- •Содержание
- •Введение.
- •Свойства урана.
- •1.Физические свойства урана.
- •2.Химические свойства урана. Характерные степени окисления
- •3.Свойства простого вещества.
- •4.Изотопы урана.
- •Получение урана.
- •Применение.
- •1.Ядерное топливо.
- •2.Другие сферы применения урана.
- •3.Обеднённый уран.
- •4.Сердечники бронебойных снарядов.
- •Месторождения и добыча урана.
- •Разведанные запасы урана в мире.
- •Добыча u по странам в тоннах по содержанию на 2006, 2009 (в тоннах) [5]
- •Добыча в России.
- •Добыча в Казахстане.
- •4.Добыча урана из морской воды.
- •Практическая работа. Подсчет срока исчерпания невозобновимого ресурса (урана).
- •2.Аварии на аэс (Атомные электростанции).
- •3.Физиологическое действие.
- •Список использованных источников.
3.Свойства простого вещества.
Химически уран весьма активен. Он быстро окисляется на воздухе и покрывается радужной пленкой оксида. Мелкий порошок урана самовоспламеняется на воздухе, он зажигается при температуре 150—175 °C, образуя U3O8. Реакции металлического урана с другими неметаллами приведены в таблице.
Неметалл |
Условия |
Продукт |
F2 |
20oC, бурно |
UF6 |
Cl2 |
180oC для измельченного 500—600oC для компактного |
Смесь UCl4, UCl5, Ucl6 |
Br2 |
650oC, спокойно |
UBr4 |
I2 |
350oC, спокойно |
UI3, UI4 |
S |
250-300oC спокойно 500oC горит |
US2, U2S3 |
Se |
250-300oC спокойно 500oC горит |
USe2, U2Se3 |
N2 |
450-700oC то же под давлением N 1300o |
UN1.75 UN2 UN |
P |
600-1000oC |
U3P4 |
C |
800-1200oC |
UC, UC2 |
Вода способна разъедать металл, медленно при низкой температуре, и быстро при высокой, а также при мелком измельчении порошка урана:U + 2H2O = UO2 + 2H2. В кислотах-неокислителях уран растворяется, образуя UO2 или соли U4+ (при этом выделяется водород). С кислотами-окислителями (азотной, концентрированной серной) уран образует соответствующие соли уранила UO2 2+. С растворами щелочей уран не взаимодействует.[5]
При сильном встряхивании металлические частицы урана начинают светиться.[5]
4.Изотопы урана.
Радиоактивные свойства некоторых изотопов урана (выделены природные изотопы):
Таблица 2.
Массовое число |
Период полураспада |
Тип распада |
234 |
2,45·105 лет |
α |
235 |
7,13·108 лет |
α |
236 |
2,39·107 лет |
α |
237 |
6,75 сут. |
Β− |
238 |
4,47·109 лет |
α |
239 |
23,54 мин. |
Β− |
240 |
14 час. |
Β− |
[5]
Природный уран состоит из смеси трёх изотопов: 238U (изотопная распространённость 99,2745 %, период полураспада T1/2 = 4,468·109 лет), 235U (0,7200 %, T1/2 = 7,04·108 лет) и 234U (0,0055 %, T1/2 = 2,455·105 лет). Последний изотоп является не первичным, а радиогенным, он входит в состав радиоактивного ряда 238U.[5]
Радиоактивность природного урана обусловлена в основном изотопами 238U и 234U, в равновесии их удельные активности равны. Удельная активность изотопа 235U в природном уране в 21 раз меньше активности 238U.[5]
На данный момент известно 23 искусственных радиоактивных изотопа урана с массовыми числами от 217 до 242. Наиболее долгоживущий из них — 233U (T1/2 = 1,59·105лет) получается при облучении тория-232 нейтронами и способен к делению под воздействием тепловых нейтронов.[5]
Изотопы урана 238U и 235U являются родоначальниками двух радиоактивных рядов. Конечными элементами этих рядов являются изотопы свинца 206Pb и 207Pb.
В
природных условиях распространены в
основном изотопы 234U: 235U : 238U =
0,0054 : 0,711 : 99,283. Половина радиоактивности
природного урана обусловлена изотопом 234U.
Изотоп 234U образуется
за счёт распада 238U.
Для двух последних в отличие от других
пар изотопов и независимо от высокой
миграционной способности урана характерно
географическое постоянство отношения
.
Величина этого отношения в природных
образованиях зависит от возраста урана.
Многочисленные натурные измерения
показали его незначительные колебания.
Так в роллах величина этого отношения
относительно эталона изменяется в
пределах 0,9959 −1,0042, в солях — 0,996 —
1,005. 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; в сфене — 138,4. В
отдельных метеоритах выявлен
недостаток изотопа 235U.
Наименьшая его концентрация в
земных условиях найдена в 1972 г.
французским исследователем Бужигесом
в местечке Окло в Африке (месторождение
в Габоне).
Так, в природном уране содержится 0,720 %
урана 235U,
тогда как в Окло оно
уменьшается до 0,557 %. Это послужило
подтверждением гипотезы о наличии
природного
ядерного реактора,
ведущего к выгоранию изотопа, высказанной
Джорджем Ветриллом (George W. Wetherill) из
Калифорнийского университета в
Лос-Анджелесе, Марком Ингрэмом (Mark
G. Inghram) из Чикагского университета и
Полом Курода (Paul K. Kuroda), химиком из
Университета Арканзаса, ещё в 1956 г.
описавшим процесс[14].
Кроме этого, в этих же округах найдены
природные ядерные реакторы: Окелобондо,
Бангомбе (Bangombe) и др. В настоящее время
известно 17 природных ядерных реакторов.[5]
