Уран (элемент)

Уран / Уран (U)
Атом номерĕ	92
Ансат япалалăхăн курăмĕ	Металл
Атом палăрăмĕсем
Атом масси (моль масси)	238.0289 а. е. м. (г/моль)
Атом радиусĕ	138 пм
Ионизаци энергийĕ (пĕрремĕш электрон)	686,4(7,11) кДж/моль (эВ)
Электронсен конфигурацийĕ	[U] 5f³ 6d¹ 7s²
Химилле палăрăмсем
Ковалентла радиус	142 пм
Ион радиусĕ	(+6e) 80 (+4e) 97 пм
Электронегативлăх (Полинг шучĕпе)	1,38
Электрод потенциалĕ	U←U⁴⁺ -1,38В U←U³⁺ -1,66В U←U²⁺ -0,1В
Оксидлав капашĕсем	6, 5, 4, 3
Ансат япалалăхăн термодинамикăлла палăрăмĕсем
Тачăлăх	19,05 г/см³
Пайлавла ăшăшăнăçтарăш	0,115 Дж/(K ·моль)
Ăшăяраслăх	27,5 Вт/(м ·K)
Шăрану температури	1405,5 K
Шăраннин пайлавла ăшши	12,6 кДж/моль
Вĕрев температури	4018 K
Пăспулăмăн ăшăлăхĕ	417 кДж/моль
Моль калăпăшĕ	12,5 см³/моль
Ансат япалалăхăн кристалл решетки
Решетке тытăмĕ	кубла орторомбkла
Решетке периочĕ	n/a Å
c/a танлашăнни	n/a
Дебай температури	n/a K

**Элементсен периодла тытăмĕ**
H																	He
Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og

	*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
	**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

Сĕлтĕлле металсем

Сĕлтĕлле-çĕрле металсем

U	92
238.0289
5f³ 6d¹ 7s²
Уран

Уран — 92 хими элеменчĕ. Атом масси 238,029; U тесе паллă тăваççĕ(лат. Uranium), актиноидсен шутне кĕрет.

Истори

Çĕнĕ ĕмĕрченхи 1-мĕш ĕмĕртех уран окиçĕ керамикăра сарă глазурь тума усă курнă. Урана Клапрот 1789 çулта уçнă.

Çутçанталăкра тупăнни

Уранинит тăпри

Уран çутçанталăкра анлă сарăлнă. Кларкĕ - 1·10⁻³% (йыв.). Литосферăн 20 км сийĕнче 1,3·10¹⁴ т уран пур тесе шутлаççĕ.
Уранăн нумайрах пайĕ нумай кремниле йӳçĕ ту породисенче вырнаçнă. Уйрăмах уранинитпа и карнотит виçи пысăк.

Минерал	минерал составĕ	уран, %
Уранинит	UO₂, UO₃ + ThO₂, CeO₂	65-74
Карнотит	K₂(UO₂)₂(VO₄)₂·2H₂O	~50
Казолит	PbO₂·UO₃·SiO₂·H₂O	~40
Самарскит	(Y, Er, Ce, U, Ca, Fe, Pb, Th)·(Nb, Ta, Ti, Sn)₂O₆	3.15-14
Браннерит	(U, Ca, Fe, Y, Th)₃Ti₅O₁₅	40
Тюямунит	CaO·2UO₃·V₂O₅·nH₂O	50-60
Цейнерит	Cu(UO₂)₂(AsO₄)2·nH₂O	50-53
Отенит	Ca(UO₂)₂(PO₄)₂·nH₂O	~50
Шрекингерит	Ca₃NaUO₂(CO₃)₃SO₄(OH)·9H₂O	25
Уранофан	CaO·UO₂·2SiO₂·6H₂O	~57
Фергюсонит	(Y, Ce)(Fe, U)(Nb, Ta)O₄	0.2-8
Торбернит	Cu(UO₂)₂(PO₄)₂·nH₂O	~50
Коффинит	U(SiO₄)_1-x(OH)_4x	~50

Изотопĕсем

Çутçанталăкри уран виçĕ изотопĕн хутăшĕнчен: ²³⁸U — 99,2739 %, çурма аркану тапхăрĕ T_1/2 = 4,468×10⁹ çул, ²³⁵U — 0,7024 % (T_1/2 = 7,038×10⁸ çул) тата ²³⁴U — 0,0057 % (T_1/2 = 2,455×10⁵ çул) тăрать. Юлашки изотопĕ ²³⁸U радиохастар кил-йышне кĕрет. Уранпа пуян ту породисенче ²³⁶U изотоп 1-33*10⁻¹¹ пулма пултарать. Çутçанталăкри уранĕн радиохастарлăхĕ ²³⁸U тата ²³⁴U изотопĕсемпе çыхăннă. Вĕсен хастарлăхĕ пĕр тан пулмалла. ²³⁵U хастарлăхĕ 21 хут сахалтарах. 1953 çулта В.В.Чердынцевпа П.И.Чалов ²³⁸U тата ²³⁴U хытă фазăран шĕвек фазăна куçнă чухне пайланнине палăртнă. Çавăнпа гидросферăрă ²³⁴U/²³⁸U (хастарлăхĕпе шутласан) 1-рен пысăрах. Çак пулăма Патшалăх открытисен реестăрĕнче "Чердынцев-Чалов эффекчĕ" ятпа çырса хунă ^[1]. Халĕ çак пулăма гидогеологиче анлăн усă кураççĕ ^[2]^[3].
Уранăн 227-рен 240-таран атом виçисемпе 11 исуствăлла изотоп паллă. Вĕсенчен чи нумай пурăнаканни ²³³U (T_1/2 = 1,62×10⁵ çул) торие нейтронсемпе персен пулать. Вăл ашă нейтронсемпе персен хăйне-хăй арканма пултарать.

²³⁸Uпа ²³⁵U изотопăсем радиохастар кил-йышсене пуçаракансем пулаççĕ.

Çутçанталăкри изотопĕсен хăшпĕр пахалăхĕсем

Атом виçи	Çурма аркану тапхăрĕ	Аркану меслечĕ
234	2,45·10⁵ çул	α
235	7,13·10⁸ çул	α
236	2,39·10⁷ çул	α
237	6,75 талăк.	β^-
238	4,49·10⁹ çул	α
239	23,54 минут	β^-
240	14 сехет	β^-

Уран тĕнчере кăларни

Тĕнчери 94 % урана кăларакан 10 çĕршыв

"Уранăн хĕрлĕ кĕнекипе" килĕшӳллĕн 2005-мĕш çулта 41250 тонна уран кăларнă (2003-мĕшĕнче - 35492). Тĕнчере 440 ядерла реактор ĕçлет, вĕсем çулталăка 67 пин тонна уран пĕтереççĕ. Туса кăларакан уран реакторсене кирлĕ 60 % шайĕнче çĕç тивĕçтерет, ыттисене кивĕ ядерла хĕçпăшалтан илеççĕ.

2005—2006 çулсенче уран кăларни çĕршывсем тăрăх.

Çĕршыв	2005 çул
Канада	11 410
Австрали	9044
Казахстан	4020
Раççей	3570
США	1249
Украина	920
Китай	920

2006 çулта уран кăларни компанисем тăрăх.

Cameco — 8,1 пин тонн
Rio Tinto — 7 пин тонн
AREVA — 5 пин тонн
Казатомпром — 3,8 пин тонн
ОАО ТВЭЛ — 3,5 пин тонн
BHP Billiton — 3 пин тонн
Навоийский ГМК — 2,1 пин тонн (Навои)
Uranium One — 1 пин тонн
Heathgate — 0,8 пин тонн
Denison Mines — 0,5 пин тонн

Раççĕйре кăларни

Чита облаçĕнчи Краснокаменск хулипе юнашар шахтăра Раççĕйри 93 % уран кăлараççĕ. «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» (ППГХО), «ТВЭЛ» корпорацине кĕрет. Ытти 7 % ЗАО «Далур» (Курган облаçĕ) тата ОАО «Хиагда» (Буряти) çĕр айĕнче ирĕлтерсе кăлараççĕ.

Тупăçлани

Уран тăпринче металл виçи 0.1-0.25% кăна. Çавăнпа уран тăпри кăларнă вырăнсенче каяшсем нумай пулаççĕ. Весем радипе пуян. Урана тăпрана вĕтĕтнĕ хыççăн кӳкĕрт йӳçĕкĕпе е щелочьпа кăлараççĕ. 1-мĕш меслет йӳнăрех, анчах тăпрара доломит е магнезит пулсан ăна уса кураймастăн. Урана 6-ллă валентность таран йӳçĕтме MnO₂ йышши реактивсем хушаççĕ. Кайран раствортан ион ылмаштарса е экстаркципе уран тата ытти хими элеменчĕсене кăлараççĕ. Кайран урана хытă фазăна куçараççĕ - хальхи вăхăтра нумайрах чухне U₃O₈ е Na₂U₂O₇. Ун хыççĕн урана нейтрон çăтакан хими элеменчĕсенчен тасатаççĕ (бор, гафни, кадми.) Вĕсен виçи процентăн 1/100000-1/1000000 пайĕнчен пысăкрах пулмалла мар. Çавăнпа уран концентратне азот йӳçĕкĕне ирĕлтерсе UO₂(NO₃)₂ тăваççĕ, ăна кайран трибутилфосфатпа (тата ытти реактивсемпе) экстрацилесе кирлĕ таран тасатаççĕ. Ун хыççăн унтан кристалл е UO₄·2H₂O тăваççĕ. Пулнă материала асăрханса хĕртсен UO₃, унтан водородпа UO₂ тăваççĕ.
UO₂ 430-600 °C температурăра типĕ фторлă водордпа çыхăнтарса UF₄ уран тетрафторичĕ туса илеççĕ. Кайран кальципе е магнипе реакцине кĕртсе уран металне илеççĕ. Ядерла реакторсем валли уранта ²³⁵U виçи 2,4-25% кирлĕ. Çавăнпа металла ²³⁵U изотоппа пуянлатаççĕ. Çавна тума UF₄ фтор сывлăшĕнче çунтарса UF₆ газ тăваççĕ. Çав газа центрифугăсенче пысăк хăвартлăхпа çавăрса изотопсене пайлаççĕ. Пуянлатнă UF₆ран уран оксичĕ UO₂ туса унтан реакторсем валли топливо хатĕрлеççĕ.

Усă курни

Ядерла топливо

Уран-235 арканни

Хайне-хăй тытса пыракан ядерла реакци тума пултарнă пирки ядерла топливо валли ²³⁵U усă кураççĕ. Ядерла хĕçпăшал валли те ку изотопа уса курма юрать. ²³⁸U пысăк хăватлă нейтронсем пе çапăнсан кана пайланма пултарать, çавăнпа ăна нейтрон бомбин хăватлăхне ӳстерме усă кураççĕ. ²³⁸U нейтрона çăтсан, кайран бета-аркану хыççăн ²³⁹Pu пулать. Унтан та ядерла топливо тума пулать. Искуствăлла ²³³U изотоп нейтронсем çăтса ²³³Th изотоп пулать. Ку изотоп та ядерла материалсен шутне кĕрет.

Ытти çĕрте усă курни

Кантăк çине хушмалли сарă-симĕс пигмент ^[4]
Уранат натрия Na₂U₂O₇ ӳнерти пигмент.
Фарфор, керамика глазурĕсемпе эмальсем валли хура, хăмăр, симĕс сăрă.

Чухăнлатнă уран

( A-10 самолётăн GAU-8 тупин 30 мм снарядăн вĕçĕ

Ăна пысăк плотноçпе йӳнĕ пирки усă кураççĕ. Ăна радиацинчен хӳтĕме, балласт вырăнне тата ытти те. Броня витăр тухакан снарядсен ăшĕнче чухăнлатнă уран чиксе хураççĕ. 2 % Mo е 0,75 % Ti титанпа пĕрле ирĕлтерсе хутăштарса закалка тусан уран хурçăран çирĕпрех пулать. Пысăк плотноçпе пĕрле çакă урана питĕ тухăçлă броня витĕр тухакан хатĕр пулать. Пахалăхĕсем хаклăрах вольфрамăнни пекех пулаççĕ. Йывăр уран вĕçĕ снараядăн аэродинамикăлла тĕреклăхне ӳстерет. Броня витăр тухнă май урантан тусан пулса сывлăшра тивсе каять (Пирофорность). 300 тонна яхăн Перси кӳлмекĕнчи вăрçă вăхăтĕнче çапăçу хирĕнче юлнă. Нумайрах чухне ку A-10 штурмовик çинчи 30-мм GAU-8 тупăн снарячăсен юлашки. Кашни снарядра 272 г уран сплавĕ.). Çакăн пек снарядсене Югославинче те усă курнă ^[5]. Чи малтан урана сняряд ашăнче виççĕмĕш рейхра усă курнă. Хальхи танксен бронинче, сăмахран M-1 «Абрамс», чухăнлатнă уран усă кураççĕ.

Хакĕ

1 грамм уранăн хакĕ 10 пин доллар тăрать текен халапсене пăхмасăрах уранăн хакĕ питĕ пысăк мар. Пуянлатман 1 кг уран окиçĕн (U₃O₈) хакĕ 100 америка долларĕнчен сахалрах ^[6].

Гигиена нормативĕсем

Объект

Документ

Пĕлтерĕш

Ӗçмелли шыв УВ

СанПиН 2.6.1.2523-09 НРБ-99/2009 ^[7]

²³⁸U – 0.1 мкг/л

²³⁴U – 2.9 Бк/л

²³⁵U – 3.0 Бк/л

Сывлăш ДОУ_нас

НРБ-99/2009

²³⁸U - 0.04 Бк/м³

²³⁴U – 0.033 Бк/м³

²³⁵U – 0.037 Бк/м³

Ӗçлекен вырăнти сывлăш

ГН 2.2.5.1313-03 ^[8]

0.075 мг/м³ирĕлмен çыхăнăвĕсем

0.015 мг/м³ирĕлекен çыхăнăвĕсем

'МЗА' (минималлă пĕлтерĕшлĕ хастарлăх)

НРБ-99/2009

²³⁸U – 10 кБк

çутçанталăк уранĕ– 1 кБк

²³⁴U – 10 кБк

²³⁵U - 10 кБк

Ӑнлантарусем

^ Чердынцев В.В., Чалов П.И. Естественное разделение 234U и 238U // Открытия в СССР (сборник кратких описаний открытий, внесенных в Государственный реестр СССР). М.: ЦНИИПИ. 1977.
^ Osmond J.K., Gowart J.B. The theory and uses natural uranium isotopic Variations in hydrology // Atomic Energy Review, 1976. V. 144. P. 621-679.
^ Чалов П.И., Тузова Т.В., Тихонов А.И. и др. Неравновесный уран как индикатор при изучении процессов формирования и циркуляции подземных вод. // Геохимия. 1979. № 10. С.1499-1507.
^ Техническая энциклопедия 1927 года, том 24, столб. 596…597, статья «Уран» 2009 ҫулхи Нарӑс уйӑхӗн 26-мӗшӗнче архивланӑ.
^ [1] 2007 ҫулхи Авӑн уйӑхӗн 28-мӗшӗнче архивланӑ.
^ [2] Уран хакĕ ӳсет (2009 çул).
^ "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)
^ Гигиенические нормативы Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны

Вуламалли

1.M. Paul, A. Hershkowitz, D. Berkovits et. al. ²³⁶U in uranium minerals and standards. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, Volume 172, Number 1, October 2000 , pp. 372-376(5) 2012 ҫулхи Кӑрлач уйӑхӗн 25-мӗшӗнче архивланӑ.

Каçăсем

Актиноидсем
Актини \| Тори \| Протактини \| Уран \| Нептуни \| Плутони \| Америци \| Кюри \| Беркли \| Калифорни \| Эйнштейни \| Ферми \| Менделеви \| Нобели \| Лоуренси

[1] Чердынцев В.В., Чалов П.И. Естественное разделение 234U и 238U // Открытия в СССР (сборник кратких описаний открытий, внесенных в Государственный реестр СССР). М.: ЦНИИПИ. 1977.

[2] Osmond J.K., Gowart J.B. The theory and uses natural uranium isotopic Variations in hydrology // Atomic Energy Review, 1976. V. 144. P. 621-679.

[3] Чалов П.И., Тузова Т.В., Тихонов А.И. и др. Неравновесный уран как индикатор при изучении процессов формирования и циркуляции подземных вод. // Геохимия. 1979. № 10. С.1499-1507.

[4] Техническая энциклопедия 1927 года, том 24, столб. 596…597, статья «Уран» 2009 ҫулхи Нарӑс уйӑхӗн 26-мӗшӗнче архивланӑ.

[5] [1] 2007 ҫулхи Авӑн уйӑхӗн 28-мӗшӗнче архивланӑ.

[ennos-6] [2] Уран хакĕ ӳсет (2009 çул).

[7] "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)

[8] Гигиенические нормативы Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]