Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Минералы урана

Читайте также:
  1. Деление урана
  2. Извлечение урана из растворов (пульп) с применением ионного обмена
  3. Извлечение урана из растворов с применением экстракции
  4. Извлечение урана из растворов экстракцией органическими растворителями
  5. История нейтронов в бесконечной гомогенной среде из естественного урана и замедлителя.
  6. История открытия урана
  7. Легирование и литьё урана. Материалы изложниц и тиглей
  8. Международный рынок урана
  9. Минералы РЗЭ, руды и месторождения
  10. Минералы тория
  11. Нитриды урана

Изотопный состав урана

Всего известно 14 изотопов урана (с массовыми числами от 227 до 240). В естественном уране содержится три изотопа – U-238 (99,27 %, период полураспада 4,46 млрд. лет), U-235 (0,72 %, период полураспада 704 млн. лет) и U-234 (0,0057 %, период полураспада 245 тыс. лет.). Все природные изотопы урана являются альфа-излучателями.

Хотя содержание изотопа U-235 в общем постоянно, могут иметь место некоторые колебания его количества, вследствие обеднения руды из-за реакций деления, имевших место, когда концентрация U-235 была много выше, чем сегодня. Самый известный такой природный "реактор", возрастом 1.9 миллиарда лет, был обнаружен в 1972 году в шахте Окло в Габоне. Когда этот реактор действовал, в природном уране содержалось 3% U-235, столько же, сколько и в современном топливе для атомных электростанций. Наличие природных вод, выступавших в качестве замедлителя нейтронов, обусловило возможность протекания реакции деления. Теперь ядро шахты выгорело и обеднено, содержит лишь 0,44% U-235. Естественные реакторы в Окло и несколько еще, открытых поблизости, являются единственными в своем роде до сих пор. Содержание U-234 в руде очень незначительно. В отличие от U-235 и U-238, из-за своей короткой жизни все количество этого изотопа образуется вследствие распада атомов U-238:

U238 → (4.51 миллиарда лет, альфа-распад) → Th234

Th234 → (24.1 дней, бета-распад) → Pa234

Pa234 → (6.75 часов, бета-распад) → U234

Обычно U-234 существует в равновесии с U-238, распадаясь и образуясь с одинаковой скоростью. Однако распадающиеся атомы U-238 существуют некоторое время в виде тория и протактиния, поэтому могут химически или физически отделиться от руды (выщелачиваться подземными водами). Поскольку U-234 обладает относительно коротким временем полураспада, весь этот изотоп, находящийся в руде, образовался в последние несколько миллионов лет. Примерно половину радиоактивности природного урана составляет вклад U-234.

U-236 обладает периодом полураспада 23.9 миллиона лет и не встречается в природе в значительных количествах. Он накапливается, если уран облучается нейтронами в реакторах, и потому используется как "сигнализатор" отработанного уранового ядерного топлива.

Всего известно около 250 минералов урана, из которых чуть более ста являются собственными урановыми, а остальные урансодержащими. В основу классификации урановых минералов можно положить несколько признаков:

1. Химический состав

2. Кристаллографические признаки

3. Принадлежность к вмещающим горным породам

4. Происхождение горных пород и минералов



Классификация собственных урановых минералов по химическому составу

1. Безводные оксиды

1.1. Группа уранинита. Сюда относятся минералы общий состав которых можно выразить формулой k UO2∙l UO3∙m PbO, где k : l ≥ 3, т.е. имеющие средний состав UO2,14-2,28.

Уранинит

К минералам данной группы относится, например, Брёггерит k (U,Th)O2∙l UO3∙m PbO.

1.2. Группа настурана. Сюда относятся четыре минерала, состав которых выражается формулой k UO2∙l UO3∙m PbO, где k : l = 1 : 2, т.е. U3O8. Синонимами настурана являются урановая смолка, урановая смоляная обманка.

1.3. Группа урановых черней.

Это несколько разновидностей рыхлых аморфных оксидов переменного состава, образовавшихся в результате окисления и разрушения настурана или даже уранинита. Синонимом урановых черней являются сажистые оксиды урана.

2. Безводные оксиды урана и тория

К минералам данной группы относится торианит, (Th,U)O2, содержание тория превышает в минерале содержание урана; если концентрация урана сопоставима с концентрацией тория, то минерал носит название ураноторианита. К этой же группе относится алданит, (Th,U)O2∙l UO3∙m PbO.

3. Водные оксиды урана и уранаты. К этому классу относится более 18 минералов. Примерами являются беккерелит – 3UO3∙5H2O, кюрит – 2PbO∙5UO3∙4H2O, гуммит – UO3∙nH2O.

Беккерелит Кюрит Гуммит

4. Силикаты урана – класс включает в себя девять минералов, типичным представителем является казолит - PbO∙UO3∙SiO2∙H2O.

Казолит

5. Карбонаты урана делятся на две группы:

5.1. Безводный карбонат – минерал Резерфордит, UO2CO3.

Резерфордит

5.2. Водные карбонаты (всего около десяти минералов), представителем которых является шарпит – 5UO2CO3∙UO3∙8H2O.

6. Сульфаты урана.

К этому классу относится уракоит (урановая охра) – (UO2)3(OH)4SO4∙12H2O и ещё семь минералов. Также известен один сульфокарбонат урана – минерал шрёкингерит, Na2Ca3UO2(OH)2SO4(CO3)3∙4H2O.

Шрёкингерит

7. Фосфаты урана представляют собой большой класс соединений, насчитывающий более 20 минералов. В качестве примера можно привести пржевальскит – Pb(UO2)2(PO4)2∙4H2O и торбернит – Cu(UO2)2(PO4)2·8-12(H2O).

Торбернит

8. Арсенаты урана.

К арсенатам относятся семь минералов, в частности вальпургит – (BiO)4UO2(AsO4)2∙3H2O.

Вальпургит

9. Ванадаты урана представляют собой интерес, так как являются важным сырьевым источником не только для извлечения урана, но и для получения соединений ванадия. К данному классу относятся около семи минералов, важнейшими из которых являются карнотит – K2(UO2)2(VO4)2·3H2O, тюямунит – Ca(UO2)2(VO4)2·8H2O, ферганит – (UO2)3(VO4)2·6H2O.

Карнотит Тюямунит

10. Молибдаты урана включают несколько минералов, представителем которых является иригинит – (UO2)2(MoO4)2·4H2O.

Классификация урансодержащих минералов по химическому составу

1. Органические соединения тория и урана. К этому классу относится более 10 минералов переменного состава, содержащих торий, уран, углерод, водород, кислород и другие элементы, образовавшиеся в результате сорбции ториевых и урановых соединений органическими материалами. Примерами являются тухолит и карбуран.

2. Силикаты тория и циркония, содержащие уран. Сюда относятся более десятка минералов, в которых ионы урана(IV) изоморфно замещают ионы тория или циркония. В качестве примеров можно привести торит – Th(U)SiO4∙nH2O (n = 1-1,5), циркон – Zr(U)SiO4 и малакон – Zr(U)SiO4∙H2O.

3. Танталониобаты, содержащие уран. Всего в этом классе имеется семь групп, включающих более 40 минералов. В качестве основных следует упомянуть фергюсонит, пирохлор, самарскит.

Самарскит

3.1. Группа фергюсонита. Сюда относятся несколько минералов, например Y,Ce(Fe,U)(Nb,Ta)O4.

3.2. Группа пирохлора-микроклина. Состав пирохлора, (Na2,CaU)Nb2O6(O,OH,F), колеблется в широких пределах. Содержание в нём урана может составлять 2-8%.

4. Титанаты, содержащие уран. Этот класс включает в себя более десяти минералов примером которых является браннерит – (U,Ca,Fe,Y,Th)3Ti5O16.

5. Урансодержащие фосфаты представляют обширных класс соединений. Наиболее важными минералами являются монацит – Ce(Ca,Th,U)PO4 и ксенотим – Y(Ca,Th,U)PO4.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Минералы урана

Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 574; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.198.28.114
Генерация страницы за: 0.006 сек.