Уран – самый тяжёлый материал на нашей планете. По производству энергии, небольшое количество урана способно заменить одну тонну нефти. Но самый главный плюс этого материала, это то, что он уже много лет является топливом на атомных электростанциях. Но как же добывают уран, какое количество его на нашей планете и почему этот металл такой дорогой? Все это я расскажу вам в своей статье.
- Большинство людей услышав слово уран, сразу представляют, что-то страшное и радиоактивное, однако это далеко не так. Ещё с глубокой древности люди использовали природную окись урана. Они делали своего рода глазурь и покрывали этим веществом фарфоровую посуду, для лучшей водостойкости. Вообще в природе не существует урана в чистом виде, чистый уран можно получить, переработав огромное количество горной руды. Свое название — это вещество получило в честь планеты, а открыли его ещё в начале 18 века.
- Очень долгое время уран считали просто тяжёлым металлом, а о его радиоактивных свойствах даже и не догадывались. И только в 1840 году учёный из Франции доказал, что этот материал совсем даже не металл, а оксид урана, а спустя год этот же химик выделил уран в чистом виде. Кстати благодаря именно урану в конце 19 века было открыто такое понятие как радиоактивность.
- Теперь понятно, что уран — это радиоактивный элемент, но насколько же долгоиграющим может быть его период полураспада? Самый долгоживущий – это уран 238 и его время полураспада составляет 4,5 млрд лет. Казалось бы, что это очень опасный элемент и это так, однако благодаря такому большому периоду полураспада, радиацию он излучает очень слабо. Его альфа-частицы не могут пройти через кожу человека. Есть занимательный факт, что Советский учёный Курчатов, после работы с ураном 238 протирал руки обычным платком и впоследствии никакой лучевой болезни у него обнаружено не было.
- Тут возникает логичный вопрос, как же такой слабо радиоактивный металл, может стать основным топливом для АЭС? Ответить на этот вопрос нам поможет открытие, которое было сделано непосредственно перед началом второй Мировой войны и называлось - деление ядер урана. Суть этого открытия было в следующем: ядра изотопа урана 235 облучали нейтронами, ядро начинало делиться и происходило выделение огромного количества энергии. Именной этот процесс и стал отправной точкой в развитии атомной энергетики. Однако, в природе уран в 99% встречается в виде изотопа 238, который мало опасен для человека.
- Чтобы уран мог быть использован на атомных станциях, его нужно обогатить. Всё дело в том, что природная руда урана состоит из трёх изотопов 238, 235 и 234. Как мы с вами уже выяснили для энергетики подходит только лишь изотоп 235, однако природной его концентрации не хватит, для работы АЭС, помимо того, что его ещё нужно отделить из руды. Поэтому его концентрацию нужно повысить и делается это путем обогащения этого изотопа. А вот уран 238 это просто очень тяжёлый металл, из которого можно сделать разве, что брелок, но для энергетики он не подходит. И вот тут мы с вами подошли к самому главному вопросу, как же отделить из руды изотоп урана 235?
- Полное описание этого процесса я приводить не буду, скажу лишь что в 1946 году для Советского Союза решить эту проблему не составляло сложностей, уровень подготовки научного резерва страны с лёгкостью справился с этой задачей. Однако для этого требовалось построить огромные диффузионные заводы, которые потребляли просто колоссальное количество электричества. И вот теперь представьте для того, чтобы произвести 100 гр. изотопа урана 235, работали заводы размером с целый город. Из вышеизложенного можно с лёгкость представать как сильно ценится это вещество. Стоит правда отметить, что в настоящий момент существует иные способы общения урановой руды.
- Пожалуй, основной, это метод, в котором используется газовая центрифуга, если вкратце, то в устройство похожее на стиральную машину помещается урановые молекулы, подаётся газ и сильно раскручивается, таким образом отделяется более крупный изотоп 238(он оседает), а более мелкий и лёгкий изотоп урана 235 поступает в следующую центрифугу. И так далее, до того момента пока чистота урана не будет достигнута до требуемой.
- Кстати, ещё стоит рассказать об полонии-210. Этот химический элемент считают идеальным ядом, токсичность его в 250 тыс. раз превышает цианид. Так вот полоний-210 можно извлекать из урана, его используют в космической промышленности и во всем мире в год производят примерно 100 гр. полония. Как вы уже догадались, основным производителем является Россия и цена 1 гр. этого вещества доходит до 4 млн. долларов. Учитывая сложность в работе по добыче, производству и обогащению урана, становиться понятно, почему этот элемент считается таким дорогим.
