Uranové kovy. Proč jsou uran a jeho sloučeniny nebezpečné? Aplikace a typy izotopů uranu

Odkud se vzal uran? S největší pravděpodobností se objevuje při explozích supernov. Faktem je, že pro nukleosyntézu prvků těžších než železo musí existovat silný tok neutronů, ke kterému dochází právě při výbuchu supernovy. Zdálo by se, že pak, během kondenzace z oblaku nových hvězdných systémů, které tvoří, uran, který se shromáždil v protoplanetárním oblaku a je velmi těžký, by měl klesnout do hlubin planet. Ale to není pravda. Uran je radioaktivní prvek a při rozkladu uvolňuje teplo. Výpočty ukazují, že pokud by byl uran rovnoměrně rozložen po celé tloušťce planety, alespoň ve stejné koncentraci jako na povrchu, vyzařoval by příliš mnoho tepla. Navíc by jeho tok měl slábnout se spotřebou uranu. Protože nic takového nebylo pozorováno, geologové se domnívají, že nejméně třetina uranu a možná i všechen je koncentrován v zemské kůře, kde je jeho obsah 2,5∙10 –4 %. Proč se tak stalo, se nediskutuje.

Kde se těží uran? Na Zemi není tak málo uranu – co do množství je na 38. místě. A nejvíce tohoto prvku se nachází v sedimentárních horninách – uhlíkatých břidlicích a fosforitech: až 8∙10 –3, respektive 2,5∙10 –2 %. Celkově zemská kůra obsahuje 10 14 tun uranu, ale hlavním problémem je, že je velmi rozptýlený a netvoří mocná ložiska. Přibližně 15 uranových nerostů má průmyslový význam. Jedná se o uranový dehet - jeho základem je oxid čtyřmocný uran, uranová slída - různé silikáty, fosfáty a složitější sloučeniny s vanadem nebo titanem na bázi šestimocného uranu.

Co jsou Becquerelovy paprsky? Po objevu rentgenového záření Wolfgangem Roentgenem se francouzský fyzik Antoine-Henri Becquerel začal zajímat o záři uranových solí, ke které dochází vlivem slunečního záření. Chtěl pochopit, jestli jsou i tady rentgeny. Opravdu byli přítomni - sůl osvětlovala fotografickou desku skrz černý papír. V jednom z experimentů však sůl nebyla osvětlena, ale fotografická deska přesto ztmavla. Když byl mezi sůl a fotografickou desku umístěn kovový předmět, ztmavení pod ním bylo menší. Nové paprsky proto nevznikaly excitací uranu světlem a částečně neprošly kovem. Původně se jim říkalo „Becquerelovy paprsky“. Následně bylo zjištěno, že se jedná především o alfa paprsky s malým přídavkem beta paprsků: faktem je, že hlavní izotopy uranu vyzařují při rozpadu alfa částici a beta rozpad zažívají i dceřiné produkty.

Jak radioaktivní je uran? Uran nemá žádné stabilní izotopy, všechny jsou radioaktivní. Nejdéle žijící je uran-238 s poločasem rozpadu 4,4 miliardy let. Následuje uran-235 - 0,7 miliardy let. Oba podléhají rozpadu alfa a stávají se odpovídajícími izotopy thoria. Uran-238 tvoří více než 99 % veškerého přírodního uranu. Vzhledem k obrovskému poločasu rozpadu je radioaktivita tohoto prvku nízká a navíc částice alfa nejsou schopny proniknout do stratum corneum na povrchu lidského těla. Říká se, že po práci s uranem si I.V.Kurčatov jednoduše otřel ruce kapesníkem a netrpěl žádnou nemocí spojenou s radioaktivitou.

Vědci se opakovaně obraceli na statistiky nemocí pracovníků v uranových dolech a zpracovatelských závodech. Zde je například nedávný článek kanadských a amerických specialistů, kteří analyzovali zdravotní údaje více než 17 tisíc pracovníků v dole Eldorado v kanadské provincii Saskatchewan za roky 1950–1999 ( Environmentální výzkum, 2014, 130, 43–50, DOI:10.1016/j.envres.2014.01.002). Vycházeli z toho, že záření má nejsilnější vliv na rychle se množící krvinky, což vede k odpovídajícím typům rakoviny. Statistiky ukázaly, že u pracovníků v dolech je výskyt různých typů rakoviny krve nižší než u průměrné kanadské populace. Za hlavní zdroj záření se v tomto případě nepovažuje uran samotný, ale jím vytvářený plynný radon a produkty jeho rozpadu, které se mohou dostat do těla plícemi.

Proč je uran škodlivý?? Stejně jako ostatní těžké kovy je vysoce toxický a může způsobit selhání ledvin a jater. Na druhé straně je uran jako rozptýlený prvek nevyhnutelně přítomen ve vodě, půdě a koncentruje se v potravním řetězci a dostává se do lidského těla. Je rozumné předpokládat, že v procesu evoluce se živé bytosti naučily neutralizovat uran v přirozených koncentracích. Uran je ve vodě nejnebezpečnější, proto WHO stanovila limit: původně to bylo 15 µg/l, ale v roce 2011 byla norma zvýšena na 30 µg/g. Ve vodě je zpravidla mnohem méně uranu: v USA v průměru 6,7 µg/l, v Číně a Francii - 2,2 µg/l. Existují ale také silné odchylky. Takže v některých oblastech Kalifornie je to stokrát více, než je standard - 2,5 mg/l, a v jižním Finsku dosahuje 7,8 mg/l. Vědci se snaží pochopit, zda je norma WHO příliš přísná studiem vlivu uranu na zvířata. Zde je typická práce ( BioMed Research International, 2014, IČ 181989; DOI:10.1155/2014/181989). Francouzští vědci krmili krysy vodou po dobu devíti měsíců s přísadami ochuzeného uranu a v relativně vysokých koncentracích – od 0,2 do 120 mg/l. Spodní hodnota je voda v blízkosti dolu, zatímco horní hodnota se nikde nenachází - maximální koncentrace uranu, naměřená ve Finsku, je 20 mg/l. K překvapení autorů - článek se jmenuje: "Neočekávaná absence znatelného účinku uranu na fyziologické systémy ..." - uran neměl prakticky žádný vliv na zdraví potkanů. Zvířata dobře jedla, řádně přibrala, nestěžovala si na nemoci a neumřela na rakovinu. Uran, jak má být, se ukládal především v ledvinách a kostech a ve stokrát menším množství v játrech a jeho hromadění se předpokládalo odvíjelo od obsahu ve vodě. To však nevedlo k renálnímu selhání nebo dokonce ke znatelnému výskytu jakýchkoli molekulárních markerů zánětu. Autoři navrhli, že by měla být zahájena revize přísných pokynů WHO. Je tu však jedno upozornění: vliv na mozek. V mozcích krys bylo méně uranu než v játrech, ale jeho obsah nezávisel na množství ve vodě. Uran však ovlivnil fungování antioxidačního systému mozku: aktivita katalázy se zvýšila o 20 %, glutathionperoxidázy o 68–90 % a aktivita superoxiddismutázy se snížila o 50 %, bez ohledu na dávku. To znamená, že uran jednoznačně způsobil oxidační stres v mozku a tělo na něj reagovalo. Tento účinek - silný účinek uranu na mozek v nepřítomnosti jeho akumulace v něm, mimochodem, stejně jako v genitáliích - byl zaznamenán dříve. Navíc voda s uranem v koncentraci 75–150 mg/l, kterou výzkumníci z University of Nebraska krmili krysy po dobu šesti měsíců ( Neurotoxikologie a teratologie, 2005, 27, 1, 135–144; DOI:10.1016/j.ntt.2004.09.001), ovlivnilo chování zvířat, zejména samců, vypuštěných do terénu: překračovali linie, postavili se na zadní nohy a předváděli si srst jinak než kontrolní. Existují důkazy, že uran také vede ke zhoršení paměti u zvířat. Změny chování korelovaly s úrovněmi oxidace lipidů v mozku. Ukázalo se, že uranová voda udělala krysy zdravými, ale spíše hloupými. Tyto údaje se nám budou hodit při analýze tzv. syndromu války v Zálivu.

Kontaminuje uran lokality pro rozvoj břidlicového plynu? Záleží na tom, kolik uranu je v horninách obsahujících plyn a jak je s nimi spojen. Například docent Tracy Bank z univerzity v Buffalu studoval Marcellus Shale, který se táhne od západního New Yorku přes Pensylvánii a Ohio až po Západní Virginii. Ukázalo se, že uran je chemicky příbuzný právě se zdrojem uhlovodíků (nezapomeňte, že příbuzné uhlíkaté břidlice mají nejvyšší obsah uranu). Experimenty ukázaly, že roztok používaný při štěpení dokonale rozpouští uran. „Když se uran v těchto vodách dostane na povrch, může způsobit kontaminaci okolí. To nepředstavuje radiační riziko, ale uran je jedovatý prvek,“ poznamenává Tracy Bank v univerzitní tiskové zprávě z 25. října 2010. O riziku kontaminace životního prostředí uranem nebo thoriem při výrobě břidlicového plynu zatím nebyly zpracovány žádné podrobné články.

Proč je potřeba uran? Dříve se používal jako pigment pro výrobu keramiky a barevného skla. Nyní je uran základem jaderné energie a atomových zbraní. V tomto případě se využívá jeho jedinečná vlastnost – schopnost jádra se dělit.

Co je jaderné štěpení? Rozpad jádra na dva nestejně velké kusy. Právě pro tuto vlastnost se při nukleosyntéze vlivem ozařování neutrony s velkými obtížemi tvoří jádra těžší než uran. Podstata jevu je následující. Pokud není poměr počtu neutronů a protonů v jádře optimální, stává se nestabilním. Typicky takové jádro emituje buď částici alfa - dva protony a dva neutrony, nebo částici beta - pozitron, která je doprovázena přeměnou jednoho z neutronů na proton. V prvním případě se získá prvek periodické tabulky, vzdálený dvě buňky dozadu, ve druhém - jedna buňka dopředu. Uranové jádro je však kromě vyzařování částic alfa a beta schopné štěpení – rozpadu na jádra dvou prvků uprostřed periodické tabulky, například barya a kryptonu, což se mu po přijetí nového neutronu daří. Tento jev byl objeven krátce po objevu radioaktivity, kdy fyzici nově objevené záření vystavili všemu, co mohli. Zde je, jak o tom píše účastník událostí Otto Frisch („Pokroky ve fyzikálních vědách“, 1968, 96, 4). Po objevení paprsků berylia - neutronů - jimi Enrico Fermi ozařoval uran, zejména aby způsobil beta rozpad - doufal, že jej využije k získání dalšího, 93. prvku, nyní zvaného neptunium. Byl to on, kdo objevil nový typ radioaktivity v ozářeném uranu, který spojoval s výskytem transuraniových prvků. Tuto indukovanou radioaktivitu zároveň zvýšilo zpomalení neutronů, pro které byl zdroj berylia překryt vrstvou parafínu. Americký radiochemik Aristide von Grosse navrhl, že jedním z těchto prvků bylo protaktinium, ale mýlil se. Ale Otto Hahn, který tehdy působil na univerzitě ve Vídni a považoval protaktinium objevené v roce 1917 za jeho duchovní dítě, se rozhodl, že je povinen zjistit, jaké prvky byly získány. Spolu s Lise Meitnerovou na začátku roku 1938 Hahn na základě experimentálních výsledků navrhl, že celé řetězce radioaktivních prvků vznikají v důsledku mnohočetných beta rozpadů jader uranu-238 absorbujících neutrony a jeho dceřiných prvků. Lise Meitner byla brzy nucena uprchnout do Švédska, protože se bála možné odvety ze strany nacistů po anšlusu Rakouska. Hahn, který pokračoval ve svých experimentech s Fritzem Strassmannem, zjistil, že mezi produkty bylo také baryum, prvek číslo 56, který nelze v žádném případě získat z uranu: všechny řetězce alfa rozpadů uranu končí mnohem těžším olovem. Vědci byli výsledkem tak překvapeni, že jej nezveřejnili, pouze napsali dopisy přátelům, zejména Lise Meitnerové do Göteborgu. Tam ji o Vánocích 1938 navštívil její synovec Otto Frisch a při procházkách v okolí zimního města - on na lyžích, teta pěšky - diskutovali o možnosti výskytu barya při ozařování uranu jako výsledek jaderného štěpení (více informací o Lise Meitnerové viz „Chemie a život “, 2013, č. 4). Po návratu do Kodaně Frisch doslova chytil Nielse Bohra na můstku lodi odplouvající do Spojených států a řekl mu o myšlence štěpení. Bohr se plácl na čelo a řekl: „Ach, jací jsme byli blázni! Měli jsme si toho všimnout dříve." V lednu 1939 Frisch a Meitner publikovali článek o štěpení jader uranu pod vlivem neutronů. V té době již Otto Frisch provedl kontrolní experiment, stejně jako mnoho amerických skupin, které obdržely zprávu od Bohra. Říká se, že fyzici se začali rozcházet do svých laboratoří právě během jeho zprávy 26. ledna 1939 ve Washingtonu na výroční konferenci o teoretické fyzice, když pochopili podstatu myšlenky. Po objevu štěpení Hahn a Strassmann revidovali své experimenty a zjistili, stejně jako jejich kolegové, že radioaktivita ozářeného uranu není spojena s transurany, ale s rozpadem radioaktivních prvků vznikajících při štěpení ze středu periodické tabulky.

Jak probíhá řetězová reakce v uranu? Brzy poté, co byla experimentálně prokázána možnost štěpení jader uranu a thoria (a na Zemi nejsou žádné další štěpné prvky ve významném množství), Niels Bohr a John Wheeler, kteří pracovali v Princetonu, a nezávisle na nich Sovětský teoretický fyzik Ya. I. Frenkel a Němci Siegfried Flügge a Gottfried von Droste vytvořili teorii jaderného štěpení. Z toho vyplynuly dva mechanismy. Jedna je spojena s prahovou absorpcí rychlých neutronů. Podle ní musí mít neutron k zahájení štěpení poměrně vysokou energii, více než 1 MeV pro jádra hlavních izotopů - uranu-238 a thoria-232. Při nižších energiích má absorpce neutronů uranem-238 rezonanční charakter. Neutron s energií 25 eV má tedy plochu záchytného průřezu tisíckrát větší než u jiných energií. V tomto případě nedojde k žádnému štěpení: z uranu-238 se stane uran-239, který se s poločasem rozpadu 23,54 minut změní na neptunium-239, které se s poločasem rozpadu 2,33 dne změní na dlouhověký. plutonium-239. Thorium-232 se stane uranem-233.

Druhým mechanismem je bezprahová absorpce neutronu, po ní následuje třetí víceméně běžný štěpný izotop - uran-235 (stejně jako plutonium-239 a uran-233, které se v přírodě nevyskytují): tzv. pohlcení jakéhokoliv neutronu, i pomalého, tzv. tepelného, ​​s energií jako u molekul účastnících se tepelného pohybu - 0,025 eV, se takové jádro rozštěpí. A to je velmi dobré: tepelné neutrony mají záchytnou plochu čtyřikrát větší než rychlé megaelektronvoltové neutrony. To je význam uranu-235 pro celou následující historii jaderné energetiky: právě on zajišťuje množení neutronů v přírodním uranu. Po zásahu neutronem se jádro uranu-235 stává nestabilním a rychle se rozdělí na dvě nestejné části. Po cestě je emitováno několik (v průměru 2,75) nových neutronů. Pokud narazí na jádra stejného uranu, způsobí exponenciální množení neutronů – dojde k řetězové reakci, která v důsledku rychlého uvolnění obrovského množství tepla povede k explozi. Ani uran-238, ani thorium-232 tak fungovat nemohou: vždyť při štěpení jsou neutrony emitovány s průměrnou energií 1–3 MeV, tedy pokud existuje práh energie 1 MeV, významná část neutrony jistě nebudou schopny vyvolat reakci a nedojde k žádné reprodukci. To znamená, že na tyto izotopy by se mělo zapomenout a neutrony bude nutné zpomalit na tepelnou energii, aby co nejúčinněji interagovaly s jádry uranu-235. Zároveň nelze připustit jejich rezonanční absorpci uranem-238: koneckonců v přírodním uranu je tento izotop o něco méně než 99,3% a neutrony se s ním častěji srážejí, a ne s cílovým uranem-235. A působením jako moderátor je možné udržet množení neutronů na konstantní úrovni a zabránit explozi – řídit řetězovou reakci.

Výpočet, který provedli Ya. B. Zeldovich a Yu. B. Khariton ve stejném osudovém roce 1939, ukázal, že k tomu je nutné použít moderátor neutronů ve formě těžké vody nebo grafitu a obohatit přírodní uran o uran- 235 alespoň 1,83krát. Pak se jim tato myšlenka zdála čirou fantazií: „Je třeba poznamenat, že přibližně dvojnásobné obohacení oněch poměrně významných množství uranu, které je nutné k provedení řetězové exploze,<...>je extrémně těžkopádný úkol, který se blíží praktické nemožnosti.“ Nyní je tento problém vyřešen a jaderný průmysl masově vyrábí uran obohacený uranem-235 na 3,5 % pro elektrárny.

Co je spontánní jaderné štěpení? V roce 1940 G. N. Flerov a K. A. Petrzhak zjistili, že štěpení uranu může probíhat spontánně, bez jakéhokoli vnějšího vlivu, i když poločas rozpadu je mnohem delší než u běžného alfa rozpadu. Protože takové štěpení také produkuje neutrony, pokud jim nebude umožněno uniknout z reakční zóny, budou sloužit jako iniciátory řetězové reakce. Právě tento jev se využívá při vytváření jaderných reaktorů.

Proč je potřeba jaderná energie? Zeldovich a Khariton byli mezi prvními, kdo vypočítali ekonomický efekt jaderné energie (Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1940, 23, 4). „...V tuto chvíli stále nelze učinit konečné závěry o možnosti či nemožnosti provedení jaderné štěpné reakce s nekonečně se rozvětvujícími řetězci v uranu. Pokud je taková reakce proveditelná, pak se reakční rychlost automaticky upraví tak, aby byl zajištěn její hladký průběh, a to i přes obrovské množství energie, kterou má experimentátor k dispozici. Tato okolnost je mimořádně příznivá pro energetické využití reakce. Uveďme si proto – byť jde o dělení kůže nezabitého medvěda – některá čísla charakterizující možnosti energetického využití uranu. Pokud tedy štěpný proces probíhá s rychlými neutrony, reakce zachycuje hlavní izotop uranu (U238), pak<исходя из соотношения теплотворных способностей и цен на уголь и уран>náklady na kalorii z hlavního izotopu uranu jsou přibližně 4000krát levnější než z uhlí (pokud ovšem procesy „spalování“ a odvodu tepla nejsou v případě uranu mnohem dražší než v případě uhlí). V případě pomalých neutronů bude cena „uranové“ kalorie (na základě výše uvedených čísel), s přihlédnutím k tomu, že množství izotopu U235 je 0,007, již jen 30krát levnější než kalorie „uhlí“, všechny ostatní věci jsou stejné."

První řízenou řetězovou reakci provedl v roce 1942 Enrico Fermi na Chicagské univerzitě a reaktor byl řízen ručně – zatlačováním grafitových tyčí dovnitř a ven podle změny toku neutronů. První elektrárna byla postavena v Obninsku v roce 1954. Kromě výroby energie pracovaly první reaktory také na výrobě plutonia pro zbraně.

Jak funguje jaderná elektrárna? V dnešní době většina reaktorů pracuje na pomalých neutronech. Obohacený uran ve formě kovu, slitiny, jako je hliník nebo oxidu, je umístěn v dlouhých válcích nazývaných palivové články. Jsou určitým způsobem instalovány v reaktoru a mezi ně jsou vloženy moderátorové tyče, které řídí řetězovou reakci. Postupem času se reaktorové jedy hromadí v palivovém prvku – produktech štěpení uranu, které jsou schopné pohlcovat i neutrony. Když koncentrace uranu-235 klesne pod kritickou úroveň, prvek je vyřazen z provozu. Obsahuje však mnoho štěpných úlomků se silnou radioaktivitou, která v průběhu let klesá, což způsobuje, že prvky po dlouhou dobu vydávají značné množství tepla. Jsou drženy v chladících bazénech a poté buď zakopány, nebo se pokusí zpracovat – získat nespálený uran-235, vyrobené plutonium (vyrábělo se z něj atomové bomby) a další izotopy, které lze použít. Nevyužitá část se posílá na pohřebiště.

V takzvaných rychlých reaktorech neboli množivých reaktorech jsou kolem prvků instalovány reflektory vyrobené z uranu-238 nebo thoria-232. Zpomalují a posílají zpět do reakční zóny neutrony, které jsou příliš rychlé. Neutrony zpomalené na rezonanční rychlosti absorbují tyto izotopy a mění se v plutonium-239, respektive uran-233, které mohou sloužit jako palivo pro jadernou elektrárnu. Vzhledem k tomu, že rychlé neutrony špatně reagují s uranem-235, musí být jeho koncentrace výrazně zvýšena, ale to se vyplatí se silnějším tokem neutronů. Navzdory skutečnosti, že množivé reaktory jsou považovány za budoucnost jaderné energie, protože produkují více jaderného paliva, než spotřebují, experimenty ukázaly, že je obtížné je řídit. Nyní na světě zbývá pouze jeden takový reaktor – ve čtvrtém energetickém bloku Bělojarské JE.

Jak je jaderná energie kritizována? Pokud se nebavíme o haváriích, tak hlavním bodem argumentace odpůrců jaderné energetiky je dnes návrh přidat do výpočtu její účinnosti náklady na ochranu životního prostředí po vyřazení stanice z provozu a při práci s palivem. V obou případech vyvstávají problémy se spolehlivou likvidací radioaktivního odpadu, a to jsou náklady, které nese stát. Existuje názor, že pokud je přenesete do nákladů na energii, zmizí její ekonomická atraktivita.

Odpor je i mezi zastánci jaderné energetiky. Jeho představitelé poukazují na jedinečnost uranu-235, který nemá náhradu, protože alternativní izotopy štěpitelné tepelnými neutrony - plutonium-239 a uran-233 - se díky svým poločasům rozpadu v řádu tisíců let v přírodě nevyskytují. A jsou získávány právě v důsledku štěpení uranu-235. Pokud dojde, zmizí úžasný přírodní zdroj neutronů pro jadernou řetězovou reakci. V důsledku takového plýtvání lidstvo v budoucnu ztratí možnost zapojit do energetického cyklu thorium-232, jehož zásoby jsou několikanásobně větší než uran.

Teoreticky lze urychlovače částic použít k produkci toku rychlých neutronů s megaelektronvoltovými energiemi. Pokud však mluvíme například o meziplanetárních letech na jaderném motoru, pak bude implementace schématu s objemným urychlovačem velmi obtížná. Vyčerpání uranu-235 takové projekty ukončuje.

Co je to uran pro zbraně? Jedná se o vysoce obohacený uran-235. Jeho kritická hmotnost – odpovídá velikosti kousku látky, ve které spontánně nastává řetězová reakce – je dostatečně malá na výrobu střeliva. Takový uran lze použít k výrobě atomové bomby a také jako zápalnici pro termonukleární bombu.

Jaké katastrofy jsou spojeny s používáním uranu? Energie uložená v jádrech štěpných prvků je obrovská. Pokud se nedopatřením nebo úmyslně vymkne kontrole, může tato energie způsobit spoustu problémů. Dvě nejhorší jaderné katastrofy se staly 6. a 8. srpna 1945, kdy americké letectvo svrhlo atomové bomby na Hirošimu a Nagasaki a zabilo a zranilo statisíce civilistů. Katastrofy menšího rozsahu jsou spojeny s nehodami v jaderných elektrárnách a podnicích jaderného cyklu. K první velké havárii došlo v roce 1949 v SSSR v závodě Mayak u Čeljabinska, kde se vyrábělo plutonium; Kapalný radioaktivní odpad skončil v řece Techa. V září 1957 na něm došlo k výbuchu, při kterém se uvolnilo velké množství radioaktivního materiálu. O jedenáct dní později shořel britský reaktor na výrobu plutonia ve Windscale a mrak s produkty výbuchu se rozptýlil nad západní Evropou. V roce 1979 vyhořel reaktor v jaderné elektrárně Three Mail Island v Pensylvánii. Nejrozšířenější následky měly havárie v jaderné elektrárně Černobyl (1986) a jaderné elektrárně Fukušima (2011), kdy byly radiaci vystaveny miliony lidí. První zasypaly rozsáhlé oblasti a v důsledku exploze, která se rozšířila po Evropě, uvolnilo 8 tun uranového paliva a produktů rozpadu. Druhý znečištěný a tři roky po nehodě nadále znečišťuje Tichý oceán v rybolovných oblastech. Odstraňování následků těchto havárií bylo velmi nákladné a pokud by se tyto náklady rozložily na náklady na elektrickou energii, výrazně by vzrostly.

Samostatnou otázkou jsou důsledky pro lidské zdraví. Podle oficiálních statistik mnoho lidí, kteří přežili bombardování nebo žili v zamořených oblastech, těžilo z radiace – ti první mají vyšší očekávanou délku života, ti druzí méně rakoviny a odborníci připisují určité zvýšení úmrtnosti sociálnímu stresu. Počet lidí, kteří zemřeli právě na následky havárií nebo v důsledku jejich likvidace, činí stovky lidí. Odpůrci jaderných elektráren poukazují na to, že havárie vedly k několika milionům předčasných úmrtí na evropském kontinentu, ale ve statistickém kontextu jsou prostě neviditelné.

Odstranění půdy z oblasti nehody člověkem vede k zajímavému výsledku: stávají se jakousi přírodní rezervací, kde roste biodiverzita. Je pravda, že některá zvířata trpí nemocemi souvisejícími s radiací. Otázka, jak rychle se přizpůsobí zvýšenému zázemí, zůstává otevřená. Existuje také názor, že důsledkem chronického ozařování je „selekce pro hlupáky“ (viz „Chemie a život“, 2010, č. 5): i v embryonálním stadiu přežívají primitivnější organismy. Zejména ve vztahu k lidem by to mělo vést k poklesu rozumových schopností u generace narozené v kontaminovaných oblastech krátce po nehodě.

Co je ochuzený uran? Jedná se o uran-238, který zbyl po oddělení uranu-235 z něj. Objemy odpadu z výroby zbrojního uranu a palivových článků jsou velké - jen ve Spojených státech se nahromadilo 600 tisíc tun takového hexafluoridu uranu (problémy s ním viz Chemie a život, 2008, č. 5) . Obsah uranu-235 v něm je 0,2%. Tento odpad se musí buď uložit do lepších časů, kdy vzniknou rychlé neutronové reaktory a bude možné zpracovat uran-238 na plutonium, nebo nějak využít.

Našli pro to využití. Uran, stejně jako ostatní přechodné prvky, se používá jako katalyzátor. Například autoři článku v ACS Nano ze dne 30. června 2014 píší, že katalyzátor vyrobený z uranu nebo thoria s grafenem pro redukci kyslíku a peroxidu vodíku „má obrovský potenciál pro použití v energetickém sektoru“. Protože má uran vysokou hustotu, slouží jako zátěž pro lodě a protizávaží pro letadla. Tento kov je také vhodný pro radiační ochranu ve zdravotnických zařízeních se zdroji záření.

Jaké zbraně lze vyrobit z ochuzeného uranu? Kulky a jádra pro projektily prorážející pancíř. Výpočet je zde následující. Čím těžší je střela, tím vyšší je její kinetická energie. Ale čím větší je projektil, tím méně koncentrovaný je jeho dopad. To znamená, že jsou potřeba těžké kovy s vysokou hustotou. Kulky jsou vyrobeny z olova (uralští lovci svého času používali i nativní platinu, dokud nezjistili, že jde o drahý kov), zatímco jádra pláště jsou vyrobena ze slitiny wolframu. Ekologové upozorňují, že olovo kontaminuje půdu v ​​místech vojenských operací nebo lovu a bylo by lepší ho nahradit něčím méně škodlivým, například wolframem. Wolfram ale není levný a uran s podobnou hustotou je škodlivý odpad. Přitom přípustná kontaminace půdy a vody uranem je přibližně dvakrát vyšší než u olova. To se děje proto, že se zanedbává slabá radioaktivita ochuzeného uranu (a je také o 40 % nižší než u přírodního uranu) a bere se v úvahu skutečně nebezpečný chemický faktor: uran, jak si pamatujeme, je jedovatý. Jeho hustota je přitom 1,7krát větší než u olova, což znamená, že velikost uranových kulek lze zmenšit na polovinu; uran je mnohem žáruvzdornější a tvrdší než olovo – při výstřelu se méně odpařuje a při dopadu na cíl produkuje méně mikročástic. Obecně platí, že uranová kulka je méně znečišťující než olověná kulka, i když takové použití uranu není s jistotou známo.

Je ale známo, že pláty vyrobené z ochuzeného uranu se používají ke zpevnění pancíře amerických tanků (umožňuje to jeho vysoká hustota a bod tání) a také místo wolframové slitiny v jádrech pro pancéřové střely. Uranové jádro je také dobré, protože uran je samozápalný: jeho horké malé částice vzniklé při dopadu na pancíř se rozhoří a zapálí vše kolem. Obě aplikace jsou považovány za bezpečné pro záření. Výpočet tedy ukázal, že i po ročním sezení v tanku s uranovým pancířem nabitým uranovou municí by posádka dostala jen čtvrtinu přípustné dávky. A abyste získali roční přípustnou dávku, musíte takovou munici našroubovat na povrch kůže po dobu 250 hodin.

Náboje s uranovými jádry - pro 30mm letecká děla nebo dělostřelecké podkalibry - používali Američané v nedávných válkách, počínaje iráckou kampaní v roce 1991. Ten rok pršely na irácké obrněné jednotky v Kuvajtu a při jejich ústupu bylo vypáleno 300 tun ochuzeného uranu, z toho 250 tun, neboli 780 tisíc nábojů, bylo vypáleno do leteckých děl. V Bosně a Hercegovině bylo při bombardování armády neuznané Republiky srbské utraceno 2,75 tuny uranu a při ostřelování jugoslávské armády v oblasti Kosova a Metohije - 8,5 tuny, tedy 31 tisíc nábojů. Protože WHO byla v té době znepokojena důsledky používání uranu, byl prováděn monitoring. Ukázal, že jedna salva sestávala z přibližně 300 nábojů, z nichž 80 % obsahovalo ochuzený uran. 10 % zasáhlo cíle a 82 % spadlo do vzdálenosti 100 metrů od nich. Zbytek se rozptýlil do 1,85 km. Střela, která zasáhla tank, shořela a změnila se v aerosol, uranová střela prorazila lehké cíle jako obrněné transportéry. Na uranový prach se tak v Iráku mohlo proměnit maximálně jeden a půl tuny granátů. Podle odborníků z amerického strategického výzkumného centra RAND Corporation se v aerosol změnilo více, od 10 do 35 % použitého uranu. Chorvatský aktivista proti uranové munici Asaf Durakovic, který pracoval v různých organizacích od nemocnice King Faisal v Rijádu po Washingtonské centrum pro lékařské výzkumy uranu, odhaduje, že jen v jižním Iráku se v roce 1991 vytvořilo 3-6 tun submikronových částic uranu, které byly roztroušeny po širokém okolí, to znamená, že tamní uranová kontaminace je srovnatelná s Černobylem.

Uran není příliš typickým aktinidem, je známo jeho pět valenčních stavů - od 2+ do 6+. Některé sloučeniny uranu mají charakteristickou barvu. Roztoky trojmocného uranu jsou tedy červené, čtyřmocný uran je zelený a šestimocný uran - existuje ve formě uranylového iontu (UO 2) 2+ - barví roztoky žlutě... Skutečnost, že šestimocný uran tvoří sloučeniny s mnoha organ. komplexotvorná činidla, se pro technologii extrakce prvku č. 92 ukázala jako velmi důležitá.

Je charakteristické, že vnější elektronový obal uranových iontů je vždy zcela vyplněn; Valenční elektrony jsou v předchozí elektronové vrstvě, v podslupce 5f. Pokud porovnáme uran s jinými prvky, je zřejmé, že plutonium je mu nejpodobnější. Hlavním rozdílem mezi nimi je velký iontový poloměr uranu. Kromě toho je plutonium nejstabilnější v čtyřmocném stavu a uran je nejstabilnější v šestimocném stavu. To napomáhá jejich oddělení, což je velmi důležité: jaderné palivo plutonium-239 se získává výhradně z uranu, balastu z energetického hlediska uranu-238. Plutonium se tvoří v mase uranu a musí být odděleny!

Nejprve však musíte získat právě toto množství uranu, které prochází dlouhým technologickým řetězcem, počínaje rudou. Typicky vícesložková ruda chudá na uran.

Lehký izotop těžkého prvku

Když jsme mluvili o získání prvku č. 92, záměrně jsme vynechali jednu důležitou etapu. Jak víte, ne každý uran je schopen podporovat jadernou řetězovou reakci. Uran-238, který tvoří 99,28 % přírodní směsi izotopů, toho není schopen. Kvůli tomu se uran-238 přeměňuje na plutonium a přírodní směs izotopů uranu se snaží buď separovat, nebo obohacovat izotopem uran-235, který je schopen štěpit tepelné neutrony.

Pro separaci uranu-235 a uranu-238 bylo vyvinuto mnoho metod. Nejčastěji se používá metoda difúze plynu. Jeho podstatou je, že pokud směs dvou plynů prochází porézní přepážkou, pak světlo projde rychleji. Ještě v roce 1913 F. Aston tímto způsobem částečně oddělil izotopy neonu.

Většina sloučenin uranu je za normálních podmínek pevná látka a do plynného skupenství se může převést pouze při velmi vysokých teplotách, kdy o nějakých subtilních procesech separace izotopů nemůže být ani řeč. Bezbarvá sloučenina uranu s fluorem, hexafluorid UF 6, však sublimuje již při 56,5 °C (za atmosférického tlaku). UF 6 je nejtěkavější sloučenina uranu a je nejvhodnější pro separaci jeho izotopů plynnou difúzí.

Hexafluorid uranu se vyznačuje vysokou chemickou aktivitou. Koroze potrubí, čerpadel, nádob, interakce s mazáním mechanismů - malý, ale působivý seznam problémů, které museli tvůrci difúzních závodů překonat. Narazili jsme na ještě vážnější potíže.

Hexafluorid uranu, získaný fluoridací přírodní směsi izotopů uranu, lze z „difúzního“ hlediska považovat za směs dvou plynů s velmi podobnými molekulovými hmotnostmi – 349 (235 + 19 * 6) a 352 (238). + 19 * 6). Maximální teoretický separační koeficient v jednom difúzním stupni pro plyny, které se tak nepatrně liší molekulovou hmotností, je pouze 1,0043. V reálných podmínkách je tato hodnota ještě nižší. Ukazuje se, že zvýšit koncentraci uranu-235 z 0,72 na 99 % je možné pouze pomocí několika tisíc difúzních kroků. Závody na separaci izotopů uranu proto zabírají plochu několika desítek hektarů. Plocha porézních příček v separačních kaskádách továren je přibližně stejného řádu.

Krátce o dalších izotopech uranu

Přírodní uran, kromě uranu-235 a uranu-238, zahrnuje uran-234. Hojnost tohoto vzácného izotopu je vyjádřena jako číslo se čtyřmi nulami za desetinnou čárkou. Mnohem dostupnější umělý izotop je uran-233. Získává se ozařováním thoria v toku neutronů jaderného reaktoru:

232 90 Th + 10n → 233 90 Th -β-→ 233 91 Pa -β-→ 233 92 U
Podle všech pravidel jaderné fyziky je uran-233 jako lichý izotop rozdělen tepelnými neutrony. A co je nejdůležitější, v reaktorech s uranem-233 může (a také dochází) k rozšířené reprodukci jaderného paliva. V konvenčním reaktoru s tepelnými neutrony! Výpočty ukazují, že když v thoriovém reaktoru shoří kilogram uranu-233, mělo by se v něm nashromáždit 1,1 kg nového uranu-233. Zázrak, a to je vše! Spálili jsme kilogram paliva, ale množství paliva se nezmenšilo.

Takové zázraky jsou však možné pouze s jaderným palivem.

Cyklus uran-thorium v ​​tepelných neutronových reaktorech je hlavním konkurentem cyklu uran-plutonium pro reprodukci jaderného paliva v reaktorech rychlých neutronů... Vlastně jen díky tomu byl prvek č. 90 - thorium klasifikován jako strategický materiál.

Ostatní umělé izotopy uranu nehrají významnou roli. Za zmínku stojí pouze uran-239 - první izotop v řetězci přeměn uranu-238 plutonium-239. Jeho poločas rozpadu je pouze 23 minut.

Izotopy uranu s hmotnostním číslem větším než 240 se v moderních reaktorech nestihnou vytvořit. Životnost uranu-240 je příliš krátká a rozpadá se dříve, než stihne zachytit neutron.

V supersilných neutronových tocích termonukleární exploze dokáže jádro uranu zachytit až 19 neutronů za miliontinu sekundy. V tomto případě se rodí izotopy uranu s hmotnostními čísly od 239 do 257. O jejich existenci se dozvěděli z objevení se vzdálených transuranových prvků - potomků těžkých izotopů uranu - v produktech termonukleární exploze. Samotní „zakladatelé rodu“ jsou příliš nestabilní na beta rozpad a přecházejí do vyšších prvků dlouho předtím, než jsou produkty jaderných reakcí extrahovány z horniny smíchané výbuchem.

Moderní tepelné reaktory spalují uran-235. V již existujících rychlých neutronových reaktorech se uvolňuje energie jader běžného izotopu uranu-238, a pokud je energie skutečným bohatstvím, pak jádra uranu přinesou lidstvu v blízké budoucnosti prospěch: energie prvku č. 92 bude stát se základem naší existence.

Je životně důležité zajistit, aby uran a jeho deriváty hořel pouze v jaderných reaktorech mírových elektráren, hořel pomalu, bez kouře a plamene.

DALŠÍ ZDROJ URANU. V dnešní době se z ní stala mořská voda. Pilotně-průmyslová zařízení jsou již v provozu pro extrakci uranu z vody pomocí speciálních sorbentů: oxidu titaničitého nebo akrylových vláken upravených určitými činidly.

KDO KOLIK. Na počátku 80. let byla produkce uranu v kapitalistických zemích asi 50 000 g ročně (v přepočtu na U3O). Zhruba třetinu této částky poskytl americký průmysl. Na druhém místě je Kanada, následovaná Jižní Afrikou. Nigor, Gabon, Namibie. Z evropských zemí produkuje nejvíce uranu a jeho sloučenin Francie, její podíl byl ale téměř sedmkrát menší než ve Spojených státech.

NETRADIČNÍ SPOJENÍ. Ačkoli není bezdůvodné, že chemie uranu a plutonia je studována lépe než chemie tradičních prvků, jako je železo, chemici stále objevují nové sloučeniny uranu. V roce 1977 tedy časopis „Radiochemistry“, ročník XIX, no. 6 uvádí dvě nové uranylové sloučeniny. Jejich složení je MU02(S04)2-SH20, kde M je dvojmocný iont manganu nebo kobaltu. Rentgenové difrakční obrazce ukázaly, že nové sloučeniny byly podvojné soli, a nikoli směs dvou podobných solí.

Jaderné technologie jsou z velké části založeny na využití radiochemických metod, které jsou zase založeny na jaderných fyzikálních, fyzikálních, chemických a toxických vlastnostech radioaktivních prvků.

V této kapitole se omezíme na stručný popis vlastností hlavních štěpných izotopů – uranu a plutonia.

Uran

Uran ( uran) U - prvek aktinidové skupiny, 7-0 perioda periodického systému, Z=92, atomová hmotnost 238,029; nejtěžší v přírodě.

Existuje 25 známých izotopů uranu, všechny jsou radioaktivní. Nejlehčí 217U (Tj/ 2 =26 ms), nejtěžší 2 4 2 U (7 T J / 2 =i6,8 min). Existuje 6 jaderných izomerů. Přírodní uran obsahuje tři radioaktivní izotopy: 2 8 a (99, 2 739 %, Ti/ 2 = 4,47109 l), 2 35 U (0,7205 %, G, / 2 = 7,04-109 let) a 2 34 U ( 0,0056 %, Ti/ 2 = 2,48 juz l). Specifická radioaktivita přírodního uranu je 2,48104 Bq, rozdělená téměř na polovinu mezi 2 34 U a 288 U; 2 35U má malý příspěvek (specifická aktivita izotopu 2 ​​zi v přírodním uranu je 21krát menší než aktivita 2 3 8 U). Průřezy tepelného záchytu neutronů jsou 46, 98 a 2,7 barn pro 2 zzi, 2 35U a 2 3 8 U; oddíl dělení 527 a 584 stodola pro 2 zzi a 2 z 8, resp.; přírodní směs izotopů (0,7 % 235U) 4,2 st.

Stůl 1. Jaderné fyzikální vlastnosti 2 h9 Ri a 2 35Ts.

Stůl 2. Neutronový záchyt 2 35Ts a 2 z 8 C.

Šest izotopů uranu je schopno samovolného štěpení: 282 U, 2 zzi, 234 U, 235 U, 2 z 6 i a 2 z 8 i. Přirozené izotopy 2 33 a 2 35 U štěpné působením tepelných i rychlých neutronů a jádra 2 3 8 jsou schopna štěpení pouze tehdy, když zachytí neutrony s energií vyšší než 1,1 MeV. Při záchytu neutronů s nižší energií se jádra 288 U nejprve transformují na jádra 2 -i9U, která pak podléhají rozpadu p a transformují se nejprve na 2 -"*9Np a poté na 2 39Pu. Účinné průřezy pro záchyt tepelných neutrony 2 34U, 2 jádra 35U a 2 3 8 a jsou rovny 98, 683 a 2,7 barn, v daném pořadí. Úplné štěpení 2 35 U vede k „ekvivalentu tepelné energie“ 2-107 kWh/kg. Izotopy 2 35 U a 2 zzi se používají jako jaderné palivo, schopné podporovat štěpnou řetězovou reakci.

Jaderné reaktory produkují n umělých izotopů uranu s hmotnostními čísly 227-^240, z nichž nejdelší životnost je 233U (7 V2 = i,62 *io 5 let); získává se neutronovým ozařováním thoria. V supersilných neutronových tocích termonukleární exploze se rodí izotopy uranu s hmotnostními čísly 239^257.

Uran-232- technogenní nuklid, a-emitor, T x / 2=68,9 let, rodičovské izotopy 2 h 6 Pu(a), 23 2 Np(p*) a 23 2 Ra(p), dceřiný nuklid 228 Th. Intenzita samovolného štěpení je 0,47 dílků/s kg.

Uran-232 vzniká v důsledku následujících rozpadů:

P + -rozpad nuklidu *3 a Np (Ti/2 =14,7 min):

V jaderném průmyslu vzniká 2 3 2 U jako vedlejší produkt při syntéze štěpného (zbraňového) nuklidu 2 zi v thoriovém palivovém cyklu. Když je 2 3 2 Th ozářeno neutrony, dochází k hlavní reakci:

a dvoustupňová vedlejší reakce:

K výrobě 232 U z thoria dochází pouze s rychlými neutrony (E">6 MeV). Pokud výchozí látka obsahuje 2 3°TH, pak je tvorba 2 3 2 U doplněna reakcí: 2 3°TH + u-> 2 3'TH. Tato reakce probíhá pomocí tepelných neutronů. Generování 2 3 2 U je nežádoucí z řady důvodů. Potlačuje se použitím thoria s minimální koncentrací 2 3°TH.

Rozpad 2 × 2 probíhá v následujících směrech:

Pokles v 228 Th (pravděpodobnost 10 %, energie rozpadu 5,414 MeV):

energie emitovaných částic alfa je 5,263 MeV (v 31,6 % případů) a 5,320 MeV (v 68,2 % případů).

• - spontánní štěpení (pravděpodobnost menší než ~ 12 %);
• - rozpad klastru za vzniku nuklidu 28 Mg (pravděpodobnost rozpadu menší než 5*10" 12%):

Rozpad klastru za vzniku nuklidu 2

Uran-232 je zakladatelem dlouhého rozpadového řetězce, který zahrnuje nuklidy - emitory tvrdých y-kvant:

^U-(3,64 dne, a,y)-> 220 Rn-> (55,6 s, a)-> 21b Po-> (0,155 s, a)-> 212 Pb-> (10,64 hodin, p, y) - > 212 Bi -> (60,6 m, p, y) -> 212 Po a, y) -> 208x1, 212 Po -> (3 "Yu' 7 s, a) -> 2o8 Pb (bodnutí), 2o8 T1- >(3,06 m, p, y-> 2o8 Pb.

Akumulace 2 3 2 U je nevyhnutelná při výrobě 2 zi v energetickém cyklu thoria. Intenzivní y-záření vznikající při rozpadu 2 3 2 U brání rozvoji energie thoria. Neobvyklé je, že sudý izotop 2 3 2 11 má vysoký štěpný průřez pod vlivem neutronů (75 barnů pro tepelné neutrony), stejně jako vysoký průřez záchytu neutronů - 73 barnů. 2 3 2 U se používá v metodě radioaktivního traceru v chemickém výzkumu.

2 h 2 a je zakladatelem dlouhého rozpadového řetězce (podle schématu 2 h 2 T), který zahrnuje nuklidové zářiče tvrdých y-kvant. Akumulace 2 3 2 U je nevyhnutelná při výrobě 2 zi v energetickém cyklu thoria. Intenzivní y-záření vznikající při rozpadu 232 U brání rozvoji energie thoria. Neobvyklé je, že sudý izotop 2 3 2 U má vysoký štěpný průřez pod vlivem neutronů (75 barnů pro tepelné neutrony), stejně jako vysoký průřez záchytu neutronů - 73 barnů. 2 3 2 U se často používá v metodě radioaktivního indikátoru v chemickém a fyzikálním výzkumu.

Uran-233- umělý radionuklid, a-zářič (energie 4,824 (82,7 %) a 4,783 MeV (14,9 %)), Tvi= 1,585105 let, mateřské nuklidy 2 37Pu(a)-? 2 33Np(p +)-> 2 ззРа(р), dceřiný nuklid 22 9Th. 2 zzi se získává v jaderných reaktorech z thoria: 2 z 2 Th zachycuje neutron a mění se na 2 zzT, který se rozpadá na 2 zzRa a poté na 2 zzi. Jádra 2 zi (lichý izotop) jsou schopna jak samovolného štěpení, tak štěpení pod vlivem neutronů jakékoliv energie, díky čemuž jsou vhodná pro výrobu jak atomových zbraní, tak reaktorového paliva. Efektivní štěpný průřez je 533 barn, záchytný průřez je 52 barn, výtěžek neutronů: na štěpnou událost - 2,54, na absorbovaný neutron - 2,31. Kritická hmotnost 2 zzi je třikrát menší než kritická hmotnost 2 35U (-16 kg). Intenzita samovolného štěpení je 720 dílků/s kg.

Uran-233 vzniká v důsledku následujících rozpadů:

- (3 + -rozpad nuklidu 2 33Np (7^=36,2 min):

V průmyslovém měřítku se 2 zi získá z 2 32Th ozářením neutrony:

Když je neutron absorbován, jádro 2 zzi se obvykle rozdělí, ale občas zachytí neutron a změní se na 2 34U. Ačkoli se 2 zzi obvykle dělí po pohlcení neutronu, někdy zadrží neutron a změní se na 2 34U. Výroba 2 zzi se provádí v rychlých i tepelných reaktorech.

Z hlediska zbraní jsou 2 ZZI srovnatelné s 2 39Pu: jeho radioaktivita je 1/7 radioaktivity 2 39Pu (Ti/ 2 = 159200 litrů oproti 24100 litrům pro Pu), kritická hmotnost 2 zi je o 60 % vyšší než u ^Pu (16 kg oproti 10 kg) a rychlost spontánního štěpení je 20krát vyšší (bth - “ versus 310 10). Tok neutronů z 2 zzi je třikrát vyšší než tok z 2 39Pi. Vytvoření jaderného náboje založeného na 2 zi vyžaduje více úsilí než na ^Pi. Hlavní překážkou je přítomnost nečistoty 232 U v 2ZZI, jejíž y-záření rozpadových projektů ztěžuje práci s 2ZZI a usnadňuje detekci hotových zbraní. Navíc krátký poločas rozpadu 2 3 2 U z něj dělá aktivní zdroj alfa částic. 2 zi s 1 % 232 a má třikrát silnější a-aktivitu než plutonium používané ve zbraních, a tedy větší radiotoxicitu. Tato a-aktivita způsobuje tvorbu neutronů v lehkých prvcích náboje zbraně. Pro minimalizaci tohoto problému by měla být přítomnost prvků jako Be, B, F, Li minimální. Přítomnost neutronového pozadí neovlivňuje činnost implozních systémů, ale kanónové obvody vyžadují vysokou úroveň čistoty lehkých prvků.Obsah 23 2 U ve zbraních třídy 2 zis by neměl překročit 5 ppm (0,0005 % V palivu tepelných reaktorů není přítomnost 2 3G škodlivá, ba dokonce žádoucí, protože snižuje možnost použití uranu pro zbrojní účely.Po přepracování vyhořelého paliva a opětovném použití paliva dosahuje obsah 232U asi 1+ 0,2 %.

Rozpad 2 zi probíhá v následujících směrech:

Pokles za 22 9Th (pravděpodobnost 10 %, energie rozpadu 4,909 MeV):

energie emitovaných yahrových částic je 4,729 MeV (v 1,61 % případů), 4,784 MeV (v 13,2 % případů) a 4,824 MeV (v 84,4 % případů).

• - spontánní rozdělení (pravděpodobnost
• - rozpad klastru za vzniku nuklidu 28 Mg (pravděpodobnost rozpadu menší než 1,3*10_13%):

Rozpad klastru za vzniku nuklidu 24 Ne (pravděpodobnost rozpadu 7,3-10-“%):

Rozpadový řetězec 2 zzi patří do neptuniové řady.

Specifická radioaktivita 2 zi je 3,57-8 Bq/g, což odpovídá a-aktivitě (a radiotoxicitě) -15 % plutonia. Pouhé 1 % 2 3 2 U zvyšuje radioaktivitu na 212 mCi/g.

Uran-234(Uran II, UII)část přírodního uranu (0,0055 %), 2,445105 let, a-zářič (energie a-částic 4,777 (72 %) a

4,723 (28 %) MeV), mateřské radionuklidy: 2 h 8 Pu(a), 234 Pa(P), 234 Np(p +),

dceřiný izotop ve 2 z”th.

Typicky je 234 U v rovnováze s 2 h 8 u, rozpadá se a tvoří se stejnou rychlostí. Přibližně polovinou radioaktivity přírodního uranu se podílí 234U. Typicky se 234U získává iontoměničovou chromatografií starých přípravků čistého 2 x 8 Pu. Při a-rozpadu dává *zRi 2 34U, takže staré přípravky 2 h 8 Ru jsou dobrými zdroji 2 34U. yuo g 238Pi obsahuje po roce 776 mg 2 34U, po 3 letech

2,2 g 2 34U. Koncentrace 2 34U ve vysoce obohaceném uranu je poměrně vysoká díky přednostnímu obohacení lehkými izotopy. Vzhledem k tomu, že 2 34u je silný y-emitor, existují omezení pro jeho koncentraci v uranu určeném ke zpracování na palivo. Zvýšené úrovně 234i jsou pro reaktory přijatelné, ale přepracované vyhořelé palivo již obsahuje nepřijatelné úrovně tohoto izotopu.

Rozpad 234i probíhá v následujících směrech:

Rozpad A při 2 3°Т (pravděpodobnost 100 %, energie rozpadu 4,857 MeV):

energie emitovaných částic alfa je 4,722 MeV (v 28,4 % případů) a 4,775 MeV (v 71,4 % případů).

• - spontánní dělení (pravděpodobnost 1,73-10-9%).
• - rozpad klastru za vzniku nuklidu 28 Mg (pravděpodobnost rozpadu 1,4-10%, dle jiných údajů 3,9-10%):

• - rozpad klastru za vzniku nuklidů 2 4Ne a 26 Ne (pravděpodobnost rozpadu 9-10", 2%, podle jiných údajů 2,3-10_11%):

Jediný známý izomer je 2 34ti (Tx/ 2 = 33,5 μs).

Absorpční průřez 2 34U tepelných neutronů je 100 barnů a pro rezonanční integrál zprůměrovaný na různé střední neutrony je to 700 barnů. Proto se v tepelných neutronových reaktorech přeměňuje na štěpné 235U rychleji než mnohem větší množství 238U (s průřezem 2,7 barn) na 2 39Ru. Výsledkem je, že vyhořelé palivo obsahuje méně 2 34U než čerstvé palivo.

Uran-235 patří do rodiny 4P+3, schopný produkovat štěpnou řetězovou reakci. Jedná se o první izotop, ve kterém byla objevena reakce nuceného jaderného štěpení pod vlivem neutronů. Pohlcením neutronu se z 235U stane 2 zbi, který je rozdělen na dvě části, uvolňuje energii a emituje několik neutronů. Izotop 2 35U štěpitelný neutrony jakékoli energie a schopný samovolného štěpení je součástí přirozeného ufanu (0,72 %), a-emitoru (energie 4,397 (57 %) a 4,367 (18 %) MeV), Ti/j=7,038-8 let, mateřské nuklidy 2 35Pa, 2 35Np a 2 39Pu, dcera - 23Th. Rychlost spontánního štěpení 2 3su 0,16 štěpení/s kg. Při jednom štěpení jádra 2 35U se uvolní 200 MeV energie = 3,210 p J, tzn. 18 TJ/mol=77 TJ/kg. Průřez štěpení tepelnými neutrony je 545 barnů a rychlými neutrony - 1,22 barn, výtěžnost neutronů: na štěpný akt - 2,5, na absorbovaný neutron - 2,08.

Komentář. Průřez pro záchyt pomalých neutronů pro produkci izotopu 2 ​​sii (oo barn), takže celkový průřez absorpce pomalých neutronů je 645 barn.

• - spontánní štěpení (pravděpodobnost 7*10~9%);
• - rozpad klastru za vzniku nuklidů 2 °Ne, 2 5Ne a 28 Mg (pravděpodobnosti jsou 8-io_10%, 8-kg 10%, 8*10",0%):

Rýže. 1.

Jediný známý izomer je 2 35n»u (7/ 2 = 2b min).

Specifická aktivita 2 35C 7,77-4 Bq/g. Kritické množství uranu pro zbraně (93,5 % 2 35U) pro kouli s reflektorem je 15-7-23 kg.

Fission 2 » 5U se používá v atomových zbraních, pro výrobu energie a pro syntézu důležitých aktinidů. Řetězová reakce je udržována přebytkem neutronů vzniklých při štěpení 2 35C.

Uran-236 přirozeně se vyskytující na Zemi ve stopovém množství (na Měsíci je ho více), a-zářič (?

Rýže. 2. Radioaktivní rodina 4/7+2 (včetně -з 8 и).

V atomovém reaktoru 2 sz pohltí tepelný neutron, načež se štěpí s pravděpodobností 82 % a s pravděpodobností 18 % vyzáří y-kvantum a změní se na 2 sb a (na 100 štěpených jader 2 35U tam je 22 vytvořených jader 2 3 6 U) . V malém množství je součástí čerstvého paliva; akumuluje se při ozařování uranu neutrony v reaktoru, a proto se používá jako „signalizační zařízení“ pro vyhořelé jaderné palivo. 2 hb a vzniká jako vedlejší produkt při separaci izotopů difúzí plynu při regeneraci použitého jaderného paliva. 236 U je neutronový jed vznikající v energetickém reaktoru, jeho přítomnost v jaderném palivu je kompenzována vysokým stupněm obohacení 2 35 U.

2 z b a používá se jako stopovač míšení oceánských vod.

uran-237,T&= 6,75 dne, beta a gama zářič, lze získat z jaderných reakcí:

Detekce 287 a provedena podél linií s Ey= o,ob MeV (36 %), 0,114 MeV (0,06 %), 0,165 MeV (2,0 %), 0,208 MeV (23 %)

237U se používá v metodě radioaktivního indikátoru v chemickém výzkumu. Měření koncentrace (2-4°Am) ve spadu z testů atomových zbraní poskytuje cenné informace o typu nálože a použitém vybavení.

Uran-238- patří do rodiny 4P+2, je štěpitelný vysokoenergetickými neutrony (více než 1,1 MeV), schopný samovolného štěpení, tvoří základ přírodního uranu (99,27 %), a-emitor, 7‘; /2=4>468-109 let, přímo se rozpadá na 2 34Th, tvoří řadu geneticky příbuzných radionuklidů a po 18 produktech se mění na 206 Рb. Čistý 2 3 8 U má specifickou radioaktivitu 1,22-104 Bq. Poločas rozpadu je velmi dlouhý - asi 10 16 let, takže pravděpodobnost štěpení ve vztahu k hlavnímu procesu - emisi alfa částice - je pouze 10" 7. Jeden kilogram uranu dává pouze 10 samovolných štěpení za sekundu, a za stejnou dobu částice alfa emitují 20 milionů jader.Mateřské nuklidy: 2 4 2 Pu(a), *38ra(p-) 234Th, dcera T,/ 2 = 2 :i 4 Th.

Uran-238 vzniká v důsledku následujících rozpadů:

2 (V0 4) 2 ] 8H 2 0. Ze sekundárních minerálů je běžný hydratovaný fosforečnan vápenatý Ca(U0 2) 2 (P0 4) 2 -8H 2 0. Často je uran v minerálech doprovázen dalšími užitečnými prvky - titanem , tantal, vzácné zeminy. Proto je přirozené usilovat o komplexní zpracování rud obsahujících uran.

Základní fyzikální vlastnosti uranu: atomová hmotnost 238,0289 amu. (g/mol); atomový poloměr 138 pm (1 pm = 12 m); ionizační energie (první elektron 7,11 eV; elektronová konfigurace -5f36d‘7s 2; oxidační stavy 6, 5, 4, 3; GP l = 113 2, 2 °; T t 1 = 3818°; hustota 19,05; měrná tepelná kapacita 0,115 JDKmol); pevnost v tahu 450 MPa, skupenské teplo tání 12,6 kJ/mol, vypařovací teplo 417 kJ/mol, měrné teplo 0,115 J/(mol-K); molární objem 12,5 cm3/mol; charakteristika Debye teplota © D =200K, teplota přechodu do supravodivého stavu cca.68K.

Uran je těžký, stříbřitě bílý, lesklý kov. Je o něco měkčí než ocel, poddajný, pružný, má mírně paramagnetické vlastnosti a je samozápalný ve formě prášku. Uran má tři alotropní formy: alfa (ortorombická, a-U, mřížkové parametry 0=285, b= 587, c=49b pm, stabilní do 667,7°), beta (tetragonální, p-U, stabilní od 667,7 do 774,8°), gama (s kubickou těleso centrovanou mřížkou, y-U, existující od 774,8° do bodů tání, frm= ii34 0), při kterém je uran nejvíce tvárný a vhodný pro zpracování.

Při pokojové teplotě je ortorombická a-fáze stabilní, prizmatická struktura se skládá z vlnitých atomových vrstev rovnoběžných s rovinou ABC, v extrémně asymetrické hranolové mříži. Uvnitř vrstev jsou atomy pevně spojeny, zatímco síla vazeb mezi atomy v sousedních vrstvách je mnohem slabší (obrázek 4). Tato anizotropní struktura ztěžuje legování uranu s jinými kovy. Pouze molybden a niob tvoří slitiny v pevné fázi s uranem. Kovový uran však může interagovat s mnoha slitinami a vytvářet intermetalické sloučeniny.

V rozsahu 668^775° je (3-uran. Mřížka tetragonálního typu má vrstvenou strukturu s vrstvami rovnoběžnými s rovinou ab na pozicích 1/4С, 1/2 S a 3/4C základní buňky. Při teplotách nad 775° vzniká y-uran s tělesně centrovanou kubickou mřížkou. Přídavek molybdenu umožňuje, aby y-fáze byla přítomna při pokojové teplotě. Molybden tvoří s y-uranem širokou škálu pevných roztoků a stabilizuje y-fázi při pokojové teplotě. y-Uran je mnohem měkčí a poddajnější než křehký a- a (3-fáze.

Neutronové ozařování má významný vliv na fyzikální a mechanické vlastnosti uranu, způsobuje zvětšení velikosti vzorku, změnu tvaru a také prudké zhoršení mechanických vlastností (tečení, křehnutí) uranových bloků během provoz jaderného reaktoru. Nárůst objemu je způsoben akumulací uranu při štěpení nečistot prvků s nižší hustotou (přel. 1% uran na fragmentační prvky zvyšuje objem o 3,4 %).

Rýže. 4. Některé krystalové struktury uranu: a - a-uran, b - p-uran.

Nejběžnějšími způsoby získávání uranu v kovovém stavu jsou redukce jejich fluoridů alkalickými kovy nebo kovy alkalických zemin nebo elektrolýza roztavených solí. Uran lze také získat metalotermickou redukcí z karbidů wolframem nebo tantalem.

Schopnost snadno se vzdát elektronů určuje redukční vlastnosti uranu a jeho větší chemickou aktivitu. Uran může interagovat s téměř všemi prvky kromě vzácných plynů, přičemž získává oxidační stavy +2, +3, +4, +5, +6. V řešení je hlavní valence 6+.

Kovový uran, který rychle oxiduje na vzduchu, je pokryt duhovým filmem oxidu. Jemný uranový prášek se na vzduchu samovolně vznítí (při teplotách 1504-175°), tvoří a;) Ov. Při 1000° se uran spojuje s dusíkem a vytváří žlutý nitrid uranu. Voda může reagovat s kovem pomalu při nízkých teplotách a rychle při vysokých teplotách. Uran prudce reaguje s vroucí vodou a párou a uvolňuje vodík, který tvoří s uranem hydrid

Tato reakce je energičtější než spalování uranu v kyslíku. Tato chemická aktivita uranu vyžaduje ochranu uranu v jaderných reaktorech před kontaktem s vodou.

Uran se rozpouští v kyselině chlorovodíkové, dusičné a jiných kyselinách, tvoří U(IV) soli, ale neinteraguje s alkáliemi. Uran vytlačuje vodík z anorganických kyselin a solných roztoků kovů, jako je rtuť, stříbro, měď, cín, platina a zlato. Při prudkém zatřepání začnou kovové částice uranu svítit.

Strukturní rysy elektronových obalů atomu uranu (přítomnost ^/-elektronů) a některé jeho fyzikálně-chemické vlastnosti slouží jako základ pro klasifikaci uranu jako člena aktinidové řady. Existuje však chemická analogie mezi uranem a Cr, Mo a W. Uran je vysoce reaktivní a reaguje se všemi prvky kromě vzácných plynů. V pevné fázi jsou příklady U(VI) oxid uranyl U03 a chlorid uranylu U02C12. Chlorid uraničitý UC1 4 a oxid uraničitý U0 2

Příklady U(IV). Látky obsahující U(IV) jsou obvykle nestabilní a při dlouhodobém působení vzduchu se stávají šestimocnými.

V systému uran-kyslík je instalováno šest oxidů: UO, U0 2, U 4 0 9 a 3 Ov, U0 3. Vyznačují se širokým rozsahem homogenity. U02 je bazický oxid, zatímco U03 je amfoterní. U0 3 - interaguje s vodou za vzniku řady hydrátů, z nichž nejvýznamnější jsou kyselina diuranová H 2 U 2 0 7 a kyselina uranová H 2 1U 4. S alkáliemi tvoří U0 3 soli těchto kyselin - uranáty. Když je U0 3 rozpuštěn v kyselinách, tvoří se soli dvakrát nabitého uranylového kationtu U0 2 a+.

Oxid uraničitý, U0 2, stechiometrického složení je hnědý. S rostoucím obsahem kyslíku v oxidu se barva mění z tmavě hnědé na černou. Krystalová struktura typu CaF 2, A = 0,547 nm; hustota 10,96 g/cm"* (nejvyšší hustota mezi oxidy uranu). T , pl = 2875 0, Tk „ = 3450°, D#°298 = -1084,5 kJ/mol. Oxid uraničitý je polovodič s děrovou vodivostí a silným paramagnetem. MPC = 0,015 mg/m3. Nerozpustný ve vodě. Při teplotě -200° přidává kyslík, dosahuje složení U0 2>25.

Oxid uranu (IV) lze připravit následujícími reakcemi:

Oxid uraničitý má pouze zásadité vlastnosti, odpovídá zásaditému hydroxidu U(OH) 4, který se následně přeměňuje na hydratovaný hydroxid U0 2 H 2 0. Oxid uraničitý se pomalu rozpouští v silných neoxidačních kyselinách za nepřítomnosti vzdušného kyslíku tvorba III + iontů:

U02 + 2H2S04 ->U(SO4)2 + 2H20. (38)

Je rozpustný v koncentrovaných kyselinách a rychlost rozpouštění lze výrazně zvýšit přidáním fluorového iontu.

Po rozpuštění v kyselině dusičné dochází k tvorbě uranylového iontu 1O 2 2+:

Triuran oktaoxid U 3 0s (oxid uranu) je prášek, jehož barva se mění od černé po tmavě zelenou; při silném rozdrcení získá olivově zelenou barvu. Velké černé krystaly zanechávají na porcelánu zelené pruhy. Jsou známy tři krystalové modifikace U30 h: a-U3C>8 - kosočtverečná krystalová struktura (prostorová skupina C222; 0 = 0,671 nm; 6 = 1,197 nm; c = 0,83 nm; d =0,839 nm); p-U 3 0e - kosočtverečná krystalová struktura (prostorová grupa Stst; 0 = 0,705 nm; 6 = 1,172 nm; 0 = 0,829 nm. Začátek rozkladu je oooo° (přechody na 100 2), MPC = 0,075 mg/m3.

U3C>8 lze získat reakcí:

Kalcinací U0 2, U0 2 (N0 3) 2, U0 2 C 2 0 4 3H 2 0, U0 4 -2H 2 0 nebo (NH 4) 2 U 2 0 7 při 750 0 na vzduchu nebo v kyslíkové atmosféře ( p = 150+750 mmHg) získat stechiometricky čistý U 3 08.

Když se U 3 0s kalcinuje při T>oooo°, sníží se na 10 2, ale po ochlazení na vzduchu se vrátí na U 3 0s. U 3 0e se rozpouští pouze v koncentrovaných silných kyselinách. V kyselině chlorovodíkové a sírové vzniká směs U(IV) a U(VI) a v kyselině dusičné - uranylnitrát. Zředěné kyseliny sírové a chlorovodíkové reagují s U 3 Os i při zahřátí velmi slabě, přídavek oxidačních činidel (kyselina dusičná, pyrolusit) prudce zvyšuje rychlost rozpouštění. Koncentrovaná H2S04 rozpouští U3Os za vzniku U(S04)2 a U02S04. Kyselina dusičná rozpouští U 3 Oe za vzniku dusičnanu uranylu.

Oxid uraničitý, U0 3 - krystalická nebo amorfní látka jasně žluté barvy. Reaguje s vodou. MPC = 0,075 mg/m3.

Získává se kalcinací polyuranátů amonných, peroxidu uranu, oxalátu uranylu při 300-500 °C a hexahydrátu dusičnanu uranylu. Vznikne oranžový prášek amorfní struktury s hustotou

6,8 g/cmz. Krystalickou formu IU 3 lze získat oxidací U 3 0 8 při teplotách 450°h-750° v proudu kyslíku. Existuje šest krystalických modifikací U0 3 (a, (3, y> §> ?, n) - U0 3 je hygroskopický a ve vlhkém vzduchu se mění na hydroxid uranylu. Jeho zahřátím na 520°-^6oo° vzniká sloučenina o složení 1U 2>9, další ohřev na 6oo° umožňuje získat U 3 Os.

Vodík, čpavek, uhlík, alkalické kovy a kovy alkalických zemin redukují U03 na U02. Při průchodu směsi plynů HF a NH 3 vzniká UF 4 . Při vyšší mocenství vykazuje uran amfoterní vlastnosti. Při vystavení kyselinám U0 3 nebo jejich hydrátům se tvoří uranylové soli (U0 2 2+), zbarvené žlutozeleně:

Většina uranylových solí je vysoce rozpustná ve vodě.

Při fúzi s alkáliemi tvoří U0 3 soli kyseliny uranové - MDKH uranáty:

S alkalickými roztoky tvoří oxid uraničitý soli polyuranových kyselin - polyuranáty DHM 2 0y1U 3 pH^O.

Soli kyseliny uranové jsou ve vodě prakticky nerozpustné.

Kyselé vlastnosti U(VI) jsou méně výrazné než ty zásadité.

Uran reaguje s fluorem při pokojové teplotě. Stabilita vyšších halogenidů klesá od fluoridů k ​​jodidům. Fluoridy UF 3, U4F17, U2F9 a UF 4 jsou netěkavé a UFe je těkavé. Nejdůležitějšími fluoridy jsou UF 4 a UFe.

Ftppippiyanir okgilya t"yanya ppptrkart podle praxe:

Reakce ve fluidním loži se provádí podle rovnice:

Je možné použít fluorační činidla: BrF 3, CC1 3 F (Freon-11) nebo CC1 2 F 2 (Freon-12):

Fluorid uranu (1U) UF 4 („zelená sůl“) je modrozelený až smaragdově zbarvený prášek. G11L = yuz6°; Гк,«,.=-1730°. DN° 298= 1856 kJ/mol. Krystalová struktura je jednoklonná (sp. gp. C2/s; 0=1,273 nm; 5=1,075 nm; 0=0,843 nm; d= 6,7 nm; p=12b°20"; hustota 6,72 g/cm3. UF 4 je stabilní, neaktivní, netěkavá sloučenina, špatně rozpustná ve vodě. Nejlepším rozpouštědlem pro UF 4 je dýmavá kyselina chloristá HC10 4. Rozpouští se v oxidačních kyselinách za vzniku uranylová sůl, rychle se rozpouští v horkém roztoku Al(N0 3) 3 nebo AlCl 3, stejně jako v roztoku kyseliny borité okyselené H 2 S0 4, HC10 4 nebo HC1. např. Fe3+, Al3+ nebo kyselina boritá přispívají také k rozpouštění UF 4. S fluoridy jiných kovů tvoří řadu špatně rozpustných podvojných solí (MeUFe, Me 2 UF6, Me 3 UF 7 atd.). NH 4 UF 5 má průmyslový význam.

Fluorid U(IV) je meziproduktem při přípravě

jak UF6, tak kovový uran.

UF 4 lze získat reakcemi:

nebo elektrolytickou redukcí fluoridu uranylu.

Hexafluorid uranu UFe - při pokojové teplotě krystaly slonovinové barvy s vysokým indexem lomu. Hustota

5,09 g/cmz, hustota kapalného UFe - 3,63 g/cmz. Těkavá sloučenina. Tvoag = 5^>5°> Gil=b4,5° (pod tlakem). Tlak nasycených par dosahuje atmosféry při 560°. Entalpie tvorby AH° 29 8 = -211b kJ/mol. Krystalová struktura je ortorombická (prostorová grupa. Rpt; 0 = 0,999 nm; fe= 0,8962 nm; c=o,5207 nm; d 5,060 nm (250). MPC - 0,015 mg/m3. Z pevného skupenství může UF6 sublimovat (sublimovat) do plynu a obcházet kapalnou fázi v širokém rozsahu tlaků. Teplo sublimace při 50 0 50 kJ/mg. Molekula nemá žádný dipólový moment, takže UF6 se nesdružuje. Pára UFr je ideální plyn.

Získává se působením fluoru na jeho sloučeninu U:

Kromě reakcí v plynné fázi existují také reakce v kapalné fázi

produkující UF6 například pomocí halogenfluoridů

Existuje způsob, jak získat UF6 bez použití fluoru - oxidací UF 4:

UFe nereaguje se suchým vzduchem, kyslíkem, dusíkem a C0 2, ale při kontaktu s vodou, byť jejími stopami, podléhá hydrolýze:

Interaguje s většinou kovů, tvoří jejich fluoridy, což komplikuje způsoby jeho skladování. Vhodné materiály nádob pro práci s UF6 jsou: za zahřátí Ni, Monel a Pt, za studena - také teflon, absolutně suchý křemen a sklo, měď a hliník. Při teplotách 25-0°C tvoří komplexní sloučeniny s fluoridy alkalických kovů a stříbra typu 3NaFUFr>, 3KF2UF6.

Dobře se rozpouští v různých organických kapalinách, anorganických kyselinách a všech halogenfluoridech. Inertní vůči sušení 0 2, N 2, C0 2, C1 2, Br 2. UFr se vyznačuje redukčními reakcemi s většinou čistých kovů. UF6 prudce reaguje s uhlovodíky a jinými organickými látkami, takže uzavřené nádoby s UFe mohou explodovat. UF6 v rozsahu 25 -r100° tvoří komplexní soli s fluoridy alkalických a jiných kovů. Tato vlastnost se využívá v technologii pro selektivní extrakci UF

Hydridy uranu UH 2 a UH 3 zaujímají mezilehlou polohu mezi hydridy podobnými solím a hydridy typu pevných roztoků vodíku v kovu.

Když uran reaguje s dusíkem, tvoří se nitridy. V systému U-N jsou známé čtyři fáze: UN (nitrid uranu), a-U 2 N 3 (sesquinitrid), p- U 2 N 3 a OSN If90. Není možné dosáhnout složení UN 2 (dinitrid). Spolehlivé a dobře kontrolované jsou syntézy mononitridu uranu UN, které se nejlépe provádějí přímo z prvků. Nitridy uranu jsou práškové látky, jejichž barva se mění od tmavě šedé po šedou; vypadat jako kov. UN má kubickou plošně centrovanou krystalovou strukturu, jako NaCl (0 = 4,8892 A); (/=14,324, 7^=2855°, stabilní ve vakuu do 1700 0. Připravuje se reakcí U nebo U hydridu s N 2 nebo NH 3, rozklad vyšších nitridů U při 1300° nebo jejich redukce kovovým uranem. U 2 N 3 je znám ve dvou polymorfních modifikacích: kubický a a hexagonální p (0 = 0,3688 nm, 6 = 0,5839 nm), uvolňuje N 2 ve vakuu nad 8oo°. Získává se redukcí UN 2 vodíkem. UN2 dinitrid se syntetizuje reakcí U s N2 za vysokého tlaku N2. Nitridy uranu jsou snadno rozpustné v kyselinách a roztocích zásad, ale rozkládají se roztavenými zásadami.

Nitrid uranu se získává dvoustupňovou karbotermickou redukcí oxidu uranu:

Zahřívání v argonu při 7M45000 po dobu 10*20 hodin

Nitrid uranu o složení blízkém dinitridu, UN 2, lze získat vystavením UF 4 amoniaku při vysoké teplotě a tlaku.

Dinitrid uranu se při zahřívání rozkládá:

Nitrid uranu, obohacený na 2 35 U, má vyšší hustotu štěpení, tepelnou vodivost a bod tání než oxidy uranu – tradiční palivo moderních energetických reaktorů. Má také dobré mechanické vlastnosti a stabilitu lepší než tradiční paliva. Proto je tato sloučenina považována za perspektivní základ pro jaderné palivo v rychlých neutronových reaktorech (jaderné reaktory IV. generace).

Komentář. Je velmi užitečné obohatit OSN o ‚5N, protože .4 N má tendenci zachycovat neutrony a reakcí (n,p) generovat radioaktivní izotop 14C.

Karbid uranu UC 2 (?-fáze) je světle šedá krystalická látka s kovovým leskem. V systému U-C (karbidy uranu) jsou UC 2 (?-fáze), UC 2 (b 2-fáze), U 2 C 3 (e-fáze), UC (b 2-fáze) - karbidy uranu. Dikarbid uranu UC 2 lze získat reakcemi:

U + 2C^UC 2 (54V)

Karbidy uranu se používají jako palivo pro jaderné reaktory, perspektivní jsou jako palivo pro motory vesmírných raket.

Uranylnitrát, uranylnitrát, U0 2 (N0 3) 2 -6H 2 0. Roli kovu v této soli hraje kationt uranylu 2+. Žluté krystaly se zelenkavým nádechem, snadno rozpustné ve vodě. Vodný roztok je kyselý. Rozpustný v ethanolu, acetonu a etheru, nerozpustný v benzenu, toluenu a chloroformu. Při zahřívání krystaly tají a uvolňují HN0 3 a H 2 0. Krystalický hydrát se na vzduchu snadno odpařuje. Charakteristickou reakcí je, že působením NH 3 vzniká žlutá sraženina amonného uranu.

Uran je schopen tvořit kov-organické sloučeniny. Příkladem jsou cyklopentadienylové deriváty o složení U(C5H5)4 a jejich halogenem substituované u(C5H5)3G nebo u(C5H5)2G2.

Ve vodných roztocích je uran nejstabilnější v oxidačním stavu U(VI) ve formě uranylového iontu U0 2 2+. V menší míře se vyznačuje stavem U(IV), ale může se vyskytovat i ve formě U(III). Oxidační stav U(V) může existovat jako iont IO2+, ale tento stav je zřídka pozorován kvůli jeho tendenci k disproporcionaci a hydrolýze.

V neutrálních a kyselých roztocích existuje U(VI) ve formě U0 2 2+ - žlutého uranylového iontu. Mezi dobře rozpustné uranylové soli patří dusičnan U0 2 (N0 3) 2, síran U0 2 S0 4, chlorid U0 2 C1 2, fluorid U0 2 F 2, acetát U0 2 (CH 3 C00) 2. Tyto soli se z roztoků uvolňují ve formě krystalických hydrátů s různým počtem molekul vody. Málo rozpustné uranylové soli jsou: oxalát U0 2 C 2 0 4, fosforečnany U0 2 HP0., a UO2P2O4, amoniumuranylfosfát UO2NH4PO4, uranylvanadičnan sodný NaU0 2 V0 4, ferokyanid (U0 2) 2. Uranylový iont se vyznačuje tendencí tvořit komplexní sloučeniny. Jsou tedy známé komplexy s fluorovými ionty typu -,4-; dusičnanové komplexy" a 2*; komplexy kyseliny sírové 2" a 4-; uhličitanové komplexy 4" a 2" atd. Při působení alkálií na roztoky uranylových solí se uvolňují těžko rozpustné sraženiny diuranátů typu Me 2 U 2 0 7 (monouranáty Me 2 U0 4 se neizolují z roztoků, získávají se fúzí oxidů uranu s alkáliemi). Známé jsou polyuranáty Me 2 U n 0 3 n+i (například Na 2 U60i 9).

U(VI) je redukován v kyselých roztocích na U(IV) železem, zinkem, hliníkem, hydrogensiřičitanem sodným a amalgámem sodným. Roztoky jsou zbarveny zeleně. Zásady se z nich srážejí hydroxid U0 2 (0H) 2, kyselina fluorovodíková - fluorid UF 4 -2,5H 2 0, kyselina šťavelová - šťavelan U(C 2 0 4) 2 -6H 2 0. Iont U 4+ má sklon k tvoří méně komplexů než uranylových iontů.

Uran (IV) v roztoku je ve formě U 4+ iontů, které jsou vysoce hydrolyzované a hydratované:

V kyselých roztocích je hydrolýza potlačena.

Uran (VI) v roztoku tvoří uranylovou oxokaci - U0 2 2+ Jsou známy četné uranylové sloučeniny, jejichž příklady jsou: U0 3, U0 2 (C 2 H 3 0 2) 2, U0 2 C0 3 -2(NH 4 ) 2 C0 3 U0 2 C0 3, U0 2 C1 2, U0 2 (0H) 2, U0 2 (N0 3) 2, UO0SO4, ZnU02 (CH3C00) 4 atd.

Při hydrolýze uranylového iontu vzniká řada vícejaderných komplexů:

Při další hydrolýze se objeví U30s(OH)2 a poté U308 (0H)42 -.

Pro kvalitativní detekci uranu se používají metody chemické, luminiscenční, radiometrické a spektrální analýzy. Chemické metody jsou převážně založeny na tvorbě barevných sloučenin (např. červenohnědé zbarvení sloučeniny s ferokyanidem, žluté s peroxidem vodíku, modré s arzenázovým činidlem). Luminiscenční metoda je založena na schopnosti mnoha sloučenin uranu produkovat žlutozelenou záři při vystavení UV záření.

Kvantitativní stanovení uranu se provádí různými metodami. Nejdůležitější z nich jsou: volumetrické metody, spočívající v redukci U(VI) na U(IV) s následnou titrací roztoky oxidačních činidel; gravimetrické metody - srážení uranátů, peroxidů, měďnatých ferarátů U(IV), hydroxychinolátu, šťavelanu aj. následuje kalcinace při 00° a vážení U 3 0s; polarografické metody v roztoku dusičnanů umožňují stanovit 10*7-g10-9 g uranu; četné kolorimetrické metody (např. s H 2 0 2 v alkalickém prostředí, s arsenazo činidlem v přítomnosti EDTA, s dibenzoylmetanem, ve formě thiokyanátového komplexu atd.); luminiscenční metoda, která umožňuje určit při fúzi s NaF k Yu 11 g uranu.

235U patří do skupiny radiačního nebezpečí A, minimální významná aktivita je MZA = 3,7-10 4 Bq, 2 3 8 a - do skupiny D, MZA = 3,7-6 Bq (300 g).

Obsah článku

URAN, U (uran), kovový chemický prvek z rodiny aktinidů, který zahrnuje Ac, Th, Pa, U a transuranové prvky (Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr). Uran se dostal do popředí díky jeho použití v jaderných zbraních a jaderné energii. Oxidy uranu se také používají k barvení skla a keramiky.

Být v přírodě.

Obsah uranu v zemské kůře je 0,003 % a nachází se v povrchové vrstvě země ve formě čtyř typů ložisek. Za prvé jsou to žíly uraninitu neboli uranové smoly (oxid uraničitý UO 2), velmi bohaté na uran, ale vzácné. Jsou doprovázeny depozity radia, protože radium je přímým produktem izotopového rozpadu uranu. Takové žíly se nacházejí v Zairu, Kanadě (Great Bear Lake), České republice a Francii. Druhým zdrojem uranu jsou konglomeráty thoria a uranových rud spolu s rudami dalších významných nerostů. Konglomeráty obvykle obsahují dostatečné množství zlata a stříbra k regeneraci, přičemž uran a thorium jsou související prvky. Velká ložiska těchto rud se nacházejí v Kanadě, Jižní Africe, Rusku a Austrálii. Třetím zdrojem uranu jsou usazené horniny a pískovce bohaté na minerál karnotit (draselný uranylvanadičnan), který obsahuje kromě uranu významné množství vanadu a dalších prvků. Takové rudy se nacházejí v západních státech Spojených států. Železo-uranové břidlice a fosfátové rudy tvoří čtvrtý zdroj sedimentů. Bohatá ložiska se nacházejí ve švédských břidlicích. Některé fosfátové rudy v Maroku a ve Spojených státech obsahují značné množství uranu a ložiska fosfátů v Angole a Středoafrické republice jsou na uran ještě bohatší. Většina lignitů a některá uhlí obvykle obsahují uranové nečistoty. Ložiska hnědého uhlí bohatá na uran byla nalezena v Severní a Jižní Dakotě (USA) a černé uhlí ve Španělsku a České republice.

Otevírací.

Uran objevil v roce 1789 německý chemik M. Klaproth, který prvek pojmenoval na počest objevu planety Uran o 8 let dříve. (Klaproth byl předním chemikem své doby; objevil i další prvky, včetně Ce, Ti a Zr.) Ve skutečnosti nebyla Klaprothem získaná látka elementární uran, ale jeho oxidovaná forma a elementární uran byl poprvé získán tzv. francouzský chemik E. .Peligo v roce 1841. Od okamžiku objevení až do 20. stol. uran neměl takový význam, jaký má dnes, ačkoli mnoho z jeho fyzikálních vlastností, stejně jako jeho atomová hmotnost a hustota, byly určeny. V roce 1896 A. Becquerel zjistil, že uranové soli mají záření, které osvětluje fotografickou desku ve tmě. Tento objev podnítil chemiky k výzkumu v oblasti radioaktivity a v roce 1898 francouzští fyzici manželé P. Curie a M. Sklodowska-Curie izolovali soli radioaktivních prvků polonia a radia a E. Rutherford, F. Soddy, K. Fayans a další vědci vyvinuli teorii radioaktivního rozpadu, která položila základy moderní jaderné chemie a jaderné energetiky.

První použití uranu.

Přestože radioaktivita uranových solí byla známa, jeho rudy byly v první třetině tohoto století využívány pouze k získávání doprovodného radia a uran byl považován za nežádoucí vedlejší produkt. Jeho využití se soustředilo především v keramické technologii a metalurgii; Oxidy uranu byly široce používány k barvení skla v barvách od světle žluté po tmavě zelenou, což přispělo k rozvoji levné výroby skla. Dnes jsou výrobky z těchto průmyslových odvětví označeny jako fluorescenční pod ultrafialovými paprsky. Během 1. světové války a krátce po ní byl uran ve formě karbidu používán při výrobě nástrojových ocelí, podobně jako Mo a W; 4–8 % uran nahradil wolfram, jehož výroba byla v té době omezená. Pro získávání nástrojových ocelí se v letech 1914–1926 vyrábělo ročně několik tun feruranu s obsahem až 30 % (hmot.) U. Toto využití uranu však nemělo dlouhého trvání.

Moderní využití uranu.

Uranový průmysl se začal formovat v roce 1939, kdy bylo provedeno štěpení izotopu uranu 235 U, což vedlo k technické realizaci řízených řetězových reakcí štěpení uranu v prosinci 1942. To byl zrod věku atomu , kdy uran vyrostl z nevýznamného prvku na jeden z nejdůležitějších prvků života společnosti. Vojenský význam uranu pro výrobu atomové bomby a jeho využití jako paliva v jaderných reaktorech způsobil astronomický nárůst poptávky po uranu. Zajímavá je chronologie růstu poptávky po uranu na základě historie sedimentů v Great Bear Lake (Kanada). V roce 1930 byla v tomto jezeře objevena pryskyřicová směs, směs oxidů uranu a v roce 1932 byla v této oblasti zavedena technologie čištění radia. Z každé tuny rudy (pryskyřičné směsi) se získal 1 g radia a asi půl tuny vedlejšího produktu, uranového koncentrátu. Radia však bylo málo a jeho těžba byla zastavena. V letech 1940 až 1942 byl vývoj obnoven a uranová ruda se začala přepravovat do USA. V roce 1949 bylo podobné čištění uranu s určitými vylepšeními použito k výrobě čistého UO 2 . Tato produkce vzrostla a nyní je jedním z největších zařízení na výrobu uranu.

Vlastnosti.

Uran je jedním z nejtěžších prvků v přírodě. Čistý kov je velmi hustý, tažný, elektropozitivní s nízkou elektrickou vodivostí a vysoce reaktivní.

Uran má tři alotropní modifikace: A-uran (ortorombická krystalová mřížka), existuje v rozmezí od pokojové teploty do 668 °C; b-uran (komplexní krystalová mřížka tetragonálního typu), stabilní v rozmezí 668–774° C; G-uran (krychlová krystalická mřížka centrovaná na tělo), stabilní od 774°C do bodu tání (1132°C). Protože všechny izotopy uranu jsou nestabilní, všechny jeho sloučeniny vykazují radioaktivitu.

Izotopy uranu

238 U, 235 U, 234 U se v přírodě vyskytuje v poměru 99,3:0,7:0,0058 a 236 U se vyskytuje ve stopovém množství. Všechny ostatní izotopy uranu od 226 U do 242 U se získávají uměle. Zvláště důležitý je izotop 235 U. Pod vlivem pomalých (tepelných) neutronů se dělí a uvolňuje obrovskou energii. Úplné štěpení 235 U má za následek uvolnění „ekvivalentu tepelné energie“ 2H 10 7 kWh h/kg. Štěpení 235 U lze využít nejen k výrobě velkého množství energie, ale také k syntéze dalších důležitých aktinidových prvků. Přírodní izotop uranu lze použít v jaderných reaktorech k výrobě neutronů produkovaných štěpením 235 U, zatímco přebytečné neutrony, které řetězová reakce nevyžaduje, lze zachytit jiným přírodním izotopem, což vede k produkci plutonia:

Když je 238 U bombardováno rychlými neutrony, dochází k následujícím reakcím:

Podle tohoto schématu lze nejběžnější izotop 238 U přeměnit na plutonium-239, které je stejně jako 235 U také schopné štěpení pod vlivem pomalých neutronů.

V současné době bylo získáno velké množství umělých izotopů uranu. Mezi nimi je 233 U zvláště pozoruhodné, protože se také štěpí při interakci s pomalými neutrony.

Některé jiné umělé izotopy uranu se často používají jako radioaktivní indikátory v chemickém a fyzikálním výzkumu; toto je především b- emitor 237 U a A- emitor 232 U.

Spojení.

Uran, vysoce reaktivní kov, má oxidační stavy od +3 do +6, v řadě aktivit se blíží beryliu, interaguje se všemi nekovy a tvoří intermetalické sloučeniny s Al, Be, Bi, Co, Cu, Fe, Hg , Mg, Ni, Pb, Sn a Zn. Jemně drcený uran je zvláště reaktivní a při teplotách nad 500 °C často vstupuje do reakcí charakteristických pro hydrid uranu. Kusový uran nebo hobliny hoří jasně při 700–1000 °C a uranové páry hoří již při 150–250 °C, uran reaguje s HF při 200–400 °C za vzniku UF 4 a H 2 . Uran se pomalu rozpouští v koncentrovaném HF nebo H 2 SO 4 a 85 % H 3 PO 4 i při 90 °C, ale snadno reaguje s konc. HCl a méně aktivní s HBr nebo HI. K nejaktivnějším a nejrychlejším reakcím uranu se zředěnou a koncentrovanou HNO 3 dochází za vzniku dusičnanu uranylu ( viz. níže). V přítomnosti HCl se uran rychle rozpouští v organických kyselinách a tvoří organické soli U4+. V závislosti na stupni oxidace tvoří uran několik typů solí (nejvýznamnější z nich jsou s U 4+, jedna z nich UCl 4 je snadno oxidovatelná zelená sůl); uranylové soli (radikál UO 2 2+) typu UO 2 (NO 3) 2 mají žlutou barvu a fluoreskují zeleně. Uranylové soli vznikají rozpuštěním amfoterního oxidu UO 3 (žlutá barva) v kyselém prostředí. V alkalickém prostředí UO 3 tvoří uranáty, jako je Na 2 UO 4 nebo Na 2 U 2 O 7. Posledně jmenovaná sloučenina („žlutý uranyl“) se používá pro výrobu porcelánových glazur a při výrobě fluorescenčních skel.

Halogenidy uranu byly široce studovány v letech 1940–1950, protože byly použity k vývoji metod pro separaci izotopů uranu pro atomovou bombu nebo jaderný reaktor. Fluorid uranu UF 3 byl získán redukcí UF 4 vodíkem a fluorid uranu UF 4 se získává různými způsoby reakcemi HF s oxidy, jako je UO 3 nebo U 3 O 8 nebo elektrolytickou redukcí uranylových sloučenin. Hexafluorid uranu UF 6 se získává fluorací U nebo UF 4 elementárním fluorem nebo působením kyslíku na UF 4 . Hexafluorid tvoří průhledné krystaly s vysokým indexem lomu při 64 °C (1137 mm Hg); sloučenina je těkavá (za normálního tlaku sublimuje při 56,54 °C). Oxohalogenidy uranu, například oxofluoridy, mají složení UO 2 F 2 (fluorid urany), UOF 2 (difluorid oxidu uranu).

A Saturn), je pozoruhodný především svým neobvyklým pohybem kolem Slunce, totiž na rozdíl od všech ostatních planet se Uran otáčí „retrográdně“. Co to znamená? A je fakt, že pokud jsou ostatní planety včetně naší Země jako pohyblivé kolovraty (díky torzi dochází ke změně dne a noci), tak je Uran jako valící se koule a v důsledku toho změna dne/ noc, stejně jako roční období na těchto planetách jsou výrazně odlišné.

Kdo objevil Uran

Ale začněme náš příběh o této neobvyklé planetě historií jejího objevu. Planetu Uran objevil v roce 1781 anglický astronom William Herschel. Je zajímavé, že astronom při pozorování jeho neobvyklého pohybu si jej nejprve spletl a teprve po několika letech pozorování získal status planety. Herschel to chtěl nazvat „Georgova hvězda“, ale vědecká komunita dala přednost názvu navrženému Johannem Bodem – Uran, na počest starověkého boha Urana, který je ztělesněním oblohy.

Bůh Uran je v antické mytologii nejstarším z bohů, stvořitelem všeho a všech (včetně ostatních bohů) a také dědečkem nejvyššího boha Dia (Jupitera).

Vlastnosti planety Uran

Uran je 14,5krát těžší než naše Země. Přesto je to nejlehčí planeta mezi obřími planetami, protože její sousední planeta, i když je menší, má větší hmotnost než Uran. Relativní lehkost této planety je dána jejím složením, jehož významnou část tvoří led, a led na Uranu je nejrozmanitější: je zde čpavek, voda a metanový led. Hustota Uranu je 1,27 g/cm3.

Teplota Uranu

Jaká je teplota na Uranu? Vzhledem ke své vzdálenosti od Slunce je samozřejmě velmi chladný a jde zde nejen o jeho odlehlost, ale také o to, že vnitřní teplo Uranu je několikanásobně menší než u jiných planet. Tepelný tok planety je extrémně malý, menší než u Země. Díky tomu byla na Uranu zaznamenána jedna z nejnižších teplot ve sluneční soustavě – 224 C, což je ještě méně než u Neptunu, který se nachází ještě dále od Slunce.

Je na Uranu život

Při teplotě popsané v odstavci výše je zřejmé, že vznik života na Uranu není možný.

Atmosféra Uranu

Jaká je atmosféra na Uranu? Atmosféra této planety je rozdělena do vrstev, které jsou určeny teplotou a povrchem. Vnější vrstva atmosféry začíná ve vzdálenosti 300 km od konvenčního povrchu planety a nazývá se atmosférická koróna; jedná se o nejchladnější část atmosféry. Dále blíže k povrchu je stratosféra a troposféra. Ta je nejnižší a nejhustší částí atmosféry planety. Troposféra Uranu má složitou strukturu: skládá se z vodních mraků, čpavkových mraků a metanových mračen, které jsou chaoticky smíchány.

Složení atmosféry Uranu se liší od atmosfér jiných planet díky vysokému obsahu helia a molekulárního helia. Velká část atmosféry Uranu patří také metanu, chemické sloučenině, která tvoří 2,3 % všech molekul v tamní atmosféře.

Fotografie planety Uran

Povrch Uranu

Povrch Uranu se skládá ze tří vrstev: skalnaté jádro, ledový plášť a vnější obal z vodíku a helia, které jsou v plynném skupenství. Za zmínku také stojí další důležitý prvek, který je součástí povrchu Uranu – metanový led, který vytváří takzvanou charakteristickou modrou barvu planety.

Vědci také použili spektroskopii k detekci oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého v horních vrstvách atmosféry.

Ano, i Uran má prstence (stejně jako jiné obří planety), i když ne tak velké a krásné jako jeho kolegyně. Naopak prstence Uranu jsou matné a téměř neviditelné, protože se skládají z mnoha velmi tmavých a malých částic o průměru od mikrometru do několika metrů. Zajímavé je, že prstence Uranu byly objeveny dříve než prstence jiných planet s výjimkou Saturnu, dokonce i objevitel planety W. Herschel tvrdil, že prstence na Uranu viděl, ale pak mu nevěřili, protože dalekohledy ten čas neměl dost síly na to, aby ostatní astronomové potvrdili, co Herschel viděl. Jen o dvě století později, v roce 1977, mohli američtí astronomové Jameson Eliot, Douglas Mincom a Edward Dunham pomocí Kuiperovy observatoře pozorovat prstence Uranu na vlastní oči. Navíc se to stalo náhodou, protože vědci se prostě chystali pozorovat atmosféru planety a aniž by to očekávali, objevili přítomnost prstenců.

V současnosti je známo 13 prstenců Uranu, z nichž nejjasnější je prstenec epsilon. Prstence této planety jsou relativně mladé, vznikly po jejím narození. Existuje hypotéza, že prstence Uranu jsou tvořeny z pozůstatků nějakého zničeného satelitu planety.

Měsíce Uranu

Když už mluvíme o měsících, kolik si myslíte, že Uran má měsíců? A má jich hned 27 (alespoň v současnosti známých). Největší jsou: Miranda, Ariel, Umbriel, Oberon a Titania. Všechny Uranovy měsíce jsou směsí kamene a ledu, s výjimkou Mirandy, která je celá z ledu.

Takto vypadají satelity Uranu ve srovnání se samotnou planetou.

Mnoho satelitů nemá atmosféru a některé z nich se pohybují uvnitř prstenců planety, přes které se jim také říká vnitřní satelity, a všechny mají silné spojení s prstencovým systémem Uranu. Vědci se domnívají, že mnoho měsíců bylo zachyceno Uranem.

Rotace Uranu

Rotace Uranu kolem Slunce je možná nejzajímavějším rysem této planety. Protože jsme psali výše, Uran rotuje jinak než všechny ostatní planety, totiž „retrográdně“, stejně jako koule kutálející se po Zemi. V důsledku toho ke změně dne a noci (v našem obvyklém chápání) na Uranu dochází pouze v blízkosti rovníku planety, a to navzdory skutečnosti, že se nachází velmi nízko nad obzorem, přibližně jako v polárních šířkách. na Zemi. Pokud jde o póly planety, „polární den“ a „polární noc“ se vystřídají jednou za 42 pozemských let.

Pokud jde o rok na Uranu, jeden rok se rovná našim 84 pozemským letům, v této době planeta obíhá na své oběžné dráze kolem Slunce.

Jak dlouho trvá let na Uran?

Jak dlouho trvá let na Uran ze Země? Pokud s moderními technologiemi let k našim nejbližším sousedům, Venuši a Marsu, trvá několik let, pak let k tak vzdáleným planetám, jako je Uran, může trvat desetiletí. Doposud takovou cestu podnikla pouze jedna kosmická loď: Voyager 2, vypuštěný NASA v roce 1977, dosáhl Uranu v roce 1986, jak můžete vidět, jednosměrný let trval téměř deset let.

Bylo také plánováno poslat na Uran přístroj Cassini, který se zabýval studiem Saturnu, ale poté bylo rozhodnuto opustit Cassini poblíž Saturnu, kde zemřel poměrně nedávno - v září loňského roku 2017.

• Tři roky po svém objevu se planeta Uran stala dějištěm satirického pamfletu. Spisovatelé sci-fi často zmiňují tuto planetu ve svých sci-fi dílech.
• Uran je vidět na noční obloze pouhým okem, stačí vědět, kam se dívat, a obloha musí být dokonale tmavá (což v moderních městech bohužel není možné).
• Na planetě Uran je voda. Ale voda na Uranu je zmrzlá jako led.
• Planeta Uran může být s jistotou oceněna vavříny „nejchladnější planety“ ve sluneční soustavě.

Planeta Uran, video

A na závěr zajímavé video o planetě Uran.

Tento článek je dostupný v angličtině - .