Уран – тяжелый металл, встречающийся в природе в земной коре и даже в морской воде. Уран содержится в различных видах руды, и его примерно в 1000 раз больше, чем золота!
Где добывают уран?
Основные месторождения урана расположены в Австралии, Канаде, России, Нигере, Южной Африке, Намибии, Бразилии, Казахстане и Монголии. Во Франции месторождения есть в Вандее и Лимузене, но они истощаются.
Немного химии для лучшего понимания
Уран — это химический элемент с символом U и атомным номером 92. В природе существует три изотопа урана: уран-238, самый тяжелый и распространенный, уран-235 и уран-234.
Уран-235 – единственный изотоп, который подвергается делению. Когда нейтрон сталкивается с ядром урана, оно, как правило, распадается на два осколка. При этом высвобождается 2–3 нейтрона, которые, в свою очередь, фрагментируют другие ядра и так далее. Это повторение деления называется цепной реакцией. В ядерном реакторе эта цепная реакция инициируется и контролируется. На атомных электростанциях тепло, выделяемое при ядерном делении, используется для выработки электроэнергии.
Как перерабатывается урановая руда?
Руда, извлекаемая из шахты, часто имеет довольно низкое содержание урана. Поэтому его необходимо концентрировать. Как? Горные породы мелко измельчаются, а уран извлекается с помощью ряда химических процессов. Это называется переработкой, и в результате получается желтая паста, известная как «желтый кек», которая содержит 75% оксида урана.
Затем «желтый кек» очищается путем ряда химических операций и превращается во фторированную форму (UF6: 6 атомов фтора на один атом урана). Это называется операцией «преобразования». Далее очищенный от примесей уран проходит следующий этап – обогащение. Содержание урана-235 в природном уране составляет всего 0,7%. Чтобы заправлять ядерные реакторы и производить электроэнергию, природный уран должен быть обогащен ураном-235 до более высокой концентрации, которая должна составлять от 3 до 5%, т. е. в 7 раз выше, чем в «желтом кеке».
Всего из одного килограмма обогащенного урана можно получить столько же энергии, сколько из 160 тонн угля.
После обработки уран, обогащенный U235, превращается в черный порошок. Этот черный порошок спрессовывают в формы, помещают в печь и запекают. Полученные керамические гранулы весом всего 7 граммов вставляются в металлические трубки длиной 4 метра. Это топливные «стержни». Затем стержни собираются в «топливные сборки», каждая из которых состоит из 264 стержней, используемых для выработки электроэнергии.
Например, активная зона реактора мощностью 900 МВт загружена 157 сборками, или более чем 11 миллионами гранул.
Каждая тепловыделяющая сборка вырабатывает электроэнергию, достаточную для удовлетворения бытовых потребностей города с населением 100 000 человек в течение всего года!
Вы знали что?
Урановая руда была обнаружена в 1789 году. Элемент был назван в честь планеты Уран, открытой английским астрономом Уильямом Гершелем в 1781 году.
Читайте также:
Как золотые украшения связаны с наклоном Луны?
Из чего сделаны черные дыры? Ученые приближаются к ответу
Почему все планеты разного цвета?
Великая бомбардировка: драгоценные металлы падали с неба
#наука #физика #химия #интересные факты #интересный факт