Навіщо потрібно збагачувати уран? Докладний розбір

У статті розповідається про те, навіщо збагачувати уран, що це таке, де видобувається, його застосування і з чого складається процес збагачення.

Початок атомної ери

Така речовина, як уран відомо людям з самої глибокої давнини. Але на відміну від нашого часу, вони використовували його лише для створення спеціальної поливи для кераміки і деяких видів фарби. Використовувалася для цього природна окис урану, поклади якого можна знайти в тих або інших кількостях майже на всіх континентах світу. Набагато пізніше цим елементом зацікавилися і хіміки. Так, у 1789 році німецькому вченому Мартіну Клапроту вдалося отримати оксид урану, який за своїм параметрами був схожий на метал, але їм не був. І лише в 1840 році французький хімік Пелиго синтезував справжній уран - важкий, сріблястий і радіоактивний метал, який Дмитро Менделєєв вніс у свою таблицю періодичних елементів. Так для чого потрібно збагачувати уран і як це відбувається?

Наш час

По суті, природна уранова руда мало чим відрізняється від інших. Це масивні камені іржавого кольору, які добувають в шахтах звичайним способом - підривають пласти покладів і транспортують на поверхню для подальшої обробки. Справа в тому, що це природне речовина містить у собі лише 072 % ізотопу U235. Цього недостатньо для застосування в реакторах або зброю, і потім після сортування його переводять в газоподібний стан і починають збагачувати уран. Взагалі, методів цього процесу існує багато, але найбільш перспективним і використовуваним в Росії є газове центрифугування. У спеціальні установки закачується газоподібне з'єднання урану, після чого ті розкручуються до величезних швидкостей і відбувається відділення більш важких молекул від легких і групування їх у стінок барабана.


Потім ці фракції поділяють і одну з них перетворюють в діоксид урану - щільна і тверда речовина, яке потім фасують на своєрідні «таблетки» і обпалюють в печі. Саме для цього і потрібно збагачувати уран, оскільки на виході процентний вміст ізотопу U235 на порядок більше, і його можна застосовувати як у реакторах, так і в збройових системах.

Експорт

Якщо приводити спрощений приклад, збагачення цього елемента по суті своїй чимось нагадує виробництво заліза – в первісному, природному вигляді це ні на що не придатні шматки руди, які потім різною обробкою перетворюють в міцну сталь. Також у пресі часто можна почути той факт, що багато менш розвинені в порівнянні з тією ж Росією країни часто задаються питанням, як зробити збагачений уран? Справа в тому, що цей процес якщо наводити приклад з газовим центрифугуванням дуже складний, і побудувати подібні установки можуть далеко не всі. Тим більше, потрібна не одна-єдина штука, а цілий їх каскад. Для того, щоб усвідомити їх технічний рівень, варто сказати, що обертаються ці «барабани» зі швидкістю 1500 оборотів в хвилину і без зупинки. Рекорд – 30 років! Тому, деякі країни закуповують збагачений уран в Росії.

Де добувають уран в Росії?

Видобуток 93% уранової руди проводиться в Забайкаллі, поруч з містом Краснокаменськ. А збагачений уран в Росії виробляє «ВАТ " ТВЕЛ».

Застосування

З процесом перетворення в високоефективне з'єднання розібралися, але навіщо він потрібен? Розберемо два основних напрямки. Перше, це звичайно ж, атомні реактори. Вони дають електрику цілим містам, живлять автономні космічні апарати для дослідження далеких куточків нашої сонячної системи, стоять на підводних човнах, криголамах, дослідних кораблях.
Друге, це зброя масового ураження. Щоправда, варто уточнити – саме уран в бомбах давно вже не застосовується, йому на зміну прийшов збройовий плутоній. Видобувається він допомогою спеціального опромінення в реакторах низькозбагаченого урану.

Міфи і цікаві факти

Часто ще в роки СРСР існувала думка, що особливо небезпечних злочинців або «ворогів народу» засилають на уранові шахти, аби ті своїм швидкоплинним працею спокутували провину. І природно, довго вони там не затримувалися через радіацію. Насправді це не так. Ніякої особливої небезпеки в роботі на такий видобутку немає, природна руда мало радіоактивна, і людина, якщо його помістити безвилазно в шахту, швидше загине від нестачі сонця і свіжого повітря, ніж променевої хвороби. Тим не менш, умови праці в робочих щадні, всього 5 годин на день, і багато працюють там цілими поколіннями, розвінчуючи міф про страшну згубність такого виробництва. А зі збідненого урану, до речі, роблять сердечники збройових снарядів. Справа в тому, що уран набагато важче і міцніше свинцю, в результаті чого такі вражаючі елементи ефективніше, та й ще мають властивість запалюватися в результаті руйнування, після механічного впливу на них. Так що ми розібралися з тим, навіщо потрібен збагачений уран, де він застосовується і з якою метою.