Ուրանի մետաղներ. Ինչու են ուրանը և դրա միացությունները վտանգավոր: Ուրանի իզոտոպների կիրառություններ և տեսակներ

Որտեղի՞ց է առաջացել ուրան:Ամենայն հավանականությամբ, այն հայտնվում է գերնոր աստղերի պայթյունների ժամանակ։ Բանն այն է, որ երկաթից ծանր տարրերի նուկլեոսինթեզի համար պետք է լինի նեյտրոնների հզոր հոսք, որը տեղի է ունենում հենց գերնոր աստղի պայթյունի ժամանակ։ Թվում է, որ այն ժամանակ, նրա կողմից ձևավորված նոր աստղային համակարգերի ամպից խտացման ժամանակ, ուրանը, հավաքվելով նախամոլորակային ամպի մեջ և լինելով շատ ծանր, պետք է սուզվի մոլորակների խորքերը: Բայց դա ճիշտ չէ: Ուրանը ռադիոակտիվ տարր է, և երբ այն քայքայվում է, ջերմություն է արձակում: Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ եթե ուրանը հավասարաչափ բաշխվեր մոլորակի ամբողջ հաստությամբ, գոնե նույն կոնցենտրացիայով, ինչ մակերեսի վրա, այն չափազանց շատ ջերմություն կարձակեր: Ավելին, դրա հոսքը պետք է թուլանա, քանի որ ուրանը սպառվում է: Քանի որ նման բան չի նկատվել, երկրաբանները կարծում են, որ ուրանի առնվազն մեկ երրորդը և, հավանաբար, ամբողջը, կենտրոնացած է երկրակեղևում, որտեղ դրա պարունակությունը կազմում է 2,5∙10–4%: Թե ինչու դա տեղի ունեցավ, չի քննարկվում:

Որտեղ է արդյունահանվում ուրան.Երկրի վրա այնքան էլ քիչ ուրան չկա՝ այն առատությամբ 38-րդ տեղում է։ Եվ այս տարրի մեծ մասը գտնվում է նստվածքային ապարներում՝ ածխածնային թերթաքարերում և ֆոսֆորիտներում՝ համապատասխանաբար մինչև 8∙10 –3 և 2,5∙10 –2%: Ընդհանուր առմամբ, երկրակեղևը պարունակում է 10 14 տոննա ուրան, սակայն հիմնական խնդիրն այն է, որ այն շատ ցրված է և հզոր հանքավայրեր չի ստեղծում։ Մոտ 15 ուրանի օգտակար հանածոներ արդյունաբերական նշանակություն ունեն։ Սա ուրանի խեժն է. դրա հիմքը քառավալենտ ուրանի օքսիդն է, ուրանի միկա - տարբեր սիլիկատներ, ֆոսֆատներ և վեցավալենտ ուրանի հիման վրա վանադիումի կամ տիտանի հետ ավելի բարդ միացություններ:

Որոնք են Բեկերելի ճառագայթները:Վոլֆգանգ Ռենտգենի կողմից ռենտգենյան ճառագայթների հայտնաբերումից հետո ֆրանսիացի ֆիզիկոս Անտուան-Անրի Բեկերելը հետաքրքրվել է ուրանի աղերի փայլով, որն առաջանում է արևի լույսի ազդեցության տակ։ Նա ուզում էր հասկանալ՝ այստեղ էլ ռենտգեն կա՞։ Իրոք, նրանք ներկա էին. աղը լուսավորեց լուսանկարչական ափսեը սև թղթի միջով: Փորձերից մեկում, սակայն, աղը չի լուսավորվել, բայց լուսանկարչական ափսեը դեռ մթնում է։ Երբ աղի և լուսանկարչական ափսեի միջև մետաղական առարկա էր դրվում, տակը մթնում էր ավելի քիչ։ Ուստի նոր ճառագայթներ չեն առաջացել լույսի միջոցով ուրանի գրգռման պատճառով և մասամբ չեն անցել մետաղի միջով։ Նրանք սկզբում կոչվում էին «Բեկերելի ճառագայթներ»: Այնուհետև պարզվեց, որ դրանք հիմնականում ալֆա ճառագայթներ են՝ բետա ճառագայթների փոքր ավելացումով. փաստն այն է, որ ուրանի հիմնական իզոտոպները քայքայման ժամանակ արտանետում են ալֆա մասնիկ, իսկ դուստր արտադրանքները նույնպես բետա քայքայվում են:

Որքա՞ն ռադիոակտիվ է ուրանը:Ուրանը չունի կայուն իզոտոպներ, դրանք բոլորն էլ ռադիոակտիվ են: Ամենաերկարակյացը ուրան-238-ն է՝ 4,4 միլիարդ տարի կիսատ-պայմանով: Հաջորդը գալիս է ուրան-235 - 0,7 միլիարդ տարի: Նրանք երկուսն էլ ենթարկվում են ալֆա քայքայման և դառնում են թորիումի համապատասխան իզոտոպներ։ Uranium-238-ը կազմում է ամբողջ բնական ուրանի ավելի քան 99%-ը: Իր հսկայական կիսամյակի շնորհիվ այս տարրի ռադիոակտիվությունը ցածր է, և բացի այդ, ալֆա մասնիկները չեն կարողանում ներթափանցել մարդու մարմնի մակերեսի եղջերաթաղանթ: Նրանք ասում են, որ ուրանի հետ աշխատելուց հետո Ի.Վ. Կուրչատովը պարզապես թաշկինակով սրբել է ձեռքերը և չի տառապել ռադիոակտիվության հետ կապված որևէ հիվանդությունից։

Հետազոտողները բազմիցս դիմել են ուրանի հանքերում և վերամշակող գործարաններում աշխատողների հիվանդությունների վիճակագրությանը։ Ահա, օրինակ, կանադացի և ամերիկացի մասնագետների վերջին հոդվածը, որոնք վերլուծել են Կանադայի Սասկաչևան նահանգի Էլդորադո հանքավայրի ավելի քան 17 հազար աշխատողների առողջական տվյալները 1950-1999 թվականներին ( Բնապահպանական հետազոտություն, 2014, 130, 43–50, DOI:10.1016/j.envres.2014.01.002): Նրանք ելնում էին նրանից, որ ճառագայթումն ամենաուժեղ ազդեցությունն է ունենում արյան արագ բազմապատկման վրա՝ հանգեցնելով քաղցկեղի համապատասխան տեսակների։ Վիճակագրությունը ցույց է տվել, որ հանքի աշխատողների մոտ արյան տարբեր տեսակների քաղցկեղի դեպքերն ավելի քիչ են, քան Կանադայի միջին բնակչությունը: Այս դեպքում ճառագայթման հիմնական աղբյուրը համարվում է ոչ թե բուն ուրանը, այլ դրա առաջացրած գազային ռադոնը և դրա քայքայման արգասիքները, որոնք կարող են ներթափանցել մարմին թոքերի միջոցով:

Ինչու է ուրանը վնասակար:? Այն, ինչպես մյուս ծանր մետաղները, շատ թունավոր է և կարող է առաջացնել երիկամների և լյարդի անբավարարություն: Մյուս կողմից, ուրանը, լինելով ցրված տարր, անխուսափելիորեն առկա է ջրում, հողում և, կենտրոնանալով սննդի շղթայում, մտնում է մարդու օրգանիզմ։ Խելամիտ է ենթադրել, որ էվոլյուցիայի գործընթացում կենդանի էակները սովորել են չեզոքացնել ուրանը բնական կոնցենտրացիաներում: Ուրանը ջրի մեջ ամենավտանգավորն է, ուստի ԱՀԿ-ն սահմանել է սահմանը՝ սկզբում այն ​​եղել է 15 մկգ/լ, սակայն 2011 թվականին չափանիշը հասցվել է 30 մկգ/գ-ի։ Որպես կանոն, ջրում շատ ավելի քիչ ուրան կա՝ ԱՄՆ-ում միջինը 6,7 մկգ/լ, Չինաստանում և Ֆրանսիայում՝ 2,2 մկգ/լ։ Բայց կան նաև ուժեղ շեղումներ. Այսպիսով, Կալիֆոռնիայի որոշ շրջաններում այն ​​հարյուր անգամ ավելի է ստանդարտից՝ 2,5 մգ/լ, իսկ Հարավային Ֆինլանդիայում այն ​​հասնում է 7,8 մգ/լ-ի։ Հետազոտողները փորձում են հասկանալ, թե արդյոք ԱՀԿ ստանդարտը չափազանց խիստ է` ուսումնասիրելով ուրանի ազդեցությունը կենդանիների վրա: Ահա սովորական աշխատանք ( BioMed Research International, 2014, ՀՎՀՀ 181989; DOI: 10.1155/2014/181989): Ֆրանսիացի գիտնականները առնետներին ինն ամիս կերակրել են ջրով հյուծված ուրանի հավելումներով, իսկ համեմատաբար բարձր կոնցենտրացիաներով՝ 0,2-ից 120 մգ/լ: Ստորին արժեքը հանքավայրի մոտ գտնվող ջուրն է, մինչդեռ վերին արժեքը ոչ մի տեղ չի հայտնաբերվել՝ Ֆինլանդիայում չափված ուրանի առավելագույն կոնցենտրացիան 20 մգ/լ է։ Ի զարմանս հեղինակների, հոդվածը կոչվում է. «Ֆիզիոլոգիական համակարգերի վրա ուրանի նկատելի ազդեցության անսպասելի բացակայությունը…» - ուրանը գործնականում ոչ մի ազդեցություն չի ունեցել առնետների առողջության վրա: Կենդանիները լավ են սնվել, ճիշտ գիրացել, հիվանդությունից չեն բողոքել ու քաղցկեղից չեն մահացել։ Ուրանը, ինչպես որ պետք է լիներ, հիմնականում նստում էր երիկամներում և ոսկորներում և հարյուր անգամ ավելի փոքր քանակությամբ՝ լյարդում, և դրա կուտակումն ակնկալվում էր կախված ջրի պարունակությունից։ Այնուամենայնիվ, դա չի հանգեցրել երիկամային անբավարարության կամ նույնիսկ բորբոքման որևէ մոլեկուլային մարկերի նկատելի տեսքի: Հեղինակները առաջարկել են սկսել ԱՀԿ-ի խիստ ուղեցույցների վերանայումը: Այնուամենայնիվ, կա մեկ նախազգուշացում՝ ազդեցություն ուղեղի վրա: Առնետների ուղեղում ավելի քիչ ուրան կար, քան լյարդում, սակայն դրա պարունակությունը կախված չէր ջրի քանակից։ Բայց ուրանը ազդել է ուղեղի հակաօքսիդանտ համակարգի աշխատանքի վրա. կատալազի ակտիվությունն աճել է 20%-ով, գլուտատիոն պերօքսիդազինը՝ 68-90%-ով, իսկ սուպերօքսիդ դիսմուտազի ակտիվությունը նվազել է 50%-ով, անկախ դոզանից։ Սա նշանակում է, որ ուրանն ակնհայտորեն օքսիդատիվ սթրես է առաջացրել ուղեղում, և օրգանիզմն արձագանքել է դրան: Այս էֆեկտը՝ ուրանի ուժեղ ազդեցությունը ուղեղի վրա նրա մեջ կուտակված չլինելու դեպքում, ի դեպ, ինչպես նաև սեռական օրգաններում, նկատվել է նախկինում։ Ավելին, 75–150 մգ/լ կոնցենտրացիայով ուրանով ջուրը, որին Նեբրասկայի համալսարանի գիտնականները 6 ամիս կերակրել են առնետներին ( Նեյրոտոքսիկոլոգիա և տերատոլոգիա, 2005, 27, 1, 135–144; DOI:10.1016/j.ntt.2004.09.001), ազդել է դաշտում բաց թողնված կենդանիների, հիմնականում արուների պահվածքի վրա. Կան ապացույցներ, որ ուրանը նաև կենդանիների մոտ հանգեցնում է հիշողության խանգարման: Վարքագծային փոփոխությունները փոխկապակցված էին ուղեղում լիպիդների օքսիդացման մակարդակների հետ: Պարզվում է, որ ուրանի ջուրը առնետներին առողջացրել է, բայց ավելի շուտ հիմարացրել է։ Այս տվյալները մեզ օգտակար կլինեն այսպես կոչված Պարսից ծոցի պատերազմի համախտանիշի վերլուծության մեջ։

Արդյո՞ք ուրանը աղտոտում է թերթաքարային գազի արդյունահանման վայրերը:Դա կախված է նրանից, թե որքան ուրան կա գազ պարունակող ապարներում և ինչպես է այն կապված նրանց հետ: Օրինակ, Բուֆալոյի համալսարանի դոցենտ Թրեյսի Բանկը ուսումնասիրել է Marcellus Shale-ը, որը ձգվում է արևմտյան Նյու Յորքից Փենսիլվանիայի և Օհայոյի միջով մինչև Արևմտյան Վիրջինիա: Պարզվեց, որ ուրանը քիմիապես կապված է ածխաջրածինների աղբյուրի հետ (հիշեք, որ հարակից ածխածնային թերթաքարերն ունեն ուրանի ամենաբարձր պարունակությունը): Փորձերը ցույց են տվել, որ ճեղքման ժամանակ օգտագործվող լուծույթը հիանալի լուծում է ուրանը։ «Երբ այս ջրերում ուրանը հասնում է մակերեսին, այն կարող է աղտոտել շրջակա տարածքը: Սա ռադիացիոն վտանգ չի ներկայացնում, բայց ուրանը թունավոր տարր է», - նշում է Թրեյսի Բանկը 2010 թվականի հոկտեմբերի 25-ին թվագրված համալսարանի մամուլի հաղորդագրության մեջ: Թերթաքարային գազի արդյունահանման ժամանակ ուրանի կամ թորիումով շրջակա միջավայրի աղտոտման վտանգի վերաբերյալ մանրամասն հոդվածներ դեռ չեն պատրաստվել:

Ինչու է անհրաժեշտ ուրան:Նախկինում այն ​​օգտագործվել է որպես գունանյութ՝ կերամիկայի և գունավոր ապակի պատրաստելու համար։ Այժմ ուրանը միջուկային էներգիայի և ատոմային զենքի հիմքն է։ Այս դեպքում օգտագործվում է նրա յուրահատուկ հատկությունը՝ միջուկի բաժանվելու ունակությունը։

Ի՞նչ է միջուկային տրոհումը: Միջուկի քայքայումը երկու անհավասար մեծ կտորների։ Այս հատկության շնորհիվ է, որ նեյտրոնային ճառագայթման հետեւանքով նուկլեոսինթեզի ժամանակ մեծ դժվարությամբ առաջանում են ուրանից ծանր միջուկներ։ Երևույթի էությունը հետևյալն է. Եթե ​​միջուկում նեյտրոնների և պրոտոնների քանակի հարաբերակցությունը օպտիմալ չէ, այն դառնում է անկայուն։ Սովորաբար նման միջուկն արտանետում է կամ ալֆա մասնիկ՝ երկու պրոտոն և երկու նեյտրոն, կամ բետա մասնիկ՝ պոզիտրոն, որն ուղեկցվում է նեյտրոններից մեկի փոխակերպմամբ պրոտոնի։ Առաջին դեպքում ստացվում է պարբերական աղյուսակի տարր՝ երկու բջիջ ետ հեռավորության վրա, երկրորդում՝ մեկ բջիջ առաջ: Այնուամենայնիվ, բացի ալֆա և բետա մասնիկներ արտանետելուց, ուրանի միջուկը կարող է տրոհվել՝ քայքայվել պարբերական աղյուսակի մեջտեղում գտնվող երկու տարրերի միջուկների մեջ, օրինակ բարիումի և կրիպտոնի, ինչը նա անում է՝ ստանալով նոր նեյտրոն: Այս երեւույթը հայտնաբերվեց ռադիոակտիվության հայտնաբերումից անմիջապես հետո, երբ ֆիզիկոսները նոր հայտնաբերված ճառագայթումը ենթարկեցին այն ամենի, ինչ կարող էին: Ահա թե ինչպես է այս մասին գրում իրադարձությունների մասնակից Օտտո Ֆրիշը (“Advances in Physical Sciences”, 1968, 96, 4): Բերիլիումի ճառագայթների՝ նեյտրոնների հայտնաբերումից հետո, Էնրիկո Ֆերմին դրանցով ճառագայթեց ուրան, մասնավորապես, բետա քայքայման պատճառ դառնալու համար, նա հույս ուներ օգտագործել այն հաջորդ՝ 93-րդ տարրը ստանալու համար, որն այժմ կոչվում է նեպտունի: Հենց նա հայտնաբերեց ճառագայթված ուրանի մեջ ռադիոակտիվության նոր տեսակ, որը նա կապեց տրանսուրանի տարրերի առաջացման հետ։ Միևնույն ժամանակ, նեյտրոնների դանդաղեցումը, որի համար բերիլիումի աղբյուրը ծածկված էր պարաֆինի շերտով, ավելացրեց այս առաջացած ռադիոակտիվությունը: Ամերիկացի ռադիոքիմիկոս Արիստիդ ֆոն Գրոսեն ենթադրեց, որ այդ տարրերից մեկը պրոտակտինիումն է, բայց նա սխալվում էր: Բայց Օտտո Հանը, ով այն ժամանակ աշխատում էր Վիեննայի համալսարանում և համարում էր, որ 1917 թվականին հայտնաբերված պրոտակտինիումը իր մտահղացումն է, որոշեց, որ ինքը պարտավոր է պարզել, թե ինչ տարրեր են ստացվել: Լիզ Մեյթների հետ 1938 թվականի սկզբին Հանը փորձարարական արդյունքների հիման վրա առաջարկեց, որ ռադիոակտիվ տարրերի ամբողջ շղթաներ են ձևավորվել ուրանի 238-ի և նրա դուստր տարրերի նեյտրոններ կլանող միջուկների բազմաթիվ բետա քայքայման պատճառով: Շուտով Լիզ Մեյթները ստիպված եղավ փախչել Շվեդիա՝ վախենալով Ավստրիայի Անշլուսից հետո նացիստների հնարավոր հաշվեհարդարից։ Հանը, շարունակելով իր փորձերը Ֆրից Ստրասմանի հետ, հայտնաբերեց, որ արտադրանքի մեջ կա նաև բարիում, թիվ 56 տարրը, որը ոչ մի կերպ հնարավոր չէր ստանալ ուրանից. ուրանի ալֆա քայքայման բոլոր շղթաներն ավարտվում են շատ ավելի ծանր կապարով: Հետազոտողները այնքան էին զարմացել արդյունքից, որ այն չհրապարակեցին, նրանք միայն նամակներ գրեցին ընկերներին, մասնավորապես Գյոթեբորգում գտնվող Լիզ Մեյթներին: Այնտեղ, 1938 թվականի Սուրբ Ծնունդին, նրա եղբորորդին՝ Օտտո Ֆրիշը, այցելեց նրան և, քայլելով ձմեռային քաղաքի շրջակայքում՝ նա դահուկներով, մորաքույրը՝ ոտքով, նրանք քննարկեցին ուրանի ճառագայթման ժամանակ բարիումի հայտնվելու հնարավորությունը: միջուկային տրոհման արդյունք (Լիզ Մեյթների մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար տե՛ս «Քիմիա և կյանք», 2013, թիվ 4): Վերադառնալով Կոպենհագեն՝ Ֆրիշը բառացիորեն բռնեց Նիլս Բորին Միացյալ Նահանգներ մեկնող նավի ճանապարհին և պատմեց նրան տրոհման գաղափարի մասին: Բորը, ապտակելով իր ճակատին, ասաց. «Օ՜, ինչ հիմարներ էինք մենք։ Սա պետք է ավելի վաղ նկատեինք»։ 1939 թվականի հունվարին Ֆրիշը և Մեյթները հոդված են հրապարակել նեյտրոնների ազդեցության տակ ուրանի միջուկների տրոհման մասին։ Այդ ժամանակ Օտտո Ֆրիշն արդեն իրականացրել էր հսկիչ փորձ, ինչպես և շատ ամերիկյան խմբեր, որոնք ստացել էին Բորից հաղորդագրությունը։ Նրանք ասում են, որ ֆիզիկոսները սկսեցին ցրվել իրենց լաբորատորիաներում հենց 1939 թվականի հունվարի 26-ին Վաշինգտոնում տեսական ֆիզիկայի ամենամյա կոնֆերանսի ժամանակ, երբ նրանք հասկացան գաղափարի էությունը: Տրոհման հայտնաբերումից հետո Հանը և Ստրասմանը վերանայեցին իրենց փորձերը և պարզեցին, ինչպես իրենց գործընկերները, որ ճառագայթված ուրանի ռադիոակտիվությունը կապված է ոչ թե տրանսուրանի հետ, այլ պարբերական համակարգի կեսից տրոհման ժամանակ առաջացած ռադիոակտիվ տարրերի քայքայման հետ:

Ինչպե՞ս է շղթայական ռեակցիան տեղի ունենում ուրանի մեջ:Շուտով այն բանից հետո, երբ փորձնականորեն ապացուցվեց ուրանի և թորիումի միջուկների տրոհման հնարավորությունը (և Երկրի վրա որևէ նշանակալի քանակությամբ այլ տրոհվող տարրեր չկան), Նիլս Բորը և Ջոն Ուիլերը, ովքեր աշխատում էին Փրինսթոնում, ինչպես նաև նրանցից անկախ, Խորհրդային տեսական ֆիզիկոս Յա.Ի. Ֆրենկելը և գերմանացիներ Զիգֆրիդ Ֆլյուգեն և Գոտֆրիդ ֆոն Դրոստեն ստեղծեցին միջուկային տրոհման տեսությունը: Դրանից բխում էին երկու մեխանիզմ. Մեկը կապված է արագ նեյտրոնների կլանման շեմի հետ։ Ըստ դրա՝ տրոհում սկսելու համար նեյտրոնը պետք է ունենա բավականին բարձր էներգիա՝ 1 ՄէՎ-ից ավելի հիմնական իզոտոպների՝ ուրան-238-ի և թորիում-232-ի միջուկների համար: Ավելի ցածր էներգիաների դեպքում ուրանի 238-ի կողմից նեյտրոնի կլանումը ռեզոնանսային բնույթ ունի։ Այսպիսով, 25 էՎ էներգիա ունեցող նեյտրոնն ունի գրավման խաչմերուկի տարածք, որը հազարավոր անգամ ավելի մեծ է, քան այլ էներգիաների դեպքում: Այս դեպքում տրոհում չի լինի. ուրան-238-ը կդառնա ուրան-239, որը 23,54 րոպե կիսամյակի դեպքում կվերածվի նեպտունիում-239-ի, որը 2,33 օր կիսատևման դեպքում կվերածվի երկարակեցության: պլուտոնիում-239. Թորիում-232-ը կդառնա ուրան-233.

Երկրորդ մեխանիզմը նեյտրոնի ոչ շեմային կլանումն է, որին հաջորդում է երրորդ քիչ թե շատ տարածված տրոհվող իզոտոպը՝ ուրան-235 (ինչպես նաև պլուտոնիում-239 և ուրան-233, որոնք բնության մեջ չեն հայտնաբերվել). կլանելով ցանկացած նեյտրոն, նույնիսկ դանդաղ, այսպես կոչված, ջերմային էներգիայով, ինչպես ջերմային շարժմանը մասնակցող մոլեկուլների դեպքում՝ 0,025 էՎ, այդպիսի միջուկը կբաժանվի։ Եվ սա շատ լավ է. ջերմային նեյտրոններն ունեն գրավման խաչմերուկ չորս անգամ ավելի մեծ, քան արագ, մեգաէլեկտրոնվոլտ նեյտրոնները: Սա է ուրան-235-ի նշանակությունը միջուկային էներգիայի ողջ հետագա պատմության համար. այն է, որ ապահովում է նեյտրոնների բազմապատկումը բնական ուրանում։ Նեյտրոնի հարվածից հետո ուրան-235 միջուկը դառնում է անկայուն և արագ բաժանվում երկու անհավասար մասերի։ Ճանապարհին մի քանի (միջինում 2,75) նոր նեյտրոններ են արտանետվում։ Եթե ​​նրանք հարվածեն նույն ուրանի միջուկներին, ապա կհանգեցնեն նեյտրոնների էքսպոնենցիալ բազմապատկմանը – տեղի կունենա շղթայական ռեակցիա, որը կհանգեցնի պայթյունի՝ հսկայական ջերմության արագ արտանետման պատճառով: Ո՛չ ուրան-238-ը, ո՛չ էլ թորիումը-232-ը չեն կարող այդպես աշխատել. ի վերջո, տրոհման ժամանակ նեյտրոններն արտանետվում են միջինը 1-3 ՄէՎ էներգիայով, այսինքն՝ եթե կա 1 ՄէՎ էներգիայի շեմ, ապա նեյտրոնների զգալի մասը: նեյտրոնները, անշուշտ, չեն կարողանա ռեակցիա առաջացնել, և վերարտադրություն չի լինի: Սա նշանակում է, որ այս իզոտոպները պետք է մոռանալ, և նեյտրոնները պետք է դանդաղեցվեն մինչև ջերմային էներգիա, որպեսզի նրանք հնարավորինս արդյունավետ փոխազդեն ուրանի 235 միջուկների հետ: Միևնույն ժամանակ, ուրանի-238-ի կողմից դրանց ռեզոնանսային կլանումը չի կարելի թույլ տալ. չէ՞ որ բնական ուրանի մեջ այս իզոտոպը մի փոքր պակաս է 99,3%-ից, և նեյտրոններն ավելի հաճախ բախվում են դրան, և ոչ թե թիրախային ուրան-235-ին: Եվ հանդես գալով որպես մոդերատոր՝ հնարավոր է պահպանել նեյտրոնների բազմապատկումը հաստատուն մակարդակում և կանխել պայթյունը՝ վերահսկել շղթայական ռեակցիան։

Յա. 235 առնվազն 1,83 անգամ: Այնուհետև նրանց այս միտքը մաքուր ֆանտազիա է թվացել.<...>չափազանց ծանր խնդիր է՝ գործնական անհնարինությանը մոտ»։ Այժմ այս խնդիրը լուծված է, և միջուկային արդյունաբերությունը զանգվածաբար արտադրում է ուրան-235-ից մինչև 3,5% հարստացված ուրան էլեկտրակայանների համար։

Ի՞նչ է ինքնաբուխ միջուկային տրոհումը: 1940 թվականին Գ. Ն. Ֆլերովը և Կ. Քանի որ նման տրոհումից առաջանում են նաև նեյտրոններ, եթե նրանց թույլ չտրվի փախչել ռեակցիայի գոտուց, նրանք կծառայեն որպես շղթայական ռեակցիայի նախաձեռնողներ։ Հենց այս երեւույթն է օգտագործվում միջուկային ռեակտորների ստեղծման ժամանակ։

Ինչու՞ է անհրաժեշտ միջուկային էներգիան:Զելդովիչը և Խարիտոնն առաջիններից են, ովքեր հաշվարկել են միջուկային էներգիայի տնտեսական ազդեցությունը (Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1940, 23, 4): «...Այս պահին դեռևս անհնար է վերջնական եզրակացություններ անել ուրանի մեջ անսահման ճյուղավորված շղթաներով միջուկային տրոհման ռեակցիայի հնարավորության կամ անհնարինության մասին։ Եթե ​​նման ռեակցիան իրագործելի է, ապա ռեակցիայի արագությունը ավտոմատ կերպով ճշգրտվում է՝ ապահովելու դրա սահուն ընթացքը՝ չնայած փորձարարի տրամադրության տակ գտնվող հսկայական էներգիային: Այս հանգամանքը չափազանց բարենպաստ է ռեակցիայի էներգիայի օգտագործման համար։ Այսպիսով, եկեք ներկայացնենք, թեև սա չսպանված արջի մաշկի բաժանում է, որոշ թվեր, որոնք բնութագրում են ուրանի էներգիայի օգտագործման հնարավորությունները: Եթե ​​տրոհման գործընթացն ընթանում է արագ նեյտրոններով, հետևաբար, ռեակցիան գրավում է ուրանի հիմնական իզոտոպը (U238), ապա.<исходя из соотношения теплотворных способностей и цен на уголь и уран>Ուրանի հիմնական իզոտոպից կալորիականության արժեքը պարզվում է, որ մոտավորապես 4000 անգամ ավելի էժան է, քան ածուխից (եթե, իհարկե, «այրման» և ջերմության հեռացման գործընթացները ուրանի դեպքում շատ ավելի թանկ չեն, քան ածխի դեպքում): Դանդաղ նեյտրոնների դեպքում «ուրանի» կալորիայի արժեքը (հիմնված վերը նշված թվերի վրա) կլինի՝ հաշվի առնելով, որ U235 իզոտոպի առատությունը կազմում է 0,007, արդեն ընդամենը 30 անգամ ավելի էժան, քան «ածուխի» կալորիան, մնացած բոլոր բաները հավասար են»:

Առաջին վերահսկվող շղթայական ռեակցիան իրականացվել է 1942 թվականին Էնրիկո Ֆերմիի կողմից Չիկագոյի համալսարանում, և ռեակտորը կառավարվել է ձեռքով` գրաֆիտի ձողերը ներս և դուրս մղելով նեյտրոնների հոսքի փոփոխության ժամանակ: Առաջին էլեկտրակայանը կառուցվել է Օբնինսկում 1954 թվականին։ Բացի էներգիա գեներացնելուց, առաջին ռեակտորներն աշխատել են նաև զենքի համար նախատեսված պլուտոնիում արտադրելու համար։

Ինչպե՞ս է գործում ատոմակայանը:Մեր օրերում ռեակտորների մեծ մասն աշխատում է դանդաղ նեյտրոններով։ Հարստացված ուրանը՝ մետաղի, համաձուլվածքի, օրինակ՝ ալյումինի կամ օքսիդի տեսքով, տեղադրվում է երկար բալոններում, որոնք կոչվում են վառելիքի տարրեր։ Դրանք որոշակի ձևով տեղադրվում են ռեակտորում, և դրանց միջև տեղադրվում են մոդերատորի ձողեր, որոնք վերահսկում են շղթայական ռեակցիան։ Ժամանակի ընթացքում ռեակտորի թունավորումները կուտակվում են վառելիքի տարրում՝ ուրանի տրոհման արտադրանքներում, որոնք ունակ են նաև կլանել նեյտրոնները։ Երբ ուրանի 235-ի կոնցենտրացիան ընկնում է կրիտիկական մակարդակից, տարրը դուրս է բերվում ծառայությունից։ Այնուամենայնիվ, այն պարունակում է ուժեղ ռադիոակտիվությամբ բազմաթիվ տրոհման բեկորներ, որոնք տարիների ընթացքում նվազում են, ինչի հետևանքով էլեմենտները երկար ժամանակ զգալի քանակությամբ ջերմություն են արտանետում։ Դրանք պահվում են հովացման լողավազաններում, այնուհետև կամ թաղում են, կամ փորձում են մշակել՝ արդյունահանել չայրված ուրան-235, արտադրել պլուտոնիում (այն օգտագործվել է ատոմային ռումբեր պատրաստելու համար) և այլ իզոտոպներ, որոնք կարող են օգտագործվել։ Չօգտագործված մասը ուղարկվում է գերեզմաններ։

Այսպես կոչված արագ ռեակտորներում կամ բուծող ռեակտորներում տարրերի շուրջ տեղադրված են ուրան-238 կամ թորիում-232 պատրաստված ռեֆլեկտորներ։ Նրանք դանդաղեցնում են և հետ են ուղարկում ռեակցիայի գոտու նեյտրոնները, որոնք չափազանց արագ են: Նեյտրոնները, որոնք դանդաղել են ռեզոնանսային արագությամբ, կլանում են այս իզոտոպները՝ վերածվելով համապատասխանաբար պլուտոնիում-239-ի կամ ուրան-233-ի, որոնք կարող են ծառայել որպես ատոմակայանի վառելիք: Քանի որ արագ նեյտրոնները վատ են արձագանքում ուրանի-235-ի հետ, դրա կոնցենտրացիան պետք է զգալիորեն մեծացվի, բայց դա վճարվում է ավելի ուժեղ նեյտրոնային հոսքով: Չնայած այն հանգամանքին, որ բուծող ռեակտորները համարվում են միջուկային էներգիայի ապագան, քանի որ դրանք արտադրում են ավելի շատ միջուկային վառելիք, քան սպառում են, փորձերը ցույց են տվել, որ դրանք դժվար է կառավարել: Այժմ աշխարհում մնացել է միայն մեկ նման ռեակտոր՝ Բելոյարսկի ԱԷԿ-ի չորրորդ էներգաբլոկում։

Ինչպե՞ս է քննադատվում միջուկային էներգիան։Եթե ​​չխոսենք դժբախտ պատահարների մասին, ապա այսօր ատոմային էներգիայի հակառակորդների փաստարկների հիմնական կետը կայանի շահագործումից հանելուց և վառելիքով աշխատելիս դրա արդյունավետության հաշվարկին ավելացնելու շրջակա միջավայրի պահպանման ծախսերն է։ Երկու դեպքում էլ առաջանում են ռադիոակտիվ թափոնների հուսալի հեռացման հետ կապված խնդիրներ, և դրանք պետության վրա կրող ծախսեր են։ Կարծիք կա, որ եթե դրանք փոխանցեք էներգիայի արժեքին, ապա դրա տնտեսական գրավչությունը կվերանա։

Ընդդիմություն կա նաև միջուկային էներգիայի կողմնակիցների շրջանում։ Նրա ներկայացուցիչները մատնանշում են ուրան-235-ի յուրահատկությունը, որը փոխարինում չունի, քանի որ բնության մեջ չեն գտնվել ջերմային նեյտրոններով տրոհվող այլընտրանքային իզոտոպներ՝ պլուտոնիում-239 և ուրան-233, քանի որ դրանք հազարամյակներ են մնացել: Եվ դրանք ստացվում են հենց ուրանի-235-ի տրոհման արդյունքում։ Եթե ​​այն սպառվի, միջուկային շղթայական ռեակցիայի համար նեյտրոնների հրաշալի բնական աղբյուրը կվերանա: Նման վատնման արդյունքում մարդկությունը կկորցնի ապագայում էներգետիկ ցիկլում թորիում-232-ի պաշարները, որի պաշարները մի քանի անգամ ավելի շատ են, քան ուրանը, մարդկությունը կկորցնի:

Տեսականորեն, մասնիկների արագացուցիչները կարող են օգտագործվել մեգաէլեկտրոնվոլտ էներգիայով արագ նեյտրոնների հոսք արտադրելու համար։ Այնուամենայնիվ, եթե մենք խոսում ենք, օրինակ, միջմոլորակային թռիչքների մասին միջուկային շարժիչով, ապա մեծածավալ արագացուցիչով սխեմայի իրականացումը շատ դժվար կլինի: Ուրանի 235-ի սպառումը վերջ է դնում նման նախագծերին։

Ի՞նչ է զենքի համար նախատեսված ուրանը:Սա բարձր հարստացված ուրան-235 է։ Նրա կրիտիկական զանգվածը՝ այն համապատասխանում է նյութի մի կտորի չափին, որում շղթայական ռեակցիան ինքնաբերաբար տեղի է ունենում, բավական փոքր է՝ զինամթերք արտադրելու համար: Նման ուրան կարող է օգտագործվել ատոմային ռումբ պատրաստելու համար, ինչպես նաև որպես ջերմամիջուկային ռումբի ապահովիչ։

Ի՞նչ աղետներ են կապված ուրանի օգտագործման հետ:Ճեղքվող տարրերի միջուկներում կուտակված էներգիան հսկայական է։ Եթե ​​վերահսկողությունից դուրս է գալիս վերահսկողությունից կամ միտումնավոր կերպով, այս էներգիան կարող է շատ դժվարություններ առաջացնել: Երկու ամենասարսափելի միջուկային աղետները տեղի ունեցան 1945 թվականի օգոստոսի 6-ին և 8-ին, երբ ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերը ատոմային ռումբեր նետեցին Հիրոսիմայի և Նագասակիի վրա, ինչի հետևանքով հարյուր հազարավոր խաղաղ բնակիչներ սպանվեցին և վիրավորվեցին: Ավելի փոքրածավալ աղետները կապված են ատոմակայաններում և միջուկային ցիկլի ձեռնարկություններում տեղի ունեցած վթարների հետ: Առաջին խոշոր վթարը տեղի է ունեցել 1949 թվականին ԽՍՀՄ-ում Չելյաբինսկի մոտ գտնվող «Մայակ» գործարանում, որտեղ արտադրվում էր պլուտոնիում; Հեղուկ ռադիոակտիվ թափոնները հայտնվել են Թեչա գետում։ 1957 թվականի սեպտեմբերին դրա վրա պայթյուն է տեղի ունեցել, որի արդյունքում մեծ քանակությամբ ռադիոակտիվ նյութ է արձակվել։ Տասնմեկ օր անց Windscale-ում պլուտոնիումի արտադրության բրիտանական ռեակտորը այրվեց, և պայթյունի արտադրանքով ամպը ցրվեց Արևմտյան Եվրոպայում: 1979 թվականին Փենսիլվանիայի Three Mail Island ատոմակայանում այրվել է ռեակտորը։ Առավել տարածված հետևանքներն են եղել Չեռնոբիլի ատոմակայանում (1986թ.) և Ֆուկուսիմայի ատոմակայանում (2011թ.) տեղի ունեցած վթարները, երբ միլիոնավոր մարդիկ ենթարկվել են ճառագայթահարման։ Առաջինը աղբով լցվեց հսկայական տարածքներ՝ Եվրոպայով մեկ տարածված պայթյունի հետևանքով արտանետելով 8 տոննա ուրանի վառելիք և քայքայվող արտադրանք: Երկրորդը աղտոտված և վթարից երեք տարի անց շարունակում է աղտոտել Խաղաղ օվկիանոսը ձկնորսական տարածքներում: Այս վթարների հետեւանքների վերացումը շատ ծախսատար էր, եւ եթե այդ ծախսերը բաժանվեին էլեկտրաէներգիայի արժեքի, այն զգալիորեն կբարձրանար։

Առանձին խնդիր է մարդու առողջության վրա ունեցած հետեւանքները։ Պաշտոնական վիճակագրության համաձայն՝ ռմբակոծությունից փրկված կամ աղտոտված տարածքներում ապրող շատ մարդիկ օգտվում էին ճառագայթումից. առաջիններն ունեն ավելի բարձր կյանքի տեւողություն, երկրորդները՝ ավելի քիչ քաղցկեղով, իսկ փորձագետները մահացության որոշակի աճը կապում են սոցիալական սթրեսի հետ: Հենց դժբախտ պատահարների հետևանքներից կամ դրանց լուծարման հետևանքով մահացածների թիվը հասնում է հարյուրավոր մարդկանց։ Ատոմակայանների հակառակորդները նշում են, որ վթարները հանգեցրել են մի քանի միլիոն վաղաժամ մահվան եվրոպական մայրցամաքում, սակայն դրանք պարզապես անտեսանելի են վիճակագրական համատեքստում։

Վթարային գոտիներում մարդկանց օգտագործման հողերը հանելը հետաքրքիր արդյունքի է բերում. դրանք դառնում են մի տեսակ բնական արգելոցներ, որտեղ աճում է կենսաբազմազանությունը: Ճիշտ է, որոշ կենդանիներ տառապում են ճառագայթման հետ կապված հիվանդություններից։ Հարցը, թե որքան արագ նրանք կհարմարվեն ավելացված ֆոնին, մնում է բաց։ Կարծիք կա նաև, որ խրոնիկական ճառագայթման հետևանքը «հիմարների ընտրությունն է» (տե՛ս «Քիմիա և կյանք», 2010 թ., թիվ 5). նույնիսկ սաղմնային փուլում ավելի պարզունակ օրգանիզմներ են գոյատևում։ Մասնավորապես, մարդկանց հետ կապված դա պետք է հանգեցնի վթարից անմիջապես հետո աղտոտված տարածքներում ծնված սերնդի մտավոր կարողությունների նվազմանը։

Ի՞նչ է սպառված ուրանը:Սա ուրան-238-ն է, որը մնացել է նրանից ուրան-235-ի առանձնացումից հետո։ Զենքի համար նախատեսված ուրանի և վառելիքի տարրերի արտադրությունից թափոնների ծավալները մեծ են. միայն ԱՄՆ-ում կուտակվել է 600 հազար տոննա նման ուրանի հեքսաֆտորիդ (դրա հետ կապված խնդիրների համար տե՛ս Քիմիա և կյանք, 2008, թիվ 5): . Դրանում ուրանի 235-ի պարունակությունը կազմում է 0,2%։ Այս թափոնները կամ պետք է պահվեն մինչև ավելի լավ ժամանակներ, երբ կստեղծվեն արագ նեյտրոնային ռեակտորներ և հնարավոր կլինի ուրանի 238-ը վերամշակել պլուտոնիումի, կամ ինչ-որ կերպ օգտագործել:

Նրանք գտան դրա կիրառությունը: Ուրանը, ինչպես մյուս անցումային տարրերը, օգտագործվում է որպես կատալիզատոր։ Օրինակ, հոդվածի հեղինակները ք ACS Nano 2014 թվականի հունիսի 30-ով նրանք գրում են, որ ուրանի կամ թորիումից պատրաստված կատալիզատորը գրաֆենով թթվածնի և ջրածնի պերօքսիդի նվազեցման համար «ունի էներգետիկ ոլորտում օգտագործման հսկայական ներուժ»։ Քանի որ ուրանն ունի բարձր խտություն, այն ծառայում է որպես բալաստ նավերի համար և հակակշիռ՝ ինքնաթիռների համար։ Այս մետաղը հարմար է նաև ճառագայթային պաշտպանության համար ճառագայթային աղբյուրներ ունեցող բժշկական սարքերում:

Ի՞նչ զենք կարելի է պատրաստել սպառված ուրանից:Փամփուշտներ և միջուկներ զրահապատ արկերի համար: Այստեղ հաշվարկը հետևյալն է. Որքան ծանր է արկը, այնքան բարձր է նրա կինետիկ էներգիան։ Բայց որքան մեծ է արկը, այնքան ավելի քիչ է կենտրոնացված նրա ազդեցությունը։ Սա նշանակում է, որ անհրաժեշտ են բարձր խտությամբ ծանր մետաղներ։ Փամփուշտները պատրաստված են կապարից (Ուրալի որսորդները ժամանակին օգտագործում էին նաև հայրենի պլատին, մինչև հասկացան, որ դա թանկարժեք մետաղ է), մինչդեռ պատյանների միջուկները պատրաստված են վոլֆրամի համաձուլվածքից։ Բնապահպանները նշում են, որ կապարը աղտոտում է հողը ռազմական գործողությունների կամ որսի վայրերում, և ավելի լավ է այն փոխարինել ավելի քիչ վնասակար բանով, օրինակ՝ վոլֆրամով։ Բայց վոլֆրամը էժան չէ, և ուրանը, խտությամբ նման, վնասակար թափոն է։ Միևնույն ժամանակ, հողի և ջրի թույլատրելի աղտոտվածությունը ուրանով մոտավորապես երկու անգամ ավելի բարձր է, քան կապարինը։ Դա տեղի է ունենում այն ​​պատճառով, որ սպառված ուրանի թույլ ռադիոակտիվությունը (և այն նաև 40%-ով ավելի քիչ է, քան բնական ուրանը) անտեսվում է և հաշվի է առնվում իսկապես վտանգավոր քիմիական գործոնը. ուրանը, ինչպես հիշում ենք, թունավոր է: Միևնույն ժամանակ, նրա խտությունը 1,7 անգամ մեծ է կապարիից, ինչը նշանակում է, որ ուրանի փամփուշտների չափը կարող է կրճատվել կիսով չափ; Ուրանը շատ ավելի հրակայուն է և կարծր, քան կապարը. այն ավելի քիչ է գոլորշիանում, երբ կրակում է, և երբ հարվածում է թիրախին, այն արտադրում է ավելի քիչ միկրոմասնիկներ: Ընդհանուր առմամբ, ուրանի փամփուշտը ավելի քիչ աղտոտող է, քան կապարից, թեև ուրանի նման օգտագործումը հաստատապես հայտնի չէ:

Բայց հայտնի է, որ հյուծված ուրանից պատրաստված թիթեղները օգտագործվում են ամերիկյան տանկերի զրահը ամրացնելու համար (դրան նպաստում է նրա բարձր խտությունը և հալման կետը), ինչպես նաև միջուկներում վոլֆրամի համաձուլվածքի փոխարեն՝ զրահապատ արկերի համար։ Ուրանի միջուկը նույնպես լավ է, քանի որ ուրանը պիրոֆորիկ է. նրա տաք մանր մասնիկները, որոնք ձևավորվել են զրահի հարվածից հետո, բռնկվում են և հրկիզվում շուրջբոլորը: Երկու հավելվածներն էլ համարվում են ճառագայթային անվտանգ: Այսպիսով, հաշվարկը ցույց է տվել, որ նույնիսկ ուրանի զինամթերքով բեռնված ուրանի զրահով տանկի մեջ մեկ տարի նստելուց հետո անձնակազմը կստանար թույլատրելի չափաբաժնի միայն քառորդ մասը։ Իսկ տարեկան թույլատրելի չափաբաժինը ստանալու համար անհրաժեշտ է 250 ժամով նման զինամթերքը պտտել մաշկի մակերեսին։

Ուրանի միջուկներով արկերը՝ 30 մմ ավիացիոն թնդանոթների կամ հրետանային ենթատրամաչափի համար, օգտագործվել են ամերիկացիների կողմից վերջին պատերազմներում՝ սկսած 1991 թվականի իրաքյան արշավից։ Այդ տարի նրանք Քուվեյթի իրաքյան զրահատանկային ստորաբաժանումների վրա անձրև տեղացին և նրանց նահանջի ժամանակ 300 տոննա սպառված ուրան, որից 250 տոննան կամ 780 հազար կրակոց արձակվեց ավիացիոն հրացաններից։ Բոսնիա և Հերցեգովինայում չճանաչված Սերպսկայի Հանրապետության բանակի ռմբակոծության ժամանակ ծախսվել է 2,75 տոննա ուրան, իսկ հարավսլավական բանակի գնդակոծման ժամանակ Կոսովոյի և Մետոհիայի շրջանում՝ 8,5 տոննա կամ 31 հազար արկ։ Քանի որ ԱՀԿ-ն մինչ այդ մտահոգված էր ուրանի կիրառման հետևանքներով, մոնիտորինգ իրականացվեց։ Նա ցույց տվեց, որ մեկ սալվոն բաղկացած է մոտավորապես 300 արկերից, որոնց 80%-ը պարունակում է սպառված ուրան: 10%-ը հարվածել է թիրախներին, իսկ 82%-ն ընկել է դրանցից 100 մետր հեռավորության վրա։ Մնացածը ցրվել է 1,85 կմ հեռավորության վրա։ Տանկին խոցած արկը այրվել է և վերածվել աերոզոլի, ուրանի պարկուճը զրահափոխադրիչների նման թափանցել է թեթև թիրախների միջով: Այսպիսով, Իրաքում առավելագույնը մեկուկես տոննա արկերը կարող են վերածվել ուրանի փոշու։ Ամերիկյան RAND Corporation ռազմավարական հետազոտությունների կենտրոնի փորձագետների կարծիքով, օգտագործված ուրանի ավելի շատ՝ 10-ից 35%-ը, վերածվել է աերոզոլի։ Խորվաթ հակաուրանի զինամթերքի ակտիվիստ Ասաֆ Դուրակովիչը, ով աշխատել է տարբեր կազմակերպություններում՝ Ռիադի Քինգ Ֆեյսալ հիվանդանոցից մինչև Վաշինգտոնի ուրանի բժշկական հետազոտությունների կենտրոն, գնահատում է, որ միայն հարավային Իրաքում 1991 թվականին 3-6 տոննա ուրանի ենթամիկրոնային մասնիկներ են ձևավորվել: որոնք ցրված են եղել լայն տարածքում, այսինքն՝ այնտեղ ուրանի աղտոտվածությունը համեմատելի է Չեռնոբիլի հետ։

Ուրանը այնքան էլ բնորոշ ակտինիդ չէ, հայտնի են նրա հինգ վալենտային վիճակները՝ 2+-ից մինչև 6+: Ուրանի որոշ միացություններ ունեն բնորոշ գույն։ Այսպիսով, եռավալենտ ուրանի լուծույթները կարմիր են, քառավալենտ ուրանը կանաչ է, իսկ վեցավալենտ ուրանը՝ գոյություն ունի ուրանի իոնի տեսքով (UO 2) 2+ - լուծույթները գունավորում է դեղին... Այն, որ վեցավալենտ ուրանը միացություններ է առաջացնում բազմաթիվ օրգանականներով։ բարդացնող նյութեր, պարզվեց, որ շատ կարևոր է թիվ 92 տարրի արդյունահանման տեխնոլոգիայի համար։

Հատկանշական է, որ ուրանի իոնների արտաքին էլեկտրոնային թաղանթը միշտ ամբողջությամբ լցված է. Վալենտային էլեկտրոնները գտնվում են նախորդ էլեկտրոնային շերտում՝ 5f ենթաշերտում։ Եթե ​​ուրանը համեմատենք այլ տարրերի հետ, ապա ակնհայտ է, որ պլուտոնիումն ամենից շատ նման է նրան։ Նրանց հիմնական տարբերությունը ուրանի մեծ իոնային շառավիղն է։ Բացի այդ, պլուտոնիումը առավել կայուն է քառավալենտ վիճակում, իսկ ուրանը՝ վեցավալենտ վիճակում։ Սա նպաստում է դրանց տարանջատմանը, ինչը շատ կարևոր է՝ միջուկային վառելիքը՝ պլուտոնիում-239-ը ստացվում է բացառապես ուրանից, բալաստը՝ ուրանի էներգետիկ տեսանկյունից՝ ուրան-238։ Պլուտոնիումը ձևավորվում է ուրանի զանգվածում, և դրանք պետք է առանձնացվեն:

Այնուամենայնիվ, նախ պետք է ստանալ ուրանի հենց այս զանգվածը՝ անցնելով երկար տեխնոլոգիական շղթայով՝ սկսած հանքաքարից։ Սովորաբար բազմաբաղադրիչ, ուրանով աղքատ հանքաքար:

Ծանր տարրի թեթև իզոտոպ

Երբ խոսում էինք թիվ 92 տարրը ստանալու մասին, միտումնավոր բաց թողեցինք մեկ կարևոր փուլ. Ինչպես գիտեք, ոչ ամբողջ ուրանը կարող է աջակցել միջուկային շղթայական ռեակցիային: Ուրան-238-ը, որը կազմում է իզոտոպների բնական խառնուրդի 99,28%-ը, ունակ չէ դրան։ Դրա պատճառով ուրան-238-ը փոխակերպվում է պլուտոնիումի, և ուրանի իզոտոպների բնական խառնուրդը փորձում է առանձնացնել կամ հարստացնել ուրան-235 իզոտոպով, որն ընդունակ է տրոհել ջերմային նեյտրոնները:

Ուրանի 235-ի և ուրան-238-ի տարանջատման բազմաթիվ մեթոդներ են մշակվել։ Առավել հաճախ օգտագործվում է գազի դիֆուզիայի մեթոդը: Դրա էությունն այն է, որ եթե երկու գազերի խառնուրդն անցնի ծակոտկեն միջնորմով, ապա լույսն ավելի արագ կանցնի։ Դեռ 1913 թվականին Ֆ.Ասթոնն այս կերպ մասնակիորեն առանձնացրել է նեոնային իզոտոպները։

Նորմալ պայմաններում ուրանի միացությունների մեծ մասը պինդ է և գազային վիճակի կարող է վերածվել միայն շատ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում, երբ իզոտոպների տարանջատման որևէ նուրբ գործընթացի մասին խոսք լինել չի կարող: Այնուամենայնիվ, ուրանի անգույն միացությունը ֆտորով, UF 6 հեքսաֆտորիդը, վեհանում է արդեն 56,5 ° C (մթնոլորտային ճնշման դեպքում): UF 6-ը ուրանի ամենացնդող միացությունն է և լավագույնս հարմար է նրա իզոտոպները գազային դիֆուզիայի միջոցով առանձնացնելու համար:

Ուրանի հեքսաֆտորիդը բնութագրվում է բարձր քիմիական ակտիվությամբ։ Խողովակների, պոմպերի, բեռնարկղերի կոռոզիա, մեխանիզմների քսման հետ փոխազդեցություն - դժվարությունների փոքր, բայց տպավորիչ ցուցակ, որը պետք է հաղթահարեր դիֆուզիոն բույսերի ստեղծողները: Մենք էլ ավելի լուրջ դժվարությունների հանդիպեցինք։

Ուրանի հեքսաֆտորիդը, որը ստացվում է ուրանի իզոտոպների բնական խառնուրդի ֆտորացման արդյունքում, «դիֆուզիոն» տեսանկյունից կարելի է համարել շատ նման մոլեկուլային զանգվածներով երկու գազերի խառնուրդ՝ 349 (235+19*6) և 352 (238): +19*6): Առավելագույն տեսական տարանջատման գործակիցը մեկ դիֆուզիոն փուլում գազերի համար, որոնք այդքան աննշան տարբերվում են մոլեկուլային քաշով, ընդամենը 1,0043 է: Իրական պայմաններում այս արժեքն էլ ավելի քիչ է։ Պարզվում է, որ ուրանի-235-ի կոնցենտրացիան 0,72-ից 99% հնարավոր է բարձրացնել միայն մի քանի հազար դիֆուզիոն քայլերի օգնությամբ։ Հետևաբար, ուրանի իզոտոպների տարանջատման կայանները զբաղեցնում են մի քանի տասնյակ հեկտար տարածք։ Գործարանների տարանջատման կասկադներում ծակոտկեն միջնապատերի տարածքը մոտավորապես նույն չափի է:

Համառոտ ուրանի այլ իզոտոպների մասին

Բնական ուրան, բացի ուրան-235-ից և ուրան-238-ից, ներառում է ուրան-234-ը: Այս հազվագյուտ իզոտոպի առատությունն արտահայտվում է որպես տասնորդական կետից հետո չորս զրո ունեցող թիվ։ Շատ ավելի մատչելի արհեստական ​​իզոտոպը ուրան-233-ն է: Այն ստացվում է միջուկային ռեակտորի նեյտրոնային հոսքում թորիումի ճառագայթման միջոցով.

232 90 Th + 10n → 233 90 Th -β-→ 233 91 Pa -β-→ 233 92 U
Միջուկային ֆիզիկայի բոլոր կանոնների համաձայն՝ ուրան-233-ը, որպես կենտ իզոտոպ, բաժանվում է ջերմային նեյտրոններով։ Եվ ամենակարևորը, ուրան-233-ով ռեակտորներում միջուկային վառելիքի ընդլայնված վերարտադրություն կարող է (և տեղի է ունենում): Սովորական ջերմային նեյտրոնային ռեակտորում: Հաշվարկները ցույց են տալիս, որ երբ մեկ կիլոգրամ ուրան-233 այրվում է թորիումի ռեակտորում, դրա մեջ պետք է կուտակվի 1,1 կգ նոր ուրան-233: Հրաշք, և վերջ: Մեկ կիլոգրամ վառելիք ենք այրել, բայց վառելիքի քանակությունը չի նվազել։

Սակայն նման հրաշքներ հնարավոր են միայն միջուկային վառելիքով։

Ուրան-թորիում ցիկլը ջերմային նեյտրոնային ռեակտորներում ուրան-պլուտոնիում ցիկլի հիմնական մրցակիցն է արագ նեյտրոնային ռեակտորներում միջուկային վառելիքի վերարտադրության համար... Փաստորեն, միայն դրա պատճառով թիվ 90 տարրը՝ թորիումը, դասակարգվել է որպես ռազմավարական նյութ.

Ուրանի այլ արհեստական ​​իզոտոպները էական դեր չեն խաղում։ Հարկ է միայն նշել ուրան-239-ը՝ ուրան-238 պլուտոնիում-239-ի փոխակերպումների շղթայի առաջին իզոտոպը։ Նրա կիսատ կյանքը ընդամենը 23 րոպե է։

240-ից ավելի զանգվածային թվով ուրանի իզոտոպները ժամանակ չունեն ձևավորվելու ժամանակակից ռեակտորներում։ Ուրանի 240-ի կյանքը չափազանց կարճ է, և այն քայքայվում է, քանի դեռ ժամանակ չի ունենում նեյտրոն բռնելու համար:

Ջերմամիջուկային պայթյունի գերհզոր նեյտրոնային հոսքերում ուրանի միջուկը կարողանում է վայրկյանի միլիոներորդականում բռնել մինչև 19 նեյտրոն։ Այս դեպքում ծնվում են 239-ից մինչև 257 զանգվածային թվերով ուրանի իզոտոպներ, որոնց գոյությունը պարզվել է ջերմամիջուկային պայթյունի արգասիքներում հեռավոր տրանսուրանի տարրերի՝ ուրանի ծանր իզոտոպների ժառանգների հայտնվելուց: «Սեռի հիմնադիրներն» իրենք չափազանց անկայուն են բետա քայքայման համար և անցնում են ավելի բարձր տարրերի միջուկային ռեակցիաների արտադրանքները պայթյունի արդյունքում խառնված ժայռից շատ առաջ:

Ժամանակակից ջերմային ռեակտորներն այրում են ուրան-235: Արդեն գոյություն ունեցող արագ նեյտրոնային ռեակտորներում արձակվում է ընդհանուր իզոտոպի՝ ուրան-238-ի միջուկների էներգիան, և եթե էներգիան իսկական հարստություն է, ապա ուրանի միջուկները մոտ ապագայում օգուտ կբերեն մարդկությանը. N° 92 տարրի էներգիան դառնալ մեր գոյության հիմքը:

Կենսականորեն կարևոր է ապահովել, որ ուրանը և նրա ածանցյալները այրվեն միայն խաղաղ էլեկտրակայանների միջուկային ռեակտորներում, այրվեն դանդաղ, առանց ծխի և բոցի։

ՈՒՐԱՆԻ ՄԵԿ ԱՂԲՅՈՒՐ. Մեր օրերում այն ​​դարձել է ծովի ջուր։ Արդեն գործում են փորձնական-արդյունաբերական կայանքները ջրից ուրանի արդյունահանման համար՝ օգտագործելով հատուկ սորբենտներ՝ տիտանի օքսիդ կամ որոշակի ռեակտիվներով մշակված ակրիլ մանրաթել:

ՈՎ ՈՐՔԱՆ. 80-ականների սկզբին ուրանի արտադրությունը կապիտալիստական ​​երկրներում կազմում էր տարեկան մոտ 50000 գ (U3O-ների առումով)։ Այս գումարի մոտ մեկ երրորդը տրամադրվել է ԱՄՆ արդյունաբերության կողմից։ Երկրորդ տեղում Կանադան է, որին հաջորդում է Հարավային Աֆրիկան։ Նիգոր, Գաբոն, Նամիբիա: Եվրոպական երկրներից Ֆրանսիան արտադրում է ամենաշատ ուրանն ու դրա միացությունները, սակայն նրա մասնաբաժինը գրեթե յոթ անգամ պակաս էր, քան ԱՄՆ-ը։

ՈՉ ԱՎԱՆԴԱԿԱՆ ԿԱՊԵՐ. Թեև առանց հիմքերի չէ, որ ուրանի և պլուտոնիումի քիմիան ավելի լավ է ուսումնասիրված, քան ավանդական տարրերի, օրինակ՝ երկաթի քիմիան, քիմիկոսները դեռևս ուրանի նոր միացություններ են հայտնաբերում: Այսպիսով, 1977 թվականին լույս է տեսել «Ռադիոքիմիա» ամսագիրը, հատոր XIX, հ. 6-ը հաղորդում է երկու նոր ուրանիլ միացությունների մասին: Նրանց բաղադրությունը MU02(S04)2-SH20 է, որտեղ M-ը երկվալենտ մանգանի կամ կոբալտի իոն է։ Ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափությունները ցույց են տվել, որ նոր միացությունները կրկնակի աղեր են, և ոչ թե երկու նմանատիպ աղերի խառնուրդ։

Միջուկային տեխնոլոգիաները հիմնականում հիմնված են ռադիոքիմիական մեթոդների կիրառման վրա, որոնք իրենց հերթին հիմնված են ռադիոակտիվ տարրերի միջուկային ֆիզիկական, ֆիզիկական, քիմիական և թունավոր հատկությունների վրա:

Այս գլխում մենք կսահմանափակվենք հիմնական տրոհվող իզոտոպների՝ ուրանի և պլուտոնիումի հատկությունների համառոտ նկարագրությամբ:

Ուրան

Ուրան ( ուրան) U - ակտինիդ խմբի տարր, պարբերական համակարգի 7-0-րդ պարբերաշրջան, Z=92, ատոմային զանգված 238,029; բնության մեջ հայտնաբերված ամենածանրը:

Հայտնի է ուրանի 25 իզոտոպ, բոլորն էլ ռադիոակտիվ են։ Ամենահեշտ 217U (Tj/ 2 =26 ms), ամենածանրը՝ 2 4 2 U (7 T J / 2 =i6.8 min): Կան միջուկային 6 իզոմերներ։ Բնական ուրանը պարունակում է երեք ռադիոակտիվ իզոտոպներ՝ 2 8 և (99, 2 739%, Ti/ 2 = 4,47109 լ), 2 35 U (0,7205%, G, / 2 = 7,04-109 տարի) և 2 34 U ( 0,0056%, Ti/ 2=2,48-յուզ լ): Բնական ուրանի հատուկ ռադիոակտիվությունը 2,48104 Bq է, բաժանված գրեթե կիսով չափ 2 34 U-ի և 288 U-ի միջև; 2 35U-ն փոքր ներդրում է կատարում (բնական ուրանի մեջ 2 zi իզոտոպի հատուկ ակտիվությունը 21 անգամ պակաս է 2 3 8 U-ի ակտիվությունից): Ջերմային նեյտրոնների գրավման խաչմերուկները կազմում են 46, 98 և 2,7 գոմ համապատասխանաբար 2 zzi, 2 35U և 2 3 8 U; բաժանման բաժին 527 և 584 գոմ 2 zzi և 2 z 8 և, համապատասխանաբար; իզոտոպների բնական խառնուրդ (0,7% 235U) 4,2 գոմ.

Աղյուսակ 1. Միջուկային ֆիզիկական հատկություններ 2 h9 Ռի և 2 35Ց.

Աղյուսակ 2. Նեյտրոնների գրավում 2 35Ց եւ 2 z 8 C.

Ուրանի վեց իզոտոպներ ունակ են ինքնաբուխ տրոհման՝ 282 U, 2 zzi, 234 U, 235 U, 2 z 6 i և 2 z 8 i։ 2 33 և 2 35 U բնական իզոտոպները տրոհվում են ինչպես ջերմային, այնպես էլ արագ նեյտրոնների ազդեցության տակ, և 2 3 8 միջուկները կարող են տրոհվել միայն այն դեպքում, երբ նրանք գրավում են 1,1 ՄէՎ-ից ավելի էներգիա ունեցող նեյտրոններ։ Ավելի ցածր էներգիայով նեյտրոններ գրավելիս 288 U միջուկները սկզբում վերածվում են 2 -i9U միջուկների, որոնք այնուհետև ենթարկվում են p-քայքայման և վերածվում սկզբում 2 -"*9Np-ի, այնուհետև 2 39Pu-ի: Ջերմային գրավման արդյունավետ խաչմերուկները: 2 34U, 2 միջուկներ 35U և 2 3 8 նեյտրոններ և համապատասխանաբար հավասար են 98, 683 և 2,7 գոմի: 2 35 U-ի ամբողջական տրոհումը հանգեցնում է 2-107 կՎտժ/կգ ջերմային էներգիայի համարժեքի: Իզոտոպները2 : 35 U և 2 zzi-ն օգտագործվում են որպես միջուկային վառելիք, որոնք կարող են աջակցել տրոհման շղթայական ռեակցիային:

Միջուկային ռեակտորները արտադրում են 227-^240 զանգվածային թվերով ուրանի n արհեստական ​​իզոտոպներ, որոնցից ամենաերկարակյացը 233U է (7 V 2 =i.62 *io 5 տարի); այն ստացվում է թորիումի նեյտրոնային ճառագայթման արդյունքում։ Ջերմամիջուկային պայթյունի գերհզոր նեյտրոնային հոսքերում ծնվում են ուրանի իզոտոպներ՝ 239^257 զանգվածային թվերով։

Ուրան-232- տեխնածին նուկլիդ, ա-արտանետիչ, T x / 2=68,9 տարի, մայր իզոտոպներ 2 h 6 Pu(a), 23 2 Np(p*) and 23 2 Ra(p), դուստր նուկլիդ 228 Th. Ինտենսիվ տրոհման ինտենսիվությունը կազմում է 0,47 բաժանում/վրկ կգ։

Ուրան-232-ն առաջանում է հետևյալ քայքայման արդյունքում.

P + -նուկլիդի քայքայումը *3 a Np (Ti/ 2 =14,7 րոպե):

Միջուկային արդյունաբերության մեջ 2 3 2 U արտադրվում է որպես կողմնակի արտադրանք թորիումի վառելիքի ցիկլում տրոհվող (զենքի դասի) նուկլիդի 2 zi-ի սինթեզի ժամանակ։ Երբ 2 3 2 Th-ը ճառագայթվում է նեյտրոններով, հիմնական ռեակցիան տեղի է ունենում.

և երկքայլ կողմնակի ռեակցիա.

Թորիումից 232 U-ի արտադրությունը տեղի է ունենում միայն արագ նեյտրոնների դեպքում (Է«> 6 ՄԷՎ): Եթե ​​սկզբնական նյութը պարունակում է 2 3°TH, ապա 2 3 2 U-ի առաջացումը լրացվում է ռեակցիայով՝ 2 3°TH + u-> 2 3'TH։ Այս ռեակցիան տեղի է ունենում ջերմային նեյտրոնների օգտագործմամբ: 2 3 2 U-ի սերունդը անցանկալի է մի շարք պատճառներով: Այն ճնշվում է 2 3°TH նվազագույն կոնցենտրացիայով թորիումի օգտագործմամբ:

2 × 2-ի քայքայումը տեղի է ունենում հետևյալ ուղղություններով.

228 Th-ի քայքայումը (հավանականությունը 10%, քայքայման էներգիան 5,414 ՄէՎ):

արտանետվող ալֆա մասնիկների էներգիան 5,263 ՄԷՎ է (դեպքերի 31,6%-ում) և 5,320 ՄէՎ (դեպքերի 68,2%-ում):

• - ինքնաբուխ տրոհում (հավանականությունը ~ 12%-ից պակաս);
• - կլաստերային քայքայումը 28 մգ նուկլիդի ձևավորմամբ (5*10" 12"-ից պակաս քայքայման հավանականություն).

Կլաստերների քայքայումը նուկլիդի 2-ի առաջացմամբ

Ուրան-232-ը երկար քայքայման շղթայի հիմնադիրն է, որը ներառում է նուկլիդներ՝ կոշտ y-quanta արտանետողներ.

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

2 3 2 U-ի կուտակումն անխուսափելի է թորիումի էներգիայի ցիկլում 2 zi-ի արտադրության ժամանակ։ 2 3 2 U-ի քայքայման արդյունքում առաջացող ինտենսիվ y-ճառագայթումը խոչընդոտում է թորիումի էներգիայի զարգացմանը: Անսովորն այն է, որ հավասարաչափ 2 3 2 11 իզոտոպը նեյտրոնների ազդեցության տակ ունի բարձր տրոհման խաչմերուկ (75 գոմ ջերմային նեյտրոնների համար), ինչպես նաև բարձր նեյտրոնային գրավման խաչմերուկ՝ 73 գոմ: 2 3 2 U-ն օգտագործվում է ռադիոակտիվ հետագծման մեթոդում՝ քիմիական հետազոտություններում:

2 h 2 և հանդիսանում է երկար քայքայման շղթայի հիմնադիրը (ըստ 2 h 2 T սխեմայի), որը ներառում է կոշտ y-քվանտային նուկլիդներ արտանետողներ։ 2 3 2 U-ի կուտակումն անխուսափելի է թորիումի էներգիայի ցիկլում 2 zi-ի արտադրության ժամանակ։ 232 U-ի քայքայման արդյունքում առաջացող ինտենսիվ y-ճառագայթումը խոչընդոտում է թորիումի էներգիայի զարգացմանը։ Անսովորն այն է, որ հավասարաչափ 2 3 2 U իզոտոպը նեյտրոնների ազդեցության տակ ունի բարձր տրոհման խաչմերուկ (75 գոմ ջերմային նեյտրոնների համար), ինչպես նաև բարձր նեյտրոնային գրավման խաչմերուկ՝ 73 գոմ: 2 3 2 U հաճախ օգտագործվում է ռադիոակտիվ հետագծման մեթոդով քիմիական և ֆիզիկական հետազոտություններում:

Ուրան-233- տեխնածին ռադիոնուկլիդ, ա-արտանետիչ (էներգիա 4,824 (82,7%) և 4,783 ՄէՎ (14,9%), Tvi= 1,585105 տարի, մայր նուկլիդներ 2 37Pu(a)-? 2 33Np(p +)-> 2 ззРа(р), դուստր նուկլիդ 22 9Th. Թորիումից միջուկային ռեակտորներում ստացվում է 2 zzi՝ 2 z 2 Th-ը գրավում է նեյտրոնը և վերածվում 2 zzT-ի, որը քայքայվում է 2 zzRa-ի, իսկ հետո՝ 2 zzi-ի։ 2 zi-ի միջուկները (կենտ իզոտոպ) ունակ են ինչպես ինքնաբուխ տրոհման, այնպես էլ տրոհման՝ ցանկացած էներգիայի նեյտրոնների ազդեցության տակ, ինչը այն դարձնում է հարմար ինչպես ատոմային զենքի, այնպես էլ ռեակտորի վառելիքի արտադրության համար։ Արդյունավետ տրոհման խաչմերուկը կազմում է 533 գոմ, գրավման խաչմերուկը՝ 52 գոմ, նեյտրոնների ելքը՝ մեկ տրոհման իրադարձությանը՝ 2,54, մեկ կլանված նեյտրոնիը՝ 2,31։ 2 zzi-ի կրիտիկական զանգվածը երեք անգամ փոքր է 2 35U (-16 կգ) կրիտիկական զանգվածից։ Ինտենսիվ տրոհման ինտենսիվությունը 720 դիվիզիա/վ կգ է։

Ուրան-233-ն առաջանում է հետևյալ քայքայման արդյունքում.

- (3 + -նուկլիդի քայքայումը 2 33Np (7^=36,2 րոպե):

Արդյունաբերական մասշտաբով 2 zi-ն ստացվում է 2 32th-ից նեյտրոններով ճառագայթման միջոցով.

Երբ նեյտրոնը կլանվում է, 2 zzi միջուկը սովորաբար բաժանվում է, բայց երբեմն գրավում է նեյտրոնը՝ վերածվելով 2 34U: Չնայած 2 zzi-ն սովորաբար բաժանվում է նեյտրոնը կլանելուց հետո, այն երբեմն պահպանում է նեյտրոնը՝ վերածվելով 2 34U-ի։ 2 զիրի արտադրությունն իրականացվում է ինչպես արագ, այնպես էլ ջերմային ռեակտորներում։

Զենքի տեսանկյունից 2 ZZI համեմատելի է 2 39Pu-ի հետ. նրա ռադիոակտիվությունը կազմում է 2 39Pu-ի ակտիվության 1/7-ը: (Ti/ 2 = 159200 լիտր Puu-ի 24100 լիտրի դիմաց), 2 zi-ի կրիտիկական զանգվածը 60%-ով բարձր է ^Pu-ից (16 կգ՝ 10 կգ-ի դիմաց), իսկ ինքնաբուխ տրոհման արագությունը 20 անգամ ավելի է (bth - ընդդեմ 310 10-ի): 2 zzi-ից նեյտրոնային հոսքը երեք անգամ ավելի մեծ է, քան 2 39Pi: 2 zi-ի վրա հիմնված միջուկային լիցք ստեղծելն ավելի շատ ջանք է պահանջում, քան ^Pi-ի վրա: Հիմնական խոչընդոտը 2ZZI-ում 232 U անմաքրության առկայությունն է, որի քայքայման նախագծերի y-ճառագայթումը դժվարացնում է 2ZZI-ի հետ աշխատանքը և հեշտացնում պատրաստի զենքի հայտնաբերումը։ Բացի այդ, 2 3 2 U-ի կարճ կիսամյակը այն դարձնում է ալֆա մասնիկների ակտիվ աղբյուր: 2 zi 1% 232-ով և ունի երեք անգամ ավելի ուժեղ ա-ակտիվություն, քան զենքի դասի պլուտոնիումը և, համապատասխանաբար, ավելի մեծ ռադիոթունավորում: Այս ա-ակտիվությունը առաջացնում է նեյտրոնների ստեղծում զենքի լիցքի լույսի տարրերում։ Այս խնդիրը նվազագույնի հասցնելու համար տարրերի առկայությունը, ինչպիսիք են Be, B, F, Li, պետք է լինի նվազագույն: Նեյտրոնային ֆոնի առկայությունը չի ազդում պայթեցման համակարգերի աշխատանքի վրա, սակայն թնդանոթային սխեմաները պահանջում են բարձր մաքրություն թեթև տարրերի համար: 23 2 U-ի պարունակությունը 2-րդ կարգի զենքերում չպետք է գերազանցի 5 մաս/միլիոնը (0,0005%): Ջերմային էներգիայի ռեակտորների վառելիքում 2 3G-ի առկայությունը վնասակար չէ և նույնիսկ ցանկալի է, քանի որ այն նվազեցնում է ուրանի օգտագործման հնարավորությունը զենքի նպատակներով: Օգտագործված վառելիքի վերամշակումից և վառելիքի վերաօգտագործումից հետո 232U պարունակությունը հասնում է մոտ 1+-ի: 0,2%:

2 zi-ի քայքայումը տեղի է ունենում հետևյալ ուղղություններով.

Քայքայումը 22 9th-ում (հավանականությունը 10%, քայքայման էներգիան 4,909 ՄէՎ):

արտանետվող յահրի մասնիկների էներգիան 4,729 ՄէՎ է (դեպքերի 1,61%-ում), 4,784 ՄէՎ (դեպքերի 13,2%-ում) և 4,824 ՄէՎ (դեպքերի 84,4%-ում):

• - ինքնաբուխ բաժանում (հավանականություն
• - կլաստերային քայքայումը նուկլիդի ձևավորմամբ 28 մգ (քայքայման հավանականությունը 1,3*10_13%-ից պակաս).

Կլաստերային քայքայումը 24 Ne նուկլիդի ձևավորմամբ (քայքայման հավանականությունը 7,3-10-“%).

2 zzi-ի քայքայման շղթան պատկանում է նեպտունիումային շարքին։

2 zi-ի հատուկ ռադիոակտիվությունը 3,57-8 Bq/g է, որը համապատասխանում է պլուտոնիումի -15%-ի a-ակտիվությանը (և ռադիոթունավորությանը): Ընդամենը 1% 2 3 2 U-ն ավելացնում է ռադիոակտիվությունը մինչև 212 mCi/g:

Ուրան-234(Ուրան II, UII)բնական ուրանի մի մասը (0,0055%), 2,445105 տարի, ա-արտանետիչ (a-մասնիկների էներգիան 4,777 (72%) և

4,723 (28%) MeV), մայր ռադիոնուկլիդներ՝ 2 ժ 8 Pu(a), 234 Pa(P), 234 Np(p +),

դուստր իզոտոպը 2 z”th-ում:

Սովորաբար, 234 U-ը հավասարակշռության մեջ է 2 ժ 8 u-ի հետ, քայքայվում և ձևավորվում է նույն արագությամբ: Բնական ուրանի ռադիոակտիվության մոտավորապես կեսը բաժին է ընկնում 234 U-ին: Սովորաբար, 234U-ն ստացվում է մաքուր 2 × 8 Pu-ի հին պատրաստուկների իոնափոխանակման քրոմատագրմամբ: a-decay-ի ժամանակ *zRi-ն տալիս է 2 34U, ուստի 2 h 8 Ru-ի հին պատրաստուկները 2 34U-ի լավ աղբյուրներ են։ yuo g 238Pi պարունակում է մեկ տարի անց 776 մգ 2 34 U, 3 տարի հետո

2,2 գ 2 34 U. Բարձր հարստացված ուրանի մեջ 2 34U կոնցենտրացիան բավականին բարձր է՝ լույսի իզոտոպներով արտոնյալ հարստացման շնորհիվ։ Քանի որ 2 34u-ն ուժեղ y-արտանետիչ է, կան սահմանափակումներ դրա կոնցենտրացիայի վերաբերյալ ուրանի մեջ, որը նախատեսված է վառելիքի վերամշակման համար: 234i-ի ավելացված մակարդակները ընդունելի են ռեակտորների համար, սակայն վերամշակված օգտագործված վառելիքն արդեն պարունակում է այս իզոտոպի անթույլատրելի մակարդակ:

234i-ի քայքայումը տեղի է ունենում հետևյալ ուղղություններով.

A-քայքայումը 2 3°Т-ում (հավանականությունը 100%, քայքայման էներգիան 4,857 ՄէՎ):

արտանետվող ալֆա մասնիկների էներգիան 4,722 ՄէՎ է (դեպքերի 28,4%-ում) և 4,775 ՄէՎ (դեպքերի 71,4%-ում)։

• - ինքնաբուխ բաժանում (հավանականությունը 1,73-10-9%).
• - կլաստերային քայքայումը 28 մգ նուկլիդի առաջացմամբ (քայքայման հավանականությունը 1,4-10%, ըստ այլ տվյալների 3,9-10%).

• - կլաստերային քայքայումը նուկլիդների 2 4Ne և 26 Ne ձևավորմամբ (քայքայման հավանականությունը 9-10», 2%, ըստ այլ տվյալների 2,3-10_11%).

Միակ հայտնի իզոմերը 2 34ti է (Tx/ 2 = 33,5 մկվ):

2 34U ջերմային նեյտրոնների կլանման խաչմերուկը 100 գոմ է, իսկ տարբեր միջանկյալ նեյտրոնների վրա միջինացված ռեզոնանսային ինտեգրալը կազմում է 700 գոմ: Հետևաբար, ջերմային նեյտրոնային ռեակտորներում այն ​​վերածվում է տրոհվող 235U-ի ավելի արագ տեմպերով, քան 238U-ի շատ ավելի մեծ քանակությունը (2,7 գոմ խաչմերուկով) վերածվում է 2 39Ru-ի: Արդյունքում, օգտագործված վառելիքը պարունակում է ավելի քիչ 234U, քան թարմ վառելիքը:

Ուրան-235պատկանում է 4P+3 ընտանիքին, ունակ է առաջացնել տրոհման շղթայական ռեակցիա։ Սա առաջին իզոտոպն է, որում հայտնաբերվել է նեյտրոնների ազդեցությամբ միջուկային ստիպողական տրոհման ռեակցիա։ Կլանելով նեյտրոնը՝ 235U-ը դառնում է 2 zbi, որը բաժանվում է երկու մասի, ազատում է էներգիան և արտանետում մի քանի նեյտրոն։ Ցանկացած էներգիայի նեյտրոնների կողմից տրոհվող և ինքնաբուխ տրոհման ունակ՝ 2 35U իզոտոպը բնական ուֆանի մի մասն է (0,72%), ա-արտադրիչ (էներգիաները 4,397 (57%) և 4,367 (18%) ՄէՎ), Ti/j=7.038-8 տարեկան, մայր նուկլիդներ 2 35Pa, 2 35Np և 2 39Pu, դուստրը՝ 23th. Ինքնաբուխ տրոհման արագություն 2 3su 0.16 տրոհում/վ կգ. Երբ մեկ 2 35U միջուկը տրոհվում է, 200 MeV էներգիա = 3.210 p J ազատվում է, այսինքն. 18 TJ/mol=77 TJ/kg: Ջերմային նեյտրոնների կողմից տրոհման խաչմերուկը կազմում է 545 գոմ, իսկ արագ նեյտրոնների կողմից՝ 1,22 գոմ, նեյտրոնների ելքը՝ տրոհման ակտին՝ 2,5, ներծծվող նեյտրոնինը՝ 2,08։

Մեկնաբանություն. Դանդաղ նեյտրոնային գրավման խաչմերուկը՝ 2 sii իզոտոպը (oo գոմ) արտադրելու համար, այնպես որ նեյտրոնների դանդաղ կլանման ընդհանուր խաչմերուկը կազմում է 645 գոմ:

• - ինքնաբուխ տրոհում (հավանականությունը 7*10~9%);
• - կլաստերային քայքայումը 2 °Ne, 2 5Ne և 28 Mg նուկլիդների ձևավորմամբ (հավանականությունները, համապատասխանաբար, 8-io_10%, 8-kg 10%, 8*10",0%) են.

Բրինձ. 1.

Միակ հայտնի իզոմերը 2 35n»u է (7/ 2 = 2b րոպե):

Կոնկրետ գործունեություն 2 35C 7.77-4 Bq/g. Զենքի համար նախատեսված ուրանի կրիտիկական զանգվածը (93,5% 2 35U) ռեֆլեկտորով գնդակի համար կազմում է 15-7-23 կգ։

Fission 2 » 5U օգտագործվում է ատոմային զենքերում, էներգիայի արտադրության և կարևոր ակտինիդների սինթեզի համար։ Շղթայական ռեակցիան պահպանվում է նեյտրոնների ավելցուկով, որն առաջանում է 2 35C տրոհման ժամանակ։

Ուրան-236Երկրի վրա բնականաբար հայտնաբերված է հետքի քանակով (այն ավելի շատ է Լուսնի վրա), ա-արտանետիչ (?

Բրինձ. 2. Ռադիոակտիվ ընտանիք 4/7+2 (ներառյալ -з 8 и).

Ատոմային ռեակտորումում 2 SZ- ն ներծծում է ջերմային նեյտրոնը, որից հետո 82% հավանականություն ունեցող, եւ 18% հավանականությունով է արտանետում 2 SB եւ (100 Forsed Nucle 2 35U- ի համար) են 22 ձևավորված միջուկներ 2 3 6 U) . Փոքր քանակությամբ այն թարմ վառելիքի մի մասն է. կուտակվում է, երբ ուրանը ճառագայթվում է նեյտրոններով ռեակտորում և, հետևաբար, օգտագործվում է որպես «ազդանշանային սարք» սպառված միջուկային վառելիքի համար: 2 hb և առաջանում է որպես կողմնակի արտադրանք իզոտոպների տարանջատման ժամանակ գազի դիֆուզիայի միջոցով օգտագործված միջուկային վառելիքի վերածնման ժամանակ։ 236 U-ն էներգիայի ռեակտորում ձևավորված նեյտրոնային թույն է, որի առկայությունը միջուկային վառելիքում փոխհատուցվում է հարստացման բարձր մակարդակով 2 35 U:

2 z b և օգտագործվում է որպես օվկիանոսի ջրերի խառնման հետք:

Ուրան-237,T&= 6,75 օր, բետա և գամմա էմիտեր, կարելի է ստանալ միջուկային ռեակցիաներից.

Հայտնաբերում 287 և իրականացվել է գծերով Ey= o,ob MeV (36%), 0.114 MeV (0.06%), 0.165 MeV (2.0%), 0.208 MeV (23%)

237U-ն օգտագործվում է ռադիոհետախուզական մեթոդով քիմիական հետազոտություններում: Ատոմային զենքի փորձարկումներից ստացված հետևանքների կոնցենտրացիան (2-4°am) չափելը արժեքավոր տեղեկություններ է տալիս լիցքի տեսակի և օգտագործվող սարքավորումների մասին:

Ուրան-238- պատկանում է 4P+2 ընտանիքին, տրոհվող է բարձր էներգիայի նեյտրոններով (ավելի քան 1,1 ՄԷՎ), ունակ է ինքնաբուխ տրոհման, հիմք է հանդիսանում բնական ուրանի (99,27%), ա-արտանետիչ, 7’; /2=4>468-109 տարի, ուղղակիորեն քայքայվում է 2 34-րդի, ձևավորում է գենետիկորեն կապված մի շարք ռադիոնուկլիդներ, իսկ 18 արտադրանքից հետո վերածվում 206 Рb-ի։ Մաքուր 2 3 8 U-ն ունի 1,22-104 Bq հատուկ ռադիոակտիվություն: Կիսապայքարը շատ երկար է՝ մոտ 10 16 տարի, հետևաբար հիմնական պրոցեսի՝ ալֆա մասնիկի արտանետման հետ կապված տրոհման հավանականությունը կազմում է ընդամենը 10 դյույմ 7։ Ուրանի մեկ կիլոգրամը վայրկյանում տալիս է ընդամենը 10 ինքնաբուխ տրոհում։ և միևնույն ժամանակ ալֆա մասնիկները արձակում են 20 միլիոն միջուկ Մայր նուկլիդներ՝ 2 4 2 Pu(a), *38ra(p-) 234Th, դուստր Տ,/ 2 = 2 :i 4 Թ.

Ուրան-238-ն առաջանում է հետևյալ քայքայման արդյունքում.

2 (V0 4) 2 ] 8H 2 0. Երկրորդային միներալներից տարածված է հիդրատացված կալցիումի ուրանիլֆոսֆատ Ca(U0 2) 2 (P0 4) 2 -8H 2 0: Հանքանյութերում ուրանը հաճախ ուղեկցվում է այլ օգտակար տարրերով՝ տիտանով: , տանտալ, հազվագյուտ հողեր։ Ուստի բնական է ձգտել ուրան պարունակող հանքաքարերի համալիր վերամշակմանը։

Ուրանի հիմնական ֆիզիկական հատկությունները՝ ատոմային զանգված 238,0289 ամու։ (գ / մոլ); ատոմային շառավիղ 138 pm (1pm = 12 մ); իոնացման էներգիա (առաջին էլեկտրոն 7.11 eV; էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա -5f36d‘7s 2; օքսիդացման վիճակներ 6, 5, 4, 3; GP l = 113 2, 2 °; Տ տ,1=3818°; խտությունը 19,05; հատուկ ջերմային հզորություն 0,115 JDKmol); առաձգական ուժ 450 ՄՊա, միաձուլման ջերմություն 12,6 կՋ/մոլ, գոլորշիացման ջերմություն 417 կՋ/մոլ, տեսակարար ջերմություն 0,115 Ջ/(մոլ-Կ); մոլային ծավալը 12,5 սմ3/մոլ; բնորոշ Debye ջերմաստիճանը © D =200K, գերհաղորդիչ վիճակի անցման ջերմաստիճանը մոտ.68K.

Ուրանը ծանր, արծաթափայլ սպիտակ, փայլուն մետաղ է։ Այն պողպատից մի փոքր ավելի փափուկ է, ճկուն, ճկուն, ունի թեթև պարամագնիսական հատկություններ և փոշու տեսքով պիրոֆորիկ է: Ուրանը ունի երեք ալոտրոպ ձև՝ ալֆա (օրթորոմբ, a-U, ցանցային պարամետրեր 0=285, b= 587, c=49b pm, կայուն մինչև 667,7°), բետա (չորանկյուն, p-U, կայուն 667,7-ից մինչև 774,8°), գամմա (խորանարդ մարմնակենտրոն վանդակով, y-U, առկա է 774,8°-ից մինչև հալման կետեր, frm= ii34 0), որի դեպքում ուրանը առավել դյուրատար է և հարմար մշակման համար:

Սենյակային ջերմաստիճանում օրթորոմբային ա-փուլը կայուն է, պրիզմատիկ կառուցվածքը բաղկացած է հարթությանը զուգահեռ ալիքային ատոմային շերտերից: ABC,չափազանց ասիմետրիկ պրիզմատիկ վանդակում: Շերտերի ներսում ատոմները սերտորեն կապված են, մինչդեռ հարակից շերտերի ատոմների միջև կապերի ուժը շատ ավելի թույլ է (Նկար 4): Այս անիզոտրոպ կառուցվածքը դժվարացնում է ուրանի համաձուլումը այլ մետաղների հետ: Միայն մոլիբդենն ու նիոբիումը ուրանի հետ ստեղծում են պինդ ֆազային համաձուլվածքներ։ Այնուամենայնիվ, ուրանի մետաղը կարող է փոխազդել բազմաթիվ համաձուլվածքների հետ՝ առաջացնելով միջմետաղական միացություններ։

668^775° տիրույթում կա (3-ուրան։ Չորրանկյուն տիպի վանդակը ունի շերտավոր կառուցվածք՝ հարթությանը զուգահեռ շերտերով։ աբ 1/4С, 1/2 դիրքերում Հետև միավորի բջիջի 3/4C: 775°-ից բարձր ջերմաստիճանում առաջանում է y-ուրան՝ մարմնի կենտրոնացած խորանարդ վանդակով։ Մոլիբդենի ավելացումը թույլ է տալիս y-փուլին ներկա լինել սենյակային ջերմաստիճանում: Մոլիբդենը y-ուրանի հետ առաջացնում է պինդ լուծույթների լայն տեսականի և կայունացնում է y-փուլը սենյակային ջերմաստիճանում։ y-Ուրանը շատ ավելի փափուկ և ճկուն է, քան փխրուն a- և (3-փուլ.

Նեյտրոնային ճառագայթումը զգալի ազդեցություն ունի ուրանի ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունների վրա՝ առաջացնելով նմուշի չափի մեծացում, ձևի փոփոխություն, ինչպես նաև ուրանի բլոկների մեխանիկական հատկությունների կտրուկ վատթարացում (սողում, փխրունություն) միջուկային ռեակտորի շահագործում. Ծավալի ավելացումը պայմանավորված է ավելի ցածր խտությամբ տարրերի կեղտերի տրոհման ժամանակ ուրանի մեջ կուտակվածությամբ (թարգման. 1% ուրանը մասնատված տարրերի մեջ մեծացնում է ծավալը 3,4%-ով։

Բրինձ. 4. Ուրանի որոշ բյուրեղային կառուցվածքներ՝ ա - ա-ուրան, բ - պ-ուրան:

Մետաղական վիճակում ուրանի ստացման ամենատարածված մեթոդներն են դրանց ֆտորիդների վերացումը ալկալային կամ հողալկալիական մետաղներով կամ հալած աղերի էլեկտրոլիզը։ Ուրանը կարելի է ստանալ նաև մետաղաջերմային վերականգնմամբ՝ վոլֆրամով կամ տանտալով կարբիդներից։

Էլեկտրոններից հեշտությամբ հրաժարվելու ունակությունը որոշում է ուրանի վերականգնող հատկությունները և նրա ավելի մեծ քիմիական ակտիվությունը: Ուրանը կարող է փոխազդել գրեթե բոլոր տարրերի հետ, բացառությամբ ազնիվ գազերի, ստանալով օքսիդացման աստիճաններ +2, +3, +4, +5, +6: Լուծման մեջ հիմնական վալենտությունը 6+ է։

Օդում արագ օքսիդացող մետաղական ուրանը ծածկված է օքսիդի ծիածանագույն թաղանթով։ Նուրբ ուրանի փոշին օդում ինքնաբուխ բռնկվում է (1504-175° ջերմաստիճանում), առաջանում և;) Օվ. 1000°-ում ուրանը միանում է ազոտին՝ առաջացնելով դեղին ուրանի նիտրիդ։ Ջուրը կարող է արձագանքել մետաղի հետ՝ դանդաղ ցածր ջերմաստիճանում և արագ՝ բարձր ջերմաստիճանում: Ուրանը կատաղի կերպով արձագանքում է եռացող ջրի և գոլորշու հետ՝ արտազատելով ջրածինը, որը ուրանի հետ կազմում է հիդրիդ։

Այս ռեակցիան ավելի էներգետիկ է, քան թթվածնի մեջ ուրանի այրումը։ Ուրանի այս քիմիական ակտիվությունը ստիպում է միջուկային ռեակտորներում ուրանը պաշտպանել ջրի հետ շփումից:

Ուրանը լուծվում է աղաթթուներում, ազոտային և այլ թթուներում՝ առաջացնելով U(IV) աղեր, սակայն չի փոխազդում ալկալիների հետ։ Ուրանը տեղահանում է ջրածինը անօրգանական թթուներից և մետաղների աղի լուծույթներից, ինչպիսիք են սնդիկը, արծաթը, պղինձը, անագը, պլատինը և ոսկին: Ուժեղ ցնցման դեպքում ուրանի մետաղական մասնիկները սկսում են փայլել։

Ուրանի ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքային առանձնահատկությունները (^/-էլեկտրոնների առկայությունը) և նրա որոշ ֆիզիկաքիմիական հատկությունները հիմք են հանդիսանում ուրանը որպես ակտինիդների շարքի անդամ դասակարգելու համար։ Այնուամենայնիվ, կա քիմիական անալոգիա ուրանի և Cr-ի, Mo-ի և W-ի միջև: Ուրանը շատ ռեակտիվ է և փոխազդում է բոլոր տարրերի հետ, բացառությամբ ազնիվ գազերի: Պինդ փուլում U(VI) օրինակներն են ուրանի եռօքսիդ U0 3 և ուրանի քլորիդ U0 2 C1 2: Ուրանի տետրաքլորիդ UC1 4 և ուրանի երկօքսիդ U0 2

U (IV) օրինակներ. U(IV) պարունակող նյութերը սովորաբար անկայուն են և դառնում են վեցավալենտ, երբ երկար ժամանակ ենթարկվում են օդի:

Ուրան-թթվածնային համակարգում տեղադրված է վեց օքսիդ՝ UO, U0 2, U 4 0 9 և 3 Ov, U0 3։ Նրանք բնութագրվում են միատարրության լայն շրջանակով: U0 2-ը հիմնական օքսիդ է, մինչդեռ U0 3-ը ամֆոտերային է: U0 3 - փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով մի շարք հիդրատներ, որոնցից ամենակարևորներն են դիուրանաթթուն H 2 U 2 0 7 և ուրանի թթուն H 2 1U 4: Ալկալիների հետ U0 3-ը ձևավորում է այդ թթուների աղեր՝ ուրանատներ: Երբ U0 3-ը լուծվում է թթուներում, առաջանում են կրկնակի լիցքավորված ուրանի կատիոնի U0 2 a+ աղեր։

Ուրանի երկօքսիդը՝ U0 2, ստոյխիոմետրիկ բաղադրությամբ շագանակագույն է։ Քանի որ օքսիդում թթվածնի պարունակությունը մեծանում է, գույնը փոխվում է մուգ շագանակագույնից մինչև սև: CaF 2 տեսակի բյուրեղային կառուցվածք, Ա = 0,547 նմ; խտությունը 10,96 գ/սմ»* (ուրանի օքսիդների մեջ ամենաբարձր խտությունը): , pl =2875 0, Tk « = 3450 °, D# ° 298 = -1084,5 կՋ / մոլ: Ուրանի երկօքսիդը կիսահաղորդիչ է անցքերի հաղորդունակությամբ և ուժեղ պարամագնիսական: MPC = o.015 մգ/մ3. Ջրի մեջ չլուծվող։ -200° ջերմաստիճանում ավելացնում է թթվածինը՝ հասնելով U0 2>25 բաղադրության։

Ուրանի (IV) օքսիդը կարող է պատրաստվել հետևյալ ռեակցիաներով.

Ուրանի երկօքսիդը ցուցադրում է միայն հիմնական հատկությունները, այն համապատասխանում է U(OH) 4 հիմնական հիդրօքսիդին, որն այնուհետև վերածվում է հիդրացված հիդրօքսիդի U0 2 H 2 0: Ուրանի երկօքսիդը դանդաղորեն լուծվում է ուժեղ չօքսիդացող թթուներում՝ մթնոլորտային թթվածնի բացակայության դեպքում: III + իոնների ձևավորում.

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

Այն լուծելի է խտացված թթուներում, և լուծարման արագությունը կարող է զգալիորեն աճել՝ ավելացնելով ֆտոր իոն:

Ազոտական ​​թթվի մեջ լուծվելիս առաջանում է ուրանի իոն 1O 2 2+.

Triuran octaoxide U 3 0s (ուրանի օքսիդ) փոշի է, որի գույնը տատանվում է սևից մինչև մուգ կանաչ; երբ ուժեղ տրորվում է, այն դառնում է ձիթապտղի-կանաչ գույն: Խոշոր սև բյուրեղները ճենապակի վրա կանաչ շերտեր են թողնում: Հայտնի են U 3 0-ի երեք բյուրեղային փոփոխություններ h: a-U 3 C>8 - ռոմբիկ բյուրեղային կառուցվածք (տիեզերական խումբ C222; 0 = 0.671 նմ; 6 = 1.197 նմ; c = o.83 նմ; դ =0,839 նմ); p-U 3 0e - ռոմբիկ բյուրեղային կառուցվածք (տիեզերական խումբ Stst; 0=0,705 նմ; 6=1,172 նմ; 0=0,829 նմ. Քայքայման սկիզբը oooo° է (անցում դեպի 100 2), MPC = 0,075 մգ/մ3։

U 3 C>8 կարելի է ձեռք բերել ռեակցիայի միջոցով.

U0 2, U0 2 (N0 3) 2, U0 2 C 2 0 4 3H 2 0, U0 4 -2H 2 0 կամ (NH 4) 2 U 2 0 7 750 0 օդում կամ թթվածնի մթնոլորտում կալցինացմամբ ( p = 150+750 մմ Hg) ստացեք ստոյխիոմետրիկորեն մաքուր U 3 08:

Երբ U 3 0s-ը կալցինացվում է T>oooo°-ում, այն կրճատվում է մինչև 10 2, բայց օդում սառչելուց հետո այն վերադառնում է U 3 0s: U 3 0e-ն լուծվում է միայն խտացված ուժեղ թթուներում։ Աղաթթուներում և ծծմբական թթուներում առաջանում է U(IV) և U(VI) խառնուրդ, իսկ ազոտական ​​թթուում՝ ուրանիլնիտրատ։ Նոսրած ծծմբային և աղաթթուները շատ թույլ են արձագանքում U 3 Os-ի հետ նույնիսկ տաքացնելիս, օքսիդացնող նյութերի ավելացումը (ազոտական ​​թթու, պիրոլուզիտ) կտրուկ մեծացնում է տարրալուծման արագությունը: Խտացված H 2 S0 4-ը լուծում է U 3 Os-ը՝ առաջացնելով U(S0 4) 2 և U0 2 S0 4: Ազոտական ​​թթուն լուծում է U 3 Oe-ն՝ առաջացնելով ուրանիլնիտրատ:

Ուրանի եռօքսիդ, U0 3 - վառ դեղին գույնի բյուրեղային կամ ամորֆ նյութ: Արձագանքում է ջրի հետ։ MPC = 0,075 մգ/մ3:

Ստացվում է ամոնիումի պոլիուրանատների, ուրանի պերօքսիդի, ուրանիլօքսալատի 300-500° ջերմաստիճանում և ուրանինիտրատ հեքսահիդրատի կալցինացման միջոցով։ Սա արտադրում է ամորֆ կառուցվածքի նարնջագույն փոշի՝ խտությամբ

6.8 գ/սմ. IU 3-ի բյուրեղային ձևը կարելի է ստանալ U 3 0 8-ի օքսիդացումով 450°h-750° ջերմաստիճանում թթվածնի հոսքում: Կան U0 3-ի վեց բյուրեղային փոփոխություններ (a, (3, y> §> ?, n) - U0 3-ը հիգրոսկոպիկ է և խոնավ օդում վերածվում է ուրանի հիդրօքսիդի: Նրա տաքացումը 520°-^6oo°-ում տալիս է բաղադրության միացություն: 1U 2>9, հետագա տաքացումը մինչև 6oo° թույլ է տալիս ստանալ U 3 Os:

Ջրածինը, ամոնիակը, ածխածինը, ալկալիները և հողալկալիական մետաղները նվազեցնում են U0 3-ը մինչև U0 2: HF և NH 3 գազերի խառնուրդն անցնելիս առաջանում է UF 4։ Ավելի բարձր վալենտության դեպքում ուրանը ցուցադրում է ամֆոտերային հատկություններ: U0 3 թթուների կամ դրա հիդրատների ազդեցության դեպքում առաջանում են ուրանի աղեր (U0 2 2+)՝ գունավոր դեղնականաչավուն.

Ուրանի աղերի մեծ մասը շատ լուծելի է ջրում։

Ալկալիների հետ միաձուլվելիս U0 3-ը ձևավորում է ուրանաթթվի աղեր՝ MDKH ուրանատներ.

Ալկալային լուծույթներով ուրանի եռօքսիդը ձևավորում է պոլիուրանաթթուների աղեր՝ պոլիուրանատներ DHM 2 0y1U 3 pH^O.

Ուրանի թթվի աղերը գործնականում չեն լուծվում ջրում։

U(VI)-ի թթվային հատկությունները ավելի քիչ են արտահայտված, քան հիմնականները։

Սենյակային ջերմաստիճանում ուրանը փոխազդում է ֆտորի հետ։ Ավելի բարձր հալոգենիդների կայունությունը ֆտորիդներից նվազում է յոդիդների: UF 3, U4F17, U2F9 և UF 4 ֆտորիդները չցնդող են, իսկ UFe-ն ցնդող է։ Ամենակարևոր ֆտորիդներն են UF 4 և UFe:

Ftppippiyanir okgilya t"yanya ppptrkart ըստ պրակտիկայի.

Հեղուկացված մահճակալում ռեակցիան իրականացվում է հետևյալ հավասարման համաձայն.

Հնարավոր է օգտագործել ֆտորացնող նյութեր՝ BrF 3, CC1 3 F (Freon-11) կամ CC1 2 F 2 (Freon-12):

Ուրանի ֆտորիդը (1U) UF 4 («կանաչ աղ») կապտականաչավունից զմրուխտ գույնի փոշի է։ G 11L = yuz6 °; Гк,«,.=-1730°։ DN° 29 8= 1856 կՋ/մոլ. Բյուրեղային կառուցվածքը մոնոկլինիկ է (sp. gp. C2/s; 0=1.273 nm; 5=1.075 nm; 0=0.843 nm; դ= 6,7 նմ; p=12b°20"; խտությունը 6,72 գ/սմ3: UF 4-ը կայուն, ոչ ակտիվ, ոչ ցնդող միացություն է, վատ լուծվող ջրում: UF 4-ի համար լավագույն լուծիչը գոլորշիացող պերքլորաթթուն է HC10 4: Լուծվում է օքսիդացող թթուներում և առաջանում է: ուրանի աղ, արագ լուծվում է Al(N0 3) 3 կամ AlCl 3 տաք լուծույթում, ինչպես նաև H 2 S0 4, HC10 4 կամ HC1 բորաթթվի լուծույթում: Օրինակ՝ Fe3+, Al3+ կամ բորաթթուն նույնպես նպաստում են UF 4-ի տարրալուծմանը։ Այլ մետաղների ֆտորիդների հետ այն ձևավորում է մի շարք վատ լուծվող կրկնակի աղեր (MeUFe, Me 2 UF6, Me 3 UF 7 և այլն)։ NH 4 UF 5-ը արդյունաբերական նշանակություն ունի։

U(IV) ֆտորը պատրաստման միջանկյալ արտադրանք է

ինչպես UF6, այնպես էլ ուրանի մետաղ:

UF 4-ը կարելի է ստանալ հետևյալ ռեակցիաներով.

կամ ուրանի ֆտորիդի էլեկտրոլիտիկ վերականգնմամբ:

Ուրանի հեքսաֆտորիդ UFe - սենյակային ջերմաստիճանում, փղոսկրի գույնի բյուրեղներ՝ բեկման բարձր ինդեքսով։ Խտություն

5,09 գ/սմց, հեղուկ UFe-ի խտությունը՝ 3,63 գ/սմց։ Ցնդող միացություն. Tvoag = 5^>5°> Gil=b4,5° (ճնշման տակ): Հագեցած գոլորշիների ճնշումը մթնոլորտ է հասնում 560°-ում։ Էնթալպիա ձևավորման AH° 29 8 = -211b կՋ/մոլ. Բյուրեղային կառուցվածքը օրթորոմբիկ է (տիեզերական խումբ. Rpt; 0=0,999 նմ; fe= 0,8962 նմ; c=o.5207 նմ; դ 5,060 նմ (25 0): MPC - 0,015 մգ/մ3: Պինդ վիճակից UF6-ը կարող է սուբլիմացվել (սուբլիմացիա) վերածվել գազի՝ շրջանցելով հեղուկ փուլը ճնշումների լայն շրջանակում։ Սուբլիմացիայի ջերմությունը 50 0 50 կՋ/մգ: Մոլեկուլը չունի դիպոլային մոմենտ, ուստի UF6-ը չի ասոցացվում: UFr գոլորշին իդեալական գազ է:

Այն ստացվում է իր U միացության վրա ֆտորի ազդեցությամբ.

Բացի գազաֆազային ռեակցիաներից, լինում են նաև հեղուկ փուլային ռեակցիաներ

արտադրելով UF6՝ օգտագործելով հալոֆտորիդներ, օրինակ

Առանց ֆտորի օգտագործման UF6 ստանալու միջոց կա՝ UF 4-ի օքսիդացումով.

UFe-ն չի արձագանքում չոր օդի, թթվածնի, ազոտի և C0 2-ի հետ, սակայն ջրի հետ շփվելիս, նույնիսկ դրա հետքերով, այն ենթարկվում է հիդրոլիզի.

Այն փոխազդում է մետաղների մեծ մասի հետ՝ ձևավորելով դրանց ֆտորիդները, ինչը բարդացնում է դրա պահպանման մեթոդները։ UF6-ի հետ աշխատելու համար հարմար անոթային նյութերն են՝ տաքացնելիս Ni, Monel և Pt, ցուրտին՝ նաև տեֆլոն, բացարձակ չոր քվարց և ապակի, պղինձ և ալյումին։ 25-0°C ջերմաստիճանում առաջացնում է բարդ միացություններ ալկալային մետաղների ֆտորիդներով և 3NaFUFr>, 3KF2UF6 տիպի արծաթով։

Այն լավ լուծվում է տարբեր օրգանական հեղուկների, անօրգանական թթուների և բոլոր հալոֆտորիդների մեջ։ Իներտ չորանալու համար 0 2, N 2, C0 2, C1 2, Br 2: UFr-ը բնութագրվում է վերականգնողական ռեակցիաներով մաքուր մետաղների մեծ մասի հետ: UF6-ն ակտիվորեն արձագանքում է ածխաջրածինների և այլ օրգանական նյութերի հետ, ուստի UFe-ով փակ տարաները կարող են պայթել: UF6-ը 25 -r100° միջակայքում կազմում է բարդ աղեր ալկալիների և այլ մետաղների ֆտորիդների հետ։ Այս հատկությունը օգտագործվում է UF-ի ընտրովի արդյունահանման տեխնոլոգիայում

Ուրանի հիդրիդները UH 2 և UH 3 միջանկյալ դիրք են զբաղեցնում աղի նման հիդրիդների և մետաղի մեջ ջրածնի պինդ լուծույթների տեսակի հիդրիդների միջև:

Երբ ուրանը փոխազդում է ազոտի հետ, առաջանում են նիտրիդներ։ U-N համակարգում հայտնի է չորս փուլ՝ UN (ուրանի նիտրիդ), a-U 2 N 3 (սեսկվինիտրիդ), p-U 2 N 3: եւ ՄԱԿ-ի Եթե90. Հնարավոր չէ հասնել ՄԱԿ 2 (դինիտրիդ) կազմին։ Ուրանի մոնոնիտրիդի ՄԱԿ-ի սինթեզները հուսալի և լավ վերահսկվող են, որոնք լավագույնս իրականացվում են անմիջապես տարրերից: Ուրանի նիտրիդները փոշոտ նյութեր են, որոնց գույնը տատանվում է մուգ մոխրագույնից մինչև մոխրագույն; նման է մետաղի. ՄԱԿ-ն ունի խորանարդ դեմքի կենտրոնացված բյուրեղային կառուցվածք, ինչպիսին է NaCl-ը (0 = 4,8892 Ա); (/=14.324, 7^=2855°, կայուն վակուումում մինչև 1700 0: Այն պատրաստվում է U կամ U հիդրիդը N 2-ի հետ փոխազդելու միջոցով. կամ NH 3, ավելի բարձր U նիտրիդների տարրալուծում 1300°-ում կամ դրանց վերականգնումը ուրանի մետաղով։ U 2 N 3-ը հայտնի է երկու պոլիմորֆ մոդիֆիկացիաներով՝ խորանարդ a և վեցանկյուն p (0 = 0,3688 նմ, 6 = 0,5839 նմ), արձակում է N 2 վակուումում 8oo°-ից բարձր: Այն ստացվում է UN 2-ը ջրածնով կրճատելով։ UN2 դինիտրիդը սինթեզվում է U-ի հետ N2-ի հետ փոխազդելու միջոցով N2 բարձր ճնշման տակ: Ուրանի նիտրիդները հեշտությամբ լուծվում են թթուների և ալկալիների լուծույթներում, սակայն քայքայվում են հալած ալկալիների կողմից։

Ուրանի նիտրիդը ստացվում է ուրանի օքսիդի երկաստիճան կարբոջերմային վերականգնմամբ.

Տաքացում արգոնում 7M450 0-ում 10*20 ժամ

Ուրանի նիտրիդը, որը մոտ է դինիտրիդին՝ UN 2-ին, կարելի է ձեռք բերել UF 4-ը բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման տակ ամոնիակի ազդեցության տակ ենթարկելով:

Ուրանի դինիտրիդը քայքայվում է, երբ տաքանում է.

Ուրանի նիտրիդը, հարստացված 2 35 U-ում, ունի ավելի բարձր տրոհման խտություն, ջերմային հաղորդունակություն և հալման կետ, քան ուրանի օքսիդները՝ ժամանակակից ուժային ռեակտորների ավանդական վառելիքը: Այն նաև ունի լավ մեխանիկական հատկություններ և կայունություն, որը գերազանցում է ավանդական վառելիքին: Հետևաբար, այս միացությունը համարվում է արագ նեյտրոնային ռեակտորներում (IV սերնդի միջուկային ռեակտորներ) միջուկային վառելիքի հեռանկարային հիմք:

Մեկնաբանություն. Շատ օգտակար է ՄԱԿ-ը հարստացնել «5N»-ով, քանի որ .4 N-ը ձգտում է գրավել նեյտրոնները՝ առաջացնելով 14 C ռադիոակտիվ իզոտոպը (n,p) ռեակցիայի միջոցով։

Ուրանի կարբիդ UC 2 (?-փուլ) բաց մոխրագույն բյուրեղային նյութ է՝ մետաղական փայլով։ U-C համակարգում (ուրանի կարբիդներ) կան UC 2 (?-փուլ), UC 2 (b 2-փուլ), U 2 C 3 (e-փուլ), UC (b 2-փուլ) - ուրանի կարբիդներ: Ուրանի երկկարբիդ UC 2 կարելի է ստանալ հետևյալ ռեակցիաներով.

U + 2C^UC 2 (54v)

Ուրանի կարբիդներն օգտագործվում են որպես միջուկային ռեակտորների վառելիք, դրանք խոստումնալից են որպես տիեզերական հրթիռային շարժիչների վառելիք:

Ուրանի նիտրատ, ուրանի նիտրատ, U0 2 (N0 3) 2 -6H 2 0. Այս աղում մետաղի դերը խաղում է ուրանիլ 2+ կատիոնը։ Դեղին բյուրեղներ՝ կանաչավուն երանգով, հեշտությամբ լուծվող ջրում։ Ջրային լուծույթը թթվային է։ Լուծվում է էթանոլում, ացետոնում և եթերում, անլուծելի է բենզոլում, տոլուոլում և քլորոֆորմում։ Տաքացնելիս բյուրեղները հալչում են և ազատում HN0 3 և H 2 0: Բյուրեղային հիդրատը հեշտությամբ գոլորշիացվում է օդում: Հատկանշական ռեակցիան այն է, որ NH 3-ի ազդեցության տակ առաջանում է ամոնիումային ուրանի դեղին նստվածք:

Ուրանը ընդունակ է առաջացնել մետաղ-օրգանական միացություններ։ Օրինակներ են U(C 5 H 5) 4 բաղադրության ցիկլոպենտադիենիլային ածանցյալները և դրանց հալոգենով փոխարինված u(C 5 H 5) 3 G կամ u(C 5 H 5) 2 G 2:

Ջրային լուծույթներում ուրանը առավել կայուն է U(VI) օքսիդացման վիճակում U0 2 2+ ուրանի իոնի տեսքով։ Ավելի փոքր չափով այն բնութագրվում է U(IV) վիճակով, բայց այն կարող է առաջանալ նույնիսկ U(III) ձևով։ U(V)-ի օքսիդացման վիճակը կարող է գոյություն ունենալ որպես IO2+ իոն, սակայն այս վիճակը հազվադեպ է նկատվում՝ անհամաչափության և հիդրոլիզի հակման պատճառով:

Չեզոք և թթվային լուծույթներում U(VI) գոյություն ունի U0 2 2+-ի տեսքով՝ դեղին ուրանիլ իոն։ Լավ լուծվող ուրանի աղերը ներառում են նիտրատ U0 2 (N0 3) 2, սուլֆատ U0 2 S0 4, քլորիդ U0 2 C1 2, ֆտոր U0 2 F 2, ացետատ U0 2 (CH 3 C00) 2: Այս աղերը լուծույթներից ազատվում են բյուրեղային հիդրատների տեսքով՝ տարբեր քանակությամբ ջրի մոլեկուլներով։ Թեթևակի լուծվող ուրանի աղերն են՝ օքսալատ U0 2 C 2 0 4, ֆոսֆատներ U0 2 HP0. և UO2P2O4, ամոնիումի ուրանիլֆոսֆատ UO2NH4PO4, նատրիումի ուրանիլվանադատ NaU0 2 V0 4, ֆերոցյանիդ (U0. Ուրանի իոնը բնութագրվում է բարդ միացություններ առաջացնելու հակումով։ Այսպիսով, հայտնի են -, 4- տեսակի ֆտորի իոններով կոմպլեքսներ. նիտրատային համալիրներ և 2 *; ծծմբաթթվի 2" և 4-; կարբոնատային կոմպլեքսներ 4" և 2" և այլն: Երբ ալկալիները գործում են ուրանի աղերի լուծույթների վրա, արտազատվում են Me 2 U 2 0 7 տիպի դիուրանատների քիչ լուծվող նստվածքներ (մոնուրանատներ Me 2 U0 4): լուծույթներից մեկուսացված չեն, ստացվում են ալկալիների հետ ուրանի օքսիդների միաձուլման արդյունքում։ Հայտնի են Me 2 U n 0 3 n+i պոլիուրանատներ (օրինակ՝ Na 2 U60i 9)։

U(VI)-ը թթվային լուծույթներում վերածվում է U(IV) երկաթի, ցինկի, ալյումինի, նատրիումի հիդրոսուլֆիտի և նատրիումի ամալգամի միջոցով: Լուծումները գունավորվում են կանաչ։ Ալկալիները նստվածք են ստանում դրանցից հիդրօքսիդ U0 2 (0H) 2, հիդրոֆտորաթթու՝ ֆտորիդ UF 4 -2,5H 2 0, օքսալաթթու՝ օքսալատ U(C 2 0 4) 2 -6H 2 0. U 4+ իոնը հակված է դեպի. կազմում են ավելի քիչ բարդույթներ, քան ուրանի իոնները:

Ուրանը (IV) լուծույթում U 4+ իոնների տեսքով է, որոնք բարձր հիդրոլիզացված և հիդրացված են.

Թթվային լուծույթներում հիդրոլիզը ճնշված է։

Ուրանը (VI) լուծույթում առաջացնում է ուրանի օքսոկացիա - U0 2 2+ Հայտնի են բազմաթիվ ուրանիլ միացություններ, որոնց օրինակներն են՝ 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 և այլն։

Ուրանի իոնի հիդրոլիզից հետո ձևավորվում են մի շարք բազմամիջուկային համալիրներ.

Հետագա հիդրոլիզով հայտնվում են U 3 0s(0H) 2, ապա U 3 0 8 (0H) 4 2:

Ուրանի որակական հայտնաբերման համար օգտագործվում են քիմիական, լյումինեսցենտային, ռադիոմետրիկ և սպեկտրային անալիզների մեթոդներ։ Քիմիական մեթոդները հիմնականում հիմնված են գունավոր միացությունների առաջացման վրա (օրինակ՝ միացության կարմիր-շագանակագույն գույնը ֆերոցյանիդով, դեղինը՝ ջրածնի պերօքսիդով, կապույտը՝ արսենազո ռեագենտով)։ Լյումինեսցենտ մեթոդը հիմնված է ուրանի բազմաթիվ միացությունների ունակության վրա՝ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ազդեցության դեպքում դեղնավուն-կանաչավուն փայլ առաջացնելու համար:

Ուրանի քանակական որոշումն իրականացվում է տարբեր մեթոդներով։ Դրանցից ամենակարևորներն են՝ ծավալային մեթոդները, որոնք բաղկացած են U(VI)-ի U(IV)-ի վերածումից, որին հաջորդում է տիտրացումը օքսիդացնող նյութերի լուծույթներով. ծանրաչափական մեթոդներ - ուրանատների, պերօքսիդի, U(IV) կոֆերանատների, հիդրօքսիկինոլատի, օքսալատի նստեցում և այլն: որին հաջորդում է դրանց կալցինացումը oooo°-ում և U 3 0s քաշով; Նիտրատային լուծույթում բևեռագրական մեթոդները հնարավորություն են տալիս որոշել 10*7-գ10-9 գ ուրան; բազմաթիվ գունաչափական մեթոդներ (օրինակ՝ H 2 0 2-ով ալկալային միջավայրում, արսենազո ռեագենտով՝ EDTA-ի առկայությամբ, դիբենզոիլմեթանով, թիոցիանատային համալիրի տեսքով և այլն); Լյումինեսցենտ մեթոդ, որը հնարավորություն է տալիս որոշել, թե երբ է միաձուլվել NaF-ի հետ Յու 11գ ուրան.

235U պատկանում է ճառագայթային վտանգի A խմբին, նվազագույն նշանակալի ակտիվությունը MZA = 3,7-10 4 Bq, 2 3 8 և - D խմբին, MZA = 3,7-6 Bq (300 գ):

Հոդվածի բովանդակությունը

ՈՒՐԱՆ, U (ուրան), ակտինիդների ընտանիքի մետաղական քիմիական տարր, որը ներառում է Ac, Th, Pa, U և տրանսուրանի տարրեր (Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr)։ Ուրանը մեծ նշանակություն է ձեռք բերել միջուկային զենքի և միջուկային էներգիայի մեջ դրա օգտագործման շնորհիվ: Ուրանի օքսիդներն օգտագործվում են նաև ապակու և կերամիկայի ներկման համար։

Բնության մեջ լինելը.

Երկրակեղևում ուրանի պարունակությունը կազմում է 0,003%, և այն գտնվում է երկրի մակերեսային շերտում՝ չորս տեսակի հանքավայրերի տեսքով։ Նախ, դրանք ուրանիտի երակներ են, կամ ուրանի երկօքսիդ (ուրանի երկօքսիդ UO 2), շատ հարուստ ուրանով, բայց հազվադեպ: Դրանք ուղեկցվում են ռադիումի նստվածքներով, քանի որ ռադիումը ուրանի իզոտոպային քայքայման անմիջական արդյունք է։ Նման երակներ կան Զաիրում, Կանադայում (Մեծ Արջի լիճ), Չեխիայում և Ֆրանսիայում։ Ուրանի երկրորդ աղբյուրը թորիումի և ուրանի հանքաքարերի կոնգլոմերատներն են այլ կարևոր օգտակար հանածոների հանքաքարերի հետ միասին։ Կոնգլոմերատները սովորաբար պարունակում են բավարար քանակությամբ ոսկի և արծաթ, որը պետք է վերականգնվի, ընդ որում ուրանը և թորիումը կապված տարրեր են: Այդ հանքաքարերի խոշոր հանքավայրերը գտնվում են Կանադայում, Հարավային Աֆրիկայում, Ռուսաստանում և Ավստրալիայում: Ուրանի երրորդ աղբյուրը նստվածքային ապարներն ու ավազաքարերն են, որոնք հարուստ են կարնոտիտով (կալիումի ուրանիլվանադատ) հանքանյութով, որը, բացի ուրանից, պարունակում է զգալի քանակությամբ վանադիում և այլ տարրեր։ Նման հանքաքարեր հանդիպում են ԱՄՆ-ի արևմտյան նահանգներում։ Երկաթի-ուրանի թերթաքարերը և ֆոսֆատի հանքաքարերը նստվածքի չորրորդ աղբյուրն են: Հարուստ հանքավայրեր են հայտնաբերվել Շվեդիայի թերթաքարերում։ Մարոկկոյի և ԱՄՆ-ի որոշ ֆոսֆատ հանքաքարեր պարունակում են զգալի քանակությամբ ուրան, իսկ Անգոլայում և Կենտրոնական Աֆրիկյան Հանրապետությունում ֆոսֆատի հանքավայրերն էլ ավելի հարուստ են ուրանով: Լիգնիտների մեծ մասը և որոշ ածուխներ սովորաբար պարունակում են ուրանի կեղտեր: Հյուսիսային և Հարավային Դակոտայում (ԱՄՆ) հայտնաբերվել են ուրանով հարուստ լիգնիտի հանքավայրեր, իսկ Իսպանիայում և Չեխիայում՝ բիտումային ածուխներ։

Բացում.

Ուրանը հայտնաբերվել է 1789 թվականին գերմանացի քիմիկոս Մ.Կլապրոտի կողմից, ով տարերքն անվանել է 8 տարի առաջ Ուրան մոլորակի հայտնաբերման պատվին։ (Կլապրոտն իր ժամանակի առաջատար քիմիկոսն էր. նա նաև հայտնաբերեց այլ տարրեր, այդ թվում՝ Ce, Ti և Zr:) Փաստորեն, ստացված Կլապրոտը տարրական ուրան չէր, այլ դրա օքսիդացված ձևը, և ​​տարրական ուրան սկզբում ստացվեց ֆրանսիացի քիմիկոս E. .Peligo-ն 1841 թվականին Հայտնաբերման պահից մինչև 20-րդ դար. ուրանը չուներ այն նշանակությունը, որն ունի այսօր, չնայած որոշված ​​էին նրա ֆիզիկական հատկություններից շատերը, ինչպես նաև ատոմային զանգվածն ու խտությունը։ 1896 թվականին Ա. Բեքերելը հաստատեց, որ ուրանի աղերն ունեն ճառագայթում, որը լուսավորում է լուսանկարչական ափսեը մթության մեջ: Այս հայտնագործությունը ակտիվացրեց քիմիկոսներին ռադիոակտիվության ոլորտում հետազոտություններ իրականացնելու համար, և 1898 թվականին ֆրանսիացի ֆիզիկոսներ Պ. Կյուրին և Մ. Սկլոդովսկա-Կյուրին մեկուսացրեցին ռադիոակտիվ տարրերի պոլոնիումի և ռադիումի աղերը, իսկ Է. Ռադերֆորդը, Ֆ. Սոդին, Կ. Ֆայանսը: և այլ գիտնականներ մշակեցին ռադիոակտիվ քայքայման տեսությունը, որը դրեց ժամանակակից միջուկային քիմիայի և միջուկային էներգիայի հիմքերը։

Ուրանի առաջին օգտագործումը.

Թեև հայտնի էր ուրանի աղերի ռադիոակտիվությունը, սակայն այս դարի առաջին երրորդում դրա հանքաքարերը օգտագործվում էին միայն ուղեկցող ռադիում ստանալու համար, իսկ ուրանը համարվում էր անցանկալի կողմնակի արտադրանք: Դրա օգտագործումը կենտրոնացած էր հիմնականում կերամիկական տեխնոլոգիայի և մետաղագործության մեջ. Ուրանի օքսիդները լայնորեն օգտագործվում էին ապակին ներկելու համար գունատ դեղինից մինչև մուգ կանաչ գույներով, ինչը նպաստեց ապակու էժան արտադրության զարգացմանը: Այսօր այս արդյունաբերության արտադրանքը բացահայտվում է որպես լյումինեսցենտ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների տակ: Առաջին համաշխարհային պատերազմի ժամանակ և դրանից կարճ ժամանակ անց ուրան կարբիդի տեսքով օգտագործվել է գործիքների պողպատների արտադրության մեջ, որոնք նման են Mo և W-ին; 4–8% ուրանը փոխարինում էր վոլֆրամին, որի արտադրությունն այն ժամանակ սահմանափակ էր։ 1914–1926 թվականներին գործիքների պողպատներ ստանալու համար տարեկան արտադրվում էր մինչև 30% (զանգվածային) U պարունակող մի քանի տոննա ֆերուրան, սակայն ուրանի այս օգտագործումը երկար տևեց։

Ուրանի ժամանակակից օգտագործումը.

Ուրանի արդյունաբերությունը սկսեց ձևավորվել 1939 թվականին, երբ իրականացվեց ուրանի 235 U իզոտոպի տրոհումը, ինչը հանգեցրեց 1942 թվականի դեկտեմբերին ուրանի տրոհման վերահսկվող շղթայական ռեակցիաների տեխնիկական իրականացմանը։ Սա ատոմի դարաշրջանի ծնունդն էր։ , երբ ուրանը աննշան տարրից վերածվեց կյանքի հասարակության ամենակարեւոր տարրերից մեկի։ Ատոմային ռումբի արտադրության համար ուրանի ռազմական նշանակությունը և միջուկային ռեակտորներում որպես վառելիք օգտագործելը հանգեցրեց նրան, որ ուրանի պահանջարկը աստղաբաշխականորեն մեծացավ: Հետաքրքիր է ուրանի պահանջարկի աճի ժամանակագրությունը՝ հիմնված Մեծ Արջ լճի (Կանադա) նստվածքների պատմության վրա։ 1930 թվականին այս լճում հայտնաբերվեց խեժի խառնուրդ՝ ուրանի օքսիդների խառնուրդ, իսկ 1932 թվականին այս տարածքում հաստատվեց ռադիումի մաքրման տեխնոլոգիա։ Յուրաքանչյուր տոննա հանքաքարից (խեժային խառնուրդ) ստացվել է 1 գ ռադիում և մոտ կես տոննա ենթամթերք՝ ուրանի խտանյութ։ Այնուամենայնիվ, ռադիումը քիչ էր, և դրա արդյունահանումը դադարեցվեց: 1940-1942 թվականներին վերականգնումը վերսկսվեց, և ուրանի հանքաքարը սկսեց առաքվել Միացյալ Նահանգներ։ 1949 թվականին ուրանի նմանատիպ մաքրումը, որոշ բարելավումներով, օգտագործվեց մաքուր UO 2 արտադրելու համար: Այս արտադրությունն աճել է և այժմ հանդիսանում է ուրանի արտադրության ամենամեծ օբյեկտներից մեկը:

Հատկություններ.

Ուրանը բնության մեջ հայտնաբերված ամենածանր տարրերից մեկն է: Մաքուր մետաղը շատ խիտ է, ճկուն, էլեկտրադրական ցածր էլեկտրական հաղորդունակությամբ և բարձր ռեակտիվ:

Ուրանը ունի երեք ալոտրոպ մոդիֆիկացիա. ա-ուրանը (օրթորոմբիկ բյուրեղյա վանդակ), գոյություն ունի սենյակային ջերմաստիճանից մինչև 668 ° C միջակայքում; բ-ուրանի (չեռանկյուն տիպի բարդ բյուրեղյա վանդակ), կայուն 668–774°C միջակայքում; է-ուրանի (մարմնի կենտրոնացված խորանարդ բյուրեղային ցանց), կայուն է 774°C-ից մինչև հալման կետը (1132°C): Քանի որ ուրանի բոլոր իզոտոպները անկայուն են, նրա բոլոր միացությունները ռադիոակտիվություն են ցուցաբերում:

Ուրանի իզոտոպներ

238 U, 235 U, 234 U հանդիպում են բնության մեջ՝ 99,3:0,7:0,0058 հարաբերակցությամբ, իսկ 236 U հանդիպում է հետքի քանակով։ Ուրանի մյուս բոլոր իզոտոպները՝ 226 U-ից մինչև 242 U, ստացվում են արհեստական ​​ճանապարհով։ Հատկապես կարևոր է 235 U իզոտոպը։ Դանդաղ (ջերմային) նեյտրոնների ազդեցությամբ այն բաժանվում է՝ ազատելով հսկայական էներգիա։ 235 U-ի ամբողջական տրոհման արդյունքում առաջանում է «ջերմային էներգիայի համարժեք» 2H 10 7 կՎտժ ժ/կգ: 235 U-ի տրոհումը կարող է օգտագործվել ոչ միայն մեծ քանակությամբ էներգիա արտադրելու, այլև այլ կարևոր ակտինիդային տարրերի սինթեզման համար։ Բնական իզոտոպային ուրանը կարող է օգտագործվել միջուկային ռեակտորներում՝ 235 U-ի տրոհման արդյունքում առաջացած նեյտրոններ արտադրելու համար, մինչդեռ շղթայական ռեակցիայի համար չպահանջվող ավելցուկային նեյտրոնները կարող են գրավվել մեկ այլ բնական իզոտոպի միջոցով, ինչը հանգեցնում է պլուտոնիումի արտադրությանը.

Երբ 238 U-ը ռմբակոծվում է արագ նեյտրոններով, տեղի են ունենում հետևյալ ռեակցիաները.

Համաձայն այս սխեմայի, ամենատարածված 238 U իզոտոպը կարող է վերածվել պլուտոնիում-239-ի, որը, ինչպես 235 U-ն, նույնպես ընդունակ է տրոհվել դանդաղ նեյտրոնների ազդեցության տակ։

Ներկայումս մեծ քանակությամբ ուրանի արհեստական ​​իզոտոպներ են ձեռք բերվել։ Դրանցից 233 U-ը հատկապես նշանավոր է, քանի որ այն նաև տրոհվում է դանդաղ նեյտրոնների հետ փոխազդեցության ժամանակ։

Ուրանի որոշ այլ արհեստական ​​իզոտոպներ հաճախ օգտագործվում են որպես ռադիոակտիվ հետագծեր քիմիական և ֆիզիկական հետազոտություններում. սա առաջին հերթին բ- արտանետիչ 237 U և ա- արտանետիչ 232 U.

Միացումներ.

Ուրանը բարձր ռեակտիվ մետաղ է, ունի օքսիդացման աստիճաններ +3-ից +6, ակտիվության շարքում մոտ է բերիլիումին, փոխազդում է բոլոր ոչ մետաղների հետ և ձևավորում է միջմետաղական միացություններ Al, Be, Bi, Co, Cu, Fe, Hg-ի հետ։ , Mg, Ni, Pb, Sn և Zn: Մանր մանրացված ուրանը հատկապես ռեակտիվ է և 500 ° C-ից բարձր ջերմաստիճանում հաճախ մտնում է ուրանի հիդրիդին բնորոշ ռեակցիաների մեջ: Միանվագ ուրանը կամ ափսեները վառ այրվում են 700–1000°C ջերմաստիճանում, իսկ ուրանի գոլորշին այրվում է արդեն 150–250°C ջերմաստիճանում, ուրանը փոխազդում է HF-ի հետ 200–400°C ջերմաստիճանում՝ առաջացնելով UF 4 և H 2: Ուրանը դանդաղորեն լուծվում է խտացված HF կամ H 2 SO 4 և 85% H 3 PO 4 նույնիսկ 90 ° C ջերմաստիճանում, բայց հեշտությամբ արձագանքում է կոն. HCl և ավելի քիչ ակտիվ HBr-ի կամ HI-ի հետ: Ուրանի ամենաակտիվ և արագ ռեակցիաները նոսր և խտացված HNO 3-ի հետ տեղի են ունենում ուրանի նիտրատի ձևավորմամբ ( տես ներքեւում) HCl-ի առկայության դեպքում ուրանը արագ լուծվում է օրգանական թթուներում՝ առաջացնելով օրգանական U4+ աղեր։ Կախված օքսիդացման աստիճանից, ուրանը ձևավորում է մի քանի տեսակի աղեր (դրանցից ամենակարևորները U 4+-ով են, որոնցից մեկը UCl 4-ը հեշտությամբ օքսիդացող կանաչ աղ է); UO 2 (NO 3) 2 ուրանի աղերը (արմատական ​​UO 2 2+) տիպի UO 2 (NO 3) 2 ունեն դեղին գույն և ֆլյուորեսցիկ կանաչ: Ուրանի աղերը ձևավորվում են ամֆոտերային օքսիդ UO 3 (դեղին գույն) թթվային միջավայրում լուծելով։ Ալկալային միջավայրում UO 3-ը ձևավորում է ուրանատներ, ինչպիսիք են Na 2 UO 4 կամ Na 2 U 2 O 7: Վերջին միացությունը («դեղին ուրանիլ») օգտագործվում է ճենապակե ջնարակների արտադրության և լյումինեսցենտային ապակիների արտադրության համար։

Ուրանի հալոգենիդները լայնորեն ուսումնասիրվել են 1940–1950 թվականներին, քանի որ դրանք օգտագործվել են ատոմային ռումբի կամ միջուկային ռեակտորի համար ուրանի իզոտոպների առանձնացման մեթոդներ մշակելու համար։ Ուրանի տրիֆտորիդ UF 3 ստացվել է UF 4-ի ջրածնով վերականգնմամբ, իսկ ուրանի տետրաֆտորիդ UF 4-ը ստացվում է տարբեր ձևերով HF-ի ռեակցիաների միջոցով օքսիդների հետ, ինչպիսիք են UO 3 կամ U 3 O 8 կամ ուրանի միացությունների էլեկտրոլիտիկ վերականգնում: Ուրանի հեքսաֆտորիդ UF 6-ը ստացվում է U կամ UF 4-ի ֆտորացման միջոցով տարրական ֆտորով կամ UF 4-ի վրա թթվածնի ազդեցությամբ: Հեքսաֆտորիդը 64 ° C (1137 մմ Hg) բարձր բեկման ինդեքսով ձևավորում է թափանցիկ բյուրեղներ; միացությունը ցնդող է (նորմալ ճնշման տակ այն բարձրանում է 56,54 ° C ջերմաստիճանում): Ուրանի օքսոհալիդները, օրինակ՝ օքսոֆտորիդները, ունեն UO 2 F 2 (ուրանի ֆտորիդ), UOF 2 (ուրանի օքսիդ դիֆտորիդ) բաղադրությունը։

Իսկ Սատուրնը), նախևառաջ, աչքի է ընկնում Արեգակի շուրջ իր անսովոր շարժմամբ, այն է՝ ի տարբերություն բոլոր մյուս մոլորակների, Ուրանը պտտվում է «հետընթաց»: Ինչ է դա նշանակում? Եվ փաստն այն է, որ եթե մյուս մոլորակները, այդ թվում՝ մեր Երկիրը, նման են շարժվող պտտվող գագաթների (ոլորման պատճառով տեղի է ունենում ցերեկային և գիշերվա փոփոխություն), ապա Ուրանը նման է գլորվող գնդակի, և արդյունքում՝ օրվա փոփոխություն/ գիշերը, ինչպես նաև այս մոլորակների եղանակները զգալիորեն տարբերվում են:

Ով հայտնաբերեց Ուրանը

Բայց այս անսովոր մոլորակի մասին մեր պատմությունը սկսենք նրա հայտնաբերման պատմությունից: Ուրան մոլորակը հայտնաբերել է անգլիացի աստղագետ Ուիլյամ Հերշելը 1781 թվականին։ Հետաքրքիր է, որ դիտելով նրա անսովոր շարժումը՝ աստղագետը սկզբում շփոթեց այն և միայն մի քանի տարվա դիտարկումներից հետո ստացավ մոլորակի կարգավիճակ: Հերշելը ցանկանում էր այն անվանել «Գեորգի աստղ», բայց գիտական ​​հանրությունը նախընտրեց Յոհան Բոդեի առաջարկած անունը՝ Ուրան՝ ի պատիվ հնագույն աստծու Ուրանի, որը երկնքի անձնավորումն է:

Հին դիցաբանության մեջ Ուրան աստվածը աստվածներից ամենահինն է, ամեն ինչի և բոլորի ստեղծողը (ներառյալ մյուս աստվածները), ինչպես նաև գերագույն աստծո Զևսի (Յուպիտեր) պապը:

Ուրան մոլորակի առանձնահատկությունները

Ուրանը 14,5 անգամ ավելի ծանր է, քան մեր Երկիրը: Այնուամենայնիվ, այն հսկա մոլորակների մեջ ամենաթեթև մոլորակն է, քանի որ նրա հարևան մոլորակը, թեև չափերով ավելի փոքր է, բայց ունի ավելի մեծ զանգված, քան Ուրանը։ Այս մոլորակի հարաբերական թեթևությունը պայմանավորված է նրա կազմով, որի զգալի մասը սառույցն է, իսկ Ուրանի սառույցը ամենատարբերն է՝ կա ամոնիակ, ջուր, մեթանային սառույց։ Ուրանի խտությունը 1,27 գ/սմ3 է։

Ուրանի ջերմաստիճանը

Որքա՞ն է ջերմաստիճանը Ուրանի վրա: Արեգակից իր հեռավորության պատճառով այն, իհարկե, շատ ցուրտ է, և այստեղ կարևորը ոչ միայն նրա հեռավորությունն է, այլ նաև այն, որ Ուրանի ներքին ջերմությունը մի քանի անգամ ավելի քիչ է, քան մյուս մոլորակները: Մոլորակի ջերմային հոսքը չափազանց փոքր է, ավելի քիչ, քան Երկրինը: Արդյունքում, Արեգակնային համակարգի ամենացածր ջերմաստիճաններից մեկը գրանցվել է Ուրանի վրա՝ 224 C, ինչը նույնիսկ ավելի ցածր է, քան Նեպտունի ջերմաստիճանը, որը գտնվում է Արեգակից էլ ավելի հեռու:

Կա՞ կյանք Ուրանի վրա

Վերոնշյալ պարբերությունում նկարագրված ջերմաստիճանում ակնհայտ է, որ Ուրանի վրա կյանքի ծագումը հնարավոր չէ:

Ուրանի մթնոլորտը

Ինչպիսի՞ն է մթնոլորտը Ուրանի վրա: Այս մոլորակի մթնոլորտը բաժանված է շերտերի, որոնք որոշվում են ըստ ջերմաստիճանի և մակերեսի։ Մթնոլորտի արտաքին շերտը սկսվում է մոլորակի սովորական մակերևույթից 300 կմ հեռավորության վրա և կոչվում է մթնոլորտային պսակ, սա մթնոլորտի ամենացուրտ հատվածն է։ Մակերեւույթին ավելի մոտ են գտնվում ստրատոսֆերան և տրոպոսֆերան: Վերջինս մոլորակի մթնոլորտի ամենացածր և խիտ մասն է։ Ուրանի տրոպոսֆերան բարդ կառուցվածք ունի. այն բաղկացած է ջրային ամպերից, ամոնիակային ամպերից և մեթանի ամպերից՝ խառնված իրար խառնված քաոսային ձևով։

Ուրանի մթնոլորտի կազմը տարբերվում է այլ մոլորակների մթնոլորտից՝ հելիումի և մոլեկուլային հելիումի բարձր պարունակության պատճառով։ Բացի այդ, Ուրանի մթնոլորտի մեծ մասը պատկանում է մեթանին՝ քիմիական միացություն, որը կազմում է այնտեղի մթնոլորտի բոլոր մոլեկուլների 2,3%-ը:

Ուրան մոլորակի լուսանկարը

Ուրանի մակերեսը

Ուրանի մակերեսը բաղկացած է երեք շերտերից՝ քարքարոտ միջուկ, սառցե թիկնոց և ջրածնի ու հելիումի արտաքին թաղանթ, որոնք գտնվում են գազային վիճակում։ Հարկ է նաև նշել մեկ այլ կարևոր տարր, որը Ուրանի մակերևույթի մաս է կազմում՝ մեթանային սառույցը, որը ստեղծում է այն, ինչ կոչվում է մոլորակի նշանավոր կապույտ գույն:

Գիտնականները նաև օգտագործել են սպեկտրոսկոպիա՝ մթնոլորտի վերին շերտերում ածխածնի օքսիդը և ածխաթթու գազը հայտնաբերելու համար:

Այո, Ուրանը նույնպես օղակներ ունի (ինչպես մյուս հսկա մոլորակները), թեև ոչ այնքան մեծ ու գեղեցիկ, որքան իր գործընկերոջը: Ընդհակառակը, Ուրանի օղակները մռայլ են և գրեթե անտեսանելի, քանի որ դրանք բաղկացած են շատ մութ և մանր մասնիկներից, որոնց տրամագիծը տատանվում է միկրոմետրից մինչև մի քանի մետր: Հետաքրքիր է, որ Ուրանի օղակները հայտնաբերվել են ավելի վաղ, քան այլ մոլորակների օղակները, բացառությամբ Սատուրնի, նույնիսկ մոլորակի հայտնաբերողը Վ. Հերշելը պնդում էր, որ ինքը տեսել է օղակներ Ուրանի վրա, բայց հետո նրան չեն հավատացել, քանի որ աստղադիտակները այդ ժամանակը բավարար ուժ չուներ, որպեսզի մյուս աստղագետները հաստատեին այն, ինչ տեսել էր Հերշելը: Միայն երկու դար անց՝ 1977 թվականին, ամերիկացի աստղագետներ Ջեյմսոն Էլիոթը, Դուգլաս Մինկոմը և Էդվարդ Դանհեմը, օգտագործելով Կայպերի աստղադիտարանը, կարողացան սեփական աչքերով դիտարկել Ուրանի օղակները։ Ընդ որում, դա պատահաբար է տեղի ունեցել, քանի որ գիտնականները պարզապես պատրաստվում էին դիտարկել մոլորակի մթնոլորտը և, առանց ակնկալելու, հայտնաբերեցին օղակների առկայությունը։

Ներկայումս հայտնի է Ուրանի 13 օղակ, որոնցից ամենապայծառը էպսիլոնի օղակն է։ Այս մոլորակի օղակները համեմատաբար երիտասարդ են, դրանք ձևավորվել են նրա ծնվելուց հետո: Վարկած կա, որ Ուրանի օղակները ձևավորվել են մոլորակի ինչ-որ ոչնչացված արբանյակի մնացորդներից։

Ուրանի արբանյակներ

Ինչ վերաբերում է լուսիններին, ապա, ըստ Ձեզ, քանի՞ արբանյակ ունի Ուրանը: Եվ նա ունի նրանցից 27-ը (գոնե այս պահին հայտնիները): Ամենամեծերն են՝ Միրանդան, Արիելը, Ումբրիելը, Օբերոնը և Տիտանիան։ Ուրանի բոլոր արբանյակները քարի և սառույցի խառնուրդ են, բացառությամբ Միրանդայի, որն ամբողջությամբ պատրաստված է սառույցից։

Ահա թե ինչպիսի տեսք ունեն Ուրանի արբանյակները՝ համեմատած բուն մոլորակի հետ։

Շատ արբանյակներ չունեն մթնոլորտ, իսկ որոշները շարժվում են մոլորակի օղակների ներսում, որոնց միջոցով նրանց անվանում են նաև ներքին արբանյակներ, և բոլորն էլ ամուր կապ ունեն Ուրանի օղակների համակարգի հետ։ Գիտնականները կարծում են, որ շատ արբանյակներ գրավվել են Ուրանի կողմից:

Ուրանի պտույտ

Ուրանի պտույտը Արեգակի շուրջը, թերեւս, այս մոլորակի ամենահետաքրքիր առանձնահատկությունն է: Քանի որ մենք գրել ենք վերևում, Ուրանը պտտվում է այլ կերպ, քան մյուս բոլոր մոլորակները, մասնավորապես «հետադիմական», ճիշտ այնպես, ինչպես երկրի վրա գլորվող գնդակը: Դրա արդյունքում Ուրանի վրա օրվա և գիշերվա փոփոխությունը (մեր սովորական հասկացությամբ) տեղի է ունենում միայն մոլորակի հասարակածի մոտ, չնայած այն հանգամանքին, որ այն գտնվում է հորիզոնից շատ ցածր, մոտավորապես ինչպես բևեռային լայնություններում: երկրի վրա. Ինչ վերաբերում է մոլորակի բևեռներին, ապա «բևեռային օրը» և «բևեռային գիշերը» փոխարինում են միմյանց 42 երկրային տարին մեկ անգամ։

Ինչ վերաբերում է Ուրանի տարին, ապա այնտեղ մեկ տարին հավասար է մեր 84 երկրային տարիներին, այս ընթացքում է, որ մոլորակը պտտվում է Արեգակի շուրջ իր ուղեծրով:

Որքա՞ն ժամանակ է տևում դեպի Ուրան թռչելու համար:

Որքա՞ն է Երկիր-ից դեպի Ուրան չվերթի տևողությունը Եթե ​​ժամանակակից տեխնոլոգիաներով թռիչքը դեպի մեր ամենամոտ հարեւաններ՝ Վեներա և Մարս, տևում է մի քանի տարի, ապա թռիչքը դեպի այնպիսի հեռավոր մոլորակներ, ինչպիսին Ուրանն է, կարող է տևել տասնամյակներ: Մինչ օրս միայն մեկ տիեզերանավ է կատարել նման ճանապարհորդություն՝ 1977 թվականին ՆԱՍԱ-ի կողմից արձակված «Վոյաջեր 2»-ը 1986 թվականին հասել է Ուրան, ինչպես տեսնում եք, միակողմանի թռիչքը տևել է գրեթե մեկ տասնամյակ:

Նախատեսվում էր նաև Կասինիի ապարատը, որը զբաղվում էր Սատուրնի ուսումնասիրությամբ, ուղարկել Ուրան, բայց հետո որոշվեց Կասինին թողնել Սատուրնի մոտ, որտեղ այն մահացավ բոլորովին վերջերս՝ անցած 2017 թվականի սեպտեմբերին։

• Իր հայտնաբերումից երեք տարի անց Ուրան մոլորակը դարձավ երգիծական գրքույկի միջավայր: Գիտաֆանտաստիկ գրողներն իրենց գիտաֆանտաստիկ ստեղծագործություններում հաճախ նշում են այս մոլորակը։
• Գիշերային երկնքում Ուրանը կարելի է տեսնել անզեն աչքով, պարզապես պետք է իմանալ, թե ուր նայել, իսկ երկինքը պետք է կատարյալ մութ լինի (ինչը, ցավոք, ժամանակակից քաղաքներում հնարավոր չէ):
• Ուրան մոլորակի վրա ջուր կա։ Բայց Ուրանի վրա ջուրը սառած է, ինչպես սառույցը։
• Ուրան մոլորակին վստահորեն կարելի է արժանանալ Արեգակնային համակարգի «ամենացուրտ մոլորակի» դափնիներին։

Ուրան մոլորակ, տեսանյութ

Եվ վերջում հետաքրքիր տեսանյութ Ուրան մոլորակի մասին։

Այս հոդվածը հասանելի է անգլերեն - .