Uran qazib olish

2021-yilda uran qazib olish davlat tomonidan

Uran qazib olishdan energiya ishlab chiqarishgacha bo'lgan bosqichlarning sxematik diagrammasi

Uran qazib olish - uran rudasini erdan qazib olish jarayoni. 50 mingdan ortiq tonna uran 2019 yilda ishlab chiqarilgan. Qozog'iston, Kanada va Avstraliya mos ravishda uran qazib olish bo'yicha yetakchi uchlikka kirdi va ular birgalikda jahon ishlab chiqarishining 68 foizini tashkil qiladi. Yiliga 1000 t dan ortiq ishlab chiqaradigan boshqa davlatlar qatoriga Namibiya, Niger, Rossiya, O'zbekiston, AQSh va Xitoy kiradi . Dunyoda qazib olingan uranning deyarli barchasi atom elektr stansiyalarini quvvatlantirish uchun ishlatiladi. Tarixiy jihatdan uran uran shishasi yoki ferrouran kabi ilovalarda ham ishlatilgan, ammo uranning radioaktivligi tufayli bu qo'llanmalar kamaydi va bugungi kunda asosan uran o'q-dorilarida ishlatiladigan juda ko'p arzonlashtirilgan uran bilan ta'minlanadi. Arzonroq bo'lishiga qo'shimcha ravishda, kamaygan uran qisqa muddatli 234 ning kamroq miqdori tufayli kamroq radioaktivdir.234</br> 234 va 235</br> 235 tabiiy urandan ko'ra.

Uran in-situ yuvish (jahon ishlab chiqarishining 57%) yoki rudalarni an'anaviy er osti yoki ochiq usulda qazib olish (ishlab chiqarishning 43%) yo'li bilan qazib olinadi. O'z-o'zidan qazib olish jarayonida uran rudasi koniga burg'ulash teshiklari orqali eritish eritmasi quyiladi, u erda ruda minerallarini eritadi. Keyin uranga boy suyuqlik sirtga qaytariladi va eritmadan uran birikmalarini olish uchun qayta ishlanadi. An'anaviy tog'-kon sanoatida rudalar ruda materiallarini bir xil zarracha o'lchamiga qadar maydalash va keyin uranni kimyoviy yuvish yo'li bilan olish uchun rudani qayta ishlash orqali qayta ishlanadi. Frezeleme jarayonida, odatda, tabiiy urandan tashkil topgan quruq kukun shaklidagi material olinadi, bugungi kunda uran bozorida odatda U <sub id="mwLA">3</sub> O <sub id="mwLQ">8</sub> sifatida sotiladigan " sariq kek ". Ba'zi atom elektr stantsiyalari, xususan, CANDU kabi og'ir suv reaktorlari - tabiiy uran bilan (odatda uran dioksidi shaklida) ishlay oladigan bo'lsa-da, tijorat atom elektr stantsiyalarining katta qismi va ko'plab tadqiqot reaktorlari uranni boyitishni talab qiladi, bu esa tarkibni oshiradi. 235 dan235</br> 235 tabiiy 0,72% dan 3-5% gacha ( engil suv reaktorlarida foydalanish uchun) yoki undan ham yuqori, qo'llanilishiga qarab. Boyitish uchun sariq tortni uran geksaftoridiga aylantirish va bu xom ashyodan yoqilg'i (yana odatda uran dioksidi, lekin ba'zan uran karbid, uran gidrid yoki uran nitridi ) ishlab chiqarish talab etiladi.

Izotoplarni ajratishning ko'plab usullari mavjud. Usullarning aksariyati turli izotoplar atomlarining turli massalariga asoslangan: yadrodagi neytronlar sonining farqi tufayli 235 238 dan bir oz engilroq. Bu atomlarning turli inertsiyalarida namoyon bo'ladi. Misol uchun, agar siz atomlarni yoy bo'ylab harakatlantirsangiz, og'ir atomlar engil atomlarga qaraganda kattaroq radius bo'ylab harakatlanadi. Elektromagnit va aerodinamik usullar shu printsip asosida qurilgan.

Tarix

Uran qazib olishning boshlanishi

Uran minerallari 1789 yilda uran topilgunga qadar uzoq vaqt davomida konchilar tomonidan sezilgan. Keyinchalik uranit nomi bilan ma'lum bo'lgan uran mineral konsentratsiyasi 1565 yilda Saksoniyaning Erzgebirge (rudali tog'lari) dan xabar qilingan. Pitchblend haqidagi boshqa dastlabki xabarlar 1727 yilda Jachymovda va 1763 yilda Shvartsvaldda. "-blende" qo'shimchasi Ore Mountain konchilari tomonidan minerallarga nisbatan qo'llanilgan, ular tarkibida foydali metall borga o'xshaydi, lekin (o'sha paytdagi ma'lumotlarga ko'ra) yo'q edi. Bu atama "tog 'gnomi" konchilarni aldash uchun minerallarni qandaydir "olti-o'rtaga aylantirgan" degan xurofotlardan kelib chiqqan (nemislar "aldash" uchun "ko'r" so'zining "blenden" atamasini ishlatgan). Shunday qilib, "arzimas" - aralash turdagi minerallarning mavjudligi haqidagi eski hujjatlarni o'rganish uran topilgandan so'ng qidiruvni osonlashtirdi.

19-asrning boshlarida uran rudasi Saksoniya, Bogemiya va Kornuollda qazib olishning yon mahsuloti sifatida topilgan. Radioaktiv rudalarni birinchi qasddan qazib olish hozir Chexiyadagi kumush qazib oluvchi shahar Yoaximsthalda bo'lib o'tdi. Mari Sklodovska-Kyuri uranning parchalanish mahsuloti bo'lgan radiy elementini ajratib olish uchun Yoaximsthaldan olingan pitchblend rudasidan foydalangan. Ikkinchi jahon urushigacha uran, asosan, tarkibidagi radiy uchun qazib olindi; ba'zi karnotit konlari asosan vanadiy tarkibi uchun qazib olingan. Uran rudasi tarkibidagi radiy manbalari soat terishlari va boshqa ilovalar uchun yorqin bo'yoq sifatida foydalanish uchun qidirildi. Yarim umri 238 ekanligini hisobga olsak238</br> 238 226 dan deyarli 2,8 million marta uzun226</br> Bir necha gramm radiy olish uchun 226 uranni qayta ishlash kerak bo'lib, ko'p miqdorda past qiymatli uran qo'shimcha mahsuloti qoldi, bu asosan sariq pigment sifatida ishlatiladi.

Ferrouran Birinchi jahon urushining markaziy kuchlari tomonidan Britaniya dengiz blokadasi tufayli import qila olmaydigan materiallar o'rnini bosuvchi sifatida foydalanila boshlandi. O'sha paytda Rudali tog'larning ikkala tomoni markaziy kuchlar tomonidan nazorat qilinadigan hududda joylashgan edi, chunki shimoliy qanot Germaniya imperiyasiga, janubiy qanoti esa Avstriya-Vengriyaga tegishli edi. O'sha paytda uran asosan radiy qazib olishda "chiqindi mahsulot" sifatida ko'rilganini hisobga olsak, qazib olishni kengaytirmasdan ham ko'p miqdorda zaxira mavjud edi.

Koloradodagi Shimoliy Yulduz tog'idagi konchilar, 1879 yil.

Qo'shma Shtatlarda birinchi radiy / uran rudasi 1871 yilda Kolorado shtatining Markaziy Siti yaqinidagi oltin konlarida topilgan. Bu tuman 50 ga yaqin mahsulot ishlab chiqardi 1871-1895 yillar oralig'ida yuqori navli rudalar tonna. Ikkinchi jahon urushidan oldin Amerika uran rudalarining aksariyati Yuta va Kolorado shtatidagi Kolorado platosidagi vanadiy konlaridan olingan.

Angliyaning Kornuoll shahrida Sent-Stiven yaqinidagi Janubiy Terras koni 1873 yilda uran ishlab chiqarish uchun ochilgan va taxminan 175 dona ishlab chiqarilgan. tonna ruda 1900 yilgacha. Boshqa erta uran qazib olish Fransiyaning Markaziy Massividagi Autunois (shuning uchun bu hududda uran saqlovchi mineral uchun Autunit nomi), Bavariyadagi Oberpfalz va Shvetsiyadagi Billingenda sodir bo'lgan.

Belgiya Kongosining Katanga shahridagi Shinkolobve koni (hozirgi Shaba viloyati, Kongo Demokratik Respublikasi (DRC) ) 1913 yilda topilgan va Union Minière du Haut Katanga tomonidan foydalanilgan. Uran qazib olish tarixining boshida qazib olingan boshqa muhim konlar orasida 1931 yilda topilgan Buyuk Ayiq ko'li (Kanada) yaqinidagi Port Radium ; Portugaliyaning Beyra viloyati bilan birga; Tyuya Muyun, Oʻzbekiston (bu yerda Tyuyamunite ); va Radium Hill, Avstraliya.

Uranni boyitish

Yadro zanjiri reaksiyasi uran atomining parchalanishi natijasida hosil bo'lgan neytronlarning kamida bittasi boshqa atom tomonidan tutilishini va shunga mos ravishda uning parchalanishiga olib kelishini anglatadi. Birinchi taxminda, bu neytron reaktorni tark etishidan oldin ²³⁵ U atomiga "qoqilishi" kerakligini anglatadi. Bu neytron uchun keyingi uran atomini topish ehtimoli etarlicha yuqori bo'lishi uchun uran bilan dizayn etarlicha ixcham bo'lishi kerakligini anglatadi. Ammo reaktor ishlayotganida, ²³⁵ U asta-sekin yonib ketadi, bu neytron va ²³⁵ U atomi o'rtasidagi uchrashish ehtimolini kamaytiradi, bu esa bu ehtimollikning ma'lum chegarasini reaktorlarga o'rnatishga majbur qiladi. Shunga ko'ra, yadro yoqilg'isi tarkibidagi ²³⁵ U ning past nisbati quyidagilarni talab qiladi:

• neytron unda uzoqroq turishi uchun reaktorning kattaroq hajmi;
• neytron va uran atomi o'rtasidagi to'qnashuv ehtimolini oshirish uchun reaktor hajmining katta qismini yoqilg'i egallashi kerak;
• ko'pincha reaktorda ²³⁵ U hajmli zichlikni saqlab turish uchun yoqilg'ini yangi yoqilg'i bilan qayta yuklash talab qilinadi;
• sarflangan yoqilg'ida qimmatli ²³⁵ U ning yuqori ulushi.

Avstraliyada qazib olingan sariq kek va ruda