De ce avem nevoie de uraniu? Anterior, a fost folosit ca un pigment pentru fabricarea de ceramică și sticlă colorată. Acum, uraniul este baza energiei atomice și a armelor atomice. Utilizează proprietatea sa unică - capacitatea nucleului de a împărtăși.
ENERGIA ATOMICĂ ESTE CEA MAI EFICACTIVĂ
De ce avem nevoie de energie nucleară? oamenii de știință sovietici, academicieni Zel'dovich și Khariton, au fost printre primii care au luat în considerare efectul economic al energiei nucleare în 1940,“... în acest moment nu se poate trage încă concluzii finale cu privire la posibilitatea sau imposibilitatea reacției uraniului de fisiune cu un lanțuri infinit de ramificare. Dacă această reacție este posibil, se va ajusta automat viteza de reacție este efectuată, acesta oferă un flux liniștit, în ciuda cantității mai mare de energie la dispoziția experimentatorului. Această circumstanță este extrem de favorabilă pentru utilizarea energetică a reacției. Să ne cităm deci - deși aceasta este împărțirea pielii unui urs nebiționat - unele numere care caracterizează posibilitățile de utilizare a uraniului de către energie. În cazul în care procesul de diviziune este ameliorator rapid, prin urmare, reacția surprinde izotopul principal de uraniu (U238), valoarea izotopului principal de calorii uraniu este de aproximativ 4000 de ori mai mică decât cea a cărbunelui. "
Prima reacție în lanț controlată a fost efectuată în 1942 de către Enrico Fermi de la Universitatea din Chicago, iar reactorul a fost controlat manual prin alunecarea și împingerea tijelor de grafit în timp ce schimbarea fluxului de neutroni. Prima centrală a fost construită în Obninsk în 1954. Pe lângă generarea de energie, primele reactoare au lucrat și la producerea plutoniului de arme.
PRINCIPIILE LUCRĂRILOR ENERGIEI NUCLEARE
Acum cele mai multe reactoare lucrează pe neutronii lenți. Uraniul îmbogățit sub formă de metal, aliaj, de exemplu, cu aluminiu sau sub formă de oxid, se adaugă la cilindrii lungi - elemente de combustibil. Acestea sunt instalate într-un mod particular în reactor și între ele sunt introduse tije moderatoare, care controlează reacția în lanț. Cu timpul, gazele din reactor se acumulează în elementul combustibil - produse de fisiune de uraniu, capabile să absoarbă și neutronii. Când concentrația de uraniu-235 scade sub critică, elementul este scos din uz. Cu toate acestea, conține multe fragmente de fisiune cu radioactivitate puternică, care scade cu anii, determinând elementele să emită o cantitate considerabilă de căldură pentru o lungă perioadă de timp. Ele sunt păstrate într-un iaz de răcire, și apoi fie eliminate sau încercarea de a recicla - îndepărta nearse uraniu-235, plutoniu produs (era pentru fabricarea bombelor atomice) și alți izotopi care pot fi aplicate. Partea neutilizată este trimisă la cimitire.
În așa-numitele reactoare cu neutroni rapizi sau reactoare de reproducere, în jurul elementelor sunt instalate reflectoare de uraniu-238 sau toriu-232. Ei încetinesc și trimit neutronii prea repede înapoi în zona de reacție. viteze de rezonanta aceleasi intarziate pentru a absorbi neutroni izotopii menționați, respectiv, transformându-se în plutoniu-239 sau uraniu-233, care pot servi drept combustibil pentru instalația. Deoarece neutronii rapizi reacționează prost cu uraniul-235, este necesar să se mărească considerabil concentrația, dar acest lucru se reduce cu un flux neutron mai puternic. În ciuda faptului că reactoarele de reproducere sunt considerate a fi viitorul energiei nucleare, deoarece produc mai mult combustibil nuclear decât deșeurile, experimentele au arătat că este dificil să le gestionăm. Acum, în lume, există doar un astfel de reactor - la a patra unitate de putere a centralei nucleare Beloyarsk.
Uraniul de pe Pământ nu este atât de mic - în ceea ce privește prevalența, el se află pe locul 38. Și mai ales acest element în rocile sedimentare - șisturi carbonifere și fosforite. În total, crusta pământului conține 1014 de tone de uraniu, dar principala problemă este că este foarte împrăștiată și nu formează depuneri puternice. Aproximativ 15 minerale de uraniu sunt de importanță industrială. Acest pehblendă - servește ca bază pentru sale tetravalent oxid de uraniu, autunit - diverse silicați, fosfați și compuși mai complecși cu titan sau vanadiu pe bază de uraniu hexavalent.
În prezent, extracția minereurilor radioactive se realizează prin toate metodele cunoscute în practica minieră: deschis, subteran, combinat. Plăcile de depozitare se dezvoltă doar printr-o metodă deschisă.
Alegerea metodei de extracție a minereului de uraniu este influențată în mod semnificativ de capacitățile tehnice și caracteristicile depozitelor de uraniu explorate. La primele etape de dezvoltare a industriei uraniului, când obiectele principale de exploatare erau depozite de origine hidrotermală, aproape toate minereurile de uraniu au fost extrase subterane.
În anii următori s-au descoperit depozite cu rezerve semnificative de minereuri relativ sărace, care sunt superficiale de la suprafață. Astfel de minereu este economic să se extragă prin metoda deschisă. În SUA, Canada, Australia și alte țări, o cantitate semnificativă de minereu este extrasă în acest mod. De exemplu, în Statele Unite, în mai mult de 60 de mine în statele occidentale, minereul de uraniu este exploatat prin lucrări deschise, în Australia exploatarea minereurilor de uraniu se face în principal prin exploatări miniere. O serie de depozite de uraniu în Rusia și în republicile fostei URSS sunt, de asemenea, dezvoltate într-un mod deschis.
Cele mai eficiente și adesea folosite metode de prelucrare a minereului la întreprinderile de uraniu sunt îmbogățirea radiometrică și leșierea minereului extins. Îmbogățirea radiometrică a minereurilor contrastante se efectuează în mod esențial pe întreaga cale a minereului de la fața spre moara de concentrare. Mina și roca sunt separate în fețe folosind radiometre de câmp. În continuare, minereul este supus controlului radiometric la punctele speciale - stații de control radiometric (RKS). Folosind PKC efectuat separarea cea mai mare parte a ganga minereului (concentrația primară) și separarea conținutului de metal minereu de un număr predeterminat de soiuri pentru prelucrare ulterioară. RKS sunt instalate în lucrări subterane și pe suprafață. Slaba (în afara bilanțului) minereu sunt de obicei supuse unor radiometrică PAC-uri de sortare pe instalații speciale, în care separarea se realizează gangă minereului și traducerea în afara bilanțului în echilibru. sortare radiometrică (a doua etapă de concentrare radiometric) dispuse direct în clădirile de puț, fiind una dintre legăturile din minerit minereu totală și tehnologie de procesare într-o mină sau transportate pe concentratoare speciale radiometrice.
Principalul combustibil al reactoarelor nucleare este dioxidul de uraniu îmbogățit într-un izotop fisionabil (uraniu-235). Prin urmare, după îmbogățire, hexafluorura de uraniu trebuie transformată într-o formă mai convenabilă de dioxid. La rândul lor, peletele de combustibil sunt comprimate din dioxid de uraniu, care sunt plasate în tuburi subțiri de zirconiu - elemente de combustibil (tije de combustibil). Tijele de combustibil sunt asamblate din bare de combustibil, plasate într-un reactor nuclear.