomerater av kvartsstein i Elliot Lake-områdene i Canada (med Th, Zr, Ti), Witwatersrand i Sør-Afrika (med Au) og Jacobina i Brasil (med Au). Malmer er som regel vanlige og dårlige. Blant infiltrasjonsavsetningene (eksogen epigenetisk) er det jord-, reservoar- og sprekeinfiltrasjonsavsetninger. De ledende blant dem er kiste-cherniye-avsetninger av typen bed-infiltrasjon, der uranmalm forekommer i permeable bergarter i artesiske bassenger og kontrolleres av grensene til soner med oksidasjon av sengen. Malmforekomster har form av ruller (avlange halvmåneformede kropper) eller linser. Malmene er overveiende vanlige og fattige, noen ganger sammensatte med Se, Re, Mo, V, Sc (avsetninger fra de tørre områdene i CCCP, Wyoming, Niger).

Blant jordinfiltrasjonsforekomstene, av industriell interesse, er hovedsakelig uran-kullforekomster, hvor uran og medfølgende mineralisering er lokalisert i taket av lagene, i kontakt med oksidert sand, samt overflatenære forekomster av karnotittmalmer i "kalkrett ” og “hypcrete” (karbonat- og gipsjordformasjoner av elvepaleovaler) i Australia (Yilirri-forekomst) og Namibia. Denne gruppen ligger i tilknytning til stratiforme uran-bitumenavsetninger i terrigene bergarter og karbonatbergarter, hvor malmmaterialet er representert av bekblendeholdige keritter og antraxolitter (avsetninger fra Grante-beltet i USA, Banata i Romania). Disse malmobjektene, sammen med infiltrasjonsobjekter, blir noen ganger kombinert til forekomster av typen "sandstein" (vanlige og dårlige malmer). Deres mulige metamorfoserte analoger er forekomstene i malmdistriktet Franceville i Gabon, blant dem den unike Oklo-forekomsten. Hydrotermiske avsetninger (endogen epigenetisk middels lav temperatur) er hovedsakelig årer og vene-lagerverk, sjeldnere arklignende. De er delt inn i egentlig uran (inkludert urankarbonat-årer), molybden-uran (ofte med Pb, As, Zn og andre kalkofile), titan-uran, fosfor-uran (med Zr, Th). De viktigste malmmineralene: bekblende, kiste, branneritt (i uran-thoriummalmer), uranholdig fluorapatitt (i fosfor-uranmalmer). Sekundære uranylsilikater, uranylfosfater og uranylarsenater utvikles i oksidasjonssoner. Malmer er vanlige og rike. Denne gruppen inkluderer avsetninger i vulkantektoniske strukturer og kjellerbergarter i en rekke områder av CCCP, Ore Mountains, Massif Central, Beaverlodge og Great Bear Lake-områdene i Canada, USA (Marysvale), Australia (Mount Isa og Westmoreland-områdene) . I tilknytning til denne gruppen er metasomatiske forekomster av typen "unkonformitet", identifisert i Canada (Rabbit Lake, Key Lake, etc. malmdistrikter) og Nord-Australia (Alligator River-regionen). De kjennetegnes ved kontroll av mineralisering av overflater med stratigrafisk uoverensstemmelse, arklignende eller ark-årede morfologi og uvanlig høyt uraninnhold i malmene (0, n - n%). De viktigste malmmineralene: bekblende, uraninitt, kiste, branneritt. En unik stratiform forekomst av komplekse malmer er oppdaget i Australia Uranindustrien.

På 80-tallet Uranmalm med en gruvekostnad på mindre enn $80/kg uran var lønnsomt for gruvedrift. De totale reservene og ressursene av uran, inkludert potensial, i industrialiserte kapitalistiske land og utviklingsland er estimert til 14 millioner tonn (uten tilhørende uran). Hovedreservene av uranmalm (tusenvis av tonn) i disse landene er konsentrert i Australia (465), Canada (180), Sør-Afrika, Niger, Brasil, USA (133) og Namibia. Omtrent 31 % av de totale reservene er forekomster av typen «unkonformitet», 25 % er av typen «sandstein», 16 % er av uranholdige konglomerater, 14 % er av typen «porfyr» osv.

Den globale årlige produksjonen av urankonsentrater i disse landene i 1988 var 37,4 tusen tonn uran kl. gjennomsnittlig kostnad$30 per kg (tidlig 1989).