Коли були відкриті радіоактивні елементи таблиціМенделєєва, людина з часом придумав їм застосування. Так сталося і з ураном. Його використовували і для військових, і для мирних цілей. Уранова руда перероблялася, отриманий елемент застосовувався в лакофарбової і скляної промисловості. Після того як була виявлена його радіоактивність, його стали використовувати в атомній енергетиці. Наскільки чистим і екологічним є дане паливо? Про це сперечаються досі.
природний уран
У природі урану в чистому вигляді не існує - вінє компонентом руди і мінералів. Основна уранова руда - це карнотіт і настуран. Також значні поклади цього стратегічного хімічного елемента виявлені в рідкоземельних і торфіевих мінералах - ортіте, титанів, циркон, монацит, ксенотіма. Поклади урану можна виявити в породах з кислим середовищем і високими концентраціями кремнію. Його супутники - кальцит, галеніт, молибденит і ін.
Світові родовища і запаси
На сьогоднішній день розвідано безлічродовищ в 20-кілометровому шарі земної поверхні. У всіх них міститься величезна кількість тонн урану. Це кількість здатне забезпечити людство енергією на багато сотень років вперед. Країнами-лідерами, в яких уранова руда знаходиться в найбільшому обсязі, є Австралія, Казахстан, Росія, Канада, ПАР, Україна, Узбекистан, США, Бразилія, Намібія.
види урану
Радіоактивність обумовлює властивостіхімічного елемента. Природний уран складають три його ізотопу. Два з них є родоначальниками радіоактивних рядів. Природні ізотопи урану використовують при створенні палива для ядерних реакцій і зброї. Також уран-238 служить сировиною для отримання плутонію-239.
Ізотопи урану U234 є дочірніми нуклідамиU238. Саме вони визнані найбільш активними і забезпечують сильну радіацію. Ізотоп U235 в 21 разів слабкіше, хоча його успішно застосовують для вищевказаних цілей - він має здатність підтримувати ланцюгову ядерну реакцію без додаткових каталізаторів.
Крім природних існують і штучніізотопи урану. Сьогодні таких відомо 23, самий важливих з них - U233. Його виділяє здатність активізуватися під впливом повільних нейтронів, тоді як для інших потрібні швидкі частинки.
Класифікація руди
Хоча уран можна виявити практично скрізь -навіть в живих організмах - пласти, в яких він міститься, можуть бути різними за своїм типом. Від цього залежать і способи видобутку. Уранова руда класифікується за такими параметрами:
- Умови освіти - ендогенні, екзогенні та метаморфогенні руди.
- Характер уранової мінералізації - первинні, окислені і змішані руди урану.
- Розмір агрегатів і зерен мінералів - грубозернисті, середньозернисті, дрібнозернисті, тонкозернисті і дисперсні фракції руди.
- Корисність домішок - молібденові, ванадієві, і т.д.
- Склад домішок - карбонатні, силікатні, сульфідні, залізоокисний, каустобіолітовиє.
Залежно від того, як класифікуєтьсяуранова руда, знаходиться спосіб вилучення з неї хімічного елемента. Силікатна обробляється різними кислотами, карбонатні - содовими розчинами, каустобіолітовиє збагачують спалюванням, а залізоокисний плавлять в домні.
Як видобувають уранову руду
Як і в будь-якому гірничодобувному справі, існуєпевна технологія і способи по вилученню урану з породи. Все залежить ще і від того, який саме ізотоп знаходиться в пласті літосфери. Видобуток уранової руди здійснюється трьома способами. Економічно обгрунтованим виділення елемента зі скельної породи є при утриманні його в обсязі 0,05-0,5%. Існує шахтний, кар'єрний і витравлюють спосіб видобутку. Застосування кожного з них залежить від складу ізотопів і глибини залягання породи. Кар'єрна видобуток уранової руди можлива при неглибокому заляганні. Ризик опромінення мінімальний. Немає проблем з технікою - широко застосовуються бульдозери, навантажувачі, самоскиди.
Шахтний видобуток - більш складна.Цей спосіб застосовується при заляганні елемента на глибині до 2 кілометрів і економічної рентабельності. Порода повинна містити високу концентрацію урану, для того щоб здобувати її було доцільно. У штольні забезпечують максимальну безпеку, це пов'язано з тим, як добувають уранову руду під землею. Робочі забезпечуються спецодягом, режим роботи -суворо лімітований. Шахти обладнуються ліфтами, посиленою вентиляцією.
Вилуговування - третій спосіб - найбільш чистий зекологічної точки зору і безпеки співробітників видобувного підприємства. Через систему пробурених свердловин закачується спеціальний хімічний розчин. Він розчиняється в пласті і насичується урановими сполуками. Потім розчин викачується і відправляється на обробні підприємства. Цей метод більш прогресивний, він дозволяє зменшити економічні витрати, хоча для його застосування є цілий ряд обмежень.
Родовища в Україні
Країна виявилася щасливою володаркоюродовищ елементу, з якого виробляють ядерне паливо. За прогнозами, уранові руди України містять до 235 тонн сировини. В даний час отримали підтвердження тільки родовища, в яких міститься близько 65 тонн. Певний обсяг вже вироблений. Частина урану використана всередині країни, частина відправлена на експорт.
Основним родовищем вважається Кіровоградськоїурановорудний район. Вміст урану невелика - від 0,05 до 0,1% на тонну породи, тому висока собівартість матеріалу. В результаті отриману сировину обмінюють в Росії на готові твели для електростанцій.
Другим великим родовищем єНовокостянтинівське. Вміст урану в породі дозволило знизити собівартість в порівнянні з Кіровоградським майже в 2 рази. Однак з 90-х років розробки не проводяться, всі шахти затоплені. У зв'язку із загостренням політичних відносин з Росією Україна може залишитися без палива для атомних електростанцій.
Російська уранова руда
По видобутку урану Російська Федерація знаходиться нап'ятому місці серед інших країн світу. Найвідоміші і потужні - це Хіагдінское, Колічканское, Істочне, Кореткондінское, Намарусское, Добринське (республіка Бурятія), Аргунську, жерловой (Читинська область). У Читинській області проводиться видобуток 93% від усього видобутого російського урану (в основному кар'єрним і шахтним способами).
Трохи по-іншому йде справа з родовищами в Бурятії і Кургані. Уранова руда в Росії в цих регіонах залягає таким чином, що дозволяє добувати сировину методом вилуговування.
Всього в Росії прогнозуються поклади в 830 тоннурану, підтверджених запасів є близько 615 тонн. Це ще родовища в Якутії, Карелії та інших регіонах. Оскільки уран є стратегічним світовим сировиною, цифри можуть бути неточними, так як багато даних є засекреченими, доступ до них має тільки певна категорія людей.
