Уран (элемент)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигацииПерейти к поиску
У этого термина существуют и другие значения, см.Уран.
Уран
← Протактиний |Нептуний →
92Nd

U

(Uqh)
Внешний вид простого вещества
Образец урана
Свойства атома
Название, символ, номерУран / Uranium (U), 92
Группа,период, блок3, 7,
f-элемент
Атомная масса
(молярная масса)
238,02891(3)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация[Rn] 5f36d17s2
Радиус атома138пм
Химические свойства
Ковалентный радиус196 пм
Радиус Ван-дер-Ваальса186 пм
Радиус иона(+6e) 80 (+4e) 97 пм
Электроотрицательность+1,38 (шкала Полинга)
Электродный потенциалU←U4+ −1,38 В
U←U3+ −1,66 В
U←U2+ −0,1 В
Степени окисления+2, +3, +4, +5, +6[2]
Энергия ионизации
(первый электрон)
686,4(7,11) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (прин. у.)19,05 г/см³
Температура плавления1405,5 (1132,2 °C)
Температура кипения4404,2 (4131 °C)
Мол. теплота плавления12,6 кДж/моль
Мол. теплота испарения417 кДж/моль
Молярная теплоёмкость27,67[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём12,5 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решёткиОрторомбическая
Параметры решёткиa = 2,854Å;
b = 5,870 Å;
c = 4,955 Å[3]
Прочие характеристики
Теплопроводность(300 K) 27,5 Вт/(м·К)
Скорость звука3155 м/с
Номер CAS7440-61-1
Эмиссионный спектр
Наиболее долгоживущие изотопы
Основная статья:Изотопы урана
ИзотопРаспростра-
нённость
Период полураспадаКанал распадаПродукт распада
232Uсинт.68,9 годаСД
α228Th
233Uследовые количества1,592⋅105 летСД
α229Th
234U0,005%2,455⋅105 летСД
α230Th
235U0,720%7,04⋅108 летСД
α231Th
236Uследовые количества2,342⋅107 летСД
α232Th
238U99,274%4,468⋅109 летα234Th
СД
ββ238Pu
92
Уран
238,0289
5f36d17s2

Ура́н (U,лат. Uranium; устар. название —ура́ний[4]) —химический элемент3-й группы (поустаревшей классификации — побочной подгруппы третьей группы, IIIB)седьмого периодапериодической системы химических элементовД. И. Менделеева, сатомным номером 92.

Относится к семействуактиноидов.

Простое вещество уран — слаборадиоактивный металл серебристо-белогоцвета.

Уран — радиоактивный элемент, он не имеет стабильныхизотопов. Самыми распространёнными изотопами урана являютсяуран-238 (имеет 146нейтронов,период полураспада 4,47⋅109 лет, в природном уране составляет 99,2742 %) иуран-235 (143 нейтрона, период полураспада 7,13⋅108 лет, содержание в природном уране 0,7204 %[5]).

Содержание

История

[править |править код]

Ещё в древнейшие времена природныйоксид урана использовался для изготовления жёлтой посуды. Так, возле Неаполя послеизвержения Везувия найден осколок жёлтого стекла, содержащий 1 % оксида урана и датируемый 79 годом н. э.[6]

Первая важная дата в истории урана — 1789 год, когда немецкий натурфилософ ихимикМартин Генрих Клапрот восстановил извлечённую из саксонской рудынастурана золотисто-жёлтую «землю» до чёрного металлоподобного вещества. В честь самой далёкой из известных тогдапланет (открытойГершелем восемью годами раньше) в 1781 году Клапрот, считая новое веществоэлементом, назвал его ураном (этим он хотел поддержать предложениеИоганна Боде назвать новую планету «Уран» вместо «Звезда Георга», как предложил Гершель). Пятьдесят лет уран Клапрота числилсяметаллом. Только в 1841 году французский химикЭжен Пелиго (1811—1890) доказал, что, несмотря на характерныйметаллический блеск, уран Клапрота не элемент, аоксидUO2. В 1840 году Пелиго удалось получитьпростое вещество уран — тяжёлый металл серо-стального цвета — и определить его атомный вес. Следующий важный шаг в изучении урана сделал в 1874 годуД. И. Менделеев. Опираясь на разработанную империодическую систему, он поместил уран в самой дальней клетке своей таблицы. Преждеатомный вес урана считали равным 120. Менделеев удвоил это значение. Через 12 лет его предвидение было подтверждено опытами немецкого химика Циммермана (J. Zimmermann)[7].

В 1804 году немецкий химикАдольф Гелен открыл светочувствительность раствора хлоридауранила в эфире[8]; это свойство французский изобретательАбель Ньепс де Сен-Виктор в 1857 году пытался использовать в фотографии, однако обнаружил, что соли урана испускают некое невидимое излучение, экспонирующее светочувствительные материалы; на тот момент это наблюдение осталось незамеченным.

В 1896 году, исследуя уран, французский учёныйАнтуан Анри Беккерель случайно открылрадиоактивный распад. В это же время французскому химикуАнри Муассану удалось разработать способ получения чистого металлического урана. В 1899 годуЭрнест Резерфорд обнаружил, что излучение урановых препаратов неоднородно, что есть два вида излучения —альфа- ибета-лучи. Они несут различныйэлектрический заряд; далеко не одинаковы их пробег в веществе иионизирующая способность. В мае 1900 годаПоль Вийяр открыл третий вид излучения —гамма-лучи.

Резерфорд провёл в 1907 году первые опыты по определению возрастаминералов при изучении радиоактивных урана итория на основе созданной им совместно сФредериком Содди теории радиоактивности.

Схема деления235U

В 1938 году немецкие физикиОтто Ган иФриц Штрассман открыли непредсказанное явление, происходящее с ядром урана при облучении егонейтронами. Захватывая свободный нейтрон, ядро изотопа урана235U делится, при этом выделяется (в расчёте на одно ядро урана) достаточно большая энергия, в основном в виде кинетической энергии осколков и излучения. Позднее теория этого явления была обоснованаЛизой Мейтнер иОтто Фришем и независимо от них Готтфридом фон Дросте и Зигфридом Флюгге[9]. Данное открытие явилось истоком как мирного, так и военного использования внутриатомной энергии.

В 1939—1940 годах химик и физик-ядерщикЮ. Б. Харитон и его ассистентЯ. Б. Зельдович впервые теоретически показали, что при небольшом обогащении природного урана ураном-235 можно создать условия для непрерывного деления атомных ядер, то есть придать процессуцепной характер.

2 декабря 1942 года в США была экспериментально доказана гипотеза о возможности процесса превращения урана вплутоний.

Физические свойства

[править |править код]

Полная электронная конфигурация атома урана: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p65f36d17s2.

Уран — очень тяжёлый, слаборадиоактивный глянцевитый металл серебристо-белого цвета. В чистом виде он немного мягчестали,ковкий, гибкий, обладает небольшимипарамагнитными свойствами. Температура плавления 1132,3 °C[10][11].Уран имеет три кристаллические модификации:

Химические свойства

[править |править код]

Уран как химический элемент имеет следующие свойства[12][13]:

Характерные степени окисления

[править |править код]

Уран может проявлять в водных растворах степени окисления от +3 до +6, вне контакта с водой наблюдается также степень окисления +2[2]. Наиболее характерны степени окисления +4 и +6.

Степень окисленияОксидГидроксидХарактерФормаПримечание
+3U2O3Не существует--U3+, UH3Сильный восстановитель, вытесняет водород из воды[2]
+4UO2Не существуетОсновныйUO2, галогениды
+5Не существуетНе существует--ГалогенидыВ водедиспропорционирует
+6UO3UO2(OH)2АмфотерныйUO22+ (уранил)
UO42− (уранат)
U2O72− (диуранат)
Устойчив на воздухе и в воде
Диаграмма Пурбе для урана

Кроме того, существует оксидU3O8. Степень окисления в нём формально дробная, а реально он представляет собой смешанныйоксид урана(IV) и(VI).

Нетрудно видеть, что по набору степеней окисления и характерных соединений уран близок к элементам 6-й (VIB) подгруппы (хрому,молибдену,вольфраму). Из-за этого его длительное время относили к этой подгруппе («размывание периодичности»).

Свойства простого вещества

[править |править код]

Химически уран весьма активен. Он быстро окисляется на воздухе и покрывается радужной плёнкой оксида. Мелкий порошок уранапирофорен — самовоспламеняется на воздухе, он загорается при температуре 150—175 °C, образуя U3O8. Реакции металлического урана с другими неметаллами приведены в таблице.

НеметаллУсловияПродукт
F2+20 °C, бурноUF6
Cl2180 °C для измельчённого,
500—600 °C для компактного
СмесьUCl4[англ.],UCl5[англ.],UCl6[англ.]
Br2650 °C, спокойноUBr4
I2350 °C, спокойноUI3, UI4
S250—300 °C спокойно
500 °C горит
US2, U2S3
Se250—300 °C спокойно
500 °C горит
USe2, U2Se3
N2450—700 °C
то же под давлением N
1300 °C
U4N7
UN2
UN
P600—1000 °CU3P4
C800—1200 °CUC, UC2

Взаимодействует с водой, вытесняя водород, медленно при низкой температуре, и быстро при высокой, а также при мелком измельчении порошка урана:

U+2H2O t UO2+2H2{\displaystyle {\mathsf {U+2H_{2}O\ {\xrightarrow {t}}\ UO_{2}+2H_{2}\uparrow }}}

В кислотах-неокислителях уран растворяется, образуя UO2 (на воздухе) или соли U4+ (при этом выделяетсяводород). С кислотами-окислителями (азотной, концентрированнойсерной) уран образует соответствующие соли уранила UO22+.

С растворами щелочей уран не взаимодействует.

При сильном встряхивании металлические частицы урана начинают светиться.

Соединения урана(III)

[править |править код]

Соли урана(III) (преимущественно галогениды) — восстановители. На воздухе при комнатной температуре они обычно устойчивы, однако при нагревании окисляются до смеси продуктов. Хлор окисляет их до UCl4. Образуют неустойчивые растворы красного цвета, в которых проявляют сильные восстановительные свойства:

4UCl3+2H2O3UCl4+UO2+2H2{\displaystyle {\mathsf {4UCl_{3}+2H_{2}O\rightarrow 3UCl_{4}+UO_{2}+2H_{2}\uparrow }}}

Галогениды урана(III) образуются при восстановлении галогенидов урана(IV) водородом:

2UCl4+H22UCl3+2HCl{\displaystyle {\mathsf {2UCl_{4}+H_{2}\rightarrow 2UCl_{3}+2HCl}}} (550—590 °C)

илииодоводородом:

2UCl4+2HI2UCl3+2HCl+I2{\displaystyle {\mathsf {2UCl_{4}+2HI\rightarrow 2UCl_{3}+2HCl+I_{2}}}} (500 °C)

а также при действии галогеноводорода на гидрид урана UH3.

Кроме того, существуетгидрид урана(III) UH3. Его можно получить, нагревая порошок урана в водороде при температурах до 225 °C, а выше 350 °C он разлагается. Бо́льшую часть его реакций (например, реакцию с парами воды и кислотами) можно формально рассматривать как реакцию разложения с последующей реакцией металлического урана:

UH3+3HClUCl3+3H2{\displaystyle {\mathsf {UH_{3}+3HCl\rightarrow UCl_{3}+3H_{2}\uparrow }}}
2UH3+7Cl22UCl4+6HCl{\displaystyle {\mathsf {2UH_{3}+7Cl_{2}\rightarrow 2UCl_{4}+6HCl}}}

Соединения урана(IV)

[править |править код]

Уран(IV) образует легко растворимые в воде соли зелёного цвета (исключение составляютоксалаты икарбонаты). Они легко окисляются до урана(VI).

Соединения урана(V)

[править |править код]

Соединения урана(V) неустойчивы и легкодиспропорционируют в водном растворе:

2UO2ClUO2Cl2+UO2{\displaystyle {\mathsf {2UO_{2}Cl\rightarrow UO_{2}Cl_{2}+UO_{2}}}}

Хлорид урана V при стоянии частично диспропорционирует:

2UCl5UCl4+UCl6{\displaystyle {\mathsf {2UCl_{5}\rightarrow UCl_{4}+UCl_{6}}}}

а частично отщепляет хлор:

2UCl52UCl4+Cl2{\displaystyle {\mathsf {2UCl_{5}\rightarrow 2UCl_{4}+Cl_{2}}}}

Соединения урана(VI)

[править |править код]

Степени окисления +6 соответствует оксид UO3. В кислотах он растворяется с образованием соединений катионауранила UO22+:

UO3+2CH3COOHUO2(CH3COO)2+H2O{\displaystyle {\mathsf {UO_{3}+2CH_{3}COOH\rightarrow UO_{2}(CH_{3}COO)_{2}+H_{2}O}}}

C основаниями UO3 (аналогично CrO3, MoO3 и WO3) образует различные уранат-анионы (в первую очередь, диуранат U2O72-). Последние, однако, чаще получают действием оснований на соли уранила:

2UO2(CH3COO)2+6NaOHNa2U2O7+4CH3COONa+3H2O{\displaystyle {\mathsf {2UO_{2}(CH_{3}COO)_{2}+6NaOH\rightarrow Na_{2}U_{2}O_{7}+4CH_{3}COONa+3H_{2}O}}}

Из соединений урана(VI), не содержащих кислород, известны только гексахлорид UCl6 ифторид UF6. Последний играет важнейшую роль в разделении изотопов урана.

На воздухе и в водных растворах наиболее устойчивы среди соединений урана именно соединения урана(VI).

Ураниловые соли, такие, как уранилхлорид, распадаются на ярком свету или в присутствии органических соединений.

Уран также образуетураноорганические соединения.

Изотопы

[править |править код]
Основная статья:Изотопы урана

Радиоактивные свойства некоторыхизотопов урана (жирным выделены природные изотопы)[14]:

Массовое числоПериод полураспадаОсновной тип распада
2331,59⋅105 летα
2342,45⋅105 летα
2357,13⋅108 летα
2362,39⋅107 летα
2376,75 сут.β
2384,47⋅109 летα
23923,54 минутыβ
24014 часовβ

Природный уран состоит из смеси трёхизотопов:238U (изотопная распространённость 99,2745 %,период полураспадаT1/2 = 4,468⋅109 лет),235U (0,7200 %,T1/2 = 7,04⋅108 лет) и234U (0,0055 %,T1/2 = 2,455⋅105 лет)[14]. Последний изотоп является не первичным, а радиогенным, он входит в составрадиоактивного ряда238U[15].

Радиоактивность природного урана обусловлена в основном изотопами238U и его дочерним нуклидом234U. В равновесии их удельныеактивности равны. Удельная активность изотопа235U в природном уране в 21 раз меньше активности238U.

На данный момент известно 25 искусственных радиоактивных изотопов урана с массовыми числами от 214 до 242. Наиболее важный из них —233U (T1/2 = 1,59⋅105лет), он получается при облучениитория-232нейтронами и способен кделению под воздействиемтепловых нейтронов, что делает его перспективным топливом дляядерных реакторов. Наиболее долгоживущим из изотопов урана, не встречающихся в природе, является236U с периодом полураспада2,39⋅107 лет.

Изотопы урана238U и235U являются родоначальниками двухрадиоактивных рядов. Конечными элементами этих рядов являются изотопысвинца206Pb и207Pb.

В природных условиях распространены в основном изотопы234U,235U и238U с относительным содержанием234U :235U :238U = 0,0054 : 0,711 : 99,283. Почти половина радиоактивности природного урана обусловлена изотопом234U, который, как уже отмечено, образуется в ходе распада238U. Для отношения содержаний235U :238U, в отличие от других пар изотопов и независимо от высокой миграционной способности урана, характерно географическое постоянство:238U/235U = 137,88. Величина этого отношения в природных образованиях не зависит от их возраста. Многочисленные натурные измерения показали его незначительные колебания. Так, в роллах величина этого отношения относительно эталона изменяется в пределах 0,9959—1,0042[16], в солях — 0,996—1,005[17]. В урансодержащих минералах (настуран,урановая чернь,циртолит,редкоземельные руды) величина этого отношения колеблется в пределах 137,30—138,51, причём различие между формами UIV и UVI не установлено[18]; всфене — 138,4[19]. В отдельныхметеоритах выявлен недостаток изотопа235U. Наименьшая его концентрация в земных условиях найдена в 1972 году французским исследователем Бужигесом в местечкеОкло вАфрике (месторождение вГабоне). Так, в природном уране содержится 0,720 % урана235U, а в Окло оно составляет 0,557 %[20]. Это послужило подтверждением гипотезы о существованииприродного ядерного реактора, который стал причиной выгорания изотопа235U. Гипотеза была высказана американскими учёнымиДжорджем Ветриллом[англ.],Марком Ингрэмом[англ.] иПолом Курода, ещё в 1956 г. описавшим процесс[21]. Кроме этого, в этих же округах найдены природные ядерные реакторы: Окелобондо, Бангомбе (Bangombe) и другие. В настоящее время известно 17 природных ядерных реакторов, которые обычно объединяют под общим названием «Природный ядерный реактор в Окло».

Нахождение в природе

[править |править код]
См. также:Урановые минералы
Урановая руда

Уран является элементом с самым большим номером из встречающихся в природе в весовых количествах[22]. Содержание в земной коре составляет 0,00027 % (вес.), концентрация в морской воде — 3,2 мкг/л[5] (по другим данным, 3,3·10-7%[23]). Количество урана влитосфере оценивается в 3 или 4·10−4%[24].

Основная масса урана находится в кислых породах с высоким содержаниемкремния. Значительная масса урана сконцентрирована в осадочных породах, особенно богатых органикой. В больших количествах как примесь уран присутствует в ториевых и редкоземельных минералах (алланит (Ca,Ce,La,Y)2(Al,Fe)3(SiO4)3(OH),монацит (La,Ce)PO4,циркон ZrSiO4,ксенотим YPO4 и др.). Важнейшими урановыми рудами являютсянастуран (урановая смолка,уранинит) икарнотит. Основными минералами-спутниками минералов урана являютсямолибденит MoS2,галенит PbS,кварц SiO2,кальцит CaCO3,гидромусковит и др.

МинералОсновной состав минералаСодержание урана, %
УранинитUO2, UO3 + ThO2, CeO265-74
КарнотитK2(UO2)2(VO4)2·2H2O~50
КазолитPbO2·UO3·SiO2·H2O~40
Самарскит(Y, Er, Ce, U, Ca, Fe, Pb, Th)·(Nb, Ta, Ti, Sn)2O63,15-14
Браннерит(U, Ca, Fe, Y, Th)3Ti5O1540
ТюямунитCaO·2UO3·V2O5·nH2O50-60
ЦейнеритCu(UO2)2(AsO4)2·nH2O50-53
ОтенитCa(UO2)2(PO4)2·nH2O~50
ШрекингеритCa3NaUO2(CO3)3SO4(OH)·9H2O25
УранофанCaO·UO2·2SiO2·6H2O~57
Фергюсонит(Y, Ce)(Fe, U)(Nb, Ta)O40,2-8
ТорбернитCu(UO2)2(PO4)2·nH2O~50
КоффинитU(SiO4)(OH)4~50

Основными формами нахождений урана в природе являются уранинит, настуран (урановая смолка) и урановые черни. Они отличаются только формами нахождения; имеется возрастная зависимость: уранинит присутствует преимущественно в древних (докембрийских) породах, настуран —вулканогенный и гидротермальный — преимущественно впалеозойских и более молодых высоко- и среднетемпературных образованиях; урановые черни — в основном в молодых —кайнозойских и моложе — образованиях преимущественно в низкотемпературныхосадочных породах.

Месторождения

[править |править код]
Основная статья:Уран по странам

См. также раздел«Добыча урана».

Количество урана в земной коре примерно в 1000 раз превосходит количество золота, в 30 раз — серебра, при этом данный показатель приблизительно равен аналогичному показателю у свинца и цинка. Немалая часть урана рассеяна в почвах, горных породах и морской воде. Только относительно небольшая часть концентрируется в месторождениях, где содержание данного элемента в сотни раз превышает его среднее содержание в земной коре[25]. По оценке 2015 года разведанные мировые запасы урана в месторождениях составляют более5,7 млн тонн[26][27].

Крупнейшие запасы урана, с учётом резервных месторождений, имеют:Австралия,Казахстан (первое место в мирепо добыче), Канада (второе местопо добыче),Россия. По оценке 2015 года, вместорождениях России содержится около507 800 тонн запасов урана (9 % его мировых запасов)[26][27]; около 63 % их сосредоточено вРеспублике Саха (Якутия). Основными месторождениями урана в России являются: Стрельцовское, Октябрьское, Антей, Мало-Тулукуевское, Аргунское молибден-урановые в вулканитах (Забайкальский край), Далматовское урановое в песчаниках (Курганская область), Хиагдинское урановое в песчаниках (Республика Бурятия), Южное золото-урановое в метасоматитах и Северное урановое в метасоматитах (Республика Якутия)[28]. Кроме того, выявлено и оценено множество более мелких урановых месторождений и рудопроявлений[29].

Название месторожденияСтранаЗапасы, тОператор месторожденияначало разработки
1Северный Хорасан Казахстан200 000Казатомпром2008
2Мак-Артур-Ривер Австралия160 000Cameco1999
3Сигар-Лейк Канада135 000Cameco
4Южное Эльконское Россия112 600Атомредметзолото
5Инкай Казахстан75 900Казатомпром2007
6Стрельцовское Россия50 000Атомредметзолото
7Зоовч Овоо Монголия50 000AREVA
8Моинкум Казахстан43 700Казатомпром,AREVA
9Мардай Монголия22 000Khan Resources,Атомредметзолото, Правительство Монголии
10Ирколь Казахстан18 900Казатомпром,China Guangdong Nuclear Power Co2009
11Жёлтые Воды Украина12 000ВостГок1959
12Олимпик-Дэм Австралия1988
13Россинг Намибия1976
13Доминион ЮАР2007
13Рейнджер Австралия1980

Получение

[править |править код]

Самая первая стадия уранового производства — концентрирование в виде «жёлтого кека»[30]. Породу дробят и смешивают с водой. Тяжёлые компоненты взвеси осаждаются быстрее. Если порода содержит первичные минералы урана, то они осаждаются быстро: это тяжёлые минералы. Вторичные минералы урана легче, в этом случае раньше оседает тяжёлая пустая порода. (Впрочем, далеко не всегда она действительно пустая; в ней могут быть многие полезные элементы, в том числе и уран.)

Следующая стадия — выщелачивание концентратов, перевод урана в раствор. Применяют кислотное и щелочное выщелачивание. Первое — дешевле, поскольку для извлечения урана используютсерную кислоту. Но если в исходном сырье, как, например, в урановойсмолке, уран находится в четырёхвалентном состоянии, то этот способ неприменим: четырёхвалентный уран в серной кислоте практически не растворяется. В этом случае нужно либо прибегнуть к щелочному выщелачиванию, либо предварительно окислять уран до шестивалентного состояния.

Не применяют кислотное выщелачивание и в тех случаях, если урановый концентрат содержитдоломит илимагнезит, реагирующие с серной кислотой. В этих случаях пользуютсяедким натром (гидроксидомнатрия).

Проблему выщелачивания урана изруд решает кислородная продувка. В нагретую до 150 °C смесь урановой руды ссульфидными минералами подают потоккислорода. При этом из сернистых минералов образуетсясерная кислота, которая и вымывает уран.

На следующем этапе из полученного раствора нужно избирательно выделить уран. Современные методы —экстракция иионный обмен — позволяют решить эту проблему.

Раствор содержит не только уран, но и другиекатионы. Некоторые из них в определённых условиях ведут себя так же, как уран: экстрагируются теми жеорганическими растворителями, оседают на тех же ионообменных смолах, выпадают в осадок при тех же условиях. Поэтому для селективного выделения урана приходится использовать многие окислительно-восстановительные реакции, чтобы на каждой стадии избавляться от того или иного нежелательного попутчика. На современных ионообменных смолах уран выделяется весьма селективно.

Методыионного обмена и экстракции хороши ещё и тем, что позволяют достаточно полно извлекать уран из бедных растворов (содержание урана — десятые доли грамма на литр).

После этих операций уран переводят в твёрдое состояние — в один из оксидов или в тетрафторид UF4. Но этот уран ещё надо очистить от примесей с большим сечением захвата тепловых нейтронов —бора,кадмия,гафния. Их содержание в конечном продукте не должно превышать стотысячных и миллионных долей процента. Для удаления этих примесей технически чистое соединение урана растворяют вазотной кислоте. При этом образуетсяуранилнитрат UO2(NO3)2, который при экстракции трибутил-фосфатом и некоторыми другими веществами дополнительно очищается до нужных кондиций. Затем это вещество кристаллизуют (или осаждают пероксид UO4·2H2O) и начинают осторожно прокаливать. В результате этой операции образуется трёхокись урана UO3, которую восстанавливаютводородом до UO2.

На диоксид урана UO2 при температуре от 430 до 600 °C воздействуют газообразнымфтористым водородом для получения тетрафторида UF4[31]. Из этого соединения восстанавливают металлический уран с помощьюкальция илимагния.

Применение

[править |править код]

Ядерное топливо

[править |править код]

Наибольшее применение имеетизотоп урана235U, в котором возможна самоподдерживающаясяцепная ядерная реакцияделения ядра тепловыми нейтронами. Поэтому этот изотоп используется как топливо вядерных реакторах, а также вядерном оружии. Выделение изотопа235U из природного урана — сложнаятехнологическая проблема (см.разделение изотопов).

Приведём некоторые цифры для реактора мощностью 1000 МВт, работающего с нагрузкой в 80 % и вырабатывающего 7000 ГВт·ч в год. Работа одного такого реактора в течение года требует 20 тонн уранового топлива с содержанием 3,5 %235U, который получают после обогащения примерно 153 тонн природного урана.

Изотоп238U способен делиться под влиянием бомбардировки высокоэнергетическиминейтронами, эту его особенность используют для увеличения мощноститермоядерного оружия (используются нейтроны, порождённые термоядерной реакцией).

В результате захвата нейтрона с последующимβ-распадом238U может превращаться в239Pu, который затем используется какядерное топливо.

Уран-233, искусственно получаемый в реакторах из тория (торий-232 захватывает нейтрон и превращается в торий-233, который распадается впротактиний-233 и затем в уран-233), может в будущем стать распространённым ядерным топливом дляатомных электростанций (уже сейчас существуют реакторы, использующие этотнуклид в качестве топлива, например,KAMINI вИндии) и производстваатомных бомб (критическая масса около 16 кг).

Уран-233 также является наиболее перспективным топливом для газофазных ядерныхракетных двигателей.

Тепловыделяющая способность урана

[править |править код]

Полное использование заключённой в уране потенциальной энергии пока технически невозможно. Величина выделившейся в ядерном реакторе полезной энергии урана характеризуется понятиемглубины выгорания. Глубина выгорания — это суммарная энергия, отданная килограммом урана за все время работы в реакторе, от свежего топлива до утилизации. Измеряют глубину выгорания обычно в таких единицах какмегаватт-часы выделившейся тепловой энергии на килограмм топлива (МВт·час/кг). Иногда её приводят в пересчёте к реакторному урану того обогащения, которое загружается в реактор, не учитываяобеднённый уран в отвалах обогатительных производств, а иногда в пересчёте на природный уран.

Глубина выгорания ограничена особенностями конкретного типа реактора, конструктивной целостностью топливной матрицы и накоплением паразитных продуктов ядерных реакций. Глубина выгорания в пересчёте на природный уран в современных энергетических реакторах достигает10 МВт·сутки/кг и более (то есть240 МВт·час/кг и более). Для сравнения, типичное тепловыделение природного газа0,013 МВт·час/кг, то есть примерно в20 000 раз меньше.

Существуют проекты значительно более полного использования урана за счёт трансмутации урана-238 в плутоний. Наиболее проработанным является проект так называемогозамкнутого топливного цикла на основереакторов на быстрых нейтронах. Также развиваются проекты на основе гибридных термоядерных реакторов.

Производство искусственных изотопов

[править |править код]

Изотопы урана являются исходным веществом для синтеза многихискусственных (нестабильных) изотопов, применяемых в промышленности и медицине. Наиболее известными искусственными изотопами, синтезируемыми из урана, являются изотопыплутония. Многие другиетрансурановые элементы также получают из урана.

В медицине широкое применение нашёл изотопмолибден-99, одним из способов получения которого является выделение из продуктов деления урана, появляющихся в облучённом ядерном топливе.

Геология

[править |править код]
Основная статья:Уран-свинцовый метод
Основная статья:Свинец-свинцовый метод

Основное применение урана в геологии — определение возраста минералов и горных пород с целью выяснения последовательности протекания геологических процессов. Этим занимается разделгеохронологии, носящий названиерадиоизотопное датирование. Существенное значение имеет также решение задачи о смешении и источниках вещества.

В основе решения задачи лежат уравнениярадиоактивного распада:

N206Pb=N238U(eλ238t1),{\displaystyle N_{^{206}\mathrm {Pb} }=N_{^{238}\mathrm {U} }(e^{\lambda _{238}t}-1),}
N207Pb=N235U(eλ235t1),{\displaystyle N_{^{207}\mathrm {Pb} }=N_{^{235}\mathrm {U} }(e^{\lambda _{235}t}-1),}

гдеN238U{\displaystyle N_{^{238}\mathrm {U} }}N235U{\displaystyle N_{^{235}\mathrm {U} }} — современные концентрации изотопов урана;λ238{\displaystyle \lambda _{238}} иλ235{\displaystyle \lambda _{235}} —постоянные распада соответственно238U и235U.

Весьма важной является их комбинация:

N206PbN207Pb=KoU(eλ238t1)(eλ235t1){\displaystyle {\frac {N_{^{206}\mathrm {Pb} }}{N_{^{207}\mathrm {Pb} }}}=K_{o}^{\mathrm {U} }{\frac {(e^{\lambda _{238}t}-1)}{(e^{\lambda _{235}t}-1)}}}.

Здесь

KoU=N238UN235U=137.88{\displaystyle K_{o}^{\mathrm {U} }={\frac {N_{^{238}\mathrm {U} }}{N_{^{235}\mathrm {U} }}}=137.88} — современное отношение концентраций изотопов урана.

В связи с тем, что горные породы содержат различные концентрации урана, они обладают различной радиоактивностью. Это свойство используется при анализе горных пород геофизическими методами. Наиболее широко этот метод применяется внефтяной геологии пригеофизических исследованияхскважин, в этот комплекс входит, в частности, гамма-каротаж или нейтронный гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж и так далее[32]. С их помощью происходит выделениеколлекторов ифлюидоупоров[33].

Другие сферы применения

[править |править код]

Обеднённый уран

[править |править код]
Основная статья:Обеднённый уран

После извлечения235U и234U из природного урана, оставшийся материал (уран-238) носит название «обеднённый уран», так как он обеднён 235-м изотопом. По некоторым данным, в США хранится около560 000 тонн обеднённогогексафторида урана (UF6). Обеднённый уран в два раза менее радиоактивен, чем природный уран, в основном за счёт удаления из него234U.

Из-за того, что основное использование урана — производство энергии, обеднённый уран — малополезный продукт с низкой экономической ценностью.

Сколь-нибудь эффективным ядерным топливом обеднённый уран может служить только в редких экстремальных условиях, например в пучке быстрых нейтронов. В таком качестве обеднённый уран используется вреакторах на быстрых нейтронах, вреакторах-размножителях, а также в термоядерном оружии — обеднённые урановые элементы в составе термоядерного заряда, не являясь необходимыми для, собственно, реакции ядерного синтеза, могут обеспечивать до 80 % суммарной энергии заряда.

В обычных же условиях использование обеднённого урана связано в основном с его большой плотностью и относительно низкой стоимостью. Обеднённый уран используется для радиационной защиты благодаря чрезвычайно высокомусечению захвата. Обеднённый уран применяется также в качестве балластной массы в аэрокосмических приложениях, таких как рулевые поверхности летательных аппаратов. В первых экземплярах самолёта «Боинг-747» содержалось от 300 до 500 кг обеднённого урана для этих целей (с 1981 года «Боинг» применяетвольфрам)[35]. Кроме того, этот материал применяется в высокоскоростных роторах гироскопов, больших маховиках, как балласт в космических спускаемых аппаратах и гоночных яхтах,болидах «Формулы-1», прибурении нефтяных скважин.

Сердечники бронебойных снарядов

[править |править код]
Сердечник (вкладыш) снаряда калибра 30 мм (пушки GAU-8 самолётаA-10) диаметром около 20 мм из обеднённого урана

Самое известное применение обеднённого урана — в качестве сердечников длябронебойных снарядов. Большая плотность (в два с половиной раза тяжелеестали) делает закалённую урановую болванку чрезвычайно эффективным средством для пробивания брони, аналогичным по эффективности более дорогому и ненамного более тяжёломувольфраму. Тяжёлый урановый наконечник также изменяет распределение масс в снаряде, улучшая его аэродинамическую устойчивость.

Подобные сплавы типа «Стабаллой[англ.]» применяются встреловидных оперённых снарядах танковых и противотанковых артиллерийских орудий.

Процесс разрушения брони сопровождается измельчением в пыль урановой болванки и воспламенением её на воздухе с другой стороны брони (см.Пирофорность). Около 300 тонн обеднённого урана остались на поле боя во время операции «Буря в пустыне» (по большей части это остатки снарядов 30-мм пушкиGAU-8 штурмовых самолётовA-10, каждый снаряд содержит272 г уранового сплава). Усовершенствованные американские танки M1A1, снабжённые 120-мм орудиями, сражались с иракскимиТ-72. В этих боях американские силы применяли снаряды с обеднённым ураном M829A1, которые показали высокую эффективность. Снаряд, прозванный «серебряной пулей», был способен пробить эквивалент 570-мм брони с расстояния в 2000 метров, что делало его на стандартной дистанции эффективным даже противТ-80[36].

Такие снаряды были использованы войсками НАТО в боевых действиях на территории Косово[37]. После их применения обсуждалась экологическая проблема радиационного загрязнения территории страны.

В Советском Союзе также были разработаны и поставлены на вооружение бронебойные снаряды с сердечником из обеднённого урана (например,«Свинец»).

Обеднённый уран используется в современной танковой броне, например, танкаM-1 «Абрамс».

По заявлению начальникавойск радиационной, химической и биологической защиты РФ генерал-лейтенантаИгоря Кириллова, основным видом онкологических заболеваний лиц, пострадавших в результате применения боеприпасов с обеднённым ураном, являетсярак лёгких[38].

Физиологическое действие

[править |править код]

Уран в микроколичествах (10−5—10−8 %) обнаруживается в тканях растений, животных и человека. В наибольшей степени накапливается некоторыми грибами и водорослями. Соединения урана всасываются в желудочно-кишечном тракте (около 1 %), в лёгких — 50 %. Основные депо в организме:селезёнка,почки,скелет,печень,лёгкие и бронхо-лёгочныелимфатические узлы. Содержание в органах и тканях человека и животных не превышает 10−7г.

Уран и его соединениятоксичны. Особенно опасны аэрозоли урана и его соединений. Для аэрозолей растворимых в воде соединений уранаПДК в воздухе 0,015 мг/м³, для нерастворимых форм урана ПДК 0,075 мг/м³. При попадании в организм уран действует на все органы, являясь общеклеточным ядом. Уран, как и многие другие тяжёлые металлы, практически необратимо связывается с белками, прежде всего с сульфидными группами аминокислот, нарушая их функцию. Молекулярный механизм действия урана связан с его способностью подавлять активностьферментов. В первую очередь поражаютсяпочки (появляютсябелок исахар в моче,олигурия). При хроническойинтоксикации возможны нарушения кроветворения и нервной системы.

Химическая токсичность обеднённого урана в естественных условиях представляет примерно в миллион раз большую опасность, чем его радиоактивность.

Запасы

[править |править код]

По даннымМАГАТЭ, мировые ресурсы урана превышают 6 млн тонн[30]. При текущей динамике потребления разведанных запасов урана хватит ~118 лет[39]. В 2019 году в мире было произведено 54,7 тыс. тонн концентратов природного урана, 40 % которого приходится наКазахстан. Потребление достигало в том же году 72 тыс. тонн, часть из которого составляло сырьё из вторичных и альтернативных источников (складские запасы, дообогащение обеднённогогексафторида урана, регенерированный уран и пр.). По прогнозуВсемирной ядерной ассоциации, только реакторные потребности к 2030 году составят до 85 тыс. тонн[30].

Добыча урана

[править |править код]
Основная статья:Уран по странам § Добыча по странам
10 стран, дающих 94 % мировой добычи урана

Согласно «Красной книге по урану»[27], выпущеннойОЭСР, в 2005 г. добыто 41 250 тонн урана (в 2003 — 35 492 тонны). Согласно данным ОЭСР, в мире функционирует 440реакторов коммерческого назначения и около 60 научных, которые потребляли в год 67 тысяч тонн урана. Это означает, что его добыча из месторождений обеспечивала лишь 60 % объёма его потребления (на 2009 год эта доля возросла до 79 %[40]). Остальной уран, потребляемый энергетикой, или 17,7 %, поступал из вторичных источников. На 2016—2017 год потребность в ядерном топливе,449 действующих[комм. 1][41] реакторов составляла те же65 000 тонн урана. Первичные источники обеспечили около 85 %, а вторичные источники 15 % (оружейный уран, запасы от переработки отработанного топлива, а также за счёт повторного обогащения хвостов (остатков от первоначального обогащения)[42].

Страны сАЭС: Эксплуатируются АЭС, строятся новые энергоблоки. Эксплуатируются АЭС, планируется строительство новых энергоблоков. Нет АЭС, станции строятся. Нет АЭС, планируется строительство. Эксплуатируются АЭС, строительство новых пока не планируется. Эксплуатируются АЭС, рассматривается сокращение их количества. Гражданская ядерная энергетика запрещена законом. Нет АЭС.

Добыча по странам

[править |править код]

Распределение добычи по странам (в тоннах) выглядит следующим образом[43]:

Страна2005 годСтрана2009 годСтрана2012 годСтрана2015 годСтрана2017 год
1 Канада11 628 Казахстан14 020 Казахстан19 451 Казахстан23 800 Казахстан23 391
2 Австралия9516 Канада10 173 Канада9145 Канада13 325 Канада13 116
3 Казахстан4020 Австралия7982 Австралия5983 Австралия5654 Австралия5882
4 Россия3570 Намибия4626 Нигер4351 Нигер4116 Намибия4224
5 Намибия3147 Россия3564 Намибия3258 Намибия2993 Нигер3449
6 Нигер3093 Нигер3234 Узбекистан3000 Россия3055 Россия2917
7 Узбекистан2300 Узбекистан2429 Россия2993 Узбекистан2385 Узбекистан2404
8 США1039 США1453 США1537 Китай1616 Китай1885
9 Украина800 Китай1200 Китай1500 США1256 США940
10 Китай750 Украина840 Украина890 Украина1200 Украина550
11Другие страны1387Другие страны1251Другие страны6385Другие страны904Другие страны704
Итого4125050772584936030459462

Добыча в СССР

[править |править код]

В СССР основными уранорудными регионами были:

  • Украинская ССР (месторождение Желтореченское, Первомайское и другие);
  • Казахская ССР (Северный — Балкашинское рудное поле и другие; Южный — Кызылсайское рудное поле и другие; Восточный; все они принадлежат преимущественно вулканогенно-гидротермальному типу);
  • Забайкалье (Антей, Стрельцовское и другие);
  • регион Кавказских Минеральных Вод (Рудник № 1 в горе Бештау иРудник № 2 в горе Бык);
  • Средняя Азия, в основном Узбекская ССР с оруденениями в чёрных сланцах с центром в городеУчкудук.

Имелось также множество мелких рудопроявлений.

Добыча в России

[править |править код]

В России основным урановорудным регионом осталось Забайкалье. На месторождении вЗабайкальском крае (около городаКраснокаменска) добывается около 93 % российского урана. Добычу осуществляет шахтным способом «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» (ППГХО), входящее в составОАО «Атомредметзолото» (Урановый холдинг).

Остальные 7 % получают методомподземного выщелачивания ЗАО «Далур» (Курганская область) и ОАО «Хиагда» (Бурятия).

Полученные руды и урановый концентрат перерабатываются на Чепецком механическом заводе.

На 2008 год по годовому производству урана (около 3,3 тысячи тонн) Россия занимала 4-е место после Казахстана. Годовое же потребление урана в России составляло 16 тысяч тонн и складывалось из расходов на собственные АЭС в объёме 5,2 тысячи тонн, а также на экспорттепловыделяющих сборок (5,5 тысячи тонн) и низкообогащённого урана (6 тысяч тонн)[44].

Добыча в Казахстане

[править |править код]
Основная статья:Казатомпром

ВКазахстане сосредоточена примерно пятая часть мировых запасов урана (21 % и 2-е место в мире). Общие ресурсы урана порядка 1,5 млн тонн, из них около 1,1 млн тонн можно добывать методомподземного выщелачивания[45].

В 2009 году Казахстан вышел на первое место в мире по добыче урана (добыто 13 500 тонн)[46].

Добыча на Украине

[править |править код]

Основное предприятие по добыче и переработке —Восточный горно-обогатительный комбинат в городеЖёлтые Воды.

Добыча по компаниям

[править |править код]

Распределение добычи по компаниям (в тоннах) выглядит следующим образом[43][47]:

СтранаКомпания2006 годСтранаКомпания2009 годСтранаКомпания2011 годСтранаКомпания2018 год
1Флаг КанадыCameco8100 (24 %)Флаг ФранцииAreva8600 (19 %)Флаг КазахстанаКазатомпром8884 (19 %)Флаг КазахстанаКазатомпром11074 (26 %)
2Флаг АвстралииФлаг ВеликобританииRio Tinto7000 (21 %)Флаг КанадыCameco8000 (18 %)Флаг ФранцииAreva8790(19 %)Флаг РоссииАРМЗ[комм. 2]7289 (16 %)
3Флаг ФранцииAreva5000 (15 %)Флаг АвстралииФлаг ВеликобританииRio Tinto7900(18 %)Флаг КанадыCameco8630 (19 %)Флаг ФранцииOrano/Areva[комм. 3]5809 (13 %)
4Флаг КазахстанаКазатомпром3800 (11 %)Флаг КазахстанаКазатомпром7500 (17 %)Флаг РоссииАРМЗ[комм. 4]7088 (15 %)Флаг КанадыCameco4613 (11 %)
5Флаг РоссииАРМЗ3500 (10 %)Флаг РоссииАРМЗ4600 (10 %)Флаг АвстралииФлаг ВеликобританииRio Tinto4061 (9 %)Флаг Китайской Народной РеспубликиCGN3185 (7 %)
6Флаг АвстралииФлаг ВеликобританииBHP Billiton3000 (9 %)Флаг АвстралииФлаг ВеликобританииBHP Billiton2900 (6 %)Флаг АвстралииФлаг ВеликобританииBHP Billiton3353(7 %)Флаг АвстралииФлаг ВеликобританииBHP Billiton3159 (7 %)
7Флаг УзбекистанаНавоийский ГМК2100 (4 %)Флаг УзбекистанаНавоийский ГМК2400 (5 %)Флаг УзбекистанаНавоийский ГМК3000 (6 %)Флаг АвстралииФлаг ВеликобританииRio Tinto2602 (6 %)
8Флаг КанадыUranium One1000 (3 %)Флаг КанадыФлаг РоссииUranium One1400 (3 %)Флаг АвстралииPaladin Energy2282 (5 %)Флаг УзбекистанаNavoi2404 (5 %)
9Флаг АвстралииHeathgate800 (2 %)Флаг АвстралииPaladin Energy1200 (3 %)Флаг НигераSOPaminН/Д(менее 1 %)Флаг СингапураEnergy Asia2204 (5 %)
10Флаг КанадыDenison Mines500 (1 %)Флаг СШАGeneral Atomics600 (1 %)Флаг Китайской Народной РеспубликиCNNCН/Д (менее 1 %)Флаг Китайской Народной РеспубликиCNNC1983 (4 %)
Итого34 800 (100 %)45 100 (100 %)более 46 088 (100 %)44 322 (100 %)

В 2012 году появилась информация о возможном слиянии урановых подразделенийBHP Billiton иRio TintoФлаг АвстралииФлаг Великобритании и доведения совместной добычи до 8000 тонн в год.

В 2023 году «Росатом» приобрёл Буденовское месторождение урана в Казахстане и вышел на второе место по запасам урана в мире, входит в тройку по всем переделам в ядерном топливном цикле[50].

Уран из вторичных источников

[править |править код]

Вторичными источниками традиционно считаются запасы из ядерного оружия,от переработки отработанного топлива и от повторного обогащения хвостов (остатков от первоначального обогащения). Повторное обогащение отвалов критично (взаимно и неотъемлемо) для использования оружейного урана в мирных целях[51].

В конце июля 1991 года в Москве СССР и США подписали Договор СНВ-I.

Преемником СССР в декабре 1991 года стала Россия, но ядерное вооружение находилось и в других бывших республиках СССР.

На начало 1992 года на территории России размещалась 961 пусковая установка (73 % от общего количества).

23 мая 1992 года в Лиссабоне Россией, США, Украиной, Казахстаном и Белоруссией был подписан дополнительный протокол к СНВ-1 (Лиссабонский протокол), в соответствии с которым к договору СНВ-1 присоединились Украина, Казахстан и Белоруссия. Все имеющиеся на их территории боеголовки они обязались ликвидировать или передать России.

В конце 1992 Россия в связи с нежеланием Украины выполнять Лиссабонский протокол обязалась демонтировать почти половину своих запасов ядерного оружия (около 35 % от запасов СССР) и переработать высвободившийся оружейный уран в металл топливного сорта. США в свою очередь обязались приобрести этот материал по рыночным ценам[52].

К концу 1996 года на всём постсоветском пространстве Россия осталась единственной страной, входящей вядерный клуб, а все запасы СССР были сосредоточены на eё территории для последующей переработки в соответствии с договором СНВ-1.

Вместе с тем, началось повторное обогащение урановых отвалов и переработкаОЯТ. План по переработке предусматривал начало работ с отвалов уровня месторождений III категории (рядовые) от 0,05 до 0,1 % аффинаж менее 60 %. Однако в середине и конце 1990-х годов обогащающие предприятия начали повторно обогащать отвалы для производства разбавителя по соглашению ВОУ-НОУ в связи с нестабильностью получаемого топлива из отвалов[51].

Соглашение ВОУ-НОУ было рассчитано на 20 лет, закончило действовать в 2013 году. Всего в рамках программы из России в США было вывезено 14 446 тонн низкообогащённого урана:

  • по договоруСНВ-II 352 тонны — из оговорённых 500 (несмотря на то, что договор не вступил в силу, в связи с выходом России из договора 14 июня 2002);
  • по договоруСНВ-I (вступил в силу 5 декабря 1994 года, истёк 5 декабря 2009 года) с российской стороны 500 тонн;
  • по договоруСНВ-III (ДСНВ) — договор подписан 8 апреля 2010 года в Праге. Договор сменил истёкший в декабре 2009 года СНВ-I и действует до 2021 года.

Стоимость и аффинаж

[править |править код]

В целом по возможностиаффинажа урановые руды делятся на следующие (жирным выделены категории, пригодные для производства топлива)[53]:

  • I категория — супербогатые, содержание свыше 0,3 %, аффинаж 95—96 %;
  • II категория — богатые, содержание от 0,1 до 0,3 %, аффинаж 60—80 %;
  • III категория — рядовые, содержание от 0,05 до 0,1 %, аффинаж менее 60 %;
  • IV категория — убогие, содержание от 0,03 до 0,05 %;
  • V категория — забалансовые, содержание менее 0,03 %.

Горнодобывающие компании поставляют уран в видезакиси-окиси урана U3O8.

На всех этапах переработки урановых руд происходит очистка урана от сопутствующих ему примесей — элементов, обладающих большим сечением захвата нейтронов (гафний, бор, кадмий и т. д.). Наилучшие концентраты содержат 95—96 %, другие всего 60-80 % оксида урана, а остальное более 60 % различных примесей. «В чистом виде» такой уран непригоден в качестве ядерного топлива[54].

По мнению вице-председателя урановой группы Александра Бойцова, на 2010 год месторождения I категории с себестоимостью добычи до 40 долл./кг в мире уже почти исчерпаны. К 2030 году будут исчерпаны известные крупные месторождения II категории, с себестоимостью до 80 долл./кг, и в освоение начнут вовлекаться труднодоступные месторождения III категории с себестоимостью добычи до 130 долл./кг и выше[55].

Цена

В 1990-е годы стоимость урана природного изотопного состава колебалась вокруг отметки 20 долларов США за килограмм[56]. С 2004 года цена начала активно расти и кратковременно достигла пиковых $300 в середине 2007 года, столь же резко обвалившись до $100 к 2009 году. Обновив в 2011 году кратковременный локальный максимум в $140, цена начала снижаться. С 2017 году цена стабилизировалась на отметке около $40 за килограмм закиси-окиси природного урана, резко увеличившисьв начале 2020-х.

См. также

[править |править код]

Примечания

[править |править код]
Комментарии
  1. Не включая 5 судов Атомфлота с 7 реакторами и 129 судов ВМФ различных стран со 177 реакторами на борту.
  2. С учётом приобретения Uranium One. См. примечание к компании АРМЗ в столбце за 2011 год.
  3. «Оrano SA» до 2018 года именовалось «Areva». Переименование было произведено после того, как Areva оказалась на грани банкротства, контрольный пакет остался у правительства Франции[48].
  4. Данные поАРМЗ даны с учётом приобретённой в 2010 году компанииUranium One (Канада). Основным способом добычи урана с 2010 года стало скважинное подземное выщелачивание. С целью гарантированного долгосрочного сырьевого обеспечения отраслевых потребностей в уране «Росатом» приобрёл канадскую компанию Uranium One и консолидировал на её основе высокоэффективные урановые активы в Казахстане и других странах. За последние 8 лет производство Uranium One выросло почти в 5 раз, что позволило выйти на четвёртое место в мире среди урановых компаний[49].
Источники
  1. Prohaska T. et al.Standard atomic weights of the elements 2021 (IUPAC Technical Report) (англ.) //Pure and Applied Chemistry. — 2022. —Vol. 94,iss. 5. —P. 573—600. —doi:10.1515/pac-2019-0603.
  2. 1234Мясоедов Б. Ф., Раков Э. Г.Уран //Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. Н. С. Зефиров. —М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5: Триптофан — Ятрохимия. — С. 41—43. — 783 с. —10 000 экз. —ISBN 5-85270-310-9.
  3. Uranium crystal structures (англ.). WebElements. Дата обращения: 10 августа 2010.Архивировано 29 августа 2010 года.
  4. Уран // Толковый словарь русского языка / под ред. Ушакова.
  5. 12The Element Uranium (англ.). Thomas Jefferson National Accelerator Facility - Office of Science Education. Дата обращения: 15 марта 2018.Архивировано 17 марта 2018 года.
  6. Lide, 2004, p. 4—33.
  7. Grenthe I., Drożdżyński J., Fujino T.,Buck E. C.,Albrecht-Schmitt T. E.,Wolf S. F.Uranium (англ.). Дата обращения: 16 марта 2018.Архивировано 18 января 2012 года.
  8. Gehlen A. F.Ueber die Farbenveränderungen der in Aether aufgelösten salzsauren Metallsalze durch das Sonnenlicht (О вызванных солнечным светом изменениях цвета хлоридов металлов, растворённых в эфире) (нем.) // Neues allgemeines Journal der Chemie. — 1804. —Bd. 3,H. 5. —S. 566—574.Архивировано 2 августа 2018 года.
  9. Siegfried Flügge,Gottfried von Droste. Energetische Betrachtungen zu der Entstehung von Barium bei der Neutronenbestrahlung von Uran // Zeitschrift für Physikalische Chemie B. — 1939. — Vol. 4. — P. 274—280.
  10. Изотопы: свойства, получение, применение. В 2 т / Под ред. В. Ю. Баранова. —М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005. — Т. 2. —ISBN 5-9221-0523-X.
  11. Уран  (рус.). Свойства химических элементов.Архивировано 11 июня 2009 года.
  12. Неорганическая химия. —М.: Мир, 1966. — Т. 2. — С. 206—223.
  13. Кац Дж., Рабинович Е. Химия урана. —М.: Изд-во иностранной литературы, 1954.
  14. 12Audi G.,Bersillon O.,Blachot J.,Wapstra A. H.The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties //Nuclear Physics A. — 2003. —Т. 729. —С. 3—128. —doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. —Bibcode2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ
  15. В урановых рудах в следовых количествах присутствуетуран-236, образующийся из урана-235 при нейтронном захвате; в ториевых рудах имеются следыурана-233, возникающего изтория-232 после нейтронного захвата и двух последовательных бета-распадов. Однако содержание этих изотопов урана настолько мало, что может быть обнаружено лишь в специальных высокочувствительных измерениях.
  16. Rosholt J. N. Isotopic fractionatio of uranium related to role feature in Sandstone, Shirley Basin, Wyoming // Economic Geology. — 1964. — Vol. 59,№ 4. — P. 570—585.
  17. Rosholt J. N. Evolution of the isotopic composition of uranium and thorium in Soil profiles // Bull.Geol.Soc.Am.. — 1966. — Vol. 77,№ 9. — P. 987—1004.
  18. Чалов П. И. Изотопное фракционирование природного урана. — Фрунзе: Илим, 1975.
  19. Tilton G. R. Isotopic composition and distribution of lead, uranium, and thorium in a precambrian granite // Bull. Geol. Soc. Am.. — 1956. — Vol. 66,№ 9. — P. 1131—1148.
  20. Шуколюков Ю. А. Изотопные исследования «природного ядерного реактора» // Геохимия. — 1977. —№ 7. —С. 976—991.
  21. Мешик А.Древний ядерный реактор // В мире науки. Геофизика. — 2006. —№ 2.Архивировано 20 октября 2007 года.
  22. В урановых рудах обнаружены следовые количества более тяжёлых элементов, в частности плутония; они возникают в природе в результате некоторых ядерных реакций, например при захвате нейтронов ядрами урана, а также при очень редкомдвойном бета-распаде урана-238.
  23. Technical data for the element Uranium in the Periodic Table (англ.). Дата обращения: 17 марта 2018.Архивировано 17 марта 2018 года.
  24. Гайсинский М.,Адлов Ж.Уран // Радиохимический словарь элементов. — Атомиздат, 1968.
  25. Добыча урана в мире  (рус.). Дата обращения: 13 декабря 2011. Архивировано изоригинала 12 мая 2012 года.
  26. 12World Uranium Mining 2016 (англ.). World Nuclear Association. Дата обращения: 3 ноября 2018.Архивировано 20 июня 2016 года.
  27. 123OECD NEA & IAEA, Uranium 2016: Resources, Production and Demand ('Red Book').
  28. Уран  (рус.). Информационно-аналитический центр «Минерал». Дата обращения: 14 декабря 2010.Архивировано 16 мая 2013 года.
  29. Наумов С. С.Сырьевая база урана // Горный журнал. — 1999. —№ 12.Архивировано 9 октября 2006 года.
  30. 123О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2019 году, стр. 82  (неопр.). Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации (2020). Дата обращения: 29 августа 2024.Архивировано 7 марта 2023 года.
  31. Уран // Популярная библиотека химических элементов : [сборник] : в 2 кн. Кн. 2. Серебро – нильсборий и далее / [ред.-сост. В. В. Станцо, М. Б. Черненко]. — Изд. 2-е, испр. и доп.. —М.: Наука, 1977. — 519 с.
  32. Хмелевской В. К. Геофизические методы исследования земной коры. Международный университет природы, общества и человека «Дубна», 1997.
  33. Справочник по геологии нефти и газа / Под ред. Н. А. Еременко. —М.: Недра, 1984.
  34. 12345Уран //Техническая энциклопедия. — Т. 24. столб. 596…597
  35. 747 Tail Assembly Counterweights (англ.).Боинг (1994). Дата обращения: 29 сентября 2015.Архивировано 4 марта 2016 года.
  36. Кайл Мизоками (Kyle Mizokami) (28 марта 2017).Урановые «серебряные пули»: почему никто не любит сражаться с американскими танками.ИноСМИ.Ru.Архивировано 28 марта 2017. Дата обращения: 28 марта 2017.
  37. Pöllänen D. et al.Characterisation of projectiles composed of depleted uranium // Jounal of Environmental Radioactivity. — 2003. — Vol. 64. — P. 133—142.Архивировано 20 июля 2004 года.
  38. Чем опасны боеприпасы с обеднённым ураном?Архивная копия от 26 марта 2023 наWayback Machine.Российская газета, 24.03.2023
  39. Бюллетень МАГАТЭ : [арх. 7 марта 2023] // МАГАТЭ. — 2018. — Июнь. — С. 5.
  40. World Nuclear Association.Supply of Uranium.Архивная копия от 9 мая 2008 наWayback Machine 2011.
  41. IAEA — Power Reactor Information System  (неопр.). Дата обращения: 1 сентября 2019.Архивировано 23 июля 2018 года.
  42. Uranium Supplies: Supply of Uranium — World Nuclear Association  (неопр.). Дата обращения: 1 сентября 2019.Архивировано 12 февраля 2013 года.
  43. 12World Uranium Mining (англ.). World Nuclear Association (2017). Дата обращения: 12 марта 2013.Архивировано 13 июня 2014 года.
  44. Машковцев Г. А.,Мигута А. К.,Щёточкин В. Н.Минерально-сырьевая база и производство урана в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. — 2008. —№ 1.Архивировано 28 февраля 2012 года.
  45. Добыча урана в Казахстане. Доклад Мухтара Джакишева  (рус.). Дата обращения: 1 декабря 2009. Архивировано изоригинала 15 мая 2013 года.
  46. Конырова, К (30 декабря 2009).Казахстан вышел на первое место по добыче урана в мире. Информационное агентство TREND.Архивировано 31 декабря 2009. Дата обращения: 30 декабря 2009.
  47. World Uranium Mining - World Nuclear Association  (неопр.). Дата обращения: 1 сентября 2019.Архивировано 23 октября 2020 года.
  48. Areva devient Orano pour garder les pieds dans l'atome  (неопр.).Libération. Дата обращения: 1 сентября 2019.Архивировано 12 июня 2018 года.
  49. Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук, Москва, Россия. А. В. Балихин.МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВАЯ БАЗА УРАНА: СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ. ОБЗОР // Kompleksnoe ispolʹzovanie mineralʹnogo syrʹâ/Complex Use of Mineral Resources/Mineraldik shikisattardy Keshendi Paidalanu. — 2019-03-15. —Т. 1,вып. 308. —С. 36—50. —ISSN2224-5243. —doi:10.31643/2019/6445.05.Архивировано 22 января 2021 года.
  50. «Росатом» вышел на второе место в мире по запасам урана 14.08.2023  (неопр.). Дата обращения: 10 сентября 2023.Архивировано 28 августа 2023 года.
  51. 12PRoAtom — Понимание российского комплекса обогащения урана (часть 2)  (неопр.). Дата обращения: 1 сентября 2019.Архивировано 29 августа 2019 года.
  52. Переработка урана в мире — производство, методы и степень обогащения, химические свойства. Где используется уран? — ТеплоЭнергоРемонт  (неопр.). Дата обращения: 1 сентября 2019.Архивировано 17 июня 2021 года.
  53. Урановая руда: свойства, применение, добычаАрхивная копия от 30 декабря 2018 наWayback Machine 8 декабря 2017
  54. Амирова У. К., Урузбаева Н. А. Обзор развития мирового рынка урана // Universum: Экономика и юриспруденция : электрон. научн. журн. 2017. № 6(39). URL:http://7universum.com/ru/economy/archive/item/4802Архивная копия от 30 декабря 2018 наWayback Machine (дата обращения: 29.12.2018)
  55. Бойцов А. В.Устойчивое развитие мировой урановой промышленности: вызов времени  (неопр.). Дата обращения: 23 декабря 2011.Архивировано 13 мая 2012 года.
  56. Historical Ux Price Table (англ.).Ux Consulting - The Nuclear Fuel Price Reporter. Дата обращения: 24 августа 2018.Архивировано 25 августа 2018 года. Цены на сайте приведены в долларах за фунт

Литература

[править |править код]

Ссылки

[править |править код]
Перейти к шаблону «External links»
Ссылки на внешние ресурсы
Перейти к шаблону «Внешние ссылки» Перейти к элементу Викиданных
  Тематические сайты
Словари и энциклопедии
В библиографических каталогах
Перейти к шаблону «Соединения урана»
Соединенияурана
Перейти к шаблону «Периодическая система элементов»
Перейти к шаблону «Ряд активности металлов»
Перейти к шаблону «Ядерные технологии»
Инженерия
Материалы
Ядерная
энергетика
Главные темы
Поколения реакторов
Типы реакторов
По корпусу
Корпусной ядерный реактор
Канальный ядерный реактор
Гомогенный
По регуляции
ВодаСверхкритический водоохлаждаемый
Водо-водяной
Кипящий
на растворах солей
Тяжёлая водаТяжеловодный
ГрафитГрафито-газовый
Магноксовый
С гранулированным топливом
Сверхвысокотемпературный
Графито-водный (С водой под давлением/Кипящий)
на расплавах солей
Саморегуляция активного вещества
Реактор на быстрых нейтронах
с жидкометаллическим теплоносителем
Со свинцовым
На бегущей волне
Газоохлаждаемый
SSTAR
Интегральный
Инерциальный синтез
Ядерная медицина
Медицинская
визуализация
Терапия
Ядерное оружие
Принципы действия
История
Ядерное оружие
и общество
Перейти к шаблону «Энергетика»
структура по продуктам и отраслям
Электроэнергетика:
электроэнергия
Традиционная
Тепловые
электростанции
Гидроэнергетика
Атомная
Альтернативная
Геотермальная
Гидроэнергетика
Ветроэнергетика
Солнечная
Водородная
Биоэнергетика
Гравитационная
Малая
Электрическая сеть
Теплоснабжение:
теплоэнергия
Централизованное
Децентрализованное
Тепловая сеть
Топливная
промышленность
:
топливо
Органическое
Газообразное
Жидкое
Твёрдое
Ископаемое
Растительное
Искусственное
Ядерное
Перспективная
энергетика
:
Энергетика
Топливо
Источник —https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Уран_(элемент)&oldid=146173302
Категории:
Скрытые категории: