Уран - “железяка”, которая по своей природе НЕ радиоактивна. Но суть явлений такова - опасность представляют продукты его распада.
Несмотря на печальную и грозную славу, в современном мире уран играет одну из важнейших ролей, когда дело доходит до промышленности.
В чистом виде он практически не встречается, из-за своей химической активности, а потому колоссальное значение имеют находки урансодержащих минералов.
Как, например, урамфит, структура которого стала известна только спустя 74 года с момента открытия.
Откуда стало известно о существовании урана
В 1789 году немецкий химик М.Г. Клапрот провел ряд химических манипуляций и восстановил извлеченную золотисто-желтую “землю” из саксонской смоляной руды до черного металлоподобного вещества.
Клапрот решил, что это новое вещество - элемент.
Вдохновился первооткрывательством и назвал его ураном [U]. В честь планеты Уран, которую астрономы как раз только что обнаружили.
Только в 1841 г. французский химик Э.М. Пелиго доказал - уран Клапрота вовсе не элемент, а оксид вещества - UO2.
Вот так вот - понадобилось почти полвека, чтобы выделить металлический U.
Понятное дело, еще довольно долго никто не подозревал, какую опасность таит этот элемент.
А потому, соединения U долгое время применялись в качестве ярких красок для живописи по фарфору, для керамических глазурей, эмалей и в стекольной промышленности.
Как обычно, все изменил случай. В 1896 г. французский химик А.А. Беккерель невзначай открыл “лучи Беккереля”.
А чуть позже позже Мария Кюри переименовала их в радиоактивность.
В 1907 Э.Резерфорд провел первые опыты по определению возраста минералов при изучении радиоактивных урана [U] и тория [Th].
Это были прорывные исследования и эксперименты, потому что впервые появилась возможность оценки возраста Земли!
А в конце 30-х годов были открыты деление U при захвате свободных нейтронов и цепная реакция.
Далее вы уже и сами знаете: вторая половина ХХ века ознаменована получением ядерного оружия и созданием ядерной энергетики.
Редкий урамфит
Думается, матушка Природа очень сильно беспокоится о всех тварях земных, а потому в чистом виде радиоактивные металлы, слава Богу, не встречаются. Только в виде соединений.
Но вот вам удивительный факт для осознания:
Все прочие известные минералы - источник сырья для сплавов и материалов.
И только минералы U и Th – источник энергии, наряду с углеводородами: нефтью, газом, углем.
Они конечные ресурсы минерального топлива, накопленного геологической историей планеты.
Известно более 260 минералов урана.
Среди них и наш герой - урамфит.
Его открытла в 1950 году советский геолог З.А.Некрасова.
По понятным причинам месторождение минерала не было названо. В СССР это была закрытая информация. Настолько, что до 1990-х урамфит так и существовал под грифом секретности.
Тогда все же стало известно - минерал был найден в ураново‑угольном месторождении Тура‑Кавак, которое находится на территории современной Киргизии.
Только не нужно думать, что 70 лет урамфит был в забвении.
Изучали. Экспериментировали. “Копались” в составе. Но ни одно исследование так и не дало четкого понимания его структуры.
Что было известно
Что доподлинно было очевидно - урамфит имеет химическую формулу (NH4) (UO2) (PO4)·3H2O.
Характерная особенность минерала - простой, но редкий состав: это гидрофосфат уранила и аммония.
Еще минералоги определили: урамфит относится к урановым слюдкам - группе вторичных минералов урана, которые иногда используются как руда.
Урановые слюдки ярко светятся в лучах ультрафиолета.
Свечение это, кстати, нашло применение в фотографии. Слюдки использовались качестве тонера и усилителя серебряной фотопечати.
Теперь свечение слюдок помогает ученым распознавать минералы этой группы.
Агрегаты урамфита образовывают лишайникоподобные корочки, розетки. Цвет бутылочно-зеленый. Радиоактивен.
Люминесцирует в коротких и длинных УФ-волнах ярко-салатовым цветом.
Везение и новая находка
Так вот, в сентябре 2022 года студент Пятигорского института СКФУ, Дмитрий Цебро, обнаружил уникальный минерал на Бештаугорском урановом месторождении. Это в Ставропольском крае.
Это фантастическое везение, потому что урамфит встречается в природе крайне редко и может разрушаться из-за изменений температуры и влажности. На территории России он был обнаружен впервые.
Образец передали в Институт геофизики РАН, и уже в 2023 результаты диагностики подтвердили - найденный минерал является именно урамфитом.
В этот раз за исследование “ускользающего” из-под влияния ученых минерала принялись всерьез.
А то ведь согласитесь - непорядок, что до сих пор непонятно, как устроен “простой” минерал.
Ученые СПбГУ под руководством профессора Владислава Гуржия (кафедра кристаллографии) пролили свет на природу и структуру этот “скромника”.
Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в ведущем мировом журнале по минералогии American Mineralogist.
Что дает исследование структуры
Если вот сейчас в вашей голове начала стучаться мысль: “Кому нужна какая-то там структура?” - прислушайтесь к словам профессора.
“Сегодня определение структуры является неотъемлемой частью исследования новых минералов, с урамфитом существовала некоторая неопределенность, поскольку ранее мы не знали деталей строения вещества, а значит, не могли достоверно описать причины проявления его свойств и лишь предполагали их”.
Исследователи обнаружили свидетельства того, что в образовании урамфита могли сыграть важную роль биологические процессы, что делает его интересным не только для минералогов, но и химиков и биологов.
Сейчас в мире известно 11 урановых минералов с аммонием. Все они, кроме урамфита, найдены в XXI веке.
В основном все они родом из Юты и Колорадо (США). Откуда там берется аммоний более или менее понятно. Там полно органики, которая становится источником азотистых соединений.
Но в случае с Бештау это не так!
Нет там органических веществ вроде битумов или гуано. По крайней мере, в нужных количествах - нет.
Если не так, тогда как? - Вопрос еще тот, конечно.
Ученые рассматривают восстановление нитрата в аммоний, например, в результате анаэробной бактериальной активности.
Представляете, если будут найдены "бактерии-производители” урансодержащих минералов? Это же перспективы биосинтеза самого экономичного и неиссякаемого источника энергии!
Как думаете, возможно будет тогда отказаться от добычи нефти и угля?
Поделитесь мнением в комментариях.
Было полезно? - ставьте 👍 статье. Ваша щедрость помогает каналу развиваться и искать интересные темы.
И подпишитесь на канал - наши читатели узнаю́т больше, когда вникают в Суть явлений
Читайте также: