обогащении природного урана ураном-235 можно создать условия для непрерывного деления атомных ядер, то есть придать процессу цепной характер.
Атом Человеком покорён
Ярким светом ядерных реакций
И желает каждый электрон
Никогда с нейтроном не расстаться...
(Татьяна Теплинская)
2 декабря 1942 года в США была экспериментально доказана гипотеза о возможности процесса превращения урана в плутоний.
ПЛУТОНИЙ (обозначается символом Pu; атомное число 94) - химический элемент 3-й группы 7-го периода периодической системы химических элементов . В виде простого вещества представляет собой тяжёлый хрупкий высокотоксичный радиоактивный металл серебристо-белого цвета.
ПЛУТОНИЙ не имеет стабильных изотопов.*
* Изотопы (от др.-греч. "равный; одинаковый" + "место" ) - разновидности атомов (и ядер) химического элемента, имеющие одинаковый атомный номер, но разные массовые числа. Название связано с тем, что все изотопы одного атома помещаются в одно и то же место (в одну клетку) таблицы Менделеева.
К примеру, на данный момент известно 25 искусственных радиоактивных изотопов УРАНА с массовыми числами от 214 до 242. Наиболее важный из них - 233U.
В окружающей среде ПЛУТОНИЙ находится преимущественно в виде диоксида (PuO2), который в воде менее растворим, чем песок (кварц). Нахождение элемента в природе настолько мало, что его добыча нецелесообразна.
ПЛУТОНИЙ - первый искусственный химический элемент, производство которого началось в промышленных масштабах. В СССР с 1946 года в Челябинске-40 было создано предприятие по производству оружейного урана и плутония. США, а затем и СССР, были первыми странами, освоившими его получение.
ПЛУТОНИЙ получают из природного изотопа урана U238. Общее количество плутония, хранящегося в мире во всевозможных формах, оценивалось в 2003 году в 1239 тонн.
Плутоний используется в производстве ядерного оружия (так называемый "оружейный плутоний" ), топлива для ядерных реакторов гражданского и исследовательского назначения и в качестве источника энергии для космических аппаратов.
В первой ядерной бомбе в мире, созданной и испытанной в 1945 году в США, использовался плутониевый заряд. Того же типа была и первая атомная бомба, испытанная СССР в 1949 году.
В настоящее время известно 17 природных ядерных реакторов, которые обычно объединяют под общим названием "Природный ядерный реактор в Окло".
УРАН является элементом с самым большим номером из встречающихся в природе в весовых количествах. Содержание в земной коре составляет 0,00027 % (вес.), концентрация в морской воде всего 3,2 мкг/л (по другим данным, 3,3·10-7%). Количество урана в литосфере оценивается в 3 или 4·10−4%.
Основная масса УРАНА находится в кислых породах с высоким содержанием кремния. Значительная масса УРАНА сконцентрирована в осадочных породах, особенно богатых органикой.
В больших количествах как примесь УРАН присутствует в ториевых и редкоземельных минералах (Алланит, Ксенотим, Монацит, Циркон).
ТОРИЙ (химический символ - Th, от лат. Thorium) - химический элемент 3-й группы седьмого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 90.
Простое вещество ТОРИЙ - тяжёлый слаборадиоактивный металл серебристого-белого цвета.
Впервые ТОРИЙ выделен в 1828 году из минерала, позже получившего название торит (содержит силикат тория) шведским химиком, открывшим церий (1803), селен (1817), Йёнсом Берцелиусом (18)
Первооткрыватель назвал элемент в честь бога грома из скандинавской мифологии - Тора.
Торий почти всегда содержится в минералах редкоземельных элементов, которые служат одним из источников его получения. Содержание тория в земной коре - 8-13 г/т, в морской воде - 0,05 мкг/л.
Торий содержится в основном в 12 минералах. Месторождения этих минералов известны в Австралии, Бразилии, Индии, Канаде, Китае, Кыргызстане, Малайзии, Норвегии, Пакистане, США, Шри-Ланке, ЮАР и в других странах.
Минералами тория являются МОНАЦИТОВЫЙ песок и ФЕРРИТОРИТ.
ФЕРРИТОРИТ - обогащённая железом (Fe3+) разновидность торита.
Впервые выделен и описан: СССР Ак-Тюзское месторождение редкоземельных элементов, ~100 км к востоку от города Фрунзе, столицы Киргизской ССР.
ТОРИТ - Первоначально описан под названием ТОРИНА thorina в 1817 г. (как торит описан в 1829 г.). Обычно ТОРИТ встречается в виде вкрапленных зерен, реже в сплошных массах. Отдельные кристаллы очень редки, имеют тот же облик, что и кристаллы циркона.
ТОРИЙ используется в ядерной энергетике, в металлургии для легирования, как упрочнитель композиционных материалов для авиапромышленности, материал для облицовки камер сгорания МГД-электростанций, в составе катализаторов в органическом синтезе.
Накапливается ТОРИЙ в некоторых грейзеновых месторождениях*. Здесь он концентрируется в ферриторите, либо образует минералы, содержащие титан, уран и др.
* Грейзеновые месторождения - это скопления руд цветных и редких металлов (бериллия, вольфрама, молибдена, мышьяка, олова), образованные в процессе метасоматических преобразований* *гранитных пород под воздействием высокотемпературных постмагматических флюидов***, которые создают особую породу - грейзен.
**Метасоматические преобразования, или метасоматоз, - это процесс изменения минерального и химического состава горных пород, при котором одни минералы замещаются другими в твердом состоянии под действием флюидов (растворов).
***Постмагматические флюиды - это горячие, насыщенные газами и растворенными веществами, в основном водой, а также различными солями и рудными компонентами, флюиды (газы и жидкости), которые циркулируют в земных глубинах в результате магматической активности, влияя на метаморфизм*"* горных пород и участвуя в формировании месторождений полезных ископаемых.
*"* Метаморфизм (подвергаюсь превращению, преображаюсь) - процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии химически активного флюида - какого-либо растворителя или газа.
ГРЕЙЗЕН состоит в основном из кварца и светлых слюд - лепидолита, мусковита (19) и содержит вкрапления ценных рудных минералов, таких как вольфрамит и касситерит.
ЛЕПИДОЛИТ (название восходит к греческому слову "чешуя" ) - слоистый минерал из группы слюд. Цвет от фиолетового до белого.
ЛЕПИДОЛИТ является вторичным источником ЛИТИЯ.
ЛИТИЙ (химический символ - Li, от лат. Lithium) - химический элемент 1-й группы второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 3. Щелочной металл.
Простое вещество ЛИТИЙ - очень лёгкий (обладает наименьшей плотностью среди всех металлов - 0,534 г/см³), мягкий металл серебристо-белого цвета, окисляющийся на воздухе. Бурно реагирует с водой, образуя гидроксид лития и водород.
ЛИТИЙ был открыт в 1817 году сначала в минерале петалите, а затем в сподумене и в лепидолите, шведским химиком и минералогом Иоганном Арфведсоном. (20)В его честь назван иссиня - чёрный минерал Арфведсонит.
ПЕТАЛИТ - редкий алюмосиликат лития, название которого происходит от греческого слова "petalon" (лист), из-за его идеальной листоватой отдельности. Камень используется в ювелирном деле, коллекционируется и ценится как сырьё для керамики. (21)
ПЕТАЛИТ бывает бесцветным, белым, розовым и жёлто-зелёным, а его уникальная структура делает его ценным для коллекционеров.
Металлический литий впервые получил Гемфри Дэви в 1818 году.
Своё название литий получил из-за того, что был обнаружен в "камнях" (др.-греч. "литос" - камень). Первоначально назывался " литион" , современное название было предложено Берцелиусом.
ГРЕЙЗЕН входит в состав, в виде примесей, наряду с ураном, в почти любые слюды, (мусковит, флогопит и др.) - породообразующих минералов гранита.
Поэтому граниты некоторых месторождений ввиду слабой, но при длительном воздействии на человека опасной радиации запрещено использовать в качестве наполнителя для бетона при строительстве жилых зданий либо (в зависимости от удельной активности) для строительства производственных сооружений и даже для строительства дорог вне населённых пунктов.
ФЛОГОПИТ или флогонит (от греч. огнеподобный, вспыхивающий на солнце за красноватый оттенок ряда образцов) - минерал подкласса слоистых силикатов, магнезиальная маложелезистая слюда.
Происхождение флогопита магматическое. Применяют как электроизоляционный материал. (22)
Основными минералами-спутниками минералов УРАНА являются галенит PbS, молибденит MoS2, , кварц SiO2, кальцит CaCO3, гидромусковит и др.
Важнейшими урановыми рудами являются КАРНОТИТ и НАСТУРАН (урановая смолка, уранинит).
КАРНОТИТ - одна из урановых слюдок, вторичный радиоактивный минерал, продукт выветривания основных урановых руд, по составу - водный уранованадат калия, причём, количество молекул воды в минерале носит переменный характер.
УРАНОВАНАДАТ - это химическое название группы радиоактивных минералов, содержащих уран и ванадий, таких как карнотит (водный уранованадат калия) и тюямунит (водный уранованадат кальция). Это вторичные минералы, которые образуются в кварцевых жилах и других месторождениях, часто являясь важными источниками урана и ванадия.
КАРНОТИТ может находиться в песчаниках в виде мелких чешуек, за что и получил определение урановой слюды.
НАСТУРАН (от др.-греч.уплотнённый и лат. uranium - уран; синонимы: Уранинит, урановая смоляная руда, урановая смолка, урановая смоляная обманка) - наиболее распространённый минерал урана. С точки зрения современной минералогии - устаревшее название, соответствующее скрытокристаллической морфологической разновидности минерального вида УРАНИНИТ.
УРАНИНИТ представляет собой основу урановых руд и является слишком радиоактивным. Он очень опасен для здоровья людей и с ним лучше дел не иметь.
УРАНИТ. Само название минерала говорит о том, что в своем составе он содержит уран (88%), актиний, радий, полоний и иные элементы, которые получаются в процессе радиоактивного распада. Кристаллы представляют собой ромбододекаэдрные, октаэдрные, кубические образования чёрного, зеленовато-чёрного или фиолетового оттенка с восковым, жирным или матовым блеском.
УРАНОФАН. Очень радиоактивный минерал, контакт с которым может привести к летальному исходу. Но встретить его в обычной природе не представляется возможным. У него призматические или игольчатые кристаллы с желтым или лимонно-желтым оттенком. Обладает стеклянным или восковым блеском, сильно просвечивается.
СТУДТИТ был выявлен на поверхности ядерных отходов после их долгого хранения, а также на продуктах взрыва реактора на Чернобыльской АЭС.
Кристаллические образования обладают светло-жёлтым или жёлтым оттенком с бледно - жёлтым цветом черты, стеклянным, шелковистым или восковым блеском. На вид они полупрозрачные или прозрачные, обладают минимальной твердостью, достаточно хрупкие.
Открыт этот минерал в Заире в 1947 году, и своё название получил в честь английского геолога и изыскателя, работавшего на бельгийцев Франца Эдварда Студта, автора первой
