યુરેનિયમ ધાતુઓ. યુરેનિયમ અને તેના સંયોજનો કેમ જોખમી છે? યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સના કાર્યક્રમો અને પ્રકારો

યુરેનિયમ ક્યાંથી આવ્યું?મોટે ભાગે, તે સુપરનોવા વિસ્ફોટ દરમિયાન દેખાય છે. હકીકત એ છે કે આયર્ન કરતાં ભારે તત્વોના ન્યુક્લિયોસિન્થેસિસ માટે, ન્યુટ્રોનનો શક્તિશાળી પ્રવાહ હોવો જોઈએ, જે સુપરનોવા વિસ્ફોટ દરમિયાન ચોક્કસપણે થાય છે. એવું લાગે છે કે તે પછી, તેના દ્વારા રચાયેલી નવી સ્ટાર સિસ્ટમ્સના વાદળમાંથી ઘનીકરણ દરમિયાન, યુરેનિયમ, પ્રોટોપ્લેનેટરી વાદળમાં એકત્ર થઈને અને ખૂબ ભારે હોવાને કારણે, ગ્રહોની ઊંડાઈમાં ડૂબી જવું જોઈએ. પરંતુ તે સાચું નથી. યુરેનિયમ એક કિરણોત્સર્ગી તત્વ છે અને જ્યારે તે ક્ષીણ થાય છે ત્યારે તે ગરમી છોડે છે. ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે જો યુરેનિયમ ગ્રહની સમગ્ર જાડાઈમાં સમાનરૂપે વિતરિત કરવામાં આવે, તો ઓછામાં ઓછી સપાટી પરની સમાન સાંદ્રતા સાથે, તે ખૂબ જ ગરમીનું ઉત્સર્જન કરશે. તદુપરાંત, યુરેનિયમનો વપરાશ થતાં તેનો પ્રવાહ નબળો પડવો જોઈએ. આના જેવું કંઈ જોવા મળ્યું ન હોવાથી, ભૂસ્તરશાસ્ત્રીઓ માને છે કે યુરેનિયમનો ઓછામાં ઓછો એક તૃતીયાંશ ભાગ, અને કદાચ તે તમામ, પૃથ્વીના પોપડામાં કેન્દ્રિત છે, જ્યાં તેની સામગ્રી 2.5∙10 –4% છે. આવું કેમ થયું તેની ચર્ચા કરવામાં આવી નથી.

યુરેનિયમનું ખાણકામ ક્યાં થાય છે?પૃથ્વી પર એટલું ઓછું યુરેનિયમ નથી - તે વિપુલતાની દ્રષ્ટિએ 38 મા સ્થાને છે. અને આમાંનું મોટા ભાગનું તત્વ જળકૃત ખડકોમાં જોવા મળે છે - કાર્બોનેસીયસ શેલ્સ અને ફોસ્ફોરાઈટ: અનુક્રમે 8∙10 –3 અને 2.5∙10 –2% સુધી. કુલ મળીને, પૃથ્વીના પોપડામાં 10 14 ટન યુરેનિયમ છે, પરંતુ મુખ્ય સમસ્યા એ છે કે તે ખૂબ જ વિખરાયેલું છે અને શક્તિશાળી થાપણો બનાવતું નથી. અંદાજે 15 યુરેનિયમ ખનિજો ઔદ્યોગિક મહત્વ ધરાવે છે. આ યુરેનિયમ ટાર છે - તેનો આધાર ટેટ્રાવેલેન્ટ યુરેનિયમ ઓક્સાઇડ, યુરેનિયમ મીકા - વિવિધ સિલિકેટ્સ, ફોસ્ફેટ્સ અને હેક્સાવેલેન્ટ યુરેનિયમ પર આધારિત વેનેડિયમ અથવા ટાઇટેનિયમ સાથે વધુ જટિલ સંયોજનો છે.

બેકરેલના કિરણો શું છે?વુલ્ફગેંગ રોન્ટજેન દ્વારા એક્સ-રેની શોધ પછી, ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી એન્ટોઈન-હેનરી બેકરેલને યુરેનિયમ ક્ષારની ચમકમાં રસ પડ્યો, જે સૂર્યપ્રકાશના પ્રભાવ હેઠળ થાય છે. તે સમજવા માંગતો હતો કે શું અહીં પણ એક્સ-રે છે. ખરેખર, તેઓ હાજર હતા - મીઠું કાળા કાગળ દ્વારા ફોટોગ્રાફિક પ્લેટને પ્રકાશિત કરે છે. એક પ્રયોગમાં, જોકે, મીઠું પ્રકાશિત થયું ન હતું, પરંતુ ફોટોગ્રાફિક પ્લેટ હજુ પણ અંધારી હતી. જ્યારે ધાતુની વસ્તુને મીઠું અને ફોટોગ્રાફિક પ્લેટની વચ્ચે મૂકવામાં આવી હતી, ત્યારે તેની નીચેનો ઘાટો ઓછો હતો. તેથી, પ્રકાશ દ્વારા યુરેનિયમના ઉત્તેજનાથી નવા કિરણો ઉદ્ભવ્યા નથી અને આંશિક રીતે ધાતુમાંથી પસાર થયા નથી. તેઓ શરૂઆતમાં "બેકરેલના કિરણો" તરીકે ઓળખાતા હતા. તે પછીથી જાણવા મળ્યું કે આ મુખ્યત્વે આલ્ફા કિરણો છે જેમાં બીટા કિરણોના નાના ઉમેરા છે: હકીકત એ છે કે યુરેનિયમના મુખ્ય આઇસોટોપ્સ સડો દરમિયાન આલ્ફા કણ બહાર કાઢે છે, અને પુત્રી ઉત્પાદનો પણ બીટા સડો અનુભવે છે.

યુરેનિયમ કેટલું કિરણોત્સર્ગી છે?યુરેનિયમમાં કોઈ સ્થિર આઇસોટોપ્સ નથી; તે બધા કિરણોત્સર્ગી છે. સૌથી લાંબુ આયુષ્ય યુરેનિયમ-238 છે જેનું અર્ધ જીવન 4.4 અબજ વર્ષ છે. પછી યુરેનિયમ -235 - 0.7 અબજ વર્ષ આવે છે. તેઓ બંને આલ્ફા ક્ષયમાંથી પસાર થાય છે અને થોરિયમના અનુરૂપ આઇસોટોપ બની જાય છે. યુરેનિયમ-238 તમામ કુદરતી યુરેનિયમના 99% થી વધુ બનાવે છે. તેના વિશાળ અર્ધ-જીવનને લીધે, આ તત્વની રેડિયોએક્ટિવિટી ઓછી છે, અને વધુમાં, આલ્ફા કણો માનવ શરીરની સપાટી પરના સ્ટ્રેટમ કોર્નિયમમાં પ્રવેશ કરવામાં સક્ષમ નથી. તેઓ કહે છે કે યુરેનિયમ સાથે કામ કર્યા પછી, આઈ.વી. કુર્ચોટોવે ફક્ત રૂમાલથી તેના હાથ સાફ કર્યા અને કિરણોત્સર્ગી સાથે સંકળાયેલ કોઈપણ રોગોથી પીડાતા ન હતા.

સંશોધકો વારંવાર યુરેનિયમ ખાણો અને પ્રોસેસિંગ પ્લાન્ટ્સમાં કામદારોના રોગોના આંકડા તરફ વળ્યા છે. અહીં, ઉદાહરણ તરીકે, કેનેડિયન અને અમેરિકન નિષ્ણાતોનો તાજેતરનો લેખ છે, જેમણે વર્ષ 1950-1999 (1950-1999) માટે કેનેડિયન પ્રાંત સાસ્કાચેવનમાં એલ્ડોરાડો ખાણમાં 17 હજારથી વધુ કામદારોના આરોગ્ય ડેટાનું વિશ્લેષણ કર્યું છે. પર્યાવરણીય સંશોધન, 2014, 130, 43–50, DOI:10.1016/j.envres.2014.01.002). તેઓ એ હકીકત પરથી આગળ વધ્યા કે રેડિયેશનની રક્ત કોશિકાઓના ઝડપથી ગુણાકાર પર સૌથી મજબૂત અસર છે, જે અનુરૂપ પ્રકારના કેન્સર તરફ દોરી જાય છે. આંકડા દર્શાવે છે કે ખાણ કામદારોમાં કેનેડાની સરેરાશ વસ્તી કરતાં વિવિધ પ્રકારના બ્લડ કેન્સરની ઘટનાઓ ઓછી છે. આ કિસ્સામાં, કિરણોત્સર્ગનો મુખ્ય સ્ત્રોત યુરેનિયમને જ માનવામાં આવતો નથી, પરંતુ તેમાંથી ઉત્પન્ન થતો વાયુયુક્ત રેડોન અને તેના સડો ઉત્પાદનો, જે ફેફસાં દ્વારા શરીરમાં પ્રવેશી શકે છે.

યુરેનિયમ કેમ હાનિકારક છે?? તે, અન્ય ભારે ધાતુઓની જેમ, અત્યંત ઝેરી છે અને કિડની અને યકૃતની નિષ્ફળતાનું કારણ બની શકે છે. બીજી બાજુ, યુરેનિયમ, વિખરાયેલ તત્વ હોવાને કારણે, પાણી, માટીમાં અનિવાર્યપણે હાજર છે અને, ખોરાકની સાંકળમાં ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને, માનવ શરીરમાં પ્રવેશ કરે છે. એવું માનવું વાજબી છે કે ઉત્ક્રાંતિની પ્રક્રિયામાં, જીવંત પ્રાણીઓએ કુદરતી સાંદ્રતામાં યુરેનિયમને તટસ્થ કરવાનું શીખ્યા છે. પાણીમાં યુરેનિયમ સૌથી ખતરનાક છે, તેથી WHO એ એક મર્યાદા નક્કી કરી: શરૂઆતમાં તે 15 µg/l હતી, પરંતુ 2011 માં ધોરણને વધારીને 30 µg/g કરવામાં આવ્યું. નિયમ પ્રમાણે, પાણીમાં યુરેનિયમ ઘણું ઓછું છે: યુએસએમાં સરેરાશ 6.7 µg/l, ચીન અને ફ્રાન્સમાં - 2.2 µg/l. પરંતુ મજબૂત વિચલનો પણ છે. તેથી કેલિફોર્નિયાના કેટલાક વિસ્તારોમાં તે ધોરણ કરતાં સો ગણું વધારે છે - 2.5 mg/l, અને દક્ષિણ ફિનલેન્ડમાં તે 7.8 mg/l સુધી પહોંચે છે. સંશોધકો પ્રાણીઓ પર યુરેનિયમની અસરનો અભ્યાસ કરીને એ સમજવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે કે શું WHO ધોરણ ખૂબ કડક છે. અહીં એક સામાન્ય નોકરી છે ( બાયોમેડ રિસર્ચ ઇન્ટરનેશનલ, 2014, ID 181989; DOI:10.1155/2014/181989). ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિકોએ ઉંદરોને નવ મહિના સુધી ક્ષીણ થયેલા યુરેનિયમના ઉમેરણો સાથે અને પ્રમાણમાં ઊંચી સાંદ્રતામાં - 0.2 થી 120 mg/l સુધી પાણી પીવડાવ્યું. નીચું મૂલ્ય ખાણની નજીકનું પાણી છે, જ્યારે ઉપલા મૂલ્ય ક્યાંય જોવા મળતું નથી - યુરેનિયમની મહત્તમ સાંદ્રતા, ફિનલેન્ડમાં માપવામાં આવે છે, 20 mg/l છે. લેખકોના આશ્ચર્ય માટે - લેખ કહેવામાં આવે છે: "શારીરિક સિસ્ટમો પર યુરેનિયમની નોંધપાત્ર અસરની અણધારી ગેરહાજરી ..." - યુરેનિયમની ઉંદરોના સ્વાસ્થ્ય પર વ્યવહારીક રીતે કોઈ અસર થઈ નથી. પ્રાણીઓએ સારી રીતે ખાધું, યોગ્ય રીતે વજન વધાર્યું, બીમારીની ફરિયાદ ન કરી અને કેન્સરથી મૃત્યુ પામ્યા નહીં. યુરેનિયમ, જેમ તે હોવું જોઈએ, તે મુખ્યત્વે કિડની અને હાડકામાં અને યકૃતમાં સો ગણી ઓછી માત્રામાં જમા કરવામાં આવ્યું હતું, અને તેનું સંચય અપેક્ષિત રીતે પાણીમાં રહેલી સામગ્રી પર આધારિત હતું. જો કે, આનાથી મૂત્રપિંડની નિષ્ફળતા અથવા બળતરાના કોઈપણ પરમાણુ માર્કર્સનો નોંધપાત્ર દેખાવ પણ થયો નથી. લેખકોએ સૂચવ્યું કે WHOની કડક માર્ગદર્શિકાની સમીક્ષા શરૂ થવી જોઈએ. જો કે, ત્યાં એક ચેતવણી છે: મગજ પર અસર. યકૃત કરતાં ઉંદરોના મગજમાં ઓછું યુરેનિયમ હતું, પરંતુ તેની સામગ્રી પાણીમાં રહેલી માત્રા પર આધારિત નથી. પરંતુ યુરેનિયમે મગજની એન્ટીઑકિસડન્ટ સિસ્ટમની કામગીરીને અસર કરી: કેટાલેઝની પ્રવૃત્તિમાં 20% વધારો થયો, ગ્લુટાથિઓન પેરોક્સિડેઝ 68-90% વધ્યો, અને સુપરઓક્સાઇડ ડિસમ્યુટેઝની પ્રવૃત્તિમાં 50% ઘટાડો થયો, ડોઝને ધ્યાનમાં લીધા વિના. આનો અર્થ એ થયો કે યુરેનિયમ સ્પષ્ટપણે મગજમાં ઓક્સિડેટીવ તણાવનું કારણ બને છે અને શરીર તેને પ્રતિસાદ આપે છે. આ અસર - મગજ પર યુરેનિયમની મજબૂત અસર તેના સંચયની ગેરહાજરીમાં, માર્ગ દ્વારા, તેમજ જનનાંગો પર - પહેલા નોંધવામાં આવી હતી. વધુમાં, 75-150 mg/l ની સાંદ્રતામાં યુરેનિયમ સાથેનું પાણી, જે નેબ્રાસ્કા યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ છ મહિના સુધી ઉંદરોને ખવડાવ્યું ( ન્યુરોટોક્સિકોલોજી અને ટેરેટોલોજી, 2005, 27, 1, 135–144; DOI:10.1016/j.ntt.2004.09.001), પ્રાણીઓની વર્તણૂકને અસર કરે છે, મુખ્યત્વે નર, ખેતરમાં છોડવામાં આવે છે: તેઓ રેખાઓ ઓળંગી ગયા, તેમના પાછળના પગ પર ઉભા થયા અને નિયંત્રણ કરતા અલગ રીતે તેમની રુવાંટી બનાવી. એવા પુરાવા છે કે યુરેનિયમ પણ પ્રાણીઓમાં યાદશક્તિની ક્ષતિ તરફ દોરી જાય છે. વર્તણૂકીય ફેરફારો મગજમાં લિપિડ ઓક્સિડેશનના સ્તરો સાથે સંકળાયેલા હતા. તે તારણ આપે છે કે યુરેનિયમના પાણીએ ઉંદરોને સ્વસ્થ બનાવ્યા, પરંતુ મૂર્ખ. આ ડેટા કહેવાતા ગલ્ફ વોર સિન્ડ્રોમના વિશ્લેષણમાં અમારા માટે ઉપયોગી થશે.

શું યુરેનિયમ શેલ ગેસ ડેવલપમેન્ટ સાઇટ્સને દૂષિત કરે છે?તે ગેસ ધરાવતા ખડકોમાં કેટલું યુરેનિયમ છે અને તે તેમની સાથે કેવી રીતે સંકળાયેલું છે તેના પર નિર્ભર છે. ઉદાહરણ તરીકે, બફેલો ખાતે યુનિવર્સિટીના એસોસિયેટ પ્રોફેસર ટ્રેસી બેંકે માર્સેલસ શેલનો અભ્યાસ કર્યો હતો, જે પશ્ચિમ ન્યૂયોર્કથી પેન્સિલવેનિયા અને ઓહિયો થઈને પશ્ચિમ વર્જિનિયા સુધી ફેલાયેલો છે. તે બહાર આવ્યું છે કે યુરેનિયમ રાસાયણિક રીતે હાઇડ્રોકાર્બનના સ્ત્રોત સાથે ચોક્કસ રીતે સંબંધિત છે (યાદ રાખો કે સંબંધિત કાર્બોનેસીયસ શેલ્સમાં સૌથી વધુ યુરેનિયમ સામગ્રી હોય છે). પ્રયોગો દર્શાવે છે કે ફ્રેક્ચરિંગ દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવાતું સોલ્યુશન યુરેનિયમને સંપૂર્ણ રીતે ઓગાળી દે છે. “જ્યારે આ પાણીમાં યુરેનિયમ સપાટી પર પહોંચે છે, ત્યારે તે આસપાસના વિસ્તારને દૂષિત કરી શકે છે. આનાથી કિરણોત્સર્ગનું જોખમ ઊભું થતું નથી, પરંતુ યુરેનિયમ એક ઝેરી તત્વ છે,” ટ્રેસી બેંક 25 ઓક્ટોબર, 2010ના રોજ યુનિવર્સિટીની પ્રેસ રિલીઝમાં નોંધે છે. શેલ ગેસના ઉત્પાદન દરમિયાન યુરેનિયમ અથવા થોરિયમ સાથે પર્યાવરણીય દૂષણના જોખમ પર હજુ સુધી કોઈ વિગતવાર લેખ તૈયાર કરવામાં આવ્યો નથી.

શા માટે યુરેનિયમની જરૂર છે?અગાઉ, તેનો ઉપયોગ સિરામિક્સ અને રંગીન કાચ બનાવવા માટે રંગદ્રવ્ય તરીકે થતો હતો. હવે યુરેનિયમ પરમાણુ ઊર્જા અને અણુશસ્ત્રોનો આધાર છે. આ કિસ્સામાં, તેની અનન્ય મિલકતનો ઉપયોગ થાય છે - વિભાજન કરવાની ન્યુક્લિયસની ક્ષમતા.

પરમાણુ વિભાજન શું છે? બે અસમાન મોટા ટુકડાઓમાં ન્યુક્લિયસનો સડો. આ ગુણધર્મને કારણે જ ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશનને કારણે ન્યુક્લિયોસિન્થેસિસ દરમિયાન, યુરેનિયમ કરતાં ભારે ન્યુક્લિયસ ખૂબ મુશ્કેલી સાથે રચાય છે. ઘટનાનો સાર નીચે મુજબ છે. જો ન્યુક્લિયસમાં ન્યુટ્રોન અને પ્રોટોનની સંખ્યાનો ગુણોત્તર શ્રેષ્ઠ ન હોય, તો તે અસ્થિર બને છે. સામાન્ય રીતે, આવા ન્યુક્લિયસ કાં તો આલ્ફા કણ ઉત્સર્જન કરે છે - બે પ્રોટોન અને બે ન્યુટ્રોન, અથવા બીટા કણ - પોઝીટ્રોન, જે પ્રોટોનમાંના એક ન્યુટ્રોનના રૂપાંતર સાથે છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, સામયિક કોષ્ટકનું એક તત્વ પ્રાપ્ત થાય છે, બે કોષો પાછળના અંતરે, બીજામાં - એક કોષ આગળ. જો કે, આલ્ફા અને બીટા કણોને ઉત્સર્જિત કરવા ઉપરાંત, યુરેનિયમ ન્યુક્લિયસ વિભાજન માટે સક્ષમ છે - સામયિક કોષ્ટકની મધ્યમાં બે તત્વોના મધ્યવર્તી કેન્દ્રમાં ક્ષીણ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે બેરિયમ અને ક્રિપ્ટોન, જે તે કરે છે, એક નવો ન્યુટ્રોન પ્રાપ્ત કર્યા પછી. આ ઘટના કિરણોત્સર્ગીતાની શોધના થોડા સમય પછી મળી આવી હતી, જ્યારે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ નવા શોધાયેલા કિરણોત્સર્ગને તેઓ જે કરી શકે તે બધું માટે ખુલ્લા પાડ્યા હતા. ઇવેન્ટમાં ભાગ લેનાર ઓટ્ટો ફ્રિશ, આ વિશે કેવી રીતે લખે છે તે અહીં છે ("ભૌતિક વિજ્ઞાનમાં એડવાન્સિસ," 1968, 96, 4). બેરિલિયમ કિરણોની શોધ પછી - ન્યુટ્રોન - એનરીકો ફર્મીએ તેમની સાથે યુરેનિયમનું ઇરેડિયેટ કર્યું, ખાસ કરીને, બીટા સડો થવા માટે - તેને આગામી, 93મું તત્વ મેળવવા માટે તેનો ઉપયોગ કરવાની આશા હતી, જેને હવે નેપટ્યુનિયમ કહેવામાં આવે છે. તેમણે જ ઇરેડિયેટેડ યુરેનિયમમાં નવી પ્રકારની રેડિયોએક્ટિવિટી શોધી કાઢી હતી, જેને તેમણે ટ્રાન્સયુરેનિયમ તત્વોના દેખાવ સાથે સાંકળી હતી. તે જ સમયે, ન્યુટ્રોન ધીમું થવાથી, જેના માટે બેરિલિયમ સ્ત્રોત પેરાફિનના સ્તરથી ઢંકાયેલો હતો, આ પ્રેરિત કિરણોત્સર્ગીતામાં વધારો થયો. અમેરિકન રેડિયોકેમિસ્ટ એરિસ્ટાઇડ વોન ગ્રોસે સૂચવ્યું કે આમાંનું એક તત્વ પ્રોટેક્ટીનિયમ હતું, પરંતુ તે ખોટું હતું. પરંતુ ઓટ્ટો હેન, જેઓ તે સમયે વિયેના યુનિવર્સિટીમાં કામ કરતા હતા અને 1917માં શોધાયેલ પ્રોટેક્ટીનિયમને તેમના મગજની ઉપજ માનતા હતા, તેમણે નક્કી કર્યું કે તેઓ કયા તત્વો મેળવવામાં આવ્યા છે તે શોધવા માટે બંધાયેલા છે. 1938 ની શરૂઆતમાં, લિસે મેટનર સાથે મળીને, પ્રાયોગિક પરિણામોના આધારે, હાને સૂચવ્યું કે, કિરણોત્સર્ગી તત્વોની સમગ્ર સાંકળો યુરેનિયમ-238 અને તેના પુત્રી તત્વોના ન્યુટ્રોન-શોષક ન્યુક્લીના બહુવિધ બીટા ક્ષયને કારણે રચાય છે. ઑસ્ટ્રિયાના એન્સક્લસ પછી નાઝીઓ તરફથી સંભવિત બદલો લેવાના ડરથી ટૂંક સમયમાં જ લિસ મીટનરને સ્વીડન ભાગી જવાની ફરજ પડી હતી. હેન, ફ્રિટ્ઝ સ્ટ્રાસમેન સાથે તેના પ્રયોગો ચાલુ રાખતા, શોધ્યું કે ઉત્પાદનોમાં બેરિયમ, તત્વ નંબર 56 પણ છે, જે યુરેનિયમમાંથી કોઈ પણ રીતે મેળવી શકાતું નથી: યુરેનિયમના આલ્ફા સડોની બધી સાંકળો વધુ ભારે લીડ સાથે સમાપ્ત થાય છે. સંશોધકો પરિણામથી એટલા આશ્ચર્યચકિત થયા કે તેઓએ તેને પ્રકાશિત કર્યું નહીં; તેઓએ ફક્ત મિત્રોને જ પત્રો લખ્યા, ખાસ કરીને ગોથેનબર્ગમાં લિઝ મીટનરને. ત્યાં, ક્રિસમસ 1938માં, તેના ભત્રીજા, ઓટ્ટો ફ્રિશ, તેણીની મુલાકાત લીધી, અને, શિયાળાના શહેરની નજીકમાં ચાલતા - તે સ્કીસ પર, કાકી પગ પર - તેઓએ યુરેનિયમના ઇરેડિયેશન દરમિયાન બેરિયમના દેખાવની શક્યતા વિશે ચર્ચા કરી. પરમાણુ વિભાજનનું પરિણામ (લિસે મીટનર વિશે વધુ માહિતી માટે, "રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવન", 2013, નંબર 4 જુઓ). કોપનહેગન પરત ફરતા, ફ્રિશે નીલ્સ બોહરને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ માટે પ્રસ્થાન કરતા જહાજના ગેંગવે પર શાબ્દિક રીતે પકડ્યો અને તેને વિભાજનના વિચાર વિશે જણાવ્યું. બોહરે કપાળ પર થપ્પડ મારીને કહ્યું: “ઓહ, આપણે કેટલા મૂર્ખ હતા! અમારે આ અગાઉ નોંધવું જોઈએ." જાન્યુઆરી 1939માં, ફ્રિશ અને મીટનરે ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ યુરેનિયમ ન્યુક્લીના વિભાજન પર એક લેખ પ્રકાશિત કર્યો. તે સમય સુધીમાં, ઓટ્ટો ફ્રિશે પહેલેથી જ નિયંત્રણ પ્રયોગ હાથ ધર્યો હતો, તેમજ ઘણા અમેરિકન જૂથો જેમને બોહર તરફથી સંદેશ મળ્યો હતો. તેઓ કહે છે કે ભૌતિકશાસ્ત્રીઓએ 26 જાન્યુઆરી, 1939 ના રોજ વોશિંગ્ટનમાં સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્ર પરની વાર્ષિક પરિષદમાં તેમના અહેવાલ દરમિયાન જ તેમની પ્રયોગશાળાઓમાં વિખેરવાનું શરૂ કર્યું, જ્યારે તેઓ આ વિચારનો સાર સમજી ગયા. વિભાજનની શોધ પછી, હેન અને સ્ટ્રાસમેને તેમના પ્રયોગોમાં સુધારો કર્યો અને તેમના સાથીદારોની જેમ જ શોધી કાઢ્યું કે ઇરેડિયેટેડ યુરેનિયમની કિરણોત્સર્ગીતા ટ્રાન્સયુરેનિયમ સાથે નહીં, પરંતુ સામયિક કોષ્ટકની મધ્યમાંથી વિખંડન દરમિયાન રચાયેલા કિરણોત્સર્ગી તત્વોના ક્ષય સાથે સંકળાયેલી છે.

યુરેનિયમમાં સાંકળ પ્રતિક્રિયા કેવી રીતે થાય છે?યુરેનિયમ અને થોરિયમ ન્યુક્લિયસના વિભાજનની સંભાવના પ્રાયોગિક રીતે સાબિત થયા પછી તરત જ (અને પૃથ્વી પર કોઈ નોંધપાત્ર માત્રામાં કોઈ અન્ય વિખંડન તત્વો નથી), પ્રિન્સટન ખાતે કામ કરતા નીલ્સ બોહર અને જ્હોન વ્હીલર, તેમજ, સ્વતંત્ર રીતે, તેમાંથી સોવિયેત સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રી યા. આઈ. ફ્રેન્કેલ અને જર્મનો સિગફ્રાઈડ ફ્લુગ અને ગોટફ્રાઈડ વોન ડ્રોસ્ટેએ પરમાણુ વિભાજનનો સિદ્ધાંત બનાવ્યો. તેમાંથી બે મિકેનિઝમ અનુસર્યા. એક ઝડપી ન્યુટ્રોનના થ્રેશોલ્ડ શોષણ સાથે સંકળાયેલું છે. તે મુજબ, વિભાજનની શરૂઆત કરવા માટે, ન્યુટ્રોનમાં એકદમ ઊંચી ઉર્જા હોવી જોઈએ, મુખ્ય આઇસોટોપ્સ - યુરેનિયમ-238 અને થોરિયમ-232ના ન્યુક્લી માટે 1 MeV કરતાં વધુ. ઓછી ઉર્જા પર, યુરેનિયમ-238 દ્વારા ન્યુટ્રોનનું શોષણ રેઝોનન્ટ પાત્ર ધરાવે છે. આમ, 25 eV ની ઉર્જા ધરાવતા ન્યુટ્રોન પાસે કેપ્ચર ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયા હોય છે જે અન્ય એનર્જી કરતા હજારો ગણો મોટો હોય છે. આ કિસ્સામાં, ત્યાં કોઈ વિભાજન થશે નહીં: યુરેનિયમ-238 યુરેનિયમ-239 બનશે, જે 23.54 મિનિટના અર્ધ-જીવન સાથે નેપટ્યુનિયમ-239 માં ફેરવાશે, જે 2.33 દિવસના અર્ધ જીવન સાથે લાંબા આયુષ્યમાં ફેરવાશે. પ્લુટોનિયમ-239. થોરિયમ-232 યુરેનિયમ-233 બનશે.

બીજી મિકેનિઝમ એ ન્યુટ્રોનનું બિન-થ્રેશોલ્ડ શોષણ છે, તે ત્રીજું વધુ કે ઓછા સામાન્ય ફિસિલ આઇસોટોપ દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે - યુરેનિયમ -235 (તેમજ પ્લુટોનિયમ -239 અને યુરેનિયમ -233, જે પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા નથી): દ્વારા કોઈપણ ન્યુટ્રોનને શોષી લેવું, ધીમા, કહેવાતા થર્મલ, ઉર્જા સાથે થર્મલ ગતિમાં ભાગ લેતા પરમાણુઓ માટે - 0.025 eV, આવા ન્યુક્લિયસ વિભાજિત થશે. અને આ ખૂબ જ સારું છે: થર્મલ ન્યુટ્રોન પાસે ઝડપી, મેગાઈલેક્ટ્રોનવોલ્ટ ન્યુટ્રોન કરતા ચાર ગણો વધારે કેપ્ચર ક્રોસ-સેક્શનલ એરિયા હોય છે. પરમાણુ ઊર્જાના સમગ્ર અનુગામી ઇતિહાસ માટે આ યુરેનિયમ -235 નું મહત્વ છે: તે તે છે જે કુદરતી યુરેનિયમમાં ન્યુટ્રોનના ગુણાકારની ખાતરી કરે છે. ન્યુટ્રોન દ્વારા અથડાયા પછી, યુરેનિયમ-235 ન્યુક્લિયસ અસ્થિર બને છે અને ઝડપથી બે અસમાન ભાગોમાં વિભાજિત થાય છે. રસ્તામાં, ઘણા (સરેરાશ 2.75) નવા ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જિત થાય છે. જો તેઓ સમાન યુરેનિયમના મધ્યવર્તી કેન્દ્રને હિટ કરે છે, તો તેઓ ન્યુટ્રોનને ઘાતાંકીય રીતે ગુણાકાર કરશે - એક સાંકળ પ્રતિક્રિયા થશે, જે ગરમીના વિશાળ જથ્થાના ઝડપી પ્રકાશનને કારણે વિસ્ફોટ તરફ દોરી જશે. ન તો યુરેનિયમ-238 કે થોરિયમ-232 આના જેવું કામ કરી શકે છે: છેવટે, વિભાજન દરમિયાન, ન્યુટ્રોન 1-3 MeV ની સરેરાશ ઉર્જા સાથે ઉત્સર્જિત થાય છે, એટલે કે, જો ત્યાં 1 MeV નો ઉર્જા થ્રેશોલ્ડ હોય, તો તેનો નોંધપાત્ર ભાગ ન્યુટ્રોન ચોક્કસપણે પ્રતિક્રિયા પેદા કરી શકશે નહીં, અને ત્યાં કોઈ પ્રજનન થશે નહીં. આનો અર્થ એ છે કે આ આઇસોટોપ્સને ભૂલી જવું જોઈએ અને ન્યુટ્રોનને થર્મલ ઉર્જા માટે ધીમી કરવી પડશે જેથી કરીને તેઓ યુરેનિયમ-235 ના ન્યુક્લી સાથે શક્ય તેટલી અસરકારક રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે. તે જ સમયે, યુરેનિયમ -238 દ્વારા તેમના રેઝોનન્ટ શોષણને મંજૂરી આપી શકાતી નથી: છેવટે, કુદરતી યુરેનિયમમાં આ આઇસોટોપ 99.3% કરતા થોડો ઓછો છે અને ન્યુટ્રોન વધુ વખત તેની સાથે અથડાય છે, અને લક્ષ્ય યુરેનિયમ -235 સાથે નહીં. અને મધ્યસ્થી તરીકે કાર્ય કરીને, ન્યુટ્રોનના ગુણાકારને સતત સ્તરે જાળવી રાખવા અને વિસ્ફોટને અટકાવવાનું શક્ય છે - સાંકળ પ્રતિક્રિયાને નિયંત્રિત કરો.

1939 ના સમાન ભાગ્યશાળી વર્ષમાં યા.બી. ઝેલ્ડોવિચ અને યુ.બી. ખારીટોન દ્વારા હાથ ધરવામાં આવેલી ગણતરી દર્શાવે છે કે આ માટે ભારે પાણી અથવા ગ્રેફાઇટના રૂપમાં ન્યુટ્રોન મોડરેટરનો ઉપયોગ કરવો અને યુરેનિયમ સાથે કુદરતી યુરેનિયમને સમૃદ્ધ બનાવવું જરૂરી છે. 235 ઓછામાં ઓછા 1.83 વખત. પછી આ વિચાર તેમને શુદ્ધ કાલ્પનિક લાગતો હતો: “એ નોંધવું જોઈએ કે સાંકળ વિસ્ફોટ કરવા માટે જરૂરી એવા યુરેનિયમની નોંધપાત્ર માત્રામાં લગભગ બમણું સંવર્ધન,<...>એક અત્યંત બોજારૂપ કાર્ય છે, જે વ્યવહારિક અશક્યતાની નજીક છે.” હવે આ સમસ્યા હલ થઈ ગઈ છે, અને પરમાણુ ઉદ્યોગ પાવર પ્લાન્ટ્સ માટે યુરેનિયમ-235 થી 3.5% સમૃદ્ધ યુરેનિયમનું મોટા પાયે ઉત્પાદન કરી રહ્યું છે.

સ્વયંસ્ફુરિત અણુ વિભાજન શું છે? 1940 માં, G. N. Flerov અને K. A. Petrzhak એ શોધ્યું કે યુરેનિયમનું વિભાજન સ્વયંભૂ થઈ શકે છે, કોઈપણ બાહ્ય પ્રભાવ વિના, જોકે અર્ધ જીવન સામાન્ય આલ્ફા સડો કરતાં ઘણું લાંબુ છે. કારણ કે આવા વિભાજન ન્યુટ્રોન પણ ઉત્પન્ન કરે છે, જો તેમને પ્રતિક્રિયા ઝોનમાંથી છટકી જવાની મંજૂરી ન હોય, તો તેઓ સાંકળ પ્રતિક્રિયાના આરંભકર્તા તરીકે સેવા આપશે. તે આ ઘટના છે જેનો ઉપયોગ પરમાણુ રિએક્ટરના નિર્માણમાં થાય છે.

શા માટે અણુ ઊર્જાની જરૂર છે?ઝેલ્ડોવિચ અને ખારીટોન પરમાણુ ઊર્જાની આર્થિક અસરની ગણતરી કરનારા સૌપ્રથમ હતા (Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1940, 23, 4). "...આ ક્ષણે, યુરેનિયમમાં અનંત શાખાઓવાળી સાંકળો સાથે પરમાણુ વિભાજન પ્રતિક્રિયા હાથ ધરવાની સંભાવના અથવા અશક્યતા વિશે અંતિમ નિષ્કર્ષ કાઢવો હજુ પણ અશક્ય છે. જો આવી પ્રતિક્રિયા શક્ય હોય, તો પ્રયોગકર્તાના નિકાલ પર પ્રચંડ ઊર્જા હોવા છતાં, તેની સરળ પ્રગતિ સુનિશ્ચિત કરવા માટે પ્રતિક્રિયા દર આપમેળે ગોઠવાય છે. પ્રતિક્રિયાના ઊર્જાના ઉપયોગ માટે આ સંજોગો અત્યંત અનુકૂળ છે. તેથી ચાલો રજૂ કરીએ - જો કે આ એક અશુદ્ધ રીંછની ચામડીનું વિભાજન છે - કેટલીક સંખ્યાઓ જે યુરેનિયમના ઉર્જા ઉપયોગની શક્યતાઓને દર્શાવે છે. જો વિભાજન પ્રક્રિયા ઝડપી ન્યુટ્રોન સાથે આગળ વધે છે, તેથી, પ્રતિક્રિયા યુરેનિયમ (U238) ના મુખ્ય આઇસોટોપને પકડે છે, તો પછી<исходя из соотношения теплотворных способностей и цен на уголь и уран>યુરેનિયમના મુખ્ય આઇસોટોપમાંથી કેલરીની કિંમત કોલસાની તુલનામાં લગભગ 4000 ગણી સસ્તી છે (સિવાય કે, અલબત્ત, "દહન" અને ગરમી દૂર કરવાની પ્રક્રિયાઓ યુરેનિયમના કિસ્સામાં કરતાં વધુ ખર્ચાળ હોય છે. કોલસાના કિસ્સામાં). ધીમા ન્યુટ્રોનના કિસ્સામાં, "યુરેનિયમ" કેલરીની કિંમત (ઉપરના આંકડાઓ પર આધારિત) હશે, તે ધ્યાનમાં લેતા કે U235 આઇસોટોપની વિપુલતા 0.007 છે, જે પહેલાથી જ "કોલસા" કેલરી કરતાં માત્ર 30 ગણી સસ્તી છે, અન્ય તમામ વસ્તુઓ સમાન છે.

પ્રથમ નિયંત્રિત સાંકળ પ્રતિક્રિયા 1942 માં શિકાગો યુનિવર્સિટીમાં એનરિકો ફર્મી દ્વારા હાથ ધરવામાં આવી હતી, અને રિએક્ટરને મેન્યુઅલી નિયંત્રિત કરવામાં આવ્યું હતું - ન્યુટ્રોન પ્રવાહ બદલાતા ગ્રેફાઇટ સળિયાને અંદર અને બહાર ધકેલતા હતા. પ્રથમ પાવર પ્લાન્ટ 1954 માં ઓબ્નિન્સ્કમાં બનાવવામાં આવ્યો હતો. ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા ઉપરાંત, પ્રથમ રિએક્ટરોએ શસ્ત્રો-ગ્રેડ પ્લુટોનિયમ ઉત્પન્ન કરવાનું પણ કામ કર્યું.

ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ કેવી રીતે ચાલે છે?આજકાલ, મોટાભાગના રિએક્ટર ધીમા ન્યુટ્રોન પર કાર્ય કરે છે. ધાતુના રૂપમાં સમૃદ્ધ યુરેનિયમ, એલ્યુમિનિયમ જેવા એલોય અથવા ઓક્સાઈડને ઈંધણ તત્વો તરીકે ઓળખાતા લાંબા સિલિન્ડરોમાં મૂકવામાં આવે છે. તેઓ રિએક્ટરમાં ચોક્કસ રીતે સ્થાપિત થાય છે, અને તેમની વચ્ચે મધ્યસ્થ સળિયા નાખવામાં આવે છે, જે સાંકળ પ્રતિક્રિયાને નિયંત્રિત કરે છે. સમય જતાં, રિએક્ટરના ઝેર બળતણ તત્વમાં એકઠા થાય છે - યુરેનિયમ વિભાજન ઉત્પાદનો, જે ન્યુટ્રોનને શોષવામાં પણ સક્ષમ છે. જ્યારે યુરેનિયમ-235 ની સાંદ્રતા નિર્ણાયક સ્તરથી નીચે આવે છે, ત્યારે તત્વ સેવામાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે. જો કે, તેમાં મજબૂત રેડિયોએક્ટિવિટીવાળા ઘણા વિભાજનના ટુકડાઓ છે, જે વર્ષોથી ઘટે છે, જેના કારણે તત્વો લાંબા સમય સુધી નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં ગરમીનું ઉત્સર્જન કરે છે. તેમને કૂલિંગ પૂલમાં રાખવામાં આવે છે, અને પછી કાં તો દફનાવવામાં આવે છે અથવા પ્રક્રિયા કરવાનો પ્રયાસ કરવામાં આવે છે - બિનસળેલા યુરેનિયમ-235, ઉત્પાદિત પ્લુટોનિયમ (તેનો ઉપયોગ અણુ બોમ્બ બનાવવા માટે કરવામાં આવતો હતો) અને અન્ય આઇસોટોપ્સ કે જેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. બિનઉપયોગી ભાગને દફનભૂમિમાં મોકલવામાં આવે છે.

કહેવાતા ફાસ્ટ રિએક્ટર અથવા બ્રીડર રિએક્ટરમાં, તત્વોની આસપાસ યુરેનિયમ-238 અથવા થોરિયમ-232થી બનેલા રિફ્લેક્ટર સ્થાપિત કરવામાં આવે છે. તેઓ ધીમા પડી જાય છે અને પ્રતિક્રિયા ઝોન ન્યુટ્રોનમાં પાછા મોકલે છે જે ખૂબ ઝડપી હોય છે. રેઝોનન્ટ ઝડપે ધીમું પડતા ન્યુટ્રોન આ આઇસોટોપ્સને શોષી લે છે, અનુક્રમે પ્લુટોનિયમ-239 અથવા યુરેનિયમ-233માં ફેરવાય છે, જે પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ માટે બળતણ તરીકે કામ કરી શકે છે. ઝડપી ન્યુટ્રોન યુરેનિયમ-235 સાથે ખરાબ રીતે પ્રતિક્રિયા આપતા હોવાથી, તેની સાંદ્રતા નોંધપાત્ર રીતે વધારવી જોઈએ, પરંતુ તે મજબૂત ન્યુટ્રોન પ્રવાહ સાથે ચૂકવણી કરે છે. હકીકત એ છે કે બ્રીડર રિએક્ટરને પરમાણુ ઊર્જાનું ભાવિ માનવામાં આવે છે, કારણ કે તેઓ વપરાશ કરતાં વધુ પરમાણુ બળતણ ઉત્પન્ન કરે છે, પ્રયોગોએ દર્શાવ્યું છે કે તેનું સંચાલન કરવું મુશ્કેલ છે. હવે વિશ્વમાં આવા માત્ર એક રિએક્ટર બાકી છે - બેલોયાર્સ્ક એનપીપીના ચોથા પાવર યુનિટમાં.

પરમાણુ ઊર્જાની ટીકા કેવી રીતે થાય છે?જો આપણે અકસ્માતો વિશે વાત ન કરીએ, તો આજે પરમાણુ ઊર્જાના વિરોધીઓની દલીલોનો મુખ્ય મુદ્દો એ છે કે સ્ટેશનને ડિકમિશન કર્યા પછી અને બળતણ સાથે કામ કરતી વખતે પર્યાવરણને બચાવવા માટેના ખર્ચને તેની કાર્યક્ષમતાની ગણતરીમાં ઉમેરવાની દરખાસ્ત છે. બંને કિસ્સાઓમાં, કિરણોત્સર્ગી કચરાના વિશ્વસનીય નિકાલના પડકારો ઉભા થાય છે અને આ ખર્ચ રાજ્ય દ્વારા ઉઠાવવામાં આવે છે. એક અભિપ્રાય છે કે જો તમે તેમને ઊર્જાના ખર્ચમાં સ્થાનાંતરિત કરો છો, તો પછી તેનું આર્થિક આકર્ષણ અદૃશ્ય થઈ જશે.

અણુ ઊર્જાના સમર્થકોમાં પણ વિરોધ છે. તેના પ્રતિનિધિઓ યુરેનિયમ-235 ની વિશિષ્ટતા તરફ નિર્દેશ કરે છે, જેનું કોઈ રિપ્લેસમેન્ટ નથી, કારણ કે થર્મલ ન્યુટ્રોન દ્વારા વૈકલ્પિક આઇસોટોપ ફિસિલ - પ્લુટોનિયમ -239 અને યુરેનિયમ -233 - હજારો વર્ષોના તેમના અર્ધ જીવનને કારણે, પ્રકૃતિમાં જોવા મળતા નથી. અને તેઓ યુરેનિયમ -235 ના વિભાજનના પરિણામે ચોક્કસપણે પ્રાપ્ત થાય છે. જો તે સમાપ્ત થઈ જાય, તો પરમાણુ સાંકળ પ્રતિક્રિયા માટે ન્યુટ્રોનનો અદ્ભુત કુદરતી સ્ત્રોત અદૃશ્ય થઈ જશે. આવી વ્યર્થતાના પરિણામે, માનવતા ભવિષ્યમાં થોરિયમ-232ને સામેલ કરવાની તક ગુમાવશે, જેનો ભંડાર યુરેનિયમ કરતાં અનેક ગણો વધારે છે, ઊર્જા ચક્રમાં.

સૈદ્ધાંતિક રીતે, કણ પ્રવેગકનો ઉપયોગ મેગાઈલેક્ટ્રોનવોલ્ટ ઊર્જા સાથે ઝડપી ન્યુટ્રોનનો પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવા માટે થઈ શકે છે. જો કે, જો આપણે વાત કરી રહ્યા છીએ, ઉદાહરણ તરીકે, પરમાણુ એન્જિન પર આંતરગ્રહીય ફ્લાઇટ્સ વિશે, તો પછી વિશાળ પ્રવેગક સાથે યોજના અમલમાં મૂકવી ખૂબ મુશ્કેલ હશે. યુરેનિયમ-235 ના ઘટાડાથી આવા પ્રોજેક્ટનો અંત આવે છે.

શસ્ત્ર-ગ્રેડ યુરેનિયમ શું છે?આ અત્યંત સમૃદ્ધ યુરેનિયમ-235 છે. તેનો નિર્ણાયક સમૂહ - તે પદાર્થના ટુકડાના કદને અનુરૂપ છે જેમાં સાંકળ પ્રતિક્રિયા સ્વયંભૂ થાય છે - દારૂગોળો ઉત્પન્ન કરવા માટે તેટલો નાનો છે. આવા યુરેનિયમનો ઉપયોગ અણુ બોમ્બ બનાવવા માટે અને થર્મોન્યુક્લિયર બોમ્બ માટે ફ્યુઝ તરીકે પણ થઈ શકે છે.

યુરેનિયમના ઉપયોગ સાથે કઈ આફતો સંકળાયેલી છે?ભંગાણ તત્વોના ન્યુક્લીમાં સંગ્રહિત ઊર્જા પ્રચંડ છે. જો દેખરેખને કારણે અથવા જાણી જોઈને તે નિયંત્રણમાંથી બહાર નીકળી જાય, તો આ ઊર્જા ઘણી મુશ્કેલી ઊભી કરી શકે છે. બે સૌથી ખરાબ પરમાણુ આપત્તિઓ 6 અને 8 ઓગસ્ટ, 1945 ના રોજ આવી, જ્યારે યુએસ એરફોર્સે હિરોશિમા અને નાગાસાકી પર અણુ બોમ્બ ફેંક્યા, જેમાં હજારો નાગરિકો માર્યા ગયા અને ઘાયલ થયા. નાના પાયાની આપત્તિઓ પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ્સ અને પરમાણુ ચક્ર સાહસો પર અકસ્માતો સાથે સંકળાયેલી છે. પ્રથમ મોટી દુર્ઘટના 1949માં યુએસએસઆરમાં ચેલ્યાબિન્સ્ક નજીક માયાક પ્લાન્ટમાં થઈ હતી, જ્યાં પ્લુટોનિયમનું ઉત્પાદન થયું હતું; પ્રવાહી કિરણોત્સર્ગી કચરો ટેચા નદીમાં સમાપ્ત થયો. સપ્ટેમ્બર 1957 માં, તેના પર વિસ્ફોટ થયો, જેમાં મોટી માત્રામાં કિરણોત્સર્ગી સામગ્રી બહાર નીકળી. અગિયાર દિવસ પછી, વિન્ડસ્કેલ ખાતેનું બ્રિટીશ પ્લુટોનિયમ ઉત્પાદન રિએક્ટર બળીને ખાખ થઈ ગયું અને વિસ્ફોટના ઉત્પાદનો સાથેના વાદળ પશ્ચિમ યુરોપ પર વિખેરાઈ ગયા. 1979 માં, પેન્સિલવેનિયામાં થ્રી મેઇલ આઇલેન્ડ ન્યુક્લિયર પાવર પ્લાન્ટનું રિએક્ટર બળી ગયું. સૌથી વધુ વ્યાપક પરિણામો ચેર્નોબિલ પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ (1986) અને ફુકુશિમા પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટ (2011) પર અકસ્માતોને કારણે થયા હતા, જ્યારે લાખો લોકો રેડિયેશનના સંપર્કમાં આવ્યા હતા. પ્રથમ ભરાયેલા વિશાળ વિસ્તારો, વિસ્ફોટના પરિણામે 8 ટન યુરેનિયમ બળતણ અને સડો ઉત્પાદનો મુક્ત કરે છે, જે સમગ્ર યુરોપમાં ફેલાય છે. બીજું પ્રદૂષિત અને, અકસ્માતના ત્રણ વર્ષ પછી, માછીમારીના વિસ્તારોમાં પેસિફિક મહાસાગરને પ્રદૂષિત કરવાનું ચાલુ રાખે છે. આ અકસ્માતોના પરિણામોને દૂર કરવું ખૂબ ખર્ચાળ હતું, અને જો આ ખર્ચને વીજળીના ખર્ચમાં વિભાજિત કરવામાં આવે, તો તે નોંધપાત્ર રીતે વધશે.

એક અલગ મુદ્દો એ માનવ સ્વાસ્થ્ય માટેના પરિણામો છે. સત્તાવાર આંકડાઓ અનુસાર, બોમ્બ ધડાકામાં બચી ગયેલા અથવા દૂષિત વિસ્તારોમાં રહેતા ઘણા લોકોને કિરણોત્સર્ગથી ફાયદો થયો છે - પહેલાની આયુષ્ય વધારે છે, બાદમાં કેન્સર ઓછું છે અને નિષ્ણાતો મૃત્યુદરમાં થોડો વધારો સામાજિક તણાવને આભારી છે. અકસ્માતોના પરિણામો અથવા તેમના લિક્વિડેશનના પરિણામે ચોક્કસ મૃત્યુ પામેલા લોકોની સંખ્યા સેંકડો લોકો જેટલી છે. પરમાણુ પાવર પ્લાન્ટના વિરોધીઓ નિર્દેશ કરે છે કે અકસ્માતોને કારણે યુરોપીયન ખંડમાં ઘણા મિલિયન અકાળ મૃત્યુ થયા છે, પરંતુ આંકડાકીય સંદર્ભમાં તે ફક્ત અદ્રશ્ય છે.

અકસ્માત ઝોનમાં માનવ ઉપયોગમાંથી જમીનને દૂર કરવાથી એક રસપ્રદ પરિણામ આવે છે: તે એક પ્રકારનું પ્રકૃતિ અનામત બની જાય છે જ્યાં જૈવવિવિધતા વધે છે. ખરું કે કેટલાક પ્રાણીઓ કિરણોત્સર્ગ સંબંધિત રોગોથી પીડાય છે. તેઓ વધેલી પૃષ્ઠભૂમિ સાથે કેટલી ઝડપથી અનુકૂલન કરશે તે પ્રશ્ન ખુલ્લો રહે છે. એવો પણ અભિપ્રાય છે કે ક્રોનિક ઇરેડિયેશનનું પરિણામ "મૂર્ખ માટે પસંદગી" છે (જુઓ "રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવન", 2010, નંબર 5): ગર્ભના તબક્કે પણ, વધુ આદિમ જીવો ટકી રહે છે. ખાસ કરીને, લોકોના સંબંધમાં, આ અકસ્માતના થોડા સમય પછી દૂષિત વિસ્તારોમાં જન્મેલી પેઢીમાં માનસિક ક્ષમતાઓમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે.

અવક્ષય થયેલ યુરેનિયમ શું છે?આ યુરેનિયમ -238 છે, તેમાંથી યુરેનિયમ -235 અલગ થયા પછી બાકી છે. શસ્ત્રો-ગ્રેડ યુરેનિયમ અને બળતણ તત્વોના ઉત્પાદનમાંથી કચરાના પ્રમાણ મોટા છે - એકલા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, આવા યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડના 600 હજાર ટન એકઠા થયા છે (તેની સમસ્યાઓ માટે, રસાયણશાસ્ત્ર અને જીવન, 2008, નંબર 5 જુઓ) . તેમાં યુરેનિયમ-235 નું પ્રમાણ 0.2% છે. આ કચરો ક્યાં તો વધુ સારા સમય સુધી સંગ્રહિત થવો જોઈએ, જ્યારે ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટર બનાવવામાં આવશે અને યુરેનિયમ-238ને પ્લુટોનિયમમાં પ્રક્રિયા કરવાનું શક્ય બનશે, અથવા કોઈક રીતે તેનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે.

તેઓએ તેનો ઉપયોગ શોધી કાઢ્યો. યુરેનિયમ, અન્ય સંક્રમણ તત્વોની જેમ, ઉત્પ્રેરક તરીકે વપરાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, માં લેખના લેખકો ACS નેનોજૂન 30, 2014 ના રોજ, તેઓ લખે છે કે ઓક્સિજન અને હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડના ઘટાડા માટે ગ્રાફીન સાથે યુરેનિયમ અથવા થોરિયમથી બનેલા ઉત્પ્રેરક "ઉર્જા ક્ષેત્રે ઉપયોગની પ્રચંડ સંભાવના ધરાવે છે." કારણ કે યુરેનિયમની ઘનતા વધારે છે, તે જહાજો માટે બેલાસ્ટ અને એરક્રાફ્ટ માટે કાઉન્ટરવેઈટ તરીકે કામ કરે છે. આ ધાતુ કિરણોત્સર્ગ સ્ત્રોતો સાથેના તબીબી ઉપકરણોમાં રેડિયેશન સંરક્ષણ માટે પણ યોગ્ય છે.

ખાલી થયેલા યુરેનિયમમાંથી કયા શસ્ત્રો બનાવી શકાય છે?બખ્તર-વેધન અસ્ત્રો માટે બુલેટ અને કોરો. અહીં ગણતરી નીચે મુજબ છે. અસ્ત્ર જેટલો ભારે છે, તેની ગતિ ઊર્જા વધારે છે. પરંતુ અસ્ત્ર જેટલું મોટું છે, તેની અસર ઓછી કેન્દ્રિત છે. આનો અર્થ એ છે કે ઉચ્ચ ઘનતા સાથે ભારે ધાતુઓની જરૂર છે. બુલેટ સીસાથી બનેલી હોય છે (ઉરલ શિકારીઓ એક સમયે મૂળ પ્લેટિનમનો પણ ઉપયોગ કરતા હતા, જ્યાં સુધી તેઓ સમજી ન ગયા કે તે કિંમતી ધાતુ છે), જ્યારે શેલ કોરો ટંગસ્ટન એલોયથી બનેલા છે. પર્યાવરણવાદીઓ નિર્દેશ કરે છે કે સીસું લશ્કરી કામગીરી અથવા શિકારના સ્થળોએ જમીનને દૂષિત કરે છે અને તેને ઓછું નુકસાનકારક કંઈક સાથે બદલવું વધુ સારું રહેશે, ઉદાહરણ તરીકે, ટંગસ્ટન. પરંતુ ટંગસ્ટન સસ્તું નથી, અને યુરેનિયમ, ઘનતામાં સમાન, હાનિકારક કચરો છે. તે જ સમયે, યુરેનિયમ સાથે માટી અને પાણીનું અનુમતિપાત્ર દૂષણ સીસાની તુલનામાં લગભગ બમણું છે. આવું થાય છે કારણ કે ક્ષીણ યુરેનિયમની નબળી કિરણોત્સર્ગીતા (અને તે કુદરતી યુરેનિયમ કરતા 40% ઓછી પણ છે) ને અવગણવામાં આવે છે અને ખરેખર ખતરનાક રાસાયણિક પરિબળને ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે: યુરેનિયમ, જેમ આપણે યાદ રાખીએ છીએ, ઝેરી છે. તે જ સમયે, તેની ઘનતા લીડ કરતા 1.7 ગણી વધારે છે, જેનો અર્થ છે કે યુરેનિયમ ગોળીઓનું કદ અડધાથી ઘટાડી શકાય છે; યુરેનિયમ લીડ કરતાં વધુ પ્રત્યાવર્તન અને સખત હોય છે - જ્યારે તેને છોડવામાં આવે છે ત્યારે તે ઓછું બાષ્પીભવન થાય છે, અને જ્યારે તે લક્ષ્યને અથડાવે છે ત્યારે તે ઓછા માઇક્રોપાર્ટિકલ્સ ઉત્પન્ન કરે છે. સામાન્ય રીતે, યુરેનિયમ બુલેટ લીડ બુલેટ કરતા ઓછું પ્રદૂષિત હોય છે, જો કે યુરેનિયમનો આવો ઉપયોગ ચોક્કસ માટે જાણીતો નથી.

પરંતુ તે જાણીતું છે કે ક્ષીણ યુરેનિયમની બનેલી પ્લેટોનો ઉપયોગ અમેરિકન ટાંકીના બખ્તરને મજબૂત કરવા માટે થાય છે (તેની ઉચ્ચ ઘનતા અને ગલનબિંદુ દ્વારા આ સુવિધા આપવામાં આવે છે), અને બખ્તર-વેધન અસ્ત્રો માટે કોરોમાં ટંગસ્ટન એલોયને બદલે. યુરેનિયમ કોર પણ સારો છે કારણ કે યુરેનિયમ પાયરોફોરિક છે: તેના ગરમ નાના કણો બખ્તરની અસરથી બને છે અને આસપાસની દરેક વસ્તુને આગ લગાડે છે. બંને એપ્લિકેશનને રેડિયેશન સલામત ગણવામાં આવે છે. આમ, ગણતરી દર્શાવે છે કે યુરેનિયમ દારૂગોળોથી ભરેલા યુરેનિયમ બખ્તર સાથેની ટાંકીમાં એક વર્ષ સુધી બેઠા પછી પણ, ક્રૂને અનુમતિપાત્ર માત્રાના માત્ર એક ક્વાર્ટર પ્રાપ્ત થશે. અને વાર્ષિક અનુમતિપાત્ર ડોઝ મેળવવા માટે, તમારે 250 કલાક માટે ત્વચાની સપાટી પર આવા દારૂગોળાને સ્ક્રૂ કરવાની જરૂર છે.

યુરેનિયમ કોરો સાથેના શેલો - 30-mm એરક્રાફ્ટ તોપો અથવા તોપખાના સબ-કેલિબર્સ માટે - અમેરિકનો દ્વારા તાજેતરના યુદ્ધોમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે, જે 1991ના ઇરાક અભિયાનથી શરૂ થાય છે. તે વર્ષે તેઓએ કુવૈતમાં ઇરાકી સશસ્ત્ર એકમો પર વરસાદ વરસાવ્યો અને તેમની પીછેહઠ દરમિયાન, 300 ટન ખતમ થયેલ યુરેનિયમ, જેમાંથી 250 ટન, અથવા 780 હજાર રાઉન્ડ, એરક્રાફ્ટ બંદૂકો પર ફાયરિંગ કરવામાં આવ્યું. બોસ્નિયા અને હર્ઝેગોવિનામાં, અજાણ્યા રિપબ્લિકા સ્ર્પ્સકાની સેનાના બોમ્બ ધડાકા દરમિયાન, 2.75 ટન યુરેનિયમ ખર્ચવામાં આવ્યું હતું, અને કોસોવો અને મેટોહિજા ક્ષેત્રમાં યુગોસ્લાવ સૈન્યના તોપમારા દરમિયાન - 8.5 ટન, અથવા 31 હજાર રાઉન્ડ. ડબ્લ્યુએચઓ તે સમયે યુરેનિયમના ઉપયોગના પરિણામો વિશે ચિંતિત હોવાથી, નિરીક્ષણ હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. તેણે બતાવ્યું કે એક સાલ્વોમાં લગભગ 300 રાઉન્ડ હોય છે, જેમાંથી 80% ક્ષીણ યુરેનિયમ ધરાવે છે. 10% હિટ લક્ષ્યો, અને 82% તેમાંથી 100 મીટરની અંદર પડ્યા. બાકીના 1.85 કિમીમાં વિખેરાઈ ગયા. ટાંકીને અથડાતો શેલ બળી ગયો અને એરોસોલમાં ફેરવાઈ ગયો; યુરેનિયમ શેલ સશસ્ત્ર કર્મચારી વાહકો જેવા હળવા લક્ષ્યો દ્વારા વીંધાય છે. આમ, ઈરાકમાં વધુમાં વધુ દોઢ ટન શેલ યુરેનિયમની ધૂળમાં ફેરવાઈ શકે છે. અમેરિકન વ્યૂહાત્મક સંશોધન કેન્દ્ર RAND કોર્પોરેશનના નિષ્ણાતોના જણાવ્યા મુજબ, વપરાયેલ યુરેનિયમના 10 થી 35% થી વધુ, એરોસોલમાં ફેરવાઈ ગયું છે. ક્રોએશિયન એન્ટિ-યુરેનિયમ મ્યુનિશન એક્ટિવિસ્ટ અસફ દુરાકોવિક, જેમણે રિયાધની કિંગ ફૈઝલ હોસ્પિટલથી લઈને વોશિંગ્ટન યુરેનિયમ મેડિકલ રિસર્ચ સેન્ટર સુધીની વિવિધ સંસ્થાઓમાં કામ કર્યું છે, એવો અંદાજ છે કે એકલા દક્ષિણ ઇરાકમાં 1991માં 3-6 ટન સબમાઈક્રોન યુરેનિયમ કણોની રચના થઈ હતી. જે વિશાળ વિસ્તારમાં પથરાયેલા હતા, એટલે કે ત્યાં યુરેનિયમનું દૂષણ ચાર્નોબિલ સાથે સરખાવી શકાય તેવું છે.

યુરેનિયમ એ બહુ લાક્ષણિક એક્ટિનાઇડ નથી; તેની પાંચ વેલેન્સ સ્થિતિઓ જાણીતી છે - 2+ થી 6+ સુધી. કેટલાક યુરેનિયમ સંયોજનોમાં લાક્ષણિક રંગ હોય છે. આમ, ટ્રાઇવેલેન્ટ યુરેનિયમના સોલ્યુશન લાલ હોય છે, ટેટ્રાવેલેન્ટ યુરેનિયમ લીલો હોય છે, અને હેક્સાવેલેન્ટ યુરેનિયમ - તે યુરેનાઇલ આયન (UO 2) 2+ ના રૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે - સોલ્યુશનને પીળો રંગ આપે છે... હકીકત એ છે કે હેક્સાવેલેન્ટ યુરેનિયમ ઘણા કાર્બનિક પદાર્થો સાથે સંયોજનો બનાવે છે. જટિલ એજન્ટો, તત્વ નંબર 92 ની નિષ્કર્ષણ તકનીક માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ હોવાનું બહાર આવ્યું છે.

તે લાક્ષણિકતા છે કે યુરેનિયમ આયનનો બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન શેલ હંમેશા સંપૂર્ણપણે ભરેલો હોય છે; વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન અગાઉના ઇલેક્ટ્રોન સ્તરમાં, 5f સબશેલમાં છે. જો આપણે અન્ય તત્વો સાથે યુરેનિયમની તુલના કરીએ, તો તે સ્પષ્ટ છે કે પ્લુટોનિયમ તેના જેવું જ છે. તેમની વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત એ યુરેનિયમની મોટી આયનીય ત્રિજ્યા છે. વધુમાં, પ્લુટોનિયમ ટેટ્રાવેલેન્ટ સ્થિતિમાં સૌથી વધુ સ્થિર છે, અને યુરેનિયમ હેક્સાવેલેન્ટ સ્થિતિમાં સૌથી વધુ સ્થિર છે. આ તેમને અલગ કરવામાં મદદ કરે છે, જે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે: પરમાણુ બળતણ પ્લુટોનિયમ -239 યુરેનિયમ -238 ના ઉર્જા દૃષ્ટિકોણથી ફક્ત યુરેનિયમ, બેલાસ્ટમાંથી મેળવવામાં આવે છે. પ્લુટોનિયમ યુરેનિયમના જથ્થામાં રચાય છે, અને તેને અલગ કરવું આવશ્યક છે!

જો કે, સૌપ્રથમ તમારે યુરેનિયમનો આટલો જ જથ્થો મેળવવાની જરૂર છે, જે ઓરથી શરૂ કરીને લાંબી તકનીકી સાંકળમાંથી પસાર થાય છે. સામાન્ય રીતે બહુ-ઘટક, યુરેનિયમ-નબળું ઓર.

ભારે તત્વનો પ્રકાશ આઇસોટોપ

જ્યારે અમે તત્વ નંબર 92 મેળવવા વિશે વાત કરી, ત્યારે અમે જાણીજોઈને એક મહત્વપૂર્ણ તબક્કો છોડી દીધો. જેમ તમે જાણો છો, બધા યુરેનિયમ પરમાણુ સાંકળ પ્રતિક્રિયાને ટેકો આપવા માટે સક્ષમ નથી. યુરેનિયમ-238, જે આઇસોટોપ્સના કુદરતી મિશ્રણનો 99.28% હિસ્સો ધરાવે છે, તે આ માટે સક્ષમ નથી. આને કારણે, યુરેનિયમ-238 પ્લુટોનિયમમાં રૂપાંતરિત થાય છે, અને યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સના કુદરતી મિશ્રણને આઇસોટોપ યુરેનિયમ-235 સાથે અલગ અથવા સમૃદ્ધ બનાવવાનો પ્રયાસ કરવામાં આવે છે, જે થર્મલ ન્યુટ્રોનનું વિભાજન કરવામાં સક્ષમ છે.

યુરેનિયમ-235 અને યુરેનિયમ-238 ને અલગ કરવા માટે ઘણી પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી છે. ગેસ પ્રસરણ પદ્ધતિનો ઉપયોગ મોટેભાગે થાય છે. તેનો સાર એ છે કે જો બે વાયુઓનું મિશ્રણ છિદ્રાળુ પાર્ટીશનમાંથી પસાર થાય છે, તો પ્રકાશ ઝડપથી પસાર થશે. 1913 માં પાછા, એફ. એસ્ટને આ રીતે નિયોન આઇસોટોપને આંશિક રીતે અલગ કર્યા.

સામાન્ય સ્થિતિમાં મોટાભાગના યુરેનિયમ સંયોજનો ઘન પદાર્થો હોય છે અને તે ખૂબ ઊંચા તાપમાને જ વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત થઈ શકે છે, જ્યારે આઇસોટોપ વિભાજનની કોઈપણ સૂક્ષ્મ પ્રક્રિયાઓ વિશે કોઈ વાત કરી શકાતી નથી. જો કે, ફ્લોરિન સાથે યુરેનિયમનું રંગહીન સંયોજન, યુએફ 6 હેક્સાફ્લોરાઇડ, 56.5 ° સે (વાતાવરણના દબાણ પર) પહેલાથી જ ઉત્કૃષ્ટ છે. UF 6 એ સૌથી અસ્થિર યુરેનિયમ સંયોજન છે અને તે વાયુ પ્રસરણ દ્વારા તેના આઇસોટોપ્સને અલગ કરવા માટે સૌથી યોગ્ય છે.

યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. પાઈપો, પંપ, કન્ટેનરનો કાટ, મિકેનિઝમ્સના લ્યુબ્રિકેશન સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા - મુશ્કેલીઓની એક નાની પરંતુ પ્રભાવશાળી સૂચિ જે પ્રસરણ છોડના નિર્માતાઓએ દૂર કરવી પડી હતી. અમને વધુ ગંભીર મુશ્કેલીઓનો સામનો કરવો પડ્યો.

યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ, યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સના કુદરતી મિશ્રણના ફ્લોરાઇડેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, "પ્રસરણ" દૃષ્ટિકોણથી, ખૂબ સમાન પરમાણુ સમૂહવાળા બે વાયુઓના મિશ્રણ તરીકે ગણી શકાય - 349 (235 + 19 * 6) અને 352 (238) + 19 * 6). પરમાણુ વજનમાં થોડો ભિન્ન હોય તેવા વાયુઓ માટે એક પ્રસરણ તબક્કામાં મહત્તમ સૈદ્ધાંતિક વિભાજન ગુણાંક માત્ર 1.0043 છે. વાસ્તવિક પરિસ્થિતિઓમાં આ મૂલ્ય પણ ઓછું છે. તે તારણ આપે છે કે યુરેનિયમ -235 ની સાંદ્રતા 0.72 થી 99% સુધી વધારવી શક્ય છે માત્ર કેટલાક હજાર પ્રસરણ પગલાંની મદદથી. તેથી, યુરેનિયમ આઇસોટોપ વિભાજન છોડ કેટલાક દસ હેક્ટરનો વિસ્તાર ધરાવે છે. ફેક્ટરીઓના વિભાજન કાસ્કેડમાં છિદ્રાળુ પાર્ટીશનોનો વિસ્તાર લગભગ સમાન ક્રમની તીવ્રતા છે.

યુરેનિયમના અન્ય આઇસોટોપ્સ વિશે સંક્ષિપ્તમાં

પ્રાકૃતિક યુરેનિયમમાં યુરેનિયમ-235 અને યુરેનિયમ-238 ઉપરાંત યુરેનિયમ-234નો સમાવેશ થાય છે. આ દુર્લભ આઇસોટોપની વિપુલતા દશાંશ બિંદુ પછી ચાર શૂન્ય સાથેની સંખ્યા તરીકે દર્શાવવામાં આવે છે. વધુ સુલભ કૃત્રિમ આઇસોટોપ યુરેનિયમ-233 છે. તે પરમાણુ રિએક્ટરના ન્યુટ્રોન પ્રવાહમાં થોરિયમને ઇરેડિયેટ કરીને મેળવવામાં આવે છે:

232 90 થ + 10 એન → 233 90 થ -β-→ 233 91 પા -β-→ 233 92 યુ
પરમાણુ ભૌતિકશાસ્ત્રના તમામ નિયમો અનુસાર, યુરેનિયમ-233, એક વિચિત્ર આઇસોટોપ તરીકે, થર્મલ ન્યુટ્રોન દ્વારા વિભાજિત થાય છે. અને સૌથી અગત્યનું, યુરેનિયમ-233 સાથેના રિએક્ટરમાં, પરમાણુ બળતણનું વિસ્તૃત પ્રજનન થઈ શકે છે (અને થાય છે). પરંપરાગત થર્મલ ન્યુટ્રોન રિએક્ટરમાં! ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે જ્યારે થોરિયમ રિએક્ટરમાં એક કિલોગ્રામ યુરેનિયમ-233 બળી જાય છે, ત્યારે તેમાં 1.1 કિલો નવું યુરેનિયમ-233 એકઠું થવું જોઈએ. એક ચમત્કાર, અને તે બધુ જ છે! અમે એક કિલોગ્રામ બળતણ બાળ્યું, પરંતુ બળતણનું પ્રમાણ ઘટ્યું નહીં.

જો કે, આવા ચમત્કારો ફક્ત પરમાણુ બળતણથી જ શક્ય છે.

થર્મલ ન્યુટ્રોન રિએક્ટરમાં યુરેનિયમ-થોરિયમ ચક્ર એ ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટરમાં પરમાણુ બળતણના પ્રજનન માટે યુરેનિયમ-પ્લુટોનિયમ ચક્રનું મુખ્ય હરીફ છે... ખરેખર, માત્ર આને કારણે, તત્વ નંબર 90 - થોરિયમ -નું વર્ગીકરણ કરવામાં આવ્યું હતું. વ્યૂહાત્મક સામગ્રી.

યુરેનિયમના અન્ય કૃત્રિમ આઇસોટોપ્સ નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવતા નથી. યુરેનિયમ -239 - યુરેનિયમ -238 પ્લુટોનિયમ -239 ના પરિવર્તનની સાંકળમાં પ્રથમ આઇસોટોપનો ઉલ્લેખ કરવો જ યોગ્ય છે. તેનું અર્ધ જીવન માત્ર 23 મિનિટ છે.

240 થી વધુ સમૂહની સંખ્યા સાથે યુરેનિયમના આઇસોટોપ્સ પાસે આધુનિક રિએક્ટરમાં રચવાનો સમય નથી. યુરેનિયમ-240 નું આયુષ્ય ખૂબ નાનું છે, અને ન્યુટ્રોનને પકડવાનો સમય મળે તે પહેલા તે ક્ષીણ થઈ જાય છે.

થર્મોન્યુક્લિયર વિસ્ફોટના સુપર-શક્તિશાળી ન્યુટ્રોન પ્રવાહમાં, એક યુરેનિયમ ન્યુક્લિયસ સેકન્ડના એક મિલિયનમાં 19 ન્યુટ્રોન સુધી કેપ્ચર કરી શકે છે. આ કિસ્સામાં, 239 થી 257 ની સામૂહિક સંખ્યાવાળા યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સનો જન્મ થાય છે. તેમનું અસ્તિત્વ દૂરના ટ્રાન્સ્યુરેનિયમ તત્વોના દેખાવ પરથી જાણવા મળ્યું હતું - યુરેનિયમના ભારે આઇસોટોપ્સના વંશજો - થર્મોન્યુક્લિયર વિસ્ફોટના ઉત્પાદનોમાં. "જીનસના સ્થાપકો" પોતે બીટા સડો માટે ખૂબ જ અસ્થિર છે અને વિસ્ફોટ દ્વારા મિશ્રિત ખડકમાંથી પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓના ઉત્પાદનો કાઢવામાં આવે તે પહેલાં તે ઉચ્ચ તત્વોમાં જાય છે.

આધુનિક થર્મલ રિએક્ટર યુરેનિયમ-235 બાળે છે. પહેલાથી જ અસ્તિત્વમાં છે તે ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટર્સમાં, સામાન્ય આઇસોટોપ, યુરેનિયમ-238,ના ન્યુક્લીની ઊર્જા મુક્ત થાય છે, અને જો ઊર્જા સાચી સંપત્તિ છે, તો યુરેનિયમ ન્યુક્લી નજીકના ભવિષ્યમાં માનવતાને લાભ કરશે: તત્વ N° 92 ની ઊર્જા આપણા અસ્તિત્વનો આધાર બનીએ.

યુરેનિયમ અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝ શાંતિપૂર્ણ પાવર પ્લાન્ટના પરમાણુ રિએક્ટરમાં જ બળે છે, ધુમાડા અને જ્યોત વિના ધીમે ધીમે બળે છે તેની ખાતરી કરવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.

યુરેનિયમનો અન્ય સ્ત્રોત. આજકાલ તે દરિયાનું પાણી બની ગયું છે. ખાસ સોર્બેન્ટ્સનો ઉપયોગ કરીને પાણીમાંથી યુરેનિયમ કાઢવા માટે પાયલોટ-ઔદ્યોગિક સ્થાપનો પહેલેથી જ કાર્યરત છે: ટાઇટેનિયમ ઓક્સાઇડ અથવા ચોક્કસ રીએજન્ટ્સ સાથે સારવાર કરાયેલ એક્રેલિક ફાઇબર.

કોણ કેટલું. 80 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, મૂડીવાદી દેશોમાં યુરેનિયમનું ઉત્પાદન દર વર્ષે લગભગ 50,000 ગ્રામ (U3Os ની દ્રષ્ટિએ) હતું. આ રકમનો ત્રીજો ભાગ યુએસ ઉદ્યોગ દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો. કેનેડા બીજા સ્થાને છે અને ત્યાર બાદ દક્ષિણ આફ્રિકા છે. નિગોર, ગેબોન, નામિબિયા. યુરોપિયન દેશોમાંથી, ફ્રાન્સ સૌથી વધુ યુરેનિયમ અને તેના સંયોજનોનું ઉત્પાદન કરે છે, પરંતુ તેનો હિસ્સો યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ કરતાં લગભગ સાત ગણો ઓછો હતો.

બિન-પરંપરાગત જોડાણો. તેમ છતાં તે પાયા વિના નથી કે યુરેનિયમ અને પ્લુટોનિયમની રસાયણશાસ્ત્રનો આયર્ન જેવા પરંપરાગત તત્વોની રસાયણશાસ્ત્ર કરતાં વધુ સારી રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવે છે, રસાયણશાસ્ત્રીઓ હજુ પણ નવા યુરેનિયમ સંયોજનો શોધી રહ્યા છે. તેથી, 1977 માં, જર્નલ "રેડિયોકેમિસ્ટ્રી", વોલ્યુમ XIX, નં. 6 એ બે નવા યુરેનાઇલ સંયોજનોની જાણ કરી. તેમની રચના MU02(S04)2-SH20 છે, જ્યાં M એ દ્વિભાષી મેંગેનીઝ અથવા કોબાલ્ટ આયન છે. એક્સ-રે ડિફ્રેક્શન પેટર્ન સૂચવે છે કે નવા સંયોજનો બે સમાન ક્ષારનું મિશ્રણ નથી, અને બે સમાન ક્ષાર છે.

પરમાણુ તકનીકો મોટે ભાગે રેડિયોકેમિસ્ટ્રી પદ્ધતિઓના ઉપયોગ પર આધારિત છે, જે બદલામાં કિરણોત્સર્ગી તત્વોના પરમાણુ ભૌતિક, ભૌતિક, રાસાયણિક અને ઝેરી ગુણધર્મો પર આધારિત છે.

આ પ્રકરણમાં આપણે મુખ્ય ફિસિલ આઇસોટોપ્સ - યુરેનિયમ અને પ્લુટોનિયમના ગુણધર્મોના સંક્ષિપ્ત વર્ણન સુધી પોતાને મર્યાદિત કરીશું.

યુરેનસ

યુરેનસ ( યુરેનિયમ) U - એક્ટિનાઇડ જૂથનું તત્વ, સામયિક પ્રણાલીનો 7-0મો સમયગાળો, Z=92, અણુ સમૂહ 238.029; પ્રકૃતિમાં સૌથી ભારે જોવા મળે છે.

યુરેનિયમના 25 જાણીતા આઇસોટોપ્સ છે, તે બધા કિરણોત્સર્ગી છે. સૌથી સહેલું 217U (Tj/ 2 =26 ms), સૌથી ભારે 2 4 2 U (7 T J/2 =i6.8 મિનિટ). ત્યાં 6 પરમાણુ આઇસોમર્સ છે. પ્રાકૃતિક યુરેનિયમમાં ત્રણ કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ હોય છે: 2 8 અને (99, 2 739%, Ti/ 2 = 4.47109 l), 2 35 U (0.7205%, G, / 2 = 7.04-109 વર્ષ) અને 2 34 U (%6,005) Ti/ 2=2.48-યુઝ એલ). કુદરતી યુરેનિયમની ચોક્કસ કિરણોત્સર્ગીતા 2.48104 Bq છે, જે લગભગ 2 34 U અને 288 U વચ્ચે અડધા ભાગમાં વહેંચાયેલી છે; 2 35U નાનું યોગદાન આપે છે (કુદરતી યુરેનિયમમાં 2 zi આઇસોટોપની વિશિષ્ટ પ્રવૃત્તિ 2 3 8 U ની પ્રવૃત્તિ કરતાં 21 ગણી ઓછી છે). થર્મલ ન્યુટ્રોન કેપ્ચર ક્રોસ-સેક્શન અનુક્રમે 2 zzi, 2 35U અને 2 3 8 U માટે 46, 98 અને 2.7 બાર્ન છે; 2 zzi અને 2 z 8 અને અનુક્રમે વિભાગ 527 અને 584 કોઠાર; આઇસોટોપ્સનું કુદરતી મિશ્રણ (0.7% 235U) 4.2 કોઠાર.

ટેબલ 1. પરમાણુ ભૌતિક ગુણધર્મો 2 h9 Ri અને 2 35Ts.

ટેબલ 2. ન્યુટ્રોન કેપ્ચર 2 35Ts અને 2 z 8 સી.

યુરેનિયમના છ આઇસોટોપ્સ સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન માટે સક્ષમ છે: 282 U, 2 zzi, 234 U, 235 U, 2 z 6 i અને 2 z 8 i. કુદરતી આઇસોટોપ્સ 2 33 અને 2 35 U બંને થર્મલ અને ઝડપી ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ વિભાજન, અને 2 3 8 ન્યુક્લી માત્ર ત્યારે જ વિઘટન માટે સક્ષમ છે જ્યારે તેઓ 1.1 MeV કરતાં વધુની ઊર્જા સાથે ન્યુટ્રોન મેળવે છે. જ્યારે ઓછી ઉર્જા સાથે ન્યુટ્રોન કેપ્ચર કરતી વખતે, 288 U ન્યુક્લી પ્રથમ 2 -i9U ન્યુક્લીમાં પરિવર્તિત થાય છે, જે પછી p-ક્ષયમાંથી પસાર થાય છે અને પહેલા 2 -"*9Np અને પછી 2 39Pu માં પરિવર્તિત થાય છે. થર્મલને પકડવા માટે અસરકારક ક્રોસ સેક્શન 2 34U, 2 ન્યુક્લી 35U અને 2 3 8 ના ન્યુટ્રોન અને અનુક્રમે 98, 683 અને 2.7 કોઠારની બરાબર છે. 2 35 Uનું પૂર્ણ વિભાજન 2-107 kWh/kg ની "થર્મલ ઉર્જા સમકક્ષ" તરફ દોરી જાય છે. આઇસોટોપ 2 35 U અને 2 zzi નો ઉપયોગ પરમાણુ બળતણ તરીકે થાય છે, જે ફિશન ચેઇન રિએક્શનને ટેકો આપવા સક્ષમ છે.

ન્યુક્લિયર રિએક્ટર 227-^240 સમૂહ સંખ્યા સાથે યુરેનિયમના n કૃત્રિમ આઇસોટોપ ઉત્પન્ન કરે છે, જેમાંથી સૌથી લાંબો સમય 233U (7) છે V 2 =i.62 *5 વર્ષ); તે થોરિયમના ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. થર્મોન્યુક્લિયર વિસ્ફોટના સુપર-શક્તિશાળી ન્યુટ્રોન પ્રવાહમાં, 239^257 ની સમૂહ સંખ્યા સાથે યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સ જન્મે છે.

ઉરણ-232- ટેક્નોજેનિક ન્યુક્લાઇડ, એ-એમિટર, T x / 2=68.9 વર્ષ, પિતૃ આઇસોટોપ્સ 2 h 6 Pu(a), 23 2 Np(p*) અને 23 2 Ra(p), પુત્રી ન્યુક્લાઇડ 228 મી. સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનની તીવ્રતા 0.47 વિભાગ/સે કિગ્રા છે.

યુરેનિયમ-232 નીચેના ક્ષયના પરિણામે રચાય છે:

ન્યુક્લાઇડનો P + -સડો *3 a Np (Ti/ 2 = 14.7 મિનિટ):

પરમાણુ ઉદ્યોગમાં, થોરિયમ ઇંધણ ચક્રમાં ફિસિલ (હથિયાર-ગ્રેડ) ન્યુક્લાઇડ 2 ઝી ના સંશ્લેષણ દરમિયાન 2 3 2 U ઉપ-ઉત્પાદન તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. જ્યારે 2 3 2 Th ન્યુટ્રોન સાથે ઇરેડિયેટ થાય છે, ત્યારે મુખ્ય પ્રતિક્રિયા થાય છે:

અને બે-પગલાની બાજુની પ્રતિક્રિયા:

થોરિયમમાંથી 232 U નું ઉત્પાદન માત્ર ઝડપી ન્યુટ્રોનથી થાય છે (ઇ„>6 MeV). જો પ્રારંભિક પદાર્થમાં 2 3°TH હોય, તો 2 3 2 U ની રચના પ્રતિક્રિયા દ્વારા પૂરક બને છે: 2 3°TH + u-> 2 3'TH. આ પ્રતિક્રિયા થર્મલ ન્યુટ્રોનનો ઉપયોગ કરીને થાય છે. સંખ્યાબંધ કારણોસર 2 3 2 U ની ઉત્પત્તિ અનિચ્છનીય છે. તેને 2 3°TH ની ન્યૂનતમ સાંદ્રતા સાથે થોરિયમનો ઉપયોગ કરીને દબાવવામાં આવે છે.

2 × 2 નો સડો નીચેની દિશામાં થાય છે:

228 મીમાં સડો (સંભાવના 10%, ક્ષય ઊર્જા 5.414 MeV):

ઉત્સર્જિત આલ્ફા કણોની ઊર્જા 5.263 MeV (31.6% કિસ્સાઓમાં) અને 5.320 MeV (68.2% કિસ્સાઓમાં) છે.

• - સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન (~ 12% કરતા ઓછી સંભાવના);
• - ન્યુક્લાઇડ 28 Mg ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો (5*10" 12% કરતા ઓછા સડોની સંભાવના):

ન્યુક્લાઇડ 2 ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો

યુરેનિયમ-232 એ લાંબી સડો સાંકળનો સ્થાપક છે, જેમાં ન્યુક્લાઇડ્સ - હાર્ડ વાય-ક્વોન્ટાના ઉત્સર્જકોનો સમાવેશ થાય છે:

^U-(3.64 દિવસ, a,y)-> 220 Rn-> (55.6 s, a)-> 21b Po->(0.155 s, a)-> 212 Pb->(10.64 કલાક, p, y) - > 212 Bi -> (60.6 m, p, y) -> 212 Po a, y) -> 208x1, 212 Po -> (3 "Yu' 7 s, a) -> 2o8 Pb (સ્ટેબ), 2o8 T1- >(3.06 m, p, y-> 2o8 Pb.

થોરિયમ ઊર્જા ચક્રમાં 2 zi ના ઉત્પાદન દરમિયાન 2 3 2 U નું સંચય અનિવાર્ય છે. 2 3 2 U ના સડોથી ઉદ્ભવતા તીવ્ર y-કિરણો થોરિયમ ઊર્જાના વિકાસમાં અવરોધ ઊભો કરે છે. અસામાન્ય બાબત એ છે કે સમ આઇસોટોપ 2 3 2 11 ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ ઉચ્ચ વિભાજન ક્રોસ સેક્શન ધરાવે છે (થર્મલ ન્યુટ્રોન માટે 75 કોઠાર), તેમજ ઉચ્ચ ન્યુટ્રોન કેપ્ચર ક્રોસ સેક્શન - 73 બાર્ન. 2 3 2 U નો ઉપયોગ રાસાયણિક સંશોધનમાં કિરણોત્સર્ગી ટ્રેસર પદ્ધતિમાં થાય છે.

2 h 2 અને લાંબી સડો શૃંખલાના સ્થાપક છે (2 h 2 T યોજના અનુસાર), જેમાં હાર્ડ y-ક્વોન્ટાના ન્યુક્લાઇડ્સ ઉત્સર્જકોનો સમાવેશ થાય છે. થોરિયમ ઊર્જા ચક્રમાં 2 zi ના ઉત્પાદન દરમિયાન 2 3 2 U નું સંચય અનિવાર્ય છે. 232 U ના સડોથી ઉદ્ભવતા તીવ્ર વાય-કિરણો થોરિયમ ઊર્જાના વિકાસને અવરોધે છે. અસાધારણ બાબત એ છે કે સમ આઇસોટોપ 2 3 2 U માં ન્યુટ્રોન (થર્મલ ન્યુટ્રોન માટે 75 કોઠાર), તેમજ ઉચ્ચ ન્યુટ્રોન કેપ્ચર ક્રોસ સેક્શન - 73 બાર્નના પ્રભાવ હેઠળ ઉચ્ચ ફિશન ક્રોસ સેક્શન છે. 2 3 2 U નો ઉપયોગ ઘણીવાર રાસાયણિક અને ભૌતિક સંશોધનમાં કિરણોત્સર્ગી ટ્રેસર પદ્ધતિમાં થાય છે.

ઉરણ-233- માનવસર્જિત રેડિઓન્યુક્લાઇડ, એ-એમિટર (ઊર્જા 4.824 (82.7%) અને 4.783 MeV (14.9%)), Tvi = 1.585105 વર્ષ, પિતૃ ન્યુક્લિડ્સ 2 37Pu(a)-? 2 33Np(p +)-> 2 ззРа(р), પુત્રી ન્યુક્લાઇડ 22 9મી. થોરિયમમાંથી પરમાણુ રિએક્ટરમાં 2 zzi મેળવવામાં આવે છે: 2 z 2 Th ન્યુટ્રોન મેળવે છે અને 2 zzT માં ફેરવાય છે, જે 2 zzRa માં ક્ષીણ થાય છે અને પછી 2 zzi માં ફેરવાય છે. 2 ઝી (વિચિત્ર આઇસોટોપ) ના ન્યુક્લીઓ કોઈપણ ઊર્જાના ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન અને વિખંડન બંને માટે સક્ષમ છે, જે તેને અણુશસ્ત્રો અને રિએક્ટર ઇંધણ બંનેના ઉત્પાદન માટે યોગ્ય બનાવે છે. અસરકારક ફિશન ક્રોસ સેક્શન 533 બાર્ન છે, કેપ્ચર ક્રોસ સેક્શન 52 બાર્ન છે, ન્યુટ્રોન યીલ્ડ: ફિશન ઇવેન્ટ દીઠ - 2.54, શોષિત ન્યુટ્રોન દીઠ - 2.31. 2 zzi નું નિર્ણાયક દળ 2 35U (-16 kg) ના નિર્ણાયક દળ કરતાં ત્રણ ગણું ઓછું છે. સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનની તીવ્રતા 720 વિભાગ/સે કિગ્રા છે.

યુરેનિયમ-233 નીચેના ક્ષયના પરિણામે રચાય છે:

- (3 + -ન્યુક્લાઇડ 2 33Np નો ક્ષય (7^=36.2 મિનિટ):

ઔદ્યોગિક ધોરણે, ન્યુટ્રોન સાથે ઇરેડિયેશન દ્વારા 2 32Th થી 2 zi મેળવવામાં આવે છે:

જ્યારે ન્યુટ્રોન શોષાય છે, ત્યારે 2 zzi ન્યુક્લિયસ સામાન્ય રીતે વિભાજિત થાય છે, પરંતુ પ્રસંગોપાત ન્યુટ્રોનને પકડે છે, 2 34U માં ફેરવાય છે. જો કે 2 zzi સામાન્ય રીતે ન્યુટ્રોનને શોષ્યા પછી વિભાજીત થાય છે, તે કેટલીકવાર ન્યુટ્રોન જાળવી રાખે છે, 2 34U માં ફેરવાય છે. 2 ઝીરનું ઉત્પાદન ઝડપી અને થર્મલ રિએક્ટર બંનેમાં હાથ ધરવામાં આવે છે.

શસ્ત્રોના દૃષ્ટિકોણથી, 2 ZZI 2 39Pu સાથે તુલનાત્મક છે: તેની રેડિયોએક્ટિવિટી 2 39Pu ની પ્રવૃત્તિના 1/7 છે. (Ti/ 2 = 159200 લિટર વિરુદ્ધ 24100 લિટર Pu માટે), 2 zi નો નિર્ણાયક સમૂહ ^Pu (10 કિગ્રા વિરુદ્ધ 16 કિગ્રા) કરતા 60% વધારે છે, અને સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજનનો દર 20 ગણો વધારે છે (bth - ' વિરુદ્ધ 310 10). 2 zzi માંથી ન્યુટ્રોન પ્રવાહ 2 39Pi કરતા ત્રણ ગણો વધારે છે. 2 zi પર આધારિત પરમાણુ ચાર્જ બનાવવા માટે ^Pi કરતાં વધુ પ્રયત્નોની જરૂર છે. મુખ્ય અવરોધ એ 2ZZI માં 232 U અશુદ્ધિની હાજરી છે, જેમાંથી ક્ષીણ પ્રોજેક્ટ્સનું વાય-રેડિયેશન 2ZZI સાથે કામ કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે અને તૈયાર શસ્ત્રોને શોધવાનું સરળ બનાવે છે. વધુમાં, 2 3 2 U નું ટૂંકું અર્ધ જીવન તેને આલ્ફા કણોનો સક્રિય સ્ત્રોત બનાવે છે. 1% 232 સાથે 2 zi અને શસ્ત્રો-ગ્રેડ પ્લુટોનિયમ કરતાં ત્રણ ગણી મજબૂત એ-એક્ટિવિટી ધરાવે છે અને તે મુજબ, વધુ રેડિયોટોક્સિસિટી છે. આ એ-પ્રવૃત્તિ શસ્ત્ર ચાર્જના પ્રકાશ તત્વોમાં ન્યુટ્રોનનું સર્જન કરે છે. આ સમસ્યાને ઘટાડવા માટે, Be, B, F, Li જેવા તત્વોની હાજરી ન્યૂનતમ હોવી જોઈએ. ન્યુટ્રોન પૃષ્ઠભૂમિની હાજરી ઇમ્પ્લોશન સિસ્ટમ્સના સંચાલનને અસર કરતી નથી, પરંતુ તોપ સર્કિટને પ્રકાશ તત્વો માટે ઉચ્ચ સ્તરની શુદ્ધતાની જરૂર છે. શસ્ત્રો-ગ્રેડ 2 ઝીસમાં 23 2 U ની સામગ્રી પ્રતિ મિલિયન (0.0005%) 5 ભાગોથી વધુ ન હોવી જોઈએ. ) થર્મલ પાવર રિએક્ટરના બળતણમાં, 2 3G ની હાજરી હાનિકારક નથી, અને તે ઇચ્છનીય પણ નથી, કારણ કે તે શસ્ત્રોના હેતુઓ માટે યુરેનિયમનો ઉપયોગ કરવાની શક્યતાને ઘટાડે છે. બળતણ પુનઃપ્રક્રિયા અને બળતણ પુનઃઉપયોગ પછી, 232U સામગ્રી લગભગ 1+ સુધી પહોંચે છે. 0.2%.

2 ઝીનો સડો નીચેની દિશામાં થાય છે:

22 9th માં સડો (સંભાવના 10%, ક્ષય ઊર્જા 4.909 MeV):

ઉત્સર્જિત યાહર કણોની ઊર્જા 4.729 MeV (1.61% કિસ્સાઓમાં), 4.784 MeV (13.2% કિસ્સાઓમાં) અને 4.824 MeV (84.4% કિસ્સાઓમાં) છે.

• - સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન (સંભાવના
• - ન્યુક્લાઇડ 28 Mg ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો (1.3*10_13% કરતા ઓછી સડોની સંભાવના):

ન્યુક્લાઇડ 24 Ne (સડોની સંભાવના 7.3-10-“%) ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો:

2 zzi ની સડો સાંકળ નેપટ્યુનિયમ શ્રેણીની છે.

2 zi ની ચોક્કસ રેડિયોએક્ટિવિટી 3.57-8 Bq/g છે, જે પ્લુટોનિયમના -15% ની એ-એક્ટિવિટી (અને રેડિયોટોક્સિસિટી) ને અનુરૂપ છે. માત્ર 1% 2 3 2 U રેડિયોએક્ટિવિટી 212 mCi/g સુધી વધારી દે છે.

ઉરણ-234(યુરેનસ II, UII)કુદરતી યુરેનિયમનો ભાગ (0.0055%), 2.445105 વર્ષ, એ-એમિટર (એ-કણોની ઊર્જા 4.777 (72%) અને

4.723 (28%) MeV), પિતૃ રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ: 2 h 8 Pu(a), 234 Pa(P), 234 Np(p +),

પુત્રી આઇસોટોપ 2 z”th માં.

સામાન્ય રીતે, 234 U 2 h 8 u સાથે સંતુલનમાં હોય છે, તે જ દરે ક્ષીણ અને રચના કરે છે. કુદરતી યુરેનિયમની લગભગ અડધી રેડિયોએક્ટિવિટી 234U દ્વારા ફાળો આપે છે. સામાન્ય રીતે, 234U શુદ્ધ 2 × 8 Pu ની જૂની તૈયારીઓની આયન-વિનિમય ક્રોમેટોગ્રાફી દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. એક-સડો દરમિયાન, *zRi 2 34U ઉપજ આપે છે, તેથી 2 h 8 Ru ની જૂની તૈયારીઓ 2 34U ના સારા સ્ત્રોત છે. yuo g 238Pi એક વર્ષ પછી 776 mg 2 34U ધરાવે છે, 3 વર્ષ પછી

2.2 ગ્રામ 2 34U. અત્યંત સમૃદ્ધ યુરેનિયમમાં 2 34U ની સાંદ્રતા પ્રકાશ આઇસોટોપ્સ સાથે પ્રેફરન્શિયલ સંવર્ધનને કારણે ઘણી વધારે છે. 2 34u મજબૂત y-ઉત્સર્જન કરનાર હોવાથી, બળતણમાં પ્રક્રિયા કરવા માટે બનાવાયેલ યુરેનિયમમાં તેની સાંદ્રતા પર નિયંત્રણો છે. 234i ના વધેલા સ્તરો રિએક્ટર માટે સ્વીકાર્ય છે, પરંતુ પુનઃપ્રોસેસ કરેલા ખર્ચેલા ઇંધણમાં પહેલેથી જ આ આઇસોટોપના અસ્વીકાર્ય સ્તરો છે.

234i નો સડો નીચેની દિશામાં થાય છે:

A-સડો 2 3°Т પર (સંભાવના 100%, ક્ષય ઊર્જા 4.857 MeV):

ઉત્સર્જિત આલ્ફા કણોની ઊર્જા 4.722 MeV (28.4% કિસ્સાઓમાં) અને 4.775 MeV (71.4% કિસ્સાઓમાં) છે.

• - સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન (સંભાવના 1.73-10-9%).
• - ન્યુક્લાઇડ 28 Mg ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો (સડો થવાની સંભાવના 1.4-10%, અન્ય ડેટા અનુસાર 3.9-10%):

• - ન્યુક્લિડ્સ 2 4Ne અને 26 Ne (સડોની સંભાવના 9-10", 2%, અન્ય ડેટા અનુસાર 2,3-10_11%) ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો:

એકમાત્ર જાણીતો આઇસોમર 2 34ti (Tx/ 2 = 33.5 μs) છે.

2 34U થર્મલ ન્યુટ્રોનનો શોષણ ક્રોસ સેક્શન 100 બાર્ન છે, અને રેઝોનન્સ ઇન્ટિગ્રલ માટે વિવિધ મધ્યવર્તી ન્યુટ્રોન પર સરેરાશ 700 બાર્ન છે. તેથી, થર્મલ ન્યુટ્રોન રિએક્ટર્સમાં તે 238U (2.7 કોઠારના ક્રોસ-સેક્શન સાથે) 2 39Ru માં રૂપાંતરિત થાય છે તેના કરતાં વધુ ઝડપી દરે ફિસિલ 235U માં રૂપાંતરિત થાય છે. પરિણામે, ખર્ચાયેલા બળતણમાં તાજા બળતણ કરતાં 2 34U ઓછું હોય છે.

ઉરણ-235 4P+3 પરિવાર સાથે સંબંધ ધરાવે છે, જે વિખંડન સાંકળ પ્રતિક્રિયા પેદા કરવામાં સક્ષમ છે. આ પ્રથમ આઇસોટોપ છે જેમાં ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ દબાણયુક્ત પરમાણુ વિભાજનની પ્રતિક્રિયા મળી આવી હતી. ન્યુટ્રોનને શોષવાથી, 235U 2 zbi બને છે, જે બે ભાગમાં વિભાજિત થાય છે, ઊર્જા મુક્ત કરે છે અને ઘણા ન્યુટ્રોન ઉત્સર્જન કરે છે. કોઈપણ ઊર્જાના ન્યુટ્રોન દ્વારા વિચ્છેદિત અને સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન માટે સક્ષમ, આઇસોટોપ 2 35U એ કુદરતી ઉફાન (0.72%), એ-એમિટર (ઊર્જા 4.397 (57%) અને 4.367 (18%) MeV) નો ભાગ છે. Ti/j=7.038-8 વર્ષ, માતા ન્યુક્લિડ્સ 2 35Pa, 2 35Np અને 2 39Pu, પુત્રી - 23મી. સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન દર 2 3su 0.16 વિખંડન/s kg. જ્યારે એક 2 35U ન્યુક્લિયસ વિભાજન, 200 MeV ઉર્જા = 3.210 p J મુક્ત થાય છે, એટલે કે. 18 TJ/mol=77 TJ/kg. થર્મલ ન્યુટ્રોન દ્વારા ફિશનનો ક્રોસ સેક્શન 545 કોઠાર છે, અને ઝડપી ન્યુટ્રોન દ્વારા - 1.22 કોઠાર, ન્યુટ્રોન ઉપજ: ફિશન એક્ટ દીઠ - 2.5, શોષિત ન્યુટ્રોન દીઠ - 2.08.

ટિપ્પણી. આઇસોટોપ 2 sii (oo બાર્ન) ઉત્પન્ન કરવા માટે ધીમા ન્યુટ્રોન કેપ્ચર માટેનો ક્રોસ સેક્શન, જેથી કુલ ધીમો ન્યુટ્રોન શોષણ ક્રોસ સેક્શન 645 બાર્ન છે.

• - સ્વયંસ્ફુરિત વિખંડન (સંભાવના 7*10~9%);
• - ન્યુક્લિડ્સ 2 °Ne, 2 5Ne અને 28 Mg ની રચના સાથે ક્લસ્ટરનો સડો (સંભાવનાઓ, અનુક્રમે, 8-io_10%, 8-kg 10%, 8*10", 0% છે):

ચોખા. 1.

એકમાત્ર જાણીતો આઇસોમર 2 35n»u (7/ 2 = 2b મિનિટ) છે.

વિશિષ્ટ પ્રવૃત્તિ 2 35C 7.77-4 Bq/g. પરાવર્તક સાથેના બોલ માટે શસ્ત્ર-ગ્રેડ યુરેનિયમ (93.5% 2 35U)નું નિર્ણાયક સમૂહ 15-7-23 કિગ્રા છે.

વિભાજન 2 » 5U નો ઉપયોગ અણુશસ્ત્રોમાં, ઉર્જા ઉત્પાદન માટે અને મહત્વપૂર્ણ એક્ટિનાઇડ્સના સંશ્લેષણ માટે થાય છે. સાંકળ પ્રતિક્રિયા 2 35C ના વિચ્છેદન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા ન્યુટ્રોનના વધારા દ્વારા જાળવવામાં આવે છે.

ઉરણ-236પૃથ્વી પર કુદરતી રીતે ટ્રેસ જથ્થામાં જોવા મળે છે (ચંદ્ર પર તે વધુ છે), એ-એમિટર (?

ચોખા. 2. કિરણોત્સર્ગી કુટુંબ 4/7+2 (-з 8 и સહિત).

અણુ રિએક્ટરમાં, 2 sz થર્મલ ન્યુટ્રોનને શોષી લે છે, ત્યારબાદ તે 82% ની સંભાવના સાથે વિભાજન કરે છે, અને 18% ની સંભાવના સાથે તે y-ક્વોન્ટમ બહાર કાઢે છે અને 2 sb માં ફેરવાય છે અને (ત્યાં 100 વિખંડિત ન્યુક્લી 2 35U માટે 22 રચાયેલા મધ્યવર્તી કેન્દ્ર છે 2 3 6 U) . ઓછી માત્રામાં તે તાજા બળતણનો ભાગ છે; જ્યારે યુરેનિયમ રિએક્ટરમાં ન્યુટ્રોન સાથે ઇરેડિયેટ થાય છે ત્યારે તે એકઠા થાય છે, અને તેથી ખર્ચાયેલા પરમાણુ બળતણ માટે "સિગ્નલિંગ ઉપકરણ" તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. 2 hb અને વપરાયેલ પરમાણુ બળતણના પુનર્જીવન દરમિયાન ગેસ પ્રસરણ દ્વારા આઇસોટોપ્સના વિભાજન દરમિયાન આડપેદાશ તરીકે રચાય છે. 236 U એ પાવર રિએક્ટરમાં રચાયેલ ન્યુટ્રોન ઝેર છે; પરમાણુ બળતણમાં તેની હાજરી માટે ઉચ્ચ સ્તરના સંવર્ધન 2 35 U દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે.

2 z b અને તેનો ઉપયોગ સમુદ્રના પાણીના મિશ્રણના ટ્રેસર તરીકે થાય છે.

યુરેનિયમ-237,T&= 6.75 દિવસ, બીટા અને ગામા ઉત્સર્જક, પરમાણુ પ્રતિક્રિયાઓમાંથી મેળવી શકાય છે:

તપાસ 287 અને સાથે રેખાઓ સાથે હાથ ધરવામાં આંખ = o,ob MeV (36%), 0.114 MeV (0.06%), 0.165 MeV (2.0%), 0.208 MeV (23%)

રાસાયણિક સંશોધનમાં રેડિયોટ્રેસર પદ્ધતિમાં 237U નો ઉપયોગ થાય છે. અણુશસ્ત્રોના પરીક્ષણોમાંથી પરિણામમાં એકાગ્રતા (2-4°Am) માપવાથી ચાર્જના પ્રકાર અને ઉપયોગમાં લેવાતા સાધનો વિશે મૂલ્યવાન માહિતી મળે છે.

ઉરણ-238- 4P+2 પરિવાર સાથે સંબંધ ધરાવે છે, ઉચ્ચ-ઊર્જા ન્યુટ્રોન (1.1 MeV કરતાં વધુ) દ્વારા વિખંડિત છે, સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન માટે સક્ષમ છે, કુદરતી યુરેનિયમ (99.27%), એ-એમિટર, 7’નો આધાર બનાવે છે; /2=4>468-109 વર્ષ, સીધા 2 34th માં ક્ષીણ થાય છે, સંખ્યાબંધ આનુવંશિક રીતે સંબંધિત રેડિયોન્યુક્લાઇડ્સ બનાવે છે, અને 18 ઉત્પાદનો પછી 206 Рb માં ફેરવાય છે. શુદ્ધ 2 3 8 U 1.22-104 Bq ની ચોક્કસ રેડિયોએક્ટિવિટી ધરાવે છે. અર્ધ જીવન ખૂબ લાંબુ છે - લગભગ 10 16 વર્ષ, તેથી મુખ્ય પ્રક્રિયાના સંબંધમાં વિભાજનની સંભાવના - આલ્ફા કણોનું ઉત્સર્જન - માત્ર 10" 7 છે. એક કિલોગ્રામ યુરેનિયમ પ્રતિ સેકન્ડમાં માત્ર 10 સ્વયંસ્ફુરિત વિભાજન આપે છે, અને તે જ સમયે આલ્ફા કણો 20 મિલિયન ન્યુક્લીઓનું ઉત્સર્જન કરે છે. મધર ન્યુક્લીડ્સ: 2 4 2 Pu(a), *38ra(p-) 234th, પુત્રી ટી,/ 2 = 2 :i 4 ગુ.

યુરેનિયમ-238 નીચેના ક્ષયના પરિણામે રચાય છે:

2 (V0 4) 2 ] 8H 2 0. ગૌણ ખનિજોમાં, હાઇડ્રેટેડ કેલ્શિયમ યુરેનાઇલ ફોસ્ફેટ Ca(U0 2) 2 (P0 4) 2 -8H 2 0 સામાન્ય છે. ઘણીવાર ખનિજોમાં યુરેનિયમ અન્ય ઉપયોગી તત્વો સાથે હોય છે - ટાઇટેનિયમ , ટેન્ટેલમ, દુર્લભ પૃથ્વી. તેથી, યુરેનિયમ ધરાવતા અયસ્કની જટિલ પ્રક્રિયા માટે પ્રયત્ન કરવો સ્વાભાવિક છે.

યુરેનિયમના મૂળભૂત ભૌતિક ગુણધર્મો: અણુ સમૂહ 238.0289 amu. (g/mol); અણુ ત્રિજ્યા 138 pm (1 pm = 12 m); આયનીકરણ ઊર્જા (પ્રથમ ઇલેક્ટ્રોન 7.11 eV; ઇલેક્ટ્રોનિક રૂપરેખાંકન -5f36d‘7s 2; ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ 6, 5, 4, 3; GP l = 113 2, 2 °; ટી ટી,1=3818°; ઘનતા 19.05; ચોક્કસ ગરમી ક્ષમતા 0.115 JDKmol); તાણ શક્તિ 450 MPa, ફ્યુઝનની ગરમી 12.6 kJ/mol, બાષ્પીભવનની ગરમી 417 kJ/mol, ચોક્કસ ગરમી 0.115 J/(mol-K); દાઢ વોલ્યુમ 12.5 cm3/mol; લાક્ષણિકતા ડેબી તાપમાન © D =200K, સુપરકન્ડક્ટીંગ સ્ટેટમાં સંક્રમણનું તાપમાન લગભગ.68K.

યુરેનિયમ ભારે, ચાંદી-સફેદ, ચળકતી ધાતુ છે. તે સ્ટીલ કરતાં સહેજ નરમ, નમ્ર, લવચીક, સહેજ પેરામેગ્નેટિક ગુણધર્મો ધરાવે છે અને પાવડર સ્વરૂપમાં પાયરોફોરિક છે. યુરેનિયમમાં ત્રણ એલોટ્રોપિક સ્વરૂપો છે: આલ્ફા (ઓર્થોરોમ્બિક, એ-યુ, જાળીના પરિમાણો 0=285, b= 587, c=49b pm, 667.7° સુધી સ્થિર), બીટા (ટેટ્રાગોનલ, p-U, 667.7 થી 774.8° સુધી સ્થિર), ગામા (એક ઘન શરીર-કેન્દ્રિત જાળી સાથે, y-U, 774.8° થી ગલનબિંદુ સુધી અસ્તિત્વમાં છે, frm= ii34 0).

ઓરડાના તાપમાને, ઓર્થોરોમ્બિક એ-તબક્કો સ્થિર છે; પ્રિઝમેટિક માળખું પ્લેનની સમાંતર લહેરિયાત અણુ સ્તરો ધરાવે છે ABC,અત્યંત અસમપ્રમાણ પ્રિઝમેટિક જાળીમાં. સ્તરોની અંદર, અણુઓ ચુસ્ત રીતે જોડાયેલા હોય છે, જ્યારે નજીકના સ્તરોમાં અણુઓ વચ્ચેના બોન્ડની મજબૂતાઈ ઘણી નબળી હોય છે (આકૃતિ 4). આ એનિસોટ્રોપિક માળખું અન્ય ધાતુઓ સાથે યુરેનિયમને મિશ્રિત કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. માત્ર મોલીબડેનમ અને નિઓબિયમ યુરેનિયમ સાથે ઘન-તબક્કાના એલોય બનાવે છે. જો કે, યુરેનિયમ ધાતુ ઘણા બધા એલોય સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, આંતરમેટાલિક સંયોજનો બનાવે છે.

668^775° રેન્જમાં છે (3-યુરેનિયમ. ટેટ્રાગોનલ પ્રકારની જાળીમાં સમતલની સમાંતર સ્તરો સાથે સ્તરવાળી માળખું હોય છે. abસ્થિતિમાં 1/4С, 1/2 સાથેઅને યુનિટ સેલનો 3/4C. 775° થી ઉપરના તાપમાને, શરીર-કેન્દ્રિત ઘન જાળી સાથે y-યુરેનિયમ રચાય છે. મોલીબડેનમનો ઉમેરો વાય-તબક્કાને ઓરડાના તાપમાને હાજર રહેવાની મંજૂરી આપે છે. મોલિબડેનમ y-યુરેનિયમ સાથે ઘન ઉકેલોની વિશાળ શ્રેણી બનાવે છે અને ઓરડાના તાપમાને y-તબક્કાને સ્થિર કરે છે. y-યુરેનિયમ બરડ a- અને (3-તબક્કા.

ન્યુટ્રોન ઇરેડિયેશન યુરેનિયમના ભૌતિક અને યાંત્રિક ગુણધર્મો પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે, જેના કારણે નમૂનાના કદમાં વધારો થાય છે, આકારમાં ફેરફાર થાય છે, તેમજ યુરેનિયમ બ્લોક્સના યાંત્રિક ગુણધર્મો (ક્રીપ, એમ્બ્રીટલમેન્ટ) માં તીવ્ર બગાડ થાય છે. પરમાણુ રિએક્ટરનું સંચાલન. ઓછી ઘનતાવાળા તત્વોના અશુદ્ધિઓના વિભાજન દરમિયાન યુરેનિયમમાં સંચયને કારણે વોલ્યુમમાં વધારો થાય છે (અનુવાદ 1% ફ્રેગમેન્ટેશન તત્વોમાં યુરેનિયમ 3.4% દ્વારા વોલ્યુમ વધે છે).

ચોખા. 4. યુરેનિયમની કેટલીક સ્ફટિક રચનાઓ: એ - એ-યુરેનિયમ, બી - પી-યુરેનિયમ.

ધાતુની સ્થિતિમાં યુરેનિયમ મેળવવા માટેની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિઓ ક્ષાર અથવા આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ સાથેના ફ્લોરાઇડ્સમાં ઘટાડો અથવા પીગળેલા ક્ષારનું વિદ્યુત વિચ્છેદન છે. યુરેનિયમ ટંગસ્ટન અથવા ટેન્ટેલમ સાથેના કાર્બાઇડમાંથી મેટલોથર્મિક ઘટાડા દ્વારા પણ મેળવી શકાય છે.

ઇલેક્ટ્રોનને સરળતાથી છોડી દેવાની ક્ષમતા યુરેનિયમના ઘટાડાના ગુણધર્મો અને તેની મોટી રાસાયણિક પ્રવૃત્તિને નિર્ધારિત કરે છે. યુરેનિયમ +2, +3, +4, +5, +6 ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ પ્રાપ્ત કરીને, ઉમદા વાયુઓ સિવાય લગભગ તમામ તત્વો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. ઉકેલમાં મુખ્ય સંયોજકતા 6+ છે.

હવામાં ઝડપથી ઓક્સિડાઇઝિંગ, મેટાલિક યુરેનિયમ ઓક્સાઇડની બહુરંગી ફિલ્મથી ઢંકાયેલું છે. ફાઇન યુરેનિયમ પાવડર સ્વયંભૂ હવામાં સળગે છે (1504-175 ° તાપમાને), રચાય છે અને;) ઓવ. 1000° પર, યુરેનિયમ નાઈટ્રોજન સાથે જોડાય છે, જે પીળા યુરેનિયમ નાઈટ્રાઈડ બનાવે છે. પાણી ધાતુ સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, ધીમે ધીમે નીચા તાપમાને અને ઝડપથી ઊંચા તાપમાને. યુરેનિયમ હાઇડ્રોજન છોડવા માટે ઉકળતા પાણી અને વરાળ સાથે હિંસક પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે યુરેનિયમ સાથે હાઇડ્રાઇડ બનાવે છે

આ પ્રતિક્રિયા ઓક્સિજનમાં યુરેનિયમના દહન કરતાં વધુ ઊર્જાસભર છે. યુરેનિયમની આ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ પરમાણુ રિએક્ટરમાં યુરેનિયમને પાણીના સંપર્કથી બચાવવા માટે જરૂરી બનાવે છે.

યુરેનિયમ હાઇડ્રોક્લોરિક, નાઈટ્રિક અને અન્ય એસિડમાં ઓગળી જાય છે, જે U(IV) ક્ષાર બનાવે છે, પરંતુ આલ્કલી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતું નથી. યુરેનિયમ અકાર્બનિક એસિડ અને પારો, ચાંદી, તાંબુ, ટીન, પ્લેટિનમ અને સોના જેવી ધાતુઓના મીઠાના દ્રાવણમાંથી હાઇડ્રોજનને વિસ્થાપિત કરે છે. જ્યારે જોરશોરથી હલાવવામાં આવે છે, ત્યારે યુરેનિયમના ધાતુના કણો ચમકવા લાગે છે.

યુરેનિયમ અણુના ઈલેક્ટ્રોન શેલની માળખાકીય વિશેષતાઓ (^/-ઈલેક્ટ્રોનની હાજરી) અને તેના કેટલાક ભૌતિક રાસાયણિક ગુણધર્મો યુરેનિયમને એક્ટિનાઈડ શ્રેણીના સભ્ય તરીકે વર્ગીકૃત કરવાના આધાર તરીકે કામ કરે છે. જો કે, યુરેનિયમ અને Cr, Mo અને W વચ્ચે રાસાયણિક સામ્યતા છે. યુરેનિયમ અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે અને ઉમદા વાયુઓ સિવાયના તમામ તત્વો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. નક્કર તબક્કામાં, U(VI) ના ઉદાહરણો uranyl trioxide U0 3 અને uranyl ક્લોરાઇડ U0 2 C1 2 છે. યુરેનિયમ ટેટ્રાક્લોરાઇડ UC1 4 અને યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ U0 2

U(IV) ના ઉદાહરણો. U(IV) ધરાવતા પદાર્થો સામાન્ય રીતે અસ્થિર હોય છે અને લાંબા સમય સુધી હવાના સંપર્કમાં આવે ત્યારે તે હેક્સાવેલન્ટ બની જાય છે.

યુરેનિયમ-ઓક્સિજન પ્રણાલીમાં છ ઓક્સાઇડ સ્થાપિત થયેલ છે: UO, U0 2, U 4 0 9, અને 3 Ov, U0 3. તેઓ એકરૂપતાની વિશાળ શ્રેણી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. U0 2 એ મૂળભૂત ઓક્સાઇડ છે, જ્યારે U0 3 એમ્ફોટેરિક છે. U0 3 - સંખ્યાબંધ હાઇડ્રેટ બનાવવા માટે પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જેમાંથી સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે ડાય્યુરેનિક એસિડ H 2 U 2 0 7 અને યુરેનિક એસિડ H 2 1U 4. આલ્કલીસ સાથે, U0 3 આ એસિડના ક્ષાર બનાવે છે - યુરેનેટ્સ. જ્યારે U0 3 એસિડમાં ઓગળવામાં આવે છે, ત્યારે બમણું ચાર્જ યુરેનાઇલ કેશન U0 2 a+ ના ક્ષાર રચાય છે.

યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ, U0 2, સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક રચના ભુરો છે. જેમ જેમ ઓક્સાઈડમાં ઓક્સિજનનું પ્રમાણ વધે છે તેમ તેમ રંગ ઘેરા બદામીથી કાળો થઈ જાય છે. CaF 2 પ્રકારનું ક્રિસ્ટલ માળખું, એ = 0.547 એનએમ; ઘનતા 10.96 g/cm"* (યુરેનિયમ ઓક્સાઇડમાં સૌથી વધુ ઘનતા) T , pl =2875 0 , Tk " = 3450°, D#°298 = -1084.5 kJ/mol. યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ છિદ્ર વાહકતા અને મજબૂત પેરામેગ્નેટ સાથે સેમિકન્ડક્ટર છે. MPC = o.015 mg/m3. પાણીમાં અદ્રાવ્ય. -200°ના તાપમાને તે ઓક્સિજન ઉમેરે છે, રચના U0 2>25 સુધી પહોંચે છે.

યુરેનિયમ (IV) ઓક્સાઇડ નીચેની પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે:

યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ માત્ર મૂળભૂત ગુણધર્મો દર્શાવે છે; તે મૂળભૂત હાઇડ્રોક્સાઇડ U(OH) 4 ને અનુરૂપ છે, જે પછી હાઇડ્રેટેડ હાઇડ્રોક્સાઇડ U0 2 H 2 0 માં રૂપાંતરિત થાય છે. યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ ધીમે ધીમે વાતાવરણીય ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં મજબૂત નોન-ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડમાં ઓગળી જાય છે. III + આયનોની રચના:

U0 2 + 2H 2 S0 4 ->U(S0 4) 2 + 2H 2 0. (38)

તે કેન્દ્રિત એસિડમાં દ્રાવ્ય છે, અને ફ્લોરિન આયન ઉમેરીને વિસર્જનનો દર નોંધપાત્ર રીતે વધારી શકાય છે.

જ્યારે નાઈટ્રિક એસિડમાં ઓગળવામાં આવે છે, ત્યારે યુરેનાઇલ આયન 1O 2 2+ ની રચના થાય છે:

Triuran octaoxide U 3 0s (યુરેનિયમ ઓક્સાઇડ) એ પાવડર છે જેનો રંગ કાળો થી ઘેરો લીલો હોય છે; જ્યારે મજબૂત રીતે કચડી નાખવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઓલિવ-લીલા રંગમાં ફેરવાય છે. મોટા કાળા સ્ફટિકો પોર્સેલેઇન પર લીલી છટાઓ છોડી દે છે. U 3 0 ના ત્રણ ક્રિસ્ટલ ફેરફારો જાણીતા છે h: a-U 3 C>8 - રોમ્બિક ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર (સ્પેસ ગ્રુપ C222; 0 = 0.671 nm; 6 = 1.197 nm; c = o.83 nm; ડી =0.839 એનએમ); p-U 3 0e - રોમ્બિક ક્રિસ્ટલ સ્ટ્રક્ચર (સ્પેસ ગ્રુપ એસટીએસટી; 0=0.705 nm; 6=1.172 એનએમ; 0=0.829 nm. વિઘટનની શરૂઆત oooo° (100 2 માં સંક્રમણ), MPC = 0.075 mg/m3 છે.

U 3 C>8 પ્રતિક્રિયા દ્વારા મેળવી શકાય છે:

કેલ્સિનેશન દ્વારા U0 2, U0 2 (N0 3) 2, U0 2 C 2 0 4 3H 2 0, U0 4 -2H 2 0 અથવા (NH 4) 2 U 2 0 7 હવામાં 750 0 પર અથવા ઓક્સિજન વાતાવરણમાં ( p = 150+750 mmHg) stoichiometrically શુદ્ધ U 3 08 મેળવો.

જ્યારે U 3 0s ને T>oooo° પર કેલ્સાઈન કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે ઘટીને 10 2 થઈ જાય છે, પરંતુ હવામાં ઠંડુ થવા પર તે U 3 0s પર પાછું આવે છે. U 3 0e માત્ર કેન્દ્રિત મજબૂત એસિડમાં ઓગળે છે. હાઇડ્રોક્લોરિક અને સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં U(IV) અને U(VI) નું મિશ્રણ બને છે, અને નાઈટ્રિક એસિડમાં - uranyl નાઈટ્રેટ. પાતળું સલ્ફ્યુરિક અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ U 3 Os સાથે ખૂબ જ નબળી રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે જ્યારે ગરમ થાય છે; ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો (નાઇટ્રિક એસિડ, પાયરોલુસાઇટ) ના ઉમેરાથી વિસર્જન દરમાં તીવ્ર વધારો થાય છે. કેન્દ્રિત H 2 S0 4 U 3 Os ઓગાળીને U(S0 4) 2 અને U0 2 S0 4 બનાવે છે. નાઈટ્રિક એસિડ U 3 Oe ઓગાળીને યુરેનાઈલ નાઈટ્રેટ બનાવે છે.

યુરેનિયમ ટ્રાયઓક્સાઇડ, U0 3 - તેજસ્વી પીળા રંગનો સ્ફટિકીય અથવા આકારહીન પદાર્થ. પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. MPC = 0.075 mg/m3.

તે એમોનિયમ પોલીયુરેનેટ્સ, યુરેનિયમ પેરોક્સાઇડ, 300-500° પર યુરેનાઇલ ઓક્સાલેટ અને યુરેનાઇલ નાઈટ્રેટ હેક્સાહાઇડ્રેટને કેલ્સિન કરીને મેળવવામાં આવે છે. આ ઘનતા સાથે આકારહીન બંધારણનો નારંગી પાવડર બનાવે છે

6.8 g/cmz IU 3 નું સ્ફટિકીય સ્વરૂપ ઓક્સિજનના પ્રવાહમાં 450°h-750° તાપમાને U 3 0 8 ના ઓક્સિડેશન દ્વારા મેળવી શકાય છે. U0 3 (a, (3, y> §>?, n) ના છ સ્ફટિકીય ફેરફારો છે - U0 3 હાઇગ્રોસ્કોપિક છે અને ભેજવાળી હવામાં યુરેનાઇલ હાઇડ્રોક્સાઇડમાં ફેરવાય છે. તેનું 520°-^6oo° પર ગરમ થવાથી રચનાનું સંયોજન મળે છે. 1U 2>9, 6oo° સુધી વધુ ગરમ થવાથી વ્યક્તિ U 3 Os મેળવી શકે છે.

હાઇડ્રોજન, એમોનિયા, કાર્બન, આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વીની ધાતુઓ U0 3 થી U0 2 ઘટાડે છે. જ્યારે HF અને NH 3 વાયુઓનું મિશ્રણ પસાર થાય છે, ત્યારે UF 4 બને છે. ઉચ્ચ સંયોજકતા પર, યુરેનિયમ એમ્ફોટેરિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે. જ્યારે એસિડ U0 3 અથવા તેના હાઇડ્રેટના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે યુરેનાઇલ ક્ષાર (U0 2 2+) બને છે, રંગીન પીળો-લીલો:

મોટાભાગના યુરેનાઇલ ક્ષાર પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય હોય છે.

જ્યારે આલ્કલીસ સાથે ભળી જાય છે, ત્યારે U0 3 યુરેનિક એસિડ ક્ષાર બનાવે છે - MDKH યુરેનેટ્સ:

આલ્કલાઇન સોલ્યુશન્સ સાથે, યુરેનિયમ ટ્રાઇઓક્સાઇડ પોલીયુરેનિક એસિડના ક્ષાર બનાવે છે - પોલીયુરેનેટ્સ DHM 2 0y1U 3 pH^O.

યુરેનિક એસિડ ક્ષાર પાણીમાં વ્યવહારીક રીતે અદ્રાવ્ય હોય છે.

U(VI) ના અમ્લીય ગુણધર્મો મૂળભૂત કરતા ઓછા ઉચ્ચારવામાં આવે છે.

યુરેનિયમ ઓરડાના તાપમાને ફ્લોરિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. ફ્લોરાઇડ્સથી આયોડાઇડ્સમાં ઉચ્ચ હલાઇડ્સની સ્થિરતા ઘટે છે. ફ્લોરાઈડ્સ UF 3, U4F17, U2F9 અને UF 4 બિન-અસ્થિર છે, અને UFe અસ્થિર છે. સૌથી મહત્વપૂર્ણ ફ્લોરાઇડ્સ UF 4 અને UFe છે.

પ્રથા અનુસાર Ftppippiyanir okgilya t"yanya ppptrkart:

પ્રવાહી પથારીમાં પ્રતિક્રિયા સમીકરણ અનુસાર હાથ ધરવામાં આવે છે:

ફ્લોરિનેટીંગ એજન્ટોનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે: BrF 3, CC1 3 F (Freon-11) અથવા CC1 2 F 2 (Freon-12):

યુરેનિયમ ફ્લોરાઈડ (1U) UF 4 ("લીલું મીઠું") એ વાદળી-લીલાથી નીલમણિ-રંગીન પાવડર છે. G 11L = yuz6°; Гк,«,.=-1730°. DN° 29 8= 1856 kJ/mol. સ્ફટિક માળખું મોનોક્લિનિક છે (sp. gp. C2/s; 0=1.273 nm; 5=1.075 nm; 0=0.843 nm; d= 6.7 એનએમ; p=12b°20"; ઘનતા 6.72 g/cm3. UF 4 એ સ્થિર, નિષ્ક્રિય, બિન-અસ્થિર સંયોજન છે, જે પાણીમાં નબળી રીતે દ્રાવ્ય છે. UF 4 માટે શ્રેષ્ઠ દ્રાવક ફ્યુમિંગ પરક્લોરિક એસિડ HC10 છે 4. ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડમાં ઓગળી જાય છે. યુરેનાઇલ મીઠું ; Al(N0 3) 3 અથવા AlCl 3 ના ગરમ દ્રાવણમાં, તેમજ H 2 S0 4, HC10 4 અથવા HC1 સાથે એસિડિફાઇડ બોરિક એસિડના દ્રાવણમાં ઝડપથી ઓગળી જાય છે. જટિલ એજન્ટો જે ફ્લોરાઇડ આયનોને બાંધે છે, ઉદાહરણ તરીકે, Fe3 +, Al3 + અથવા બોરિક એસિડ, UF 4 ના વિસર્જનમાં પણ ફાળો આપે છે. અન્ય ધાતુઓના ફ્લોરાઇડ્સ સાથે તે સંખ્યાબંધ નબળા દ્રાવ્ય ક્ષાર (MeUFe, Me 2 UF6, Me 3 UF 7, વગેરે) બનાવે છે. NH 4 UF 5 ઔદ્યોગિક મહત્વ ધરાવે છે.

U(IV) ફ્લોરાઈડ એ તૈયારીમાં મધ્યવર્તી ઉત્પાદન છે

UF6 અને યુરેનિયમ મેટલ બંને.

UF 4 પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા મેળવી શકાય છે:

અથવા યુરેનાઇલ ફ્લોરાઇડના ઇલેક્ટ્રોલાઇટિક ઘટાડા દ્વારા.

યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ UFe - ઓરડાના તાપમાને, ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે હાથીદાંતના રંગના સ્ફટિકો. ઘનતા

5.09 g/cmz, પ્રવાહી UFe ની ઘનતા - 3.63 g/cmz. અસ્થિર સંયોજન. Tvoag = 5^>5°> Gil=b4.5° (દબાણ હેઠળ). સંતૃપ્ત વરાળનું દબાણ વાતાવરણમાં 560° પર પહોંચે છે. રચનાની એન્થાલ્પી AH° 29 8 = -211b kJ/mol. સ્ફટિક માળખું ઓર્થોરોમ્બિક છે (અવકાશ જૂથ. Rpt; 0=0.999 nm; fe= 0.8962 એનએમ; c=o.5207 nm; ડી 5.060 એનએમ (25 0). MPC - 0.015 mg/m3. ઘન અવસ્થામાંથી, UF6 દબાણની વિશાળ શ્રેણી પર પ્રવાહી તબક્કાને બાયપાસ કરીને ગેસમાં સબલાઈમેટ (સબલાઈમેટ) કરી શકે છે. 50 0 50 kJ/mg પર ઉત્કર્ષની ગરમી. પરમાણુમાં કોઈ દ્વિધ્રુવ ક્ષણ નથી, તેથી UF6 સાંકળતું નથી. UFr વરાળ એક આદર્શ ગેસ છે.

તે તેના U સંયોજન પર ફ્લોરિનની ક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:

ગેસ-તબક્કાની પ્રતિક્રિયાઓ ઉપરાંત, પ્રવાહી-તબક્કાની પ્રતિક્રિયાઓ પણ છે

ઉદાહરણ તરીકે, halofluorides નો ઉપયોગ કરીને UF6 નું ઉત્પાદન

ફ્લોરિનનો ઉપયોગ કર્યા વિના UF6 મેળવવાની એક રીત છે - UF 4 ના ઓક્સિડેશન દ્વારા:

UFe શુષ્ક હવા, ઓક્સિજન, નાઇટ્રોજન અને C0 2 સાથે પ્રતિક્રિયા આપતું નથી, પરંતુ પાણીના સંપર્ક પર, તેના નિશાનો પણ, તે હાઇડ્રોલિસિસમાંથી પસાર થાય છે:

તે મોટાભાગની ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, તેમના ફ્લોરાઈડ્સ બનાવે છે, જે તેના સંગ્રહની પદ્ધતિઓને જટિલ બનાવે છે. યુએફ 6 સાથે કામ કરવા માટે યોગ્ય જહાજ સામગ્રી છે: જ્યારે ગરમ થાય છે, ની, મોનેલ અને પીટી, ઠંડીમાં - ટેફલોન, એકદમ શુષ્ક ક્વાર્ટઝ અને કાચ, કોપર અને એલ્યુમિનિયમ પણ. 25-0°C ના તાપમાને તે ક્ષારયુક્ત ધાતુઓના ફ્લોરાઇડ અને 3NaFUFr>, 3KF2UF6 પ્રકારના ચાંદી સાથે જટિલ સંયોજનો બનાવે છે.

તે વિવિધ કાર્બનિક પ્રવાહી, અકાર્બનિક એસિડ અને તમામ હેલોફ્લોરાઇડ્સમાં સારી રીતે ઓગળી જાય છે. નિષ્ક્રિય થી શુષ્ક 0 2, N 2, C0 2, C1 2, Br 2. UFr સૌથી શુદ્ધ ધાતુઓ સાથે ઘટાડો પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. UF6 હાઇડ્રોકાર્બન અને અન્ય કાર્બનિક પદાર્થો સાથે જોરશોરથી પ્રતિક્રિયા આપે છે, તેથી UFe સાથે બંધ કન્ટેનર વિસ્ફોટ કરી શકે છે. UF6 25 -r100° ની રેન્જમાં આલ્કલી અને અન્ય ધાતુઓના ફ્લોરાઈડ્સ સાથે જટિલ ક્ષાર બનાવે છે. આ મિલકતનો ઉપયોગ યુએફના પસંદગીયુક્ત નિષ્કર્ષણ માટે ટેક્નોલોજીમાં થાય છે

યુરેનિયમ હાઈડ્રાઈડ્સ UH 2 અને UH 3 એ ધાતુમાં હાઈડ્રોજનના નક્કર દ્રાવણના પ્રકારના મીઠા જેવા હાઈડ્રાઈડ્સ અને હાઈડ્રાઈડ્સ વચ્ચે મધ્યવર્તી સ્થાન ધરાવે છે.

જ્યારે યુરેનિયમ નાઇટ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે નાઇટ્રાઇડ્સ રચાય છે. U-N સિસ્ટમમાં ચાર જાણીતા તબક્કાઓ છે: UN (યુરેનિયમ નાઇટ્રાઇડ), a-U 2 N 3 (સેક્વિનાઇટાઇડ), p- U 2 N 3 અને UN If90. યુએન 2 (ડાયનિટ્રાઇડ) ની રચના હાંસલ કરવી શક્ય નથી. યુરેનિયમ મોનોનિટ્રાઇડ યુએનનું સંશ્લેષણ વિશ્વસનીય અને સારી રીતે નિયંત્રિત છે, જે તત્વોમાંથી સીધા જ શ્રેષ્ઠ રીતે હાથ ધરવામાં આવે છે. યુરેનિયમ નાઇટ્રાઇડ્સ પાવડરી પદાર્થો છે, જેનો રંગ ઘાટા ગ્રેથી ગ્રે સુધી બદલાય છે; મેટલ જેવો દેખાય છે. UN પાસે ઘન ચહેરો-કેન્દ્રિત સ્ફટિક માળખું છે, જેમ કે NaCl (0 = 4.8892 A); (/=14.324, 7^=2855°, 1700 0 સુધી શૂન્યાવકાશમાં સ્થિર. તે U અથવા U હાઇડ્રાઇડને N 2 સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને તૈયાર કરવામાં આવે છે. અથવા NH 3 , 1300° પર ઉચ્ચ U નાઇટ્રાઇડ્સનું વિઘટન અથવા યુરેનિયમ ધાતુ સાથે તેમનો ઘટાડો. U 2 N 3 બે પોલીમોર્ફિક ફેરફારોમાં જાણીતું છે: ઘન a અને ષટ્કોણ p (0 = 0.3688 nm, 6 = 0.5839 nm), N 2 ને 8oo° થી ઉપરના શૂન્યાવકાશમાં મુક્ત કરે છે. તે હાઇડ્રોજન સાથે યુએન 2 ને ઘટાડીને મેળવવામાં આવે છે. ઉચ્ચ N2 દબાણ હેઠળ N2 સાથે U પર પ્રતિક્રિયા કરીને UN2 ડાયનાટ્રાઇડનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. યુરેનિયમ નાઈટ્રાઈડ એસિડ અને આલ્કલી દ્રાવણમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય હોય છે, પરંતુ પીગળેલા આલ્કલી દ્વારા વિઘટિત થાય છે.

યુરેનિયમ નાઇટ્રાઇડ યુરેનિયમ ઓક્સાઇડના બે તબક્કાના કાર્બોથર્મિક ઘટાડા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:

આર્ગોનમાં 7M450 0 પર 10*20 કલાક માટે ગરમ કરો

ડાયનાઇટ્રાઇડ, UN 2 ની નજીકની રચનાનું યુરેનિયમ નાઇટ્રાઇડ UF 4 ને ઊંચા તાપમાન અને દબાણ પર એમોનિયાના સંપર્કમાં મૂકીને મેળવી શકાય છે.

જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે યુરેનિયમ ડાયનાઇટ્રાઇડ વિઘટિત થાય છે:

યુરેનિયમ નાઈટ્રાઈડ, 2 35 યુ પર સમૃદ્ધ, યુરેનિયમ ઓક્સાઈડ્સ કરતાં વધુ વિભાજન ઘનતા, થર્મલ વાહકતા અને ગલનબિંદુ ધરાવે છે - આધુનિક પાવર રિએક્ટરના પરંપરાગત બળતણ. તે પરંપરાગત ઇંધણ કરતાં સારી યાંત્રિક ગુણધર્મો અને સ્થિરતા પણ ધરાવે છે. તેથી, આ સંયોજન ઝડપી ન્યુટ્રોન રિએક્ટર (જનરેશન IV પરમાણુ રિએક્ટર) માં પરમાણુ બળતણ માટે આશાસ્પદ આધાર તરીકે ગણવામાં આવે છે.

ટિપ્પણી. યુએનને ‘5N’ દ્વારા સમૃદ્ધ બનાવવું ખૂબ જ ઉપયોગી છે, કારણ કે .4 N ન્યુટ્રોનને પકડવાનું વલણ ધરાવે છે, (n,p) પ્રતિક્રિયા દ્વારા કિરણોત્સર્ગી આઇસોટોપ 14 C પેદા કરે છે.

યુરેનિયમ કાર્બાઇડ UC 2 (?-ફેઝ) એ ધાતુની ચમક સાથે આછો ગ્રે સ્ફટિકીય પદાર્થ છે. યુ-સી સિસ્ટમ (યુરેનિયમ કાર્બાઇડ્સ) માં, યુસી 2 (?-તબક્કો), યુસી 2 (બી 2-તબક્કો), યુ 2 સી 3 (ઇ-ફેઝ), યુસી (બી 2-તબક્કો) - યુરેનિયમ કાર્બાઇડ્સ છે. યુરેનિયમ ડાયકાર્બાઇડ UC 2 પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા મેળવી શકાય છે:

U + 2C^UC 2 (54v)

યુરેનિયમ કાર્બાઇડનો ઉપયોગ પરમાણુ રિએક્ટર માટે બળતણ તરીકે થાય છે; તે સ્પેસ રોકેટ એન્જિન માટે બળતણ તરીકે આશાસ્પદ છે.

યુરેનાઈલ નાઈટ્રેટ, યુરેનાઈલ નાઈટ્રેટ, U0 2 (N0 3) 2 -6H 2 0. આ મીઠામાં ધાતુની ભૂમિકા યુરેનાઈલ 2+ કેશન દ્વારા ભજવવામાં આવે છે. લીલોતરી રંગના પીળા સ્ફટિકો, પાણીમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય. જલીય દ્રાવણ એસિડિક છે. ઇથેનોલ, એસીટોન અને ઈથરમાં દ્રાવ્ય, બેન્ઝીન, ટોલ્યુએન અને ક્લોરોફોર્મમાં અદ્રાવ્ય. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે સ્ફટિકો ઓગળે છે અને HN0 3 અને H 2 0 છોડે છે. સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટ હવામાં સરળતાથી બાષ્પીભવન થાય છે. લાક્ષણિક પ્રતિક્રિયા એ છે કે NH 3 ની ક્રિયા હેઠળ એમોનિયમ યુરેનિયમનો પીળો અવક્ષેપ રચાય છે.

યુરેનિયમ ધાતુ-કાર્બનિક સંયોજનો બનાવવા માટે સક્ષમ છે. ઉદાહરણો U(C 5 H 5) 4 ની રચનાના સાયક્લોપેન્ટાડિનિલ ડેરિવેટિવ્ઝ અને તેમના હેલોજન-અવેજી u(C 5 H 5) 3 G અથવા u(C 5 H 5) 2 G 2 છે.

જલીય દ્રાવણમાં, યુરેનિલ આયન U0 2 2+ ના સ્વરૂપમાં U(VI) ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં યુરેનિયમ સૌથી વધુ સ્થિર છે. થોડી હદ સુધી, તે U(IV) અવસ્થા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, પરંતુ તે U(III) સ્વરૂપમાં પણ થઈ શકે છે. U(V) ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ IO2+ આયન તરીકે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે, પરંતુ અપ્રમાણસરતા અને જલવિચ્છેદનની વૃત્તિને કારણે આ સ્થિતિ ભાગ્યે જ જોવા મળે છે.

તટસ્થ અને એસિડિક દ્રાવણમાં, U(VI) U0 2 2+ - પીળા યુરેનાઇલ આયનના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. સારી રીતે દ્રાવ્ય યુરેનાઇલ ક્ષારમાં નાઇટ્રેટ U0 2 (N0 3) 2, સલ્ફેટ U0 2 S0 4, ક્લોરાઇડ U0 2 C1 2, ફ્લોરાઇડ U0 2 F 2, એસિટેટ U0 2 (CH 3 C00) 2 નો સમાવેશ થાય છે. આ ક્ષાર વિવિધ સંખ્યામાં પાણીના અણુઓ સાથે સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટના સ્વરૂપમાં ઉકેલોમાંથી મુક્ત થાય છે. સહેજ દ્રાવ્ય યુરેનાઇલ ક્ષાર છે: ઓક્સાલેટ U0 2 C 2 0 4, ફોસ્ફેટ્સ U0 2 HP0., અને UO2P2O4, એમોનિયમ યુરેનાઇલ ફોસ્ફેટ UO2NH4PO4, સોડિયમ યુરેનાઇલ વેનાડેટ NaU0 2 V0 4, ferro20 ide (ferro20) યુરેનાઇલ આયન જટિલ સંયોજનો બનાવવાની વૃત્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આમ, -, 4- પ્રકારના ફ્લોરિન આયનો સાથેના સંકુલ જાણીતા છે; નાઈટ્રેટ સંકુલ ' અને 2*; સલ્ફ્યુરિક એસિડ કોમ્પ્લેક્સ 2 " અને 4-; કાર્બોનેટ કોમ્પ્લેક્સ 4 " અને 2 ", વગેરે. જ્યારે આલ્કલી યુરેનાઇલ ક્ષારના દ્રાવણ પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે મી 2 યુ 2 0 7 પ્રકારના મૂત્રવર્ધક પદાર્થના ઓછા પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય અવક્ષેપો છૂટા પડે છે (મોનોરેનેટ્સ મી 2 યુ0 4 સોલ્યુશનથી અલગ નથી, તેઓ આલ્કલીસ સાથે ફ્યુઝન યુરેનિયમ ઓક્સાઇડ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. Me 2 U n 0 3 n+i પોલીયુરેનેટ્સ જાણીતા છે (ઉદાહરણ તરીકે, Na 2 U60i 9).

આયર્ન, ઝીંક, એલ્યુમિનિયમ, સોડિયમ હાઇડ્રોસલ્ફાઇટ અને સોડિયમ એમલગમ દ્વારા U(IV) ના એસિડિક દ્રાવણમાં U(VI) નો ઘટાડો થાય છે. ઉકેલો લીલા રંગના હોય છે. ક્ષાર તેમાંથી હાઇડ્રોક્સાઇડ U0 2 (0H) 2, હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડ - ફ્લોરાઇડ UF 4 -2.5H 2 0, ઓક્સાલિક એસિડ - ઓક્સાલેટ U(C 2 0 4) 2 -6H 2 0. U 4+ આયનની વૃત્તિ છે. યુરેનાઇલ આયન કરતા ઓછા સંકુલ બનાવે છે.

દ્રાવણમાં યુરેનિયમ (IV) U 4+ આયનોના સ્વરૂપમાં હોય છે, જે અત્યંત હાઇડ્રોલાઇઝ્ડ અને હાઇડ્રેટેડ હોય છે:

એસિડિક ઉકેલોમાં, હાઇડ્રોલિસિસ દબાવવામાં આવે છે.

દ્રાવણમાં યુરેનિયમ (VI) યુરેનાઇલ ઓક્સોકેશન બનાવે છે - U0 2 2+ અસંખ્ય યુરેનાઇલ સંયોજનો જાણીતા છે, જેનાં ઉદાહરણો છે: 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, ZnU0 2 (CH 3 C00) 4, વગેરે.

યુરેનાઇલ આયનના હાઇડ્રોલિસિસ પર, સંખ્યાબંધ મલ્ટિન્યુક્લિયર કોમ્પ્લેક્સ રચાય છે:

વધુ હાઇડ્રોલિસિસ સાથે, U 3 0s(0H) 2 અને પછી U 3 0 8 (0H) 4 2 - દેખાય છે.

યુરેનિયમની ગુણાત્મક તપાસ માટે, રાસાયણિક, લ્યુમિનેસેન્ટ, રેડિયોમેટ્રિક અને સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણની પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ થાય છે. રાસાયણિક પદ્ધતિઓ મુખ્યત્વે રંગીન સંયોજનોની રચના પર આધારિત છે (ઉદાહરણ તરીકે, ફેરોસાયનાઇડ સાથે સંયોજનનો લાલ-ભુરો રંગ, હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ સાથે પીળો, આર્સેનાઝો રીએજન્ટ સાથે વાદળી). લ્યુમિનેસન્ટ પદ્ધતિ યુવી કિરણોના સંપર્કમાં આવે ત્યારે પીળા-લીલા રંગની ચમક પેદા કરવાની ઘણા યુરેનિયમ સંયોજનોની ક્ષમતા પર આધારિત છે.

યુરેનિયમનું જથ્થાત્મક નિર્ધારણ વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે. તેમાંના સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે: વોલ્યુમેટ્રિક પદ્ધતિઓ, જેમાં U(VI) થી U(IV) ના ઘટાડાનો સમાવેશ થાય છે અને ત્યારબાદ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટોના ઉકેલો સાથે ટાઇટ્રેશન; ગુરુત્વાકર્ષણ પદ્ધતિઓ - યુરેનેટ્સ, પેરોક્સાઇડ, યુ(IV) કપફેરેનેટ, હાઇડ્રોક્સીક્વિનોલેટ, ઓક્સાલેટ વગેરેનો વરસાદ. oooo° અને U 3 0s વજનમાં તેમના કેલ્સિનેશન દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે; નાઈટ્રેટ સોલ્યુશનમાં પોલેરોગ્રાફિક પદ્ધતિઓ 10*7-g10-9 ગ્રામ યુરેનિયમ નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે; અસંખ્ય કલરમેટ્રિક પદ્ધતિઓ (ઉદાહરણ તરીકે, આલ્કલાઇન માધ્યમમાં H 2 0 2 સાથે, EDTA ની હાજરીમાં આર્સેનાઝો રીએજન્ટ સાથે, ડિબેન્ઝોઇલમેથેન સાથે, થિયોસાયનેટ સંકુલના સ્વરૂપમાં, વગેરે); લ્યુમિનેસન્ટ પદ્ધતિ, જે તે નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે જ્યારે NaF to સાથે જોડવામાં આવે છે યુ 11 g યુરેનિયમ.

235U કિરણોત્સર્ગ સંકટ જૂથ A થી સંબંધિત છે, લઘુત્તમ નોંધપાત્ર પ્રવૃત્તિ MZA = 3.7-10 4 Bq, 2 3 8 અને - જૂથ D, MZA = 3.7-6 Bq (300 ગ્રામ) છે.

લેખની સામગ્રી

યુરેનસ,યુ (યુરેનિયમ), એક્ટિનાઇડ પરિવારનું ધાતુનું રાસાયણિક તત્વ, જેમાં Ac, Th, Pa, U અને ટ્રાન્સયુરેનિયમ તત્વો (Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr) નો સમાવેશ થાય છે. પરમાણુ શસ્ત્રો અને પરમાણુ શક્તિમાં તેના ઉપયોગને કારણે યુરેનિયમને મહત્વ પ્રાપ્ત થયું છે. યુરેનિયમ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ કાચ અને સિરામિક્સને રંગવા માટે પણ થાય છે.

પ્રકૃતિમાં બનવું.

પૃથ્વીના પોપડામાં યુરેનિયમનું પ્રમાણ 0.003% છે અને તે પૃથ્વીની સપાટીના સ્તરમાં ચાર પ્રકારના થાપણોના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે. પ્રથમ, આ યુરેનાઈટની નસો છે, અથવા યુરેનિયમ પિચ (યુરેનિયમ ડાયોક્સાઇડ UO 2), યુરેનિયમમાં ખૂબ સમૃદ્ધ છે, પરંતુ દુર્લભ છે. તેઓ રેડિયમ થાપણો સાથે છે, કારણ કે રેડિયમ એ યુરેનિયમના આઇસોટોપિક સડોનું સીધું ઉત્પાદન છે. આવી નસો ઝાયર, કેનેડા (ગ્રેટ બેર લેક), ચેક રિપબ્લિક અને ફ્રાન્સમાં જોવા મળે છે. યુરેનિયમનો બીજો સ્ત્રોત થોરિયમ અને યુરેનિયમ અયસ્કનો સમૂહ છે અને અન્ય મહત્વપૂર્ણ ખનિજોના અયસ્ક છે. સમૂહમાં સામાન્ય રીતે પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં સોનું અને ચાંદી હોય છે, જેમાં યુરેનિયમ અને થોરિયમ સંકળાયેલ તત્વો હોય છે. આ અયસ્કનો મોટો ભંડાર કેનેડા, દક્ષિણ આફ્રિકા, રશિયા અને ઓસ્ટ્રેલિયામાં સ્થિત છે. યુરેનિયમનો ત્રીજો સ્ત્રોત ખનિજ કાર્નોટાઇટ (પોટેશિયમ યુરેનાઇલ વેનાડેટ) થી સમૃદ્ધ કાંપના ખડકો અને રેતીના પત્થરો છે, જેમાં યુરેનિયમ ઉપરાંત, વેનેડિયમ અને અન્ય તત્વોનો નોંધપાત્ર જથ્થો છે. આવા અયસ્ક યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સના પશ્ચિમી રાજ્યોમાં જોવા મળે છે. આયર્ન-યુરેનિયમ શેલ્સ અને ફોસ્ફેટ ઓર કાંપનો ચોથો સ્ત્રોત છે. સ્વીડનના શેલ્સમાં સમૃદ્ધ થાપણો જોવા મળે છે. મોરોક્કો અને યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં કેટલાક ફોસ્ફેટ અયસ્કમાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં યુરેનિયમ હોય છે, અને અંગોલા અને મધ્ય આફ્રિકન રિપબ્લિકમાં ફોસ્ફેટના ભંડાર યુરેનિયમમાં પણ વધુ સમૃદ્ધ છે. મોટાભાગના લિગ્નાઈટ અને કેટલાક કોલસામાં સામાન્ય રીતે યુરેનિયમની અશુદ્ધિઓ હોય છે. ઉત્તર અને દક્ષિણ ડાકોટા (યુએસએ)માં યુરેનિયમ-સમૃદ્ધ લિગ્નાઈટ અને સ્પેન અને ચેક રિપબ્લિકમાં બિટ્યુમિનસ કોલસો મળી આવ્યા છે.

ઓપનિંગ.

યુરેનસની શોધ 1789 માં જર્મન રસાયણશાસ્ત્રી એમ. ક્લાપ્રોથ દ્વારા કરવામાં આવી હતી, જેમણે 8 વર્ષ અગાઉ યુરેનસ ગ્રહની શોધના સન્માનમાં તત્વનું નામ આપ્યું હતું. (ક્લાપ્રોથ તેમના સમયના અગ્રણી રસાયણશાસ્ત્રી હતા; તેમણે Ce, Ti અને Zr સહિત અન્ય તત્વોની પણ શોધ કરી હતી.) વાસ્તવમાં, ક્લેપ્રોથ જે પદાર્થ મેળવે છે તે એલિમેન્ટલ યુરેનિયમ ન હતું, પરંતુ તેનું ઓક્સિડાઇઝ્ડ સ્વરૂપ હતું, અને એલિમેન્ટલ યુરેનિયમ સૌપ્રથમ પ્રાપ્ત થયું હતું. 1841માં ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી ઇ. પેલિગો. શોધની ક્ષણથી 20મી સદી સુધી. યુરેનિયમનું આજે જેટલું મહત્વ છે તે નહોતું, જો કે તેના ઘણા ભૌતિક ગુણધર્મો તેમજ તેના અણુ સમૂહ અને ઘનતા નક્કી કરવામાં આવી હતી. 1896 માં, એ. બેકરેલએ સ્થાપના કરી હતી કે યુરેનિયમના ક્ષારમાં રેડિયેશન હોય છે જે અંધારામાં ફોટોગ્રાફિક પ્લેટને પ્રકાશિત કરે છે. આ શોધે રસાયણશાસ્ત્રીઓને રેડિયોએક્ટિવિટી ક્ષેત્રે સંશોધન કરવા સક્રિય કર્યા અને 1898માં, ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ પી. ક્યુરી અને એમ. સ્કોલોડોસ્કા-ક્યુરીએ કિરણોત્સર્ગી તત્વો પોલોનિયમ અને રેડિયમના અલગ ક્ષાર અને ઇ. રધરફોર્ડ, એફ. સોડી, કે. ફાયન્સ. અને અન્ય વૈજ્ઞાનિકોએ કિરણોત્સર્ગી સડોનો સિદ્ધાંત વિકસાવ્યો, જેણે આધુનિક પરમાણુ રસાયણશાસ્ત્ર અને પરમાણુ ઊર્જાનો પાયો નાખ્યો.

યુરેનિયમનો પ્રથમ ઉપયોગ.

યુરેનિયમ ક્ષારની કિરણોત્સર્ગીતા જાણીતી હોવા છતાં, આ સદીના પ્રથમ ત્રીજા ભાગમાં તેના અયસ્કનો ઉપયોગ ફક્ત રેડિયમ મેળવવા માટે જ થતો હતો અને યુરેનિયમને અનિચ્છનીય આડપેદાશ માનવામાં આવતું હતું. તેનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સિરામિક ટેકનોલોજી અને ધાતુશાસ્ત્રમાં કેન્દ્રિત હતો; આછા પીળાથી ઘેરા લીલા સુધીના રંગોમાં કાચને રંગવા માટે યુરેનિયમ ઓક્સાઇડનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થતો હતો, જેણે કાચના સસ્તા ઉત્પાદનના વિકાસમાં ફાળો આપ્યો હતો. આજે, આ ઉદ્યોગોના ઉત્પાદનોને અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણો હેઠળ ફ્લોરોસન્ટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધ દરમિયાન અને તેના થોડા સમય પછી, કાર્બાઇડના રૂપમાં યુરેનિયમનો ઉપયોગ ટૂલ સ્ટીલ્સના ઉત્પાદનમાં મો અને ડબલ્યુની જેમ જ થતો હતો; 4-8% યુરેનિયમે ટંગસ્ટનનું સ્થાન લીધું, જેનું ઉત્પાદન તે સમયે મર્યાદિત હતું. 1914-1926માં ટૂલ સ્ટીલ્સ મેળવવા માટે, વાર્ષિક 30% (દળ) યુ ધરાવતા કેટલાંક ટન ફેરોરેનિયમનું ઉત્પાદન કરવામાં આવતું હતું. જો કે, યુરેનિયમનો આ ઉપયોગ લાંબો સમય ચાલ્યો ન હતો.

યુરેનિયમના આધુનિક ઉપયોગો.

યુરેનિયમ ઉદ્યોગ 1939 માં આકાર લેવાનું શરૂ થયું, જ્યારે યુરેનિયમ આઇસોટોપ 235 Uનું વિભાજન હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું, જેના કારણે ડિસેમ્બર 1942 માં યુરેનિયમ વિભાજનની નિયંત્રિત સાંકળ પ્રતિક્રિયાઓનું તકનીકી અમલીકરણ થયું હતું. આ અણુના યુગનો જન્મ હતો. , જ્યારે યુરેનિયમ એક નજીવા તત્વમાંથી જીવન સમાજના સૌથી મહત્વપૂર્ણ તત્વોમાંના એકમાં વધારો થયો. પરમાણુ બોમ્બના ઉત્પાદન માટે યુરેનિયમનું લશ્કરી મહત્વ અને પરમાણુ રિએક્ટરમાં બળતણ તરીકે તેનો ઉપયોગ ખગોળીય રીતે યુરેનિયમની માંગમાં વધારો થયો. ગ્રેટ બેર લેક (કેનેડા) માં કાંપના ઇતિહાસના આધારે યુરેનિયમની માંગમાં વૃદ્ધિનો ઘટનાક્રમ રસપ્રદ છે. 1930 માં, રેઝિન બ્લેન્ડ, યુરેનિયમ ઓક્સાઇડનું મિશ્રણ, આ તળાવમાં મળી આવ્યું હતું, અને 1932 માં, આ વિસ્તારમાં રેડિયમ શુદ્ધિકરણ તકનીકની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી. પ્રત્યેક ટન અયસ્ક (રેઝિન બ્લેન્ડ)માંથી 1 ગ્રામ રેડિયમ અને લગભગ અડધો ટન આડપેદાશ, યુરેનિયમ કોન્સન્ટ્રેટ, મેળવવામાં આવ્યું હતું. જો કે, ત્યાં થોડું રેડિયમ હતું અને તેનું ખાણકામ બંધ કરવામાં આવ્યું હતું. 1940 થી 1942 સુધી, વિકાસ ફરી શરૂ થયો અને યુરેનિયમ ઓર યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં મોકલવાનું શરૂ થયું. 1949 માં, કેટલાક સુધારાઓ સાથે સમાન યુરેનિયમ શુદ્ધિકરણનો ઉપયોગ શુદ્ધ UO 2 બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. આ ઉત્પાદન વધ્યું છે અને હવે તે સૌથી મોટી યુરેનિયમ ઉત્પાદન સુવિધાઓમાંની એક છે.

ગુણધર્મો.

યુરેનિયમ કુદરતમાં જોવા મળતા ભારે તત્વોમાંનું એક છે. શુદ્ધ ધાતુ ખૂબ જ ગાઢ, નમ્ર, ઓછી વિદ્યુત વાહકતા સાથે ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ અને અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે.

યુરેનિયમમાં ત્રણ એલોટ્રોપિક ફેરફારો છે: a-યુરેનિયમ (ઓર્થોહોમ્બિક ક્રિસ્ટલ જાળી), ઓરડાના તાપમાનથી 668 ° સે સુધીની રેન્જમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે; b-યુરેનિયમ (ટેટ્રાગોનલ પ્રકારનું જટિલ સ્ફટિક જાળી), 668–774° સેની રેન્જમાં સ્થિર; g-યુરેનિયમ (શરીર-કેન્દ્રિત ક્યુબિક ક્રિસ્ટલ જાળી), 774°C થી ગલનબિંદુ (1132°C) સુધી સ્થિર. યુરેનિયમના તમામ આઇસોટોપ્સ અસ્થિર હોવાથી, તેના તમામ સંયોજનો કિરણોત્સર્ગીતા દર્શાવે છે.

યુરેનિયમના આઇસોટોપ્સ

238 U, 235 U, 234 U 99.3:0.7:0.0058 ના ગુણોત્તરમાં પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે, અને 236 U ટ્રેસ માત્રામાં થાય છે. 226 U થી 242 U સુધીના યુરેનિયમના અન્ય તમામ આઇસોટોપ્સ કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવે છે. આઇસોટોપ 235 U ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. ધીમા (થર્મલ) ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ, તે વિભાજિત થાય છે, પ્રચંડ ઊર્જા મુક્ત કરે છે. 235 U નું પૂર્ણ વિભાજન 2H 10 7 kWh h/kg ની "થર્મલ ઊર્જા સમકક્ષ" ના પ્રકાશનમાં પરિણમે છે. 235 U ના વિભાજનનો ઉપયોગ માત્ર મોટી માત્રામાં ઉર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે જ નહીં, પરંતુ અન્ય મહત્વપૂર્ણ એક્ટિનાઇડ તત્વોને સંશ્લેષણ કરવા માટે પણ થઈ શકે છે. નેચરલ આઇસોટોપ યુરેનિયમનો ઉપયોગ પરમાણુ રિએક્ટરમાં 235 U ના વિખંડન દ્વારા ઉત્પાદિત ન્યુટ્રોન બનાવવા માટે કરી શકાય છે, જ્યારે સાંકળ પ્રતિક્રિયા દ્વારા જરૂરી ન હોય તેવા વધારાના ન્યુટ્રોન અન્ય કુદરતી આઇસોટોપ દ્વારા કબજે કરી શકાય છે, પરિણામે પ્લુટોનિયમનું ઉત્પાદન થાય છે:

જ્યારે 238 U ને ઝડપી ન્યુટ્રોન સાથે બોમ્બમારો કરવામાં આવે છે, ત્યારે નીચેની પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે:

આ યોજના અનુસાર, સૌથી સામાન્ય આઇસોટોપ 238 U ને પ્લુટોનિયમ-239 માં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, જે 235 Uની જેમ ધીમા ન્યુટ્રોનના પ્રભાવ હેઠળ વિભાજન માટે પણ સક્ષમ છે.

હાલમાં, યુરેનિયમના મોટી સંખ્યામાં કૃત્રિમ આઇસોટોપ્સ પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યા છે. તેમાંથી, 233 U ખાસ કરીને નોંધપાત્ર છે કારણ કે તે ધીમા ન્યુટ્રોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે વિભાજન પણ કરે છે.

યુરેનિયમના કેટલાક અન્ય કૃત્રિમ આઇસોટોપનો ઉપયોગ રાસાયણિક અને ભૌતિક સંશોધનમાં કિરણોત્સર્ગી ટ્રેસર તરીકે થાય છે; આ સૌ પ્રથમ છે b- ઉત્સર્જક 237 U અને a- ઉત્સર્જક 232 યુ.

જોડાણો.

યુરેનિયમ, અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ ધાતુ, +3 થી +6 સુધીની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ ધરાવે છે, પ્રવૃત્તિ શ્રેણીમાં બેરિલિયમની નજીક છે, તે તમામ બિન-ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને Al, Be, Bi, Co, Cu, Fe, Hg સાથે આંતરમેટાલિક સંયોજનો બનાવે છે. , Mg, Ni, Pb, Sn અને Zn. બારીક કચડી નાખેલું યુરેનિયમ ખાસ કરીને પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે અને 500 ° સે ઉપરના તાપમાને તે ઘણીવાર યુરેનિયમ હાઈડ્રાઈડની લાક્ષણિકતાની પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશ કરે છે. ગઠ્ઠો યુરેનિયમ અથવા શેવિંગ્સ 700-1000 ° સે પર તેજસ્વી રીતે બળે છે, અને યુરેનિયમ વરાળ પહેલેથી 150-250 ° સે પર બળે છે; યુરેનિયમ 200-400 ° સે પર HF સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, UF 4 અને H 2 બનાવે છે. યુરેનિયમ સંકેન્દ્રિત HF અથવા H 2 SO 4 અને 85% H 3 PO 4 માં 90 ° સે તાપમાને પણ ધીમે ધીમે ઓગળી જાય છે, પરંતુ સરળતાથી conc સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. HCl અને HBr અથવા HI સાથે ઓછા સક્રિય. પાતળું અને કેન્દ્રિત HNO 3 સાથે યુરેનિયમની સૌથી વધુ સક્રિય અને ઝડપી પ્રતિક્રિયાઓ યુરેનાઇલ નાઈટ્રેટની રચના સાથે થાય છે ( નીચે જુઓ). HCl ની હાજરીમાં, યુરેનિયમ ઝડપથી કાર્બનિક એસિડમાં ઓગળી જાય છે, જે કાર્બનિક U4+ ક્ષાર બનાવે છે. ઓક્સિડેશનની ડિગ્રીના આધારે, યુરેનિયમ વિવિધ પ્રકારના ક્ષાર બનાવે છે (તેમાંના સૌથી મહત્વપૂર્ણ U 4+ સાથે છે, તેમાંથી એક UCl 4 એ સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ્ડ લીલું મીઠું છે); UO 2 (NO 3) 2 પ્રકારના યુરેનાઇલ ક્ષાર (રેડિકલ UO 2 2+) પીળા રંગના અને ફ્લોરોસ લીલા હોય છે. યુરેનાઇલ ક્ષાર એમ્ફોટેરિક ઓક્સાઇડ UO 3 (પીળો રંગ) ને એસિડિક માધ્યમમાં ઓગાળીને રચાય છે. આલ્કલાઇન વાતાવરણમાં, UO 3 યુરેનેટ બનાવે છે જેમ કે Na 2 UO 4 અથવા Na 2 U 2 O 7. પછીનું સંયોજન ("પીળા યુરેનાઇલ") નો ઉપયોગ પોર્સેલિન ગ્લેઝના ઉત્પાદન અને ફ્લોરોસન્ટ ચશ્માના ઉત્પાદનમાં થાય છે.

1940-1950માં યુરેનિયમ હલાઇડ્સનો વ્યાપકપણે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો, કારણ કે તેનો ઉપયોગ અણુ બોમ્બ અથવા પરમાણુ રિએક્ટર માટે યુરેનિયમ આઇસોટોપ્સને અલગ કરવાની પદ્ધતિઓ વિકસાવવા માટે કરવામાં આવતો હતો. યુરેનિયમ ટ્રાઇફ્લોરાઇડ UF 3 હાઇડ્રોજન સાથે UF 4 ના ઘટાડા દ્વારા મેળવવામાં આવ્યું હતું, અને યુરેનિયમ ટેટ્રાફ્લોરાઇડ UF 4 વિવિધ રીતે UO 3 અથવા U 3 O 8 જેવા ઓક્સાઇડ સાથે HF ની પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા અથવા યુરેનાઇલ સંયોજનોના ઇલેક્ટ્રોલિટીક ઘટાડા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ UF 6 એ એલિમેન્ટલ ફ્લોરિન સાથે U અથવા UF 4 ના ફ્લોરિનેશન દ્વારા અથવા UF 4 પર ઓક્સિજનની ક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. હેક્સાફ્લોરાઇડ 64 ° સે (1137 mm Hg) પર ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સાથે પારદર્શક સ્ફટિકો બનાવે છે; સંયોજન અસ્થિર છે (સામાન્ય દબાણ હેઠળ તે 56.54 ° સે પર ઉત્કૃષ્ટ થાય છે). યુરેનિયમ ઓક્સોહાલાઇડ્સ, ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સોફ્લોરાઇડ્સમાં UO 2 F 2 (યુરેનાઇલ ફ્લોરાઇડ), UOF 2 (યુરેનિયમ ઓક્સાઇડ ડિફ્લોરાઇડ) ની રચના હોય છે.

અને શનિ), સૌ પ્રથમ, સૂર્યની આસપાસ તેની અસામાન્ય હિલચાલ માટે નોંધપાત્ર છે, એટલે કે, અન્ય તમામ ગ્રહોથી વિપરીત, યુરેનસ "રેટ્રોગ્રેડ" ફરે છે. તેનો અર્થ શું છે? અને હકીકત એ છે કે જો આપણી પૃથ્વી સહિત અન્ય ગ્રહો ફરતા ફરતા ટોપ્સ જેવા હોય (ટોર્સિયનને કારણે, દિવસ અને રાતનો ફેરફાર થાય છે), તો યુરેનસ એ રોલિંગ બોલ જેવો છે, અને પરિણામે, દિવસનો ફેરફાર/ રાત્રે, તેમજ આ પરની ઋતુઓ ગ્રહો નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે.

જેમણે યુરેનસની શોધ કરી હતી

પરંતુ ચાલો આ અસામાન્ય ગ્રહ વિશેની અમારી વાર્તા તેની શોધના ઇતિહાસ સાથે શરૂ કરીએ. યુરેનસ ગ્રહની શોધ અંગ્રેજી ખગોળશાસ્ત્રી વિલિયમ હર્શેલ દ્વારા 1781 માં કરવામાં આવી હતી. રસપ્રદ વાત એ છે કે, તેની અસામાન્ય હિલચાલનું અવલોકન કરતાં, ખગોળશાસ્ત્રીએ સૌપ્રથમ તેને માટે ભૂલ કરી હતી, અને થોડા વર્ષોના અવલોકનો પછી જ તેને ગ્રહોની સ્થિતિ પ્રાપ્ત થઈ હતી. હર્શેલ તેને "જ્યોર્જ સ્ટાર" કહેવા માગતા હતા, પરંતુ વૈજ્ઞાનિક સમુદાયે પ્રાચીન દેવ યુરેનસના માનમાં જોહાન બોડે - યુરેનસ દ્વારા પ્રસ્તાવિત નામ પસંદ કર્યું, જે આકાશનું અવતાર છે.

પ્રાચીન પૌરાણિક કથાઓમાં દેવતા યુરેનસ એ દેવતાઓમાં સૌથી પ્રાચીન છે, દરેક વસ્તુ અને દરેકના સર્જક (અન્ય દેવો સહિત), અને સર્વોચ્ચ દેવ ઝિયસ (ગુરુ) ના દાદા પણ છે.

યુરેનસ ગ્રહની વિશેષતાઓ

યુરેનિયમ આપણી પૃથ્વી કરતાં 14.5 ગણું ભારે છે. તેમ છતાં, તે વિશાળ ગ્રહોમાં સૌથી હળવો ગ્રહ છે, કારણ કે તેનો પડોશી ગ્રહ, કદમાં નાનો હોવા છતાં, યુરેનસ કરતાં મોટો સમૂહ ધરાવે છે. આ ગ્રહની સંબંધિત હળવાશ તેની રચનાને કારણે છે, જેનો નોંધપાત્ર ભાગ બરફ છે, અને યુરેનસ પરનો બરફ સૌથી વૈવિધ્યસભર છે: ત્યાં એમોનિયા, પાણી અને મિથેન બરફ છે. યુરેનસની ઘનતા 1.27 g/cm3 છે.

યુરેનસનું તાપમાન

યુરેનસ પર તાપમાન શું છે? સૂર્યથી તેના અંતરને લીધે, તે, અલબત્ત, ખૂબ જ ઠંડું છે, અને અહીંનો મુદ્દો માત્ર તેની દૂરસ્થતા જ નથી, પણ એ હકીકત પણ છે કે યુરેનસની આંતરિક ગરમી અન્ય ગ્રહોની તુલનામાં ઘણી ગણી ઓછી છે. ગ્રહનો ઉષ્મા પ્રવાહ અત્યંત નાનો છે, જે પૃથ્વી કરતા ઓછો છે. પરિણામે, સૌરમંડળમાં સૌથી નીચું તાપમાન યુરેનસ પર નોંધાયું હતું - 224 સે, જે નેપ્ચ્યુન કરતા પણ ઓછું છે, જે સૂર્યથી પણ વધુ દૂર સ્થિત છે.

શું યુરેનસ પર જીવન છે?

ઉપરના ફકરામાં વર્ણવેલ તાપમાન પર, તે સ્પષ્ટ છે કે યુરેનસ પર જીવનની ઉત્પત્તિ શક્ય નથી.

યુરેનસનું વાતાવરણ

યુરેનસ પર વાતાવરણ કેવું છે? આ ગ્રહનું વાતાવરણ સ્તરોમાં વહેંચાયેલું છે, જે તાપમાન અને સપાટી દ્વારા નક્કી થાય છે. વાતાવરણનો બાહ્ય સ્તર ગ્રહની પરંપરાગત સપાટીથી 300 કિમીના અંતરે શરૂ થાય છે અને તેને વાતાવરણીય કોરોના કહેવામાં આવે છે; આ વાતાવરણનો સૌથી ઠંડો ભાગ છે. સપાટીની વધુ નજીક સ્ટ્રેટોસ્ફિયર અને ટ્રોપોસ્ફિયર છે. બાદમાં ગ્રહના વાતાવરણનો સૌથી નીચો અને સૌથી ગીચ ભાગ છે. યુરેનસના ટ્રોપોસ્ફિયરમાં એક જટિલ માળખું છે: તેમાં પાણીના વાદળો, એમોનિયાના વાદળો અને મિથેન વાદળો અસ્તવ્યસ્ત રીતે ભળી જાય છે.

હિલીયમ અને મોલેક્યુલર હિલીયમની ઉચ્ચ સામગ્રીને કારણે યુરેનસના વાતાવરણની રચના અન્ય ગ્રહોના વાતાવરણથી અલગ છે. ઉપરાંત, યુરેનસના વાતાવરણનો મોટો હિસ્સો મિથેનનો છે, જે એક રાસાયણિક સંયોજન છે જે ત્યાંના વાતાવરણના તમામ અણુઓના 2.3% બનાવે છે.

યુરેનસ ગ્રહનો ફોટો

યુરેનસની સપાટી

યુરેનસની સપાટી ત્રણ સ્તરો ધરાવે છે: એક ખડકાળ કોર, એક બર્ફીલા આવરણ અને હાઇડ્રોજન અને હિલીયમનો બાહ્ય શેલ, જે વાયુયુક્ત સ્થિતિમાં છે. યુરેનસની સપાટીનો એક ભાગ છે તે અન્ય મહત્વપૂર્ણ તત્વ - મિથેન બરફ, જે બનાવે છે તે ગ્રહનો સિગ્નેચર બ્લુ રંગ કહેવાય છે તે પણ નોંધવું યોગ્ય છે.

વિજ્ઞાનીઓએ વાતાવરણના ઉપલા સ્તરોમાં કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ શોધવા માટે સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો પણ ઉપયોગ કર્યો હતો.

હા, યુરેનસમાં પણ વલયો છે (અન્ય વિશાળ ગ્રહોની જેમ), જોકે તે તેના સાથીદારની જેમ વિશાળ અને સુંદર નથી. તેનાથી વિપરિત, યુરેનસના વલયો ઝાંખા અને લગભગ અદ્રશ્ય છે, કારણ કે તેમાં ઘણા બધા ઘાટા અને નાના કણોનો સમાવેશ થાય છે, જેનો વ્યાસ માઇક્રોમીટરથી થોડા મીટર સુધીનો છે. રસપ્રદ વાત એ છે કે, યુરેનસના વલયો શનિના અપવાદ સિવાય અન્ય ગ્રહોના રિંગ્સ કરતાં અગાઉ મળી આવ્યા હતા; ડબલ્યુ. હર્શેલ ગ્રહના શોધકર્તાએ પણ દાવો કર્યો હતો કે તેણે યુરેનસ પર વલયો જોયા હતા, પરંતુ પછી તેઓએ તેના પર વિશ્વાસ ન કર્યો, કારણ કે ટેલિસ્કોપ તે સમયે અન્ય ખગોળશાસ્ત્રીઓ માટે હર્શેલે શું જોયું તેની પુષ્ટિ કરવા માટે પૂરતી શક્તિ ન હતી. માત્ર બે સદીઓ પછી, 1977 માં, અમેરિકન ખગોળશાસ્ત્રીઓ જેમસન એલિયટ, ડગ્લાસ મિનકૉમ અને એડવર્ડ ડનહામ, ક્યુપર ઓબ્ઝર્વેટરીનો ઉપયોગ કરીને, તેમની પોતાની આંખોથી યુરેનસના વલયોનું અવલોકન કરવામાં સક્ષમ હતા. તદુપરાંત, આ આકસ્મિક રીતે થયું હતું, કારણ કે વૈજ્ઞાનિકો ફક્ત ગ્રહના વાતાવરણનું નિરીક્ષણ કરવા જઈ રહ્યા હતા અને, તેની અપેક્ષા વિના, રિંગ્સની હાજરી શોધી કાઢી હતી.

હાલમાં યુરેનસના 13 જાણીતા રિંગ્સ છે, જેમાંથી સૌથી તેજસ્વી એપ્સીલોન રિંગ છે. આ ગ્રહના રિંગ્સ પ્રમાણમાં યુવાન છે; તે તેના જન્મ પછી રચાયા હતા. એક પૂર્વધારણા છે કે યુરેનસના રિંગ્સ ગ્રહના કેટલાક નાશ પામેલા ઉપગ્રહના અવશેષોમાંથી રચાય છે.

યુરેનસના ચંદ્રો

ચંદ્ર વિશે બોલતા, તમને લાગે છે કે યુરેનસમાં કેટલા ચંદ્ર છે? અને તેની પાસે તેમાંથી 27 જેટલા છે (ઓછામાં ઓછા તે ક્ષણે જાણીતા છે). સૌથી મોટા છે: મિરાન્ડા, એરિયલ, અમ્બ્રીએલ, ઓબેરોન અને ટાઇટેનિયા. યુરેનસના તમામ ચંદ્રો ખડક અને બરફનું મિશ્રણ છે, મિરાન્ડા સિવાય, જે સંપૂર્ણપણે બરફથી બનેલું છે.

ગ્રહની તુલનામાં યુરેનસના ઉપગ્રહો આના જેવા દેખાય છે.

ઘણા ઉપગ્રહોમાં વાતાવરણ હોતું નથી, અને તેમાંથી કેટલાક ગ્રહના રિંગ્સની અંદર જાય છે, જેના દ્વારા તેમને આંતરિક ઉપગ્રહો પણ કહેવામાં આવે છે, અને તે બધા યુરેનસની રિંગ સિસ્ટમ સાથે મજબૂત જોડાણ ધરાવે છે. વૈજ્ઞાનિકો માને છે કે યુરેનસ દ્વારા ઘણા ચંદ્રો કબજે કરવામાં આવ્યા હતા.

યુરેનસનું પરિભ્રમણ

સૂર્યની આસપાસ યુરેનસનું પરિભ્રમણ કદાચ આ ગ્રહનું સૌથી રસપ્રદ લક્ષણ છે. આપણે ઉપર લખ્યું છે ત્યારથી, યુરેનસ અન્ય તમામ ગ્રહો કરતાં અલગ રીતે ફરે છે, એટલે કે “રેટ્રોગ્રેડ”, જેમ કે પૃથ્વી પર બોલ ફરતો હોય છે. આના પરિણામે, યુરેનસ પર દિવસ અને રાત્રિનો ફેરફાર (આપણી સામાન્ય સમજમાં) ગ્રહના વિષુવવૃત્તની નજીક જ થાય છે, તે હકીકત હોવા છતાં કે તે ક્ષિતિજની ઉપર ખૂબ જ નીચું સ્થિત છે, લગભગ ધ્રુવીય અક્ષાંશોની જેમ. પૃથ્વી પર. ગ્રહના ધ્રુવોની વાત કરીએ તો, “ધ્રુવીય દિવસ” અને “ધ્રુવીય રાત્રિ” દર 42 પૃથ્વી વર્ષમાં એકવાર એકબીજાને બદલે છે.

યુરેનસ પરના વર્ષ માટે, એક વર્ષ આપણા 84 પૃથ્વીના વર્ષોની બરાબર છે; તે આ સમય દરમિયાન છે કે ગ્રહ સૂર્યની આસપાસ તેની ભ્રમણકક્ષામાં પરિભ્રમણ કરે છે.

યુરેનસ જવા માટે કેટલો સમય લાગે છે?

પૃથ્વી પરથી યુરેનસની ઉડાન કેટલી લાંબી છે? જો, આધુનિક ટેક્નોલોજી સાથે, આપણા નજીકના પડોશીઓ, શુક્ર અને મંગળની ફ્લાઇટમાં ઘણા વર્ષો લાગે છે, તો યુરેનસ જેવા દૂરના ગ્રહોની ઉડાનને દાયકાઓ લાગી શકે છે. આજની તારીખમાં, ફક્ત એક જ અવકાશયાન આવી મુસાફરી કરી છે: વોયેજર 2, 1977 માં નાસા દ્વારા શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું, 1986 માં યુરેનસ પહોંચ્યું હતું, જેમ તમે જોઈ શકો છો, એક-માર્ગી ફ્લાઇટમાં લગભગ એક દાયકાનો સમય લાગ્યો હતો.

શનિના અભ્યાસમાં રોકાયેલા કેસિની ઉપકરણને યુરેનસ મોકલવાનું પણ આયોજન કરવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ તે પછી કેસિનીને શનિની નજીક છોડવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યાં તેનું મૃત્યુ થયું હતું - ગયા સપ્ટેમ્બર 2017 માં.

• તેની શોધના ત્રણ વર્ષ પછી, યુરેનસ ગ્રહ વ્યંગાત્મક પેમ્ફલેટ માટે સેટિંગ બન્યો. વિજ્ઞાન સાહિત્ય લેખકો તેમના વિજ્ઞાન સાહિત્યના કાર્યોમાં આ ગ્રહનો વારંવાર ઉલ્લેખ કરે છે.
• યુરેનસ રાતના આકાશમાં નરી આંખે જોઈ શકાય છે, તમારે ફક્ત ક્યાં જોવું તે જાણવાની જરૂર છે, અને આકાશ સંપૂર્ણ અંધારું હોવું જોઈએ (જે કમનસીબે, આધુનિક શહેરોમાં શક્ય નથી).
• યુરેનસ ગ્રહ પર પાણી છે. પરંતુ યુરેનસ પરનું પાણી બરફની જેમ સ્થિર છે.
• યુરેનસ ગ્રહને વિશ્વાસપૂર્વક સૌરમંડળના "સૌથી ઠંડા ગ્રહ" ના ગૌરવથી નવાજવામાં આવી શકે છે.

ગ્રહ યુરેનસ, વિડિઓ

અને નિષ્કર્ષમાં, યુરેનસ ગ્રહ વિશે એક રસપ્રદ વિડિઓ.

આ લેખ અંગ્રેજીમાં ઉપલબ્ધ છે.