Urânio radioativo. Minério de urânio. Como o minério de urânio é extraído? Minério de urânio na Rússia

O urânio é um metal radioativo. Na natureza, o urânio consiste em três isótopos: urânio-238, urânio-235 e urânio-234. O maior nível de estabilidade é registrado no urânio-238.

Decaimento radioativo do urânio

O decaimento radioativo é o processo de mudança repentina na composição ou estrutura interna dos núcleos atômicos, que se caracterizam pela instabilidade. Neste caso, são emitidas partículas elementares, raios gama e/ou fragmentos nucleares. As substâncias radioativas contêm um núcleo radioativo. O núcleo filho resultante do decaimento radioativo também pode se tornar radioativo e após certo tempo sofre decaimento. Este processo continua até que um núcleo estável e desprovido de radioatividade seja formado. E. Rutherford provou experimentalmente em 1899 que os sais de urânio emitem três tipos de raios:

• raios α - um fluxo de partículas carregadas positivamente
• Raios β - um fluxo de partículas carregadas negativamente
• Os raios γ não criam desvios no campo magnético.

Radioatividade do urânio

A radioatividade natural é o que distingue o urânio radioativo de outros elementos. Os átomos de urânio, independentemente de quaisquer fatores e condições, mudam gradualmente. Neste caso, são emitidos raios invisíveis. Após as transformações que ocorrem com os átomos de urânio, obtém-se um elemento radioativo diferente e o processo se repete. Ele repetirá quantas vezes forem necessárias para obter um elemento não radioativo. Por exemplo, algumas cadeias de transformações têm até 14 estágios. Nesse caso, o elemento intermediário é o rádio e a última etapa é a formação do chumbo. Este metal não é um elemento radioativo, portanto a série de transformações é interrompida. No entanto, são necessários vários milhares de milhões de anos para que o urânio se transforme completamente em chumbo.
O minério de urânio radioativo freqüentemente causa envenenamento em empresas envolvidas na mineração e processamento de matérias-primas de urânio. No corpo humano, o urânio é um veneno celular geral. Afeta principalmente os rins, mas também afeta o fígado e o trato gastrointestinal.
O urânio não possui isótopos completamente estáveis. O período de vida mais longo é observado para o urânio-238. A semi-decadência do urânio-238 ocorre ao longo de 4,4 bilhões de anos. Pouco menos de um bilhão de anos ocorre a meia decadência do urânio-235 - 0,7 bilhão de anos. O urânio-238 ocupa mais de 99% do volume total do urânio natural. Devido à sua meia-vida colossal, a radioatividade deste metal não é alta; por exemplo, as partículas alfa não conseguem penetrar no estrato córneo da pele humana. Após uma série de estudos, os cientistas descobriram que a principal fonte de radiação não é o urânio em si, mas o gás radônio que ele produz, bem como seus produtos de decomposição que entram no corpo humano durante a respiração.

As tecnologias nucleares baseiam-se em grande parte na utilização de métodos radioquímicos, que por sua vez se baseiam nas propriedades físicas, físicas, químicas e tóxicas nucleares dos elementos radioativos.

Neste capítulo nos limitaremos a uma breve descrição das propriedades dos principais isótopos físseis - urânio e plutônio.

Urano

Urano ( urânio) U - elemento do grupo actinídeo, 7-0º período do sistema periódico, Z=92, massa atômica 238,029; o mais pesado encontrado na natureza.

Existem 25 isótopos de urânio conhecidos, todos eles radioativos. O mais fácil 217U (Tj/ 2 =26 ms), o mais pesado 2 4 2 U (7 T J / 2 =i6,8 min). Existem 6 isômeros nucleares. O urânio natural contém três isótopos radioativos: 2 8 e (99, 2 739%, Ti/ 2 = 4,47109 l), 2 35 U (0,7205%, G, / 2 = 7,04-109 anos) e 2 34 U (0,0056%, Ti/ 2=2,48-yuz l). A radioatividade específica do urânio natural é de 2,48104 Bq, dividida quase pela metade entre 2,34 U e 288 U; 2 35U dá uma pequena contribuição (a atividade específica do isótopo 2 zi no urânio natural é 21 vezes menor que a atividade de 2 3 8 U). As seções transversais de captura de nêutrons térmicos são 46, 98 e 2,7 celeiros para 2 zzi, 2 35U e 2 3 8 U, respectivamente; seção de divisão 527 e 584 celeiro para 2 zzi e 2 z 8 e, respectivamente; mistura natural de isótopos (0,7% 235U) 4,2 celeiro.

Mesa 1. Propriedades físicas nucleares 2h9 Ri e 2 35Ts.

Mesa 2. Captura de nêutrons 2 35Ts e 2 z 8 C.

Seis isótopos de urânio são capazes de fissão espontânea: 282 U, 2 zzi, 234 U, 235 U, 2 z 6 i e 2 z 8 i. Os isótopos naturais 2 33 e 2 35 U fissam sob a influência de nêutrons térmicos e rápidos, e 2 3 8 núcleos são capazes de fissão apenas quando capturam nêutrons com energia superior a 1,1 MeV. Ao capturar nêutrons com energia mais baixa, os núcleos de 288 U primeiro se transformam em núcleos de 2 -i9U, que então sofrem decaimento p e se transformam primeiro em 2 -"*9Np e depois em 2 39Pu. As seções transversais efetivas para a captura de calor nêutrons de 2 34U, 2 núcleos 35U e 2 3 8 e são iguais a 98, 683 e 2,7 celeiros, respectivamente. A fissão completa de 2 35 U leva a um “equivalente de energia térmica” de 2-107 kWh / kg. Os isótopos 2 35 U e 2 zzi são usados ​​como combustível nuclear, capaz de suportar a reação em cadeia de fissão.

Os reatores nucleares produzem n isótopos artificiais de urânio com números de massa 227-^240, dos quais o de vida mais longa é o 233U (7 V 2 =i,62 *io 5 anos); é obtido por irradiação de nêutrons de tório. Nos fluxos de nêutrons superpoderosos de uma explosão termonuclear, nascem isótopos de urânio com números de massa de 239 ^ 257.

Urano-232- nuclídeo tecnogênico, emissor a, T x / 2=68,9 anos, isótopos pais 2 h 6 Pu(a), 23 2 Np(p*) e 23 2 Ra(p), nuclídeo filho 228 Th. A intensidade da fissão espontânea é de 0,47 divisões/s kg.

O urânio-232 é formado como resultado dos seguintes decaimentos:

P + -decaimento do nuclídeo *3 a Np (Ti/ 2 =14,7 min):

Na indústria nuclear, o 2 3 2 U é produzido como subproduto durante a síntese do nuclídeo físsil (qualidade para arma) 2 zi no ciclo do combustível do tório. Quando 2 3 2 Th é irradiado com nêutrons, ocorre a reação principal:

e uma reação colateral em duas etapas:

A produção de 232 U a partir do tório ocorre apenas com nêutrons rápidos (E„>6MeV). Se a substância inicial contém 2 3°TH, então a formação de 2 3 2 U é complementada pela reação: 2 3°TH + u-> 2 3'TH. Esta reação ocorre usando nêutrons térmicos. A geração de 2 3 2 U é indesejável por uma série de razões. É suprimido com o uso de tório com concentração mínima de 2 3°TH.

O decaimento de 2 × 2 ocorre nas seguintes direções:

Um decaimento em 228 Th (probabilidade 10%, energia de decaimento 5,414 MeV):

a energia das partículas alfa emitidas é de 5,263 MeV (em 31,6% dos casos) e 5,320 MeV (em 68,2% dos casos).

• - fissão espontânea (probabilidade inferior a ~12%);
• - decaimento do aglomerado com formação de nuclídeo 28 Mg (probabilidade de decaimento inferior a 5*10" 12%):

Decaimento do cluster com a formação do nuclídeo 2

O urânio-232 é o fundador de uma longa cadeia de decaimento, que inclui nuclídeos - emissores de quanta y duros:

^U-(3,64 dias, a,y)-> 220 Rn-> (55,6 s, a)-> 21b Po->(0,155 s, a)-> 212 Pb->(10,64 horas, p, y) - > 212 Bi -> (60,6 m, p, y) -> 212 Po a, y) -> 208x1, 212 Po -> (3 "Yu' 7 s, a) -> 2o8 Pb (facada), 2o8 T1- >(3,06 m, p, y-> 2o8 Pb.

O acúmulo de 2 3 2 U é inevitável durante a produção de 2 zi no ciclo de energia do tório. A intensa radiação y decorrente do decaimento de 2 3 2 U impede o desenvolvimento da energia do tório. O que é incomum é que o isótopo par 2 3 2 11 tem uma alta seção transversal de fissão sob a influência de nêutrons (75 celeiros para nêutrons térmicos), bem como uma alta seção transversal de captura de nêutrons - 73 celeiros. 2 3 2 U é usado no método de traçador radioativo em pesquisas químicas.

2 h 2 e é o fundador de uma longa cadeia de decaimento (de acordo com o esquema 2 h 2 T), que inclui emissores de nuclídeos de quanta y duros. O acúmulo de 2 3 2 U é inevitável durante a produção de 2 zi no ciclo de energia do tório. A intensa radiação y decorrente do decaimento de 232 U impede o desenvolvimento da energia do tório. O que é incomum é que o isótopo par 2 3 2 U tem uma alta seção transversal de fissão sob a influência de nêutrons (75 celeiros para nêutrons térmicos), bem como uma alta seção transversal de captura de nêutrons - 73 celeiros. 2 3 2 U é frequentemente usado no método de traçador radioativo em pesquisas químicas e físicas.

Urano-233- radionuclídeo artificial, emissor a (energia 4,824 (82,7%) e 4,783 MeV (14,9%)), TV = 1,585105 anos, nuclídeos pais 2 37Pu(a)-? 2 33Np(p +)-> 2 ззРа(р), nuclídeo filho 22 9Th. 2 zzi são obtidos em reatores nucleares a partir do tório: 2 z 2 Th captura um nêutron e se transforma em 2 zzT, que decai em 2 zzRa e depois em 2 zzi. Os núcleos de 2 zi (isótopo ímpar) são capazes tanto de fissão espontânea quanto de fissão sob a influência de nêutrons de qualquer energia, o que o torna adequado para a produção de armas atômicas e combustível de reator. A seção transversal efetiva de fissão é de 533 celeiros, a seção transversal de captura é de 52 celeiros, rendimento de nêutrons: por evento de fissão - 2,54, por nêutron absorvido - 2,31. A massa crítica de 2 zzi é três vezes menor que a massa crítica de 2 35U (-16 kg). A intensidade da fissão espontânea é de 720 divisões/s kg.

O urânio-233 é formado como resultado dos seguintes decaimentos:

- (3 + -decaimento do nuclídeo 2 33Np (7^=36,2 min):

Em escala industrial, 2 zi é obtido a partir de 2 32Th por irradiação com nêutrons:

Quando um nêutron é absorvido, o núcleo 2 zzi geralmente se divide, mas ocasionalmente captura um nêutron, transformando-se em 2 34U. Embora 2 zzi geralmente se divida após absorver um nêutron, às vezes ele retém um nêutron, transformando-se em 2 34U. A produção de 2 zirs é realizada em reatores rápidos e térmicos.

Do ponto de vista das armas, 2 ZZI é comparável a 2 39Pu: sua radioatividade é 1/7 da atividade de 2 39Pu (Ti/ 2 = 159.200 litros versus 24.100 litros para Pu), a massa crítica de 2 zi é 60% maior que a de ^Pu (16 kg versus 10 kg), e a taxa de fissão espontânea é 20 vezes maior (bth - ' versus 310 10). O fluxo de nêutrons de 2 zzi é três vezes maior que o de 2 39Pi. Criar uma carga nuclear baseada em 2 zi requer mais esforço do que em ^Pi. O principal obstáculo é a presença da impureza 232 U no 2ZZI, cuja radiação y de projetos de decaimento dificulta o trabalho com o 2ZZI e facilita a detecção de armas acabadas. Além disso, a meia-vida curta do 2 3 2 U o torna uma fonte ativa de partículas alfa. 2 zi com 1% 232 e tem atividade a três vezes mais forte do que o plutônio para armas e, consequentemente, maior radiotoxicidade. Esta atividade a causa a criação de nêutrons nos elementos leves da carga da arma. Para minimizar este problema, a presença de elementos como Be, B, F, Li deve ser mínima. A presença de um fundo de nêutrons não afeta a operação de sistemas de implosão, mas os circuitos de canhão exigem um alto nível de pureza para elementos leves. O conteúdo de 23 2 U em 2 zis para armas não deve exceder 5 partes por milhão (0,0005% ).No combustível de reatores térmicos, a presença de 2 3G não é prejudicial, e até desejável, porque reduz a possibilidade de utilização de urânio para fins armamentistas.Após o reprocessamento e reutilização do combustível irradiado, o teor de 232U atinge cerca de 1+ 0,2%.

O decaimento de 2 zi ocorre nas seguintes direções:

Um decaimento em 22 9Th (probabilidade 10%, energia de decaimento 4,909 MeV):

a energia das partículas yahr emitidas é de 4,729 MeV (em 1,61% dos casos), 4,784 MeV (em 13,2% dos casos) e 4,824 MeV (em 84,4% dos casos).

• - divisão espontânea (probabilidade
• - decaimento do aglomerado com formação de nuclídeo 28 Mg (probabilidade de decaimento inferior a 1,3*10_13%):

Decaimento do cluster com a formação do nuclídeo 24 Ne (probabilidade de decaimento 7,3-10-“%):

A cadeia de decaimento de 2 zzi pertence à série do netúnio.

A radioatividade específica de 2 zi é 3,57-8 Bq/g, o que corresponde a uma atividade (e radiotoxicidade) de -15% do plutônio. Apenas 1% 2 3 2 U aumenta a radioatividade para 212 mCi/g.

Urano-234(Urano II, UII) parte de urânio natural (0,0055%), 2,445105 anos, emissor a (energia das partículas a 4,777 (72%) e

4,723 (28%) MeV), radionuclídeos originais: 2 h 8 Pu(a), 234 Pa(P), 234 Np(p +),

isótopo filho em 2 z”th.

Normalmente, 234 U está em equilíbrio com 2 h 8 u, decaindo e se formando na mesma taxa. Aproximadamente metade da radioatividade do urânio natural é proveniente do 234U. Normalmente, o 234U é obtido por cromatografia de troca iônica de preparações antigas de 2 × 8 Pu puro. Durante o decaimento a, *zRi produz 2 34U, portanto preparações antigas de 2 h 8 Ru são boas fontes de 2 34U. yuo g 238Pi contém após um ano 776 mg 2 34U, após 3 anos

2,2g2 34U. A concentração de 2 34U no urânio altamente enriquecido é bastante elevada devido ao enriquecimento preferencial com isótopos leves. Como o 2 34u é um forte emissor y, há restrições quanto à sua concentração no urânio destinado ao processamento em combustível. Níveis aumentados de 234i são aceitáveis ​​para reatores, mas o combustível irradiado reprocessado já contém níveis inaceitáveis ​​deste isótopo.

A decadência do 234i ocorre nas seguintes direções:

Decaimento A a 2 3°Т (probabilidade 100%, energia de decaimento 4,857 MeV):

a energia das partículas alfa emitidas é de 4,722 MeV (em 28,4% dos casos) e 4,775 MeV (em 71,4% dos casos).

• - divisão espontânea (probabilidade 1,73-10-9%).
• - decaimento do cluster com formação de nuclídeo 28 Mg (probabilidade de decaimento 1,4-10%, segundo outros dados 3,9-10%):

• - decaimento do cluster com formação de nuclídeos 2 4Ne e 26 Ne (probabilidade de decaimento 9-10", 2%, segundo outros dados 2,3-10_11%):

O único isômero conhecido é 2 34ti (Tx/ 2 = 33,5 μs).

A seção transversal de absorção de 2 nêutrons térmicos de 34U é de 100 celeiros, e para a integral de ressonância calculada em média sobre vários nêutrons intermediários é de 700 celeiros. Portanto, em reatores de nêutrons térmicos, ele é convertido em 235U físsil em uma taxa mais rápida do que a quantidade muito maior de 238U (com uma seção transversal de 2,7 celeiros) é convertida em 2 39Ru. Como resultado, o combustível irradiado contém menos 2 34U do que o combustível novo.

Urano-235 pertence à família 4P+3, capaz de produzir uma reação em cadeia de fissão. Este é o primeiro isótopo em que foi descoberta a reação de fissão nuclear forçada sob a influência de nêutrons. Ao absorver um nêutron, o 235U se transforma em 2 zbi, que se divide em duas partes, liberando energia e emitindo vários nêutrons. Físsil por nêutrons de qualquer energia e capaz de fissão espontânea, o isótopo 2 35U faz parte do ufan natural (0,72%), um emissor a (energias 4,397 (57%) e 4,367 (18%) MeV), Ti/j=7,038-8 anos, nuclídeos mãe 2 35Pa, 2 35Np e 2 39Pu, filha - 23Th. Taxa de fissão espontânea 2 3su 0,16 fissão/s kg. Quando um núcleo de 2 35U fissiona, 200 MeV de energia = 3,210 p J são liberados, ou seja, 18 TJ/mol=77 TJ/kg. A seção transversal da fissão por nêutrons térmicos é de 545 celeiros, e por nêutrons rápidos - 1,22 celeiros, rendimento de nêutrons: por ato de fissão - 2,5, por nêutron absorvido - 2,08.

Comente. A seção transversal para captura lenta de nêutrons para produzir o isótopo 2 sii (oo celeiro), de modo que a seção transversal total de absorção lenta de nêutrons é de 645 celeiros.

• - fissão espontânea (probabilidade 7*10~9%);
• - decaimento do cluster com formação de nuclídeos 2 °Ne, 2 5Ne e 28 Mg (as probabilidades, respectivamente, são 8-io_10%, 8-kg 10%, 8*10",0%):

Arroz. 1.

O único isômero conhecido é 2 35n»u (7/ 2 = 2b min).

Atividade específica 2 35C 7,77-4 Bq/g. A massa crítica do urânio para armas (93,5% 2 35U) para uma bola com refletor é de 15-7-23 kg.

Fissão 2 »5U é utilizado em armas atômicas, para produção de energia e para síntese de actinídeos importantes. A reação em cadeia é mantida pelo excesso de nêutrons produzidos durante a fissão de 2 35C.

Urano-236 encontrado naturalmente na Terra em pequenas quantidades (há mais na Lua), um emissor (?

Arroz. 2. Família radioativa 4/7+2 (incluindo -з 8 и).

Em um reator atômico, 2 sz absorve um nêutron térmico, após o qual se fissiona com probabilidade de 82%, e com probabilidade de 18% emite um quantum y e se transforma em 2 sb e (para 100 núcleos fissionados 2 35U há são 22 núcleos formados 2 3 6 U). Em pequenas quantidades faz parte do combustível fresco; acumula-se quando o urânio é irradiado com nêutrons num reator e, portanto, é usado como “dispositivo de sinalização” para combustível nuclear irradiado. 2 hb e é formado como subproduto durante a separação de isótopos por difusão gasosa durante a regeneração do combustível nuclear usado. 236 U é um veneno de nêutrons formado em um reator de potência; sua presença no combustível nuclear é compensada por um alto nível de enriquecimento 2 35 U.

2 z b e é usado como marcador da mistura das águas oceânicas.

Urânio-237,T&= 6,75 dias, emissor beta e gama, podem ser obtidos a partir de reações nucleares:

Detecção 287 e realizada ao longo das linhas com Ei = o, ob MeV (36%), 0,114 MeV (0,06%), 0,165 MeV (2,0%), 0,208 MeV (23%)

O 237U é usado no método radiotraçador em pesquisas químicas. Medir a concentração (2-4°Am) na precipitação radioativa dos testes de armas atômicas fornece informações valiosas sobre o tipo de carga e o equipamento utilizado.

Urano-238- pertence à família 4P+2, é físsil por nêutrons de alta energia (mais de 1,1 MeV), capaz de fissão espontânea, forma a base do urânio natural (99,27%), emissor-a, 7’; /2=4>468-109 anos, decai diretamente em 2 34Th, forma uma série de radionuclídeos geneticamente relacionados e, após 18 produtos, transforma-se em 206 Рb. O 2 3 8 U puro tem uma radioatividade específica de 1,22-104 Bq. A meia-vida é muito longa - cerca de 10 16 anos, então a probabilidade de fissão em relação ao processo principal - a emissão de uma partícula alfa - é de apenas 10" 7. Um quilograma de urânio dá apenas 10 fissões espontâneas por segundo, e durante o mesmo tempo as partículas alfa emitem 20 milhões de núcleos. Nuclídeos-mãe: 2 4 2 Pu(a), *38ra(p-) 234Th, filha T,/ 2 = 2 :eu 4 º.

O urânio-238 é formado como resultado dos seguintes decaimentos:

2 (V0 4) 2 ] 8H 2 0. Entre os minerais secundários, o uranil fosfato de cálcio hidratado Ca(U0 2) 2 (P0 4) 2 -8H 2 0 é comum. Freqüentemente, o urânio em minerais é acompanhado por outros elementos úteis - titânio , tântalo, terras raras. Portanto, é natural buscar o processamento complexo de minérios contendo urânio.

Propriedades físicas básicas do urânio: massa atômica 238,0289 amu. (g/mol); raio atômico 138h (13h = 12 m); energia de ionização (primeiro elétron 7,11 eV; configuração eletrônica -5f36d'7s 2; estados de oxidação 6, 5, 4, 3; GP l = 113 2, 2 °; T-t,1=3818°; densidade 19,05; capacidade térmica específica 0,115 JDKmol); resistência à tração 450 MPa, calor de fusão 12,6 kJ/mol, calor de evaporação 417 kJ/mol, calor específico 0,115 J/(mol-K); volume molar 12,5 cm3/mol; temperatura característica de Debye © D =200K, temperatura de transição para o estado supercondutor de cerca de 0,68K.

O urânio é um metal pesado, branco prateado e brilhante. É ligeiramente mais macio que o aço, maleável, flexível, possui leves propriedades paramagnéticas e é pirofórico na forma de pó. O urânio tem três formas alotrópicas: alfa (ortorrômbico, a-U, parâmetros de rede 0 = 285, b = 587, c=49b pm, estável até 667,7°), beta (tetragonal, p-U, estável de 667,7 a 774,8°), gama (com uma rede cúbica de corpo centrado, y-U, existindo de 774,8° até pontos de fusão, frm= ii34 0), em que o urânio é mais maleável e conveniente para processamento.

À temperatura ambiente, a fase a ortorrômbica é estável; a estrutura prismática consiste em camadas atômicas onduladas paralelas ao plano ABC, em uma rede prismática extremamente assimétrica. Dentro das camadas, os átomos estão fortemente conectados, enquanto a força das ligações entre os átomos nas camadas adjacentes é muito mais fraca (Figura 4). Esta estrutura anisotrópica torna difícil a liga de urânio com outros metais. Somente o molibdênio e o nióbio criam ligas de fase sólida com urânio. No entanto, o urânio metálico pode interagir com muitas ligas, formando compostos intermetálicos.

Na faixa de 668 ^ 775° existe (3-urânio. A rede do tipo tetragonal tem uma estrutura em camadas com camadas paralelas ao plano ab nas posições 1/4С, 1/2 Com e 3/4C da célula unitária. Em temperaturas acima de 775°, forma-se urânio-y com uma rede cúbica de corpo centrado. A adição de molibdênio permite que a fase y esteja presente à temperatura ambiente. O molibdênio forma uma ampla gama de soluções sólidas com urânio y e estabiliza a fase y à temperatura ambiente. O urânio y é muito mais macio e maleável do que as fases frágeis a e (3).

A irradiação de nêutrons tem um impacto significativo nas propriedades físicas e mecânicas do urânio, causando um aumento no tamanho da amostra, uma mudança na forma, bem como uma deterioração acentuada nas propriedades mecânicas (fluência, fragilização) dos blocos de urânio durante o operação de um reator nuclear. O aumento de volume se deve ao acúmulo no urânio durante a fissão de impurezas de elementos de menor densidade (tradução 1% urânio em elementos de fragmentação aumenta o volume em 3,4%).

Arroz. 4. Algumas estruturas cristalinas do urânio: a - a-urânio, b - p-urânio.

Os métodos mais comuns de obtenção de urânio no estado metálico são a redução de seus fluoretos com metais alcalinos ou alcalino-terrosos ou a eletrólise de sais fundidos. O urânio também pode ser obtido por redução metalotérmica a partir de carbonetos com tungstênio ou tântalo.

A capacidade de ceder elétrons facilmente determina as propriedades redutoras do urânio e sua maior atividade química. O urânio pode interagir com quase todos os elementos, exceto gases nobres, adquirindo estados de oxidação +2, +3, +4, +5, +6. Em solução, a valência principal é 6+.

Oxidando rapidamente no ar, o urânio metálico é coberto por uma película iridescente de óxido. O pó fino de urânio inflama-se espontaneamente no ar (a temperaturas de 1504-175°), formando e;) Ov. A 1000°, o urânio combina-se com o nitrogênio, formando nitreto de urânio amarelo. A água pode reagir com o metal lentamente em baixas temperaturas e rapidamente em altas temperaturas. O urânio reage violentamente com água fervente e vapor para liberar hidrogênio, que forma um hidreto com o urânio

Esta reação é mais energética do que a combustão do urânio em oxigênio. Esta atividade química do urânio torna necessário proteger o urânio nos reatores nucleares do contato com a água.

O urânio se dissolve em ácidos clorídrico, nítrico e outros, formando sais de U(IV), mas não interage com álcalis. O urânio desloca o hidrogênio dos ácidos inorgânicos e soluções salinas de metais como mercúrio, prata, cobre, estanho, platina e ouro. Quando agitadas vigorosamente, as partículas metálicas do urânio começam a brilhar.

As características estruturais das camadas eletrônicas do átomo de urânio (a presença de elétrons ^/) e algumas de suas propriedades físico-químicas servem de base para a classificação do urânio como membro da série dos actinídeos. No entanto, existe uma analogia química entre o urânio e o Cr, Mo e W. O urânio é altamente reativo e reage com todos os elementos, exceto gases nobres. Na fase sólida, exemplos de U(VI) são trióxido de uranila U0 3 e cloreto de uranila U0 2 C1 2. Tetracloreto de urânio UC1 4 e dióxido de urânio U0 2

Exemplos de U(IV). Substâncias contendo U(IV) são geralmente instáveis ​​e tornam-se hexavalentes quando expostas ao ar por um longo período.

Seis óxidos são instalados no sistema urânio-oxigênio: UO, U0 2, U 4 0 9 e 3 Ov, U0 3. Eles são caracterizados por uma ampla gama de homogeneidade. U0 2 é um óxido básico, enquanto U0 3 é anfotérico. U0 3 - interage com a água para formar uma série de hidratos, sendo os mais importantes o ácido diurânico H 2 U 2 0 7 e o ácido urânico H 2 1U 4. Com os álcalis, o U0 3 forma sais desses ácidos - uranatos. Quando U0 3 é dissolvido em ácidos, formam-se sais do cátion uranila duplamente carregado U0 2 a+.

O dióxido de urânio, U0 2, de composição estequiométrica é marrom. À medida que o teor de oxigênio no óxido aumenta, a cor muda de marrom escuro para preto. Estrutura cristalina do tipo CaF 2, A = 0,547nm; densidade 10,96 g/cm"* (a densidade mais alta entre os óxidos de urânio). T , pl =2875 0 , Tk " = 3450°, D#°298 = -1084,5 kJ/mol. O dióxido de urânio é um semicondutor com condutividade de buraco e forte paramagnético. MPC = 0,015 mg/m3. Insolúvel em água. A uma temperatura de -200° adiciona oxigênio, atingindo a composição U0 2>25.

O óxido de urânio (IV) pode ser preparado pelas seguintes reações:

O dióxido de urânio exibe apenas propriedades básicas; corresponde ao hidróxido básico U(OH) 4, que é então convertido em hidróxido hidratado U0 2 H 2 0. O dióxido de urânio dissolve-se lentamente em ácidos fortes não oxidantes na ausência de oxigênio atmosférico com o formação de íons III +:

U0 2 + 2H 2 S0 4 ->U(S0 4) 2 + 2H 2 0. (38)

É solúvel em ácidos concentrados e a taxa de dissolução pode ser significativamente aumentada pela adição de íon flúor.

Quando dissolvido em ácido nítrico, ocorre a formação do íon uranila 1O 2 2+:

O octaóxido de triurano U 3 0s (óxido de urânio) é um pó cuja cor varia do preto ao verde escuro; quando fortemente esmagado, adquire cor verde oliva. Grandes cristais pretos deixam listras verdes na porcelana. Três modificações cristalinas de U 3 0 são conhecidas h: a-U 3 C>8 - estrutura cristalina rômbica (grupo espacial C222; 0 = 0,671 nm; 6 = 1,197 nm; c = o,83 nm; d =0,839nm); p-U 3 0e - estrutura cristalina rômbica (grupo espacial Primeiro; 0=0,705nm; 6=1,172nm; 0=0,829nm. O início da decomposição é oooo° (transições para 100 2), MPC = 0,075 mg/m3.

U 3 C>8 pode ser obtido pela reação:

Por calcinação U0 2, U0 2 (N0 3) 2, U0 2 C 2 0 4 3H 2 0, U0 4 -2H 2 0 ou (NH 4) 2 U 2 0 7 a 750 0 no ar ou em atmosfera de oxigênio ( p = 150+750 mmHg) obter U 3 08 estequiometricamente puro.

Quando U 3 0s é calcinado a T>oooo°, ele é reduzido para 10 2 , mas após resfriamento ao ar ele retorna para U 3 0s. U 3 0e se dissolve apenas em ácidos fortes concentrados. Nos ácidos clorídrico e sulfúrico forma-se uma mistura de U(IV) e U(VI), e no ácido nítrico - nitrato de uranila. Os ácidos sulfúrico e clorídrico diluídos reagem muito fracamente com o U 3 Os, mesmo quando aquecidos; a adição de agentes oxidantes (ácido nítrico, pirolusita) aumenta acentuadamente a taxa de dissolução. H 2 S0 4 concentrado dissolve U 3 Os para formar U(S0 4) 2 e U0 2 S0 4 . O ácido nítrico dissolve U 3 Oe para formar nitrato de uranila.

Trióxido de urânio, U0 3 - uma substância cristalina ou amorfa de cor amarela brilhante. Reage com água. MPC = 0,075 mg/m3.

É obtido calcinando poliuranatos de amônio, peróxido de urânio, oxalato de uranila a 300-500° e nitrato de uranila hexahidratado. Isso produz um pó laranja de estrutura amorfa com densidade

6,8 g/cm2. A forma cristalina de UI 3 pode ser obtida pela oxidação de U 3 0 8 a temperaturas de 450°h-750° em um fluxo de oxigênio. Existem seis modificações cristalinas de U0 3 (a, (3, y> §> ?, n) - U0 3 é higroscópico e no ar úmido se transforma em hidróxido de uranila. Seu aquecimento a 520°-^6oo° dá um composto de composição 1U 2>9, aquecimento adicional a 6oo° permite obter U 3 Os.

Hidrogênio, amônia, carbono, metais alcalinos e alcalino-terrosos reduzem U0 3 para U0 2. Ao passar uma mistura de gases HF e NH 3, forma-se UF 4. Em valência mais elevada, o urânio exibe propriedades anfotéricas. Quando expostos aos ácidos U0 3 ou seus hidratos, formam-se sais de uranila (U0 2 2+), de cor verde-amarelada:

A maioria dos sais de uranila são altamente solúveis em água.

Quando fundido com álcalis, o U0 3 forma sais de ácido urânico - uranatos MDKH:

Com soluções alcalinas, o trióxido de urânio forma sais de ácidos poliurânicos - poliuranatos DHM 2 0y1U 3 pH^O.

Os sais de ácido urânico são praticamente insolúveis em água.

As propriedades ácidas do U(VI) são menos pronunciadas que as básicas.

O urânio reage com o flúor à temperatura ambiente. A estabilidade dos haletos superiores diminui de fluoretos para iodetos. Os fluoretos UF 3, U4F17, U2F9 e UF 4 são não voláteis e o UFe é volátil. Os fluoretos mais importantes são UF 4 e UFe.

Ftppippiyanir okgilya t"yanya ppptrkart de acordo com a prática:

A reação em leito fluidizado é realizada de acordo com a equação:

É possível utilizar agentes fluorantes: BrF 3, CC1 3 F (Freon-11) ou CC1 2 F 2 (Freon-12):

O fluoreto de urânio (1U) UF 4 (“sal verde”) é um pó azul-esverdeado a esmeralda. G11L = yuz6°; Гк,«,.=-1730°. DN° 29 8= 1856 kJ/mol. A estrutura cristalina é monoclínica (sp. gp. C2/s; 0=1,273 nm; 5=1,075 nm; 0=0,843 nm; d = 6,7nm; p=12b°20"; densidade 6,72 g/cm3. UF 4 é um composto estável, inativo, não volátil, pouco solúvel em água. O melhor solvente para UF 4 é o ácido perclórico fumegante HC10 4. Dissolve-se em ácidos oxidantes para formar um sal de uranila; dissolve-se rapidamente em uma solução quente de Al(N0 3) 3 ou AlCl 3, bem como em uma solução de ácido bórico acidificado com H 2 SO 4, HC10 4 ou HC1. Agentes complexantes que ligam íons fluoreto, por por exemplo, Fe3 +, Al3 + ou ácido bórico também contribuem para a dissolução do UF 4. Com fluoretos de outros metais forma uma série de sais duplos pouco solúveis (MeUFe, Me 2 UF6, Me 3 UF 7, etc.). NH 4 UF 5 é de importância industrial.

O fluoreto de U(IV) é um produto intermediário na preparação

tanto UF6 quanto urânio metálico.

UF 4 pode ser obtido pelas reações:

ou por redução eletrolítica de fluoreto de uranila.

Hexafluoreto de urânio UFe - à temperatura ambiente, cristais cor de marfim com alto índice de refração. Densidade

5,09 g/cmz, densidade do UFe líquido - 3,63 g/cmz. Composto volátil. Tvoag = 5^>5°> Gil=b4,5° (sob pressão). A pressão de vapor saturado atinge a atmosfera a 560°. Entalpia de formação AH° 29 8 = -211b kJ/mol. A estrutura cristalina é ortorrômbica (grupo espacial. Rpt; 0=0,999nm; fe = 0,8962nm; c=0,5207 nm; d 5,060 nm (25 0). MPC - 0,015 mg/m3. Do estado sólido, o UF6 pode sublimar (sublimar) em gás, contornando a fase líquida em uma ampla faixa de pressões. Calor de sublimação a 50 0 50 kJ/mg. A molécula não tem momento dipolar, então o UF6 não se associa. O vapor de UFr é um gás ideal.

É obtido pela ação do flúor sobre seu composto U:

Além das reações em fase gasosa, também existem reações em fase líquida

produzindo UF6 usando halofluoretos, por exemplo

Existe uma maneira de obter UF6 sem o uso de flúor - por oxidação do UF 4:

O UFe não reage com ar seco, oxigênio, nitrogênio e CO 2, mas ao entrar em contato com a água, mesmo com vestígios dela, sofre hidrólise:

Interage com a maioria dos metais, formando seus fluoretos, o que dificulta os métodos de seu armazenamento. Os materiais de recipiente adequados para trabalhar com UF6 são: quando aquecido, Ni, Monel e Pt, no frio - também Teflon, quartzo e vidro absolutamente secos, cobre e alumínio. Em temperaturas de 25-0°C forma compostos complexos com fluoretos de metais alcalinos e prata do tipo 3NaFUFr>, 3KF2UF6.

Dissolve-se bem em vários líquidos orgânicos, ácidos inorgânicos e todos os halofluoretos. Inerte para secar 0 2, N 2, C0 2, C1 2, Br 2. O UFr é caracterizado por reações de redução com a maioria dos metais puros. O UF6 reage vigorosamente com hidrocarbonetos e outras substâncias orgânicas, de modo que recipientes fechados com UFe podem explodir. O UF6 na faixa de 25 -r100° forma sais complexos com fluoretos de álcalis e outros metais. Esta propriedade é utilizada em tecnologia de extração seletiva de UF

Os hidretos de urânio UH 2 e UH 3 ocupam uma posição intermediária entre hidretos salinos e hidretos do tipo soluções sólidas de hidrogênio no metal.

Quando o urânio reage com o nitrogênio, formam-se nitretos. Existem quatro fases conhecidas no sistema ONU: UN (nitreto de urânio), a-U 2 N 3 (sesquinitreto), p- U 2 N 3 e ONU If90. Não é possível obter a composição ONU 2 (dinitreto). As sínteses de mononitreto de urânio da ONU são confiáveis ​​e bem controladas, sendo melhor realizadas diretamente a partir dos elementos. Os nitretos de urânio são substâncias pulverulentas cuja cor varia do cinza escuro ao cinza; parecer metálico. UN tem uma estrutura cristalina cúbica de face centrada, como NaCl (0 = 4,8892 A); (/=14,324, 7^=2855°, estável no vácuo até 1700 0. É preparado pela reação de U ou hidreto de U com N 2 ou NH 3 , decomposição de nitretos de U superiores a 1300° ou sua redução com urânio metálico. U 2 N 3 é conhecido em duas modificações polimórficas: a cúbica e p hexagonal (0 = 0,3688 nm, 6 = 0,5839 nm), libera N 2 em vácuo acima de 8oo°. É obtido reduzindo UN 2 com hidrogênio. O dinitreto UN2 é sintetizado pela reação de U com N2 sob alta pressão de N2. Os nitretos de urânio são facilmente solúveis em soluções ácidas e alcalinas, mas são decompostos por álcalis fundidos.

O nitreto de urânio é obtido pela redução carbotérmica do óxido de urânio em dois estágios:

Aquecimento em argônio a 7M450 0 por 10*20 horas

O nitreto de urânio de composição próxima ao dinitreto, UN 2, pode ser obtido expondo o UF 4 à amônia em alta temperatura e pressão.

O dinitreto de urânio se decompõe quando aquecido:

O nitreto de urânio, enriquecido a 2 35 U, tem maior densidade de fissão, condutividade térmica e ponto de fusão do que os óxidos de urânio - o combustível tradicional dos reatores de energia modernos. Também possui boas propriedades mecânicas e estabilidade superior aos combustíveis tradicionais. Portanto, este composto é considerado uma base promissora para combustível nuclear em reatores de nêutrons rápidos (reatores nucleares de geração IV).

Comente. É muito útil enriquecer a ONU com '5N, porque .4 N tende a capturar nêutrons, gerando o isótopo radioativo 14 C através da reação (n,p).

O carboneto de urânio UC 2 (fase ?) é uma substância cristalina cinza claro com brilho metálico. No sistema U-C (carbonetos de urânio), existem UC 2 (fase ?), UC 2 (fase b 2), U 2 C 3 (fase e), UC (fase b 2) - carbonetos de urânio. O dicarbeto de urânio UC 2 pode ser obtido pelas reações:

U + 2C ^ UC 2 (54v)

Carbonetos de urânio são usados ​​como combustível para reatores nucleares; são promissores como combustível para motores de foguetes espaciais.

Nitrato de uranila, nitrato de uranila, U0 2 (N0 3) 2 -6H 2 0. O papel do metal neste sal é desempenhado pelo cátion uranila 2+. Cristais amarelos com tonalidade esverdeada, facilmente solúveis em água. Uma solução aquosa é ácida. Solúvel em etanol, acetona e éter, insolúvel em benzeno, tolueno e clorofórmio. Quando aquecidos, os cristais derretem e liberam HN0 3 e H 2 0. O hidrato cristalino evapora facilmente no ar. Uma reação característica é que sob a ação do NH 3 se forma um precipitado amarelo de urânio amônio.

O urânio é capaz de formar compostos metal-orgânicos. Exemplos são derivados de ciclopentadienil da composição U(C 5 H 5) 4 e seu u(C 5 H 5) 3 G ou u(C 5 H 5) 2 G 2 substituído por halogênio.

Em soluções aquosas, o urânio é mais estável no estado de oxidação de U(VI) na forma do íon uranila U0 2 2+. Em menor grau, é caracterizado pelo estado U(IV), mas pode até ocorrer na forma U(III). O estado de oxidação de U(V) pode existir como o íon IO2+, mas este estado raramente é observado devido à sua tendência à desproporção e hidrólise.

Em soluções neutras e ácidas, U(VI) existe na forma de U0 2 2+ - um íon uranila amarelo. Os sais de uranila bem solúveis incluem nitrato U0 2 (N0 3) 2, sulfato U0 2 S0 4, cloreto U0 2 C1 2, fluoreto U0 2 F 2, acetato U0 2 (CH 3 C00) 2. Esses sais são liberados de soluções na forma de hidratos cristalinos com diferentes números de moléculas de água. Os sais de uranila ligeiramente solúveis são: oxalato U0 2 C 2 0 4, fosfatos U0 2 HP0. e UO2P2O4, uranilo fosfato de amônio UO2NH4PO4, uranilavanadato de sódio NaU0 2 V0 4, ferrocianeto (U0 2) 2. O íon uranila é caracterizado por uma tendência a formar compostos complexos. Assim, são conhecidos complexos com íons flúor do tipo -, 4-; complexos de nitrato ' e 2 *; complexos de ácido sulfúrico 2" e 4-; complexos de carbonato 4" e 2", etc. Quando os álcalis atuam em soluções de sais de uranila, são liberados precipitados pouco solúveis de diuranatos do tipo Me 2 U 2 0 7 (monouranatos Me 2 U0 4 não são isolados de soluções, são obtidos por fusão óxidos de urânio com álcalis).Me 2 U n 0 3 n+i poliuranatos são conhecidos (por exemplo, Na 2 U60i 9).

U(VI) é reduzido em soluções ácidas a U(IV) por ferro, zinco, alumínio, hidrossulfito de sódio e amálgama de sódio. As soluções são coloridas em verde. Os álcalis precipitam deles hidróxido U0 2 (0H) 2, ácido fluorídrico - fluoreto UF 4 -2,5H 2 0, ácido oxálico - oxalato U(C 2 0 4) 2 -6H 2 0. O íon U 4+ tem tendência a formam menos complexos do que os íons uranila.

O urânio (IV) em solução está na forma de íons U 4+, que são altamente hidrolisados ​​e hidratados:

Em soluções ácidas, a hidrólise é suprimida.

O urânio (VI) em solução forma o oxocátion uranila - U0 2 2+ Numerosos compostos de uranila são conhecidos, exemplos dos quais são: U0 3, U0 2 (C 2 H 3 0 2) 2, U0 2 C0 3 -2(NH 4 ) 2 C0 3 U0 2 C0 3, U0 2 C1 2, U0 2 (0H) 2, U0 2 (N0 3) 2, UO0SO4, ZnU0 2 (CH 3 C00) 4, etc.

Após a hidrólise do íon uranila, vários complexos multinucleares são formados:

Com hidrólise adicional, U 3 0s(0H) 2 e então U 3 0 8 (0H) 4 2 - aparecem.

Para a detecção qualitativa do urânio, são utilizados métodos de análises químicas, luminescentes, radiométricas e espectrais. Os métodos químicos baseiam-se predominantemente na formação de compostos coloridos (por exemplo, cor marrom-avermelhada de um composto com ferrocianeto, amarelo com peróxido de hidrogênio, azul com reagente arsenazo). O método luminescente baseia-se na capacidade de muitos compostos de urânio de produzirem um brilho amarelado-esverdeado quando expostos aos raios UV.

A determinação quantitativa do urânio é realizada por vários métodos. Os mais importantes deles são: métodos volumétricos, que consistem na redução de U(VI) a U(IV) seguida de titulação com soluções de agentes oxidantes; métodos gravimétricos - precipitação de uranatos, peróxidos, cupferranatos U(IV), hidroxiquinolato, oxalato, etc. seguida de calcinação a 00° e pesagem U 3 0s; os métodos polarográficos em solução de nitrato permitem determinar 10*7-g10-9 g de urânio; numerosos métodos colorimétricos (por exemplo, com H 2 0 2 em meio alcalino, com o reagente arsenazo na presença de EDTA, com dibenzoilmetano, na forma de complexo de tiocianato, etc.); método luminescente, que permite determinar quando fundido com NaF para Yu 11 g urânio.

235U pertence ao grupo de risco de radiação A, a atividade mínima significativa é MZA = 3,7-10 4 Bq, 2 3 8 e - ao grupo D, MZA = 3,7-6 Bq (300 g).

URÂNIO (elemento químico) URÂNIO (elemento químico)

URÂNIO (lat. Urânio), U (leia-se “urânio”), elemento químico radioativo com número atômico 92, massa atômica 238,0289. Actinóide. O urânio natural consiste em uma mistura de três isótopos: 238 U, 99,2739%, com meia-vida T 1/2 = 4,51 10 9 anos, 235 U, 0,7024%, com meia-vida T 1/2 = 7,13 10 8 anos, 234 U, 0,0057%, com meia-vida T 1/2 = 2,45 10 5 anos. 238 U (urânio-I, UI) e 235 U (actinourânio, AcU) são os fundadores da série radioativa. Dos 11 radionuclídeos produzidos artificialmente com números de massa 227-240, o de longa vida 233 U ( T 1/2 = 1,62 10 5 anos), é obtido por irradiação de nêutrons de tório (cm. TÓRIO).
Configuração de três camadas eletrônicas externas 5 é 2 p 6 d 10 f 3 6é 2 p 6 d 1 7 é 2 , o urânio pertence a f-elementos. Localizado no grupo IIIB no 7º período da tabela periódica dos elementos. Nos compostos apresenta estados de oxidação +2, +3, +4, +5 e +6, valências II, III, IV, V e VI.
O raio de um átomo de urânio neutro é 0,156 nm, o raio dos íons: U 3 + - 0,1024 nm, U 4 + - 0,089 nm, U 5 + - 0,088 nm e U 6+ - 0,083 nm. As energias de ionização sucessiva do átomo são 6,19, 11,6, 19,8, 36,7 eV. Eletronegatividade de acordo com Pauling (cm. PAULING Linus) 1,22.
História da descoberta
O urânio foi descoberto em 1789 pelo químico alemão M. G. Klaproth (cm. KLAPROT Martin Heinrich) ao estudar o mineral “resin blende”. Foi nomeado em homenagem ao planeta Urano, descoberto por W. Herschel (cm. Herschel) em 1781. No estado metálico, o urânio foi obtido em 1841 pelo químico francês E. Peligot (cm. PELIGOT Eugênio Melchior) ao reduzir UCl 4 com potássio metálico. As propriedades radioativas do urânio foram descobertas em 1896 pelo francês A. Becquerel (cm. BECQUEREL Antoine Henri).
Inicialmente, ao urânio foi atribuída uma massa atômica de 116, mas em 1871 D. I. Mendeleev (cm. MENDELEEV Dmitry Ivanovich) Cheguei à conclusão de que deveria ser duplicado. Após a descoberta de elementos com números atômicos de 90 a 103, o químico americano G. Seaborg (cm. SEABORG Glenn Theodore) concluiu que esses elementos (actinídeos) (cm. ACTINÓIDES)É mais correto colocá-lo na tabela periódica na mesma célula do elemento nº 89 actínio. Esse arranjo se deve ao fato dos actinídeos completarem 5 f-subnível eletrônico.
Estar na natureza
O urânio é um elemento característico da camada granítica e da concha sedimentar da crosta terrestre. O conteúdo na crosta terrestre é de 2,5·10 -4% em peso. Na água do mar, a concentração de urânio é inferior a 10 -9 g/l; no total, a água do mar contém de 10 9 a 10 10 toneladas de urânio. O urânio não é encontrado na forma livre na crosta terrestre. São conhecidos cerca de 100 minerais de urânio, sendo os mais importantes a pechblenda U 3 O 8 e a uraninita. (cm. URANIITA)(U,Th)O 2, minério de resina de urânio (contém óxidos de urânio de composição variável) e tuyamunita Ca[(UO 2) 2 (VO 4) 2 ] 8H 2 O.
Recibo
O urânio é obtido a partir de minérios de urânio contendo 0,05-0,5% de U. A extração do urânio começa com a produção do concentrado. Os minérios são lixiviados com soluções de ácidos sulfúrico, nítrico ou alcalino. A solução resultante sempre contém impurezas de outros metais. Ao separar o urânio deles, são utilizadas diferenças em suas propriedades redox. Os processos redox são combinados com processos de troca iônica e extração.
Da solução resultante, o urânio é extraído na forma de óxido ou tetrafluoreto UF 4 pelo método metalotérmico:
UF 4 + 2Mg = 2MgF 2 + U
O urânio resultante contém pequenas quantidades de impurezas de boro (cm. BOR (elemento químico)), cádmio (cm. CÁDMIO) e alguns outros elementos, os chamados venenos de reator. Ao absorverem nêutrons produzidos durante a operação de um reator nuclear, eles tornam o urânio impróprio para uso como combustível nuclear.
Para se livrar das impurezas, o urânio metálico é dissolvido em ácido nítrico, produzindo nitrato de uranila UO 2 (NO 3) 2. O nitrato de uranila é extraído de uma solução aquosa com fosfato de tributila. O produto da purificação do extrato é novamente convertido em óxido de urânio ou tetrafluoreto, do qual o metal é novamente obtido.
Parte do urânio é obtida pela regeneração do combustível nuclear irradiado no reator. Todas as operações de regeneração de urânio são realizadas remotamente.
Propriedades físicas e químicas
O urânio é um metal brilhante branco prateado. O urânio metálico existe em três formas alotrópicas (cm. ALOTROPIA) modificações. A modificação a com uma rede ortorrômbica é estável até 669°C, parâmetros A= 0,2854nm, V= 0,5869nm e Com= 0,4956 nm, densidade 19,12 kg/dm3. De 669°C a 776°C, a modificação b com uma rede tetragonal é estável (parâmetros A= 1,0758nm, Com= 0,5656nm). A modificação g com uma rede cúbica de corpo centrado é estável até uma temperatura de fusão de 1135°C ( A= 0,3525nm). Ponto de ebulição 4200°C.
A atividade química do urânio metálico é alta. No ar, fica coberto por uma película de óxido. O urânio em pó é pirofórico; após a combustão do urânio e a decomposição térmica de muitos de seus compostos no ar, forma-se o óxido de urânio U 3 O 8. Se este óxido for aquecido em uma atmosfera de hidrogênio (cm. HIDROGÊNIO) em temperaturas acima de 500°C, forma-se dióxido de urânio UO 2:
você 3 O 8 + H 2 = 3UO 2 + 2H 2 O
Se o nitrato de uranila UO 2 (NO 3) 2 for aquecido a 500°C, então, ao se decompor, forma trióxido de urânio UO 3. Além dos óxidos de urânio da composição estequiométrica UO 2 , UO 3 e U 3 O 8 , são conhecidos óxidos de urânio da composição U 4 O 9 e vários óxidos metaestáveis ​​e óxidos de composição variável.
Quando os óxidos de urânio são fundidos com óxidos de outros metais, formam-se uranatos: K 2 UO 4 (uranato de potássio), CaUO 4 (uranato de cálcio), Na 2 U 2 O 7 (diuranato de sódio).
Interagindo com halogênios (cm. HALOGÊNIO), o urânio produz haletos de urânio. Entre eles, o hexafluoreto de UF 6 é uma substância cristalina amarela que sublima facilmente mesmo com baixo aquecimento (40-60°C) e é igualmente facilmente hidrolisada pela água. O hexafluoreto de urânio UF 6 é da maior importância prática. É obtido pela reação de urânio metálico, óxidos de urânio ou UF 4 com flúor ou agentes fluorantes BrF 3, CCl 3 F (Freon-11) ou CCl 2 F 2 (Freon-12):
U 3 O 8 + 6CCl 2 F 2 = UF 4 + 3COCl 2 + CCl 4 + Cl 2
UF 4 + F 2 = UF 6
ou
você 3 O 8 + 9F 2 = 3UF 6 + 4O 2
São conhecidos fluoretos e cloretos que correspondem aos estados de oxidação do urânio +3, +4, +5 e +6. Foram obtidos brometos de urânio UBr 3, UBr 4 e UBr 5, bem como iodetos de urânio UI 3 e UI 4. Oxihaletos de urânio, como UO 2 Cl 2 UOCl 2 e outros, foram sintetizados.
Quando o urânio interage com o hidrogênio, forma-se o hidreto de urânio UH 3, que possui alta atividade química. Quando aquecido, o hidreto se decompõe, produzindo hidrogênio e urânio em pó. Quando o urânio é sinterizado com boro, dependendo da razão molar dos reagentes e das condições do processo, aparecem os boretos UB 2, UB 4 e UB 12.
Com carbono (cm. CARBONO) o urânio forma três carbonetos UC, U 2 C 3 e UC 2.
Interação de urânio com silício (cm. SILÍCIO) foram obtidos silicietos U 3 Si, U 3 Si 2, USi, U 3 Si 5, USi 2 e U 3 Si 2.
Foram obtidos nitretos de urânio (UN, UN 2, U 2 N 3) e fosfetos de urânio (UP, U 3 P 4, UP 2). Com enxofre (cm. ENXOFRE) o urânio forma uma série de sulfetos: U 3 S 5, US, US 2, US 3 e U 2 S 3.
O urânio metálico se dissolve em HCl e HNO 3 e reage lentamente com H 2 SO 4 e H 3 PO 4. Surgem sais contendo o cátion uranila UO 2 2+.
Em soluções aquosas, os compostos de urânio existem em estados de oxidação de +3 a +6. Potencial de oxidação padrão do par U(IV)/U(III) - 0,52 V, par U(V)/U(IV) 0,38 V, par U(VI)/U(V) 0,17 V, par U(VI)/ U(IV) 0,27. O íon U 3+ é instável em solução, o íon U 4+ é estável na ausência de ar. O cátion UO 2+ é instável e em solução desproporcional em U 4+ e UO 2 2+. Os íons U 3+ têm uma cor vermelha característica, os íons U 4+ têm uma cor verde e os íons UO 2 2+ têm uma cor amarela.
Em soluções, os compostos de urânio são mais estáveis ​​no estado de oxidação +6. Todos os compostos de urânio em soluções são propensos à hidrólise e formação de complexos, mais fortemente - cátions U 4+ e UO 2 2+.
Aplicativo
O urânio metálico e seus compostos são usados ​​principalmente como combustível nuclear em reatores nucleares. Uma mistura pouco enriquecida de isótopos de urânio é usada em reatores estacionários de usinas nucleares. Produto altamente enriquecido - em reatores nucleares operando com nêutrons rápidos. 235 U é a fonte de energia nuclear em armas nucleares. 238 U serve como fonte de combustível nuclear secundário - plutônio.
Ação fisiológica
É encontrada em microquantidades (10 -5 -10 -8%) nos tecidos de plantas, animais e humanos. Acumula-se principalmente por alguns fungos e algas. Os compostos de urânio são absorvidos no trato gastrointestinal (cerca de 1%), nos pulmões - 50%. Os principais depósitos do corpo: baço, rins, esqueleto, fígado, pulmões e linfonodos broncopulmonares. O conteúdo em órgãos e tecidos humanos e animais não excede 10 -7 g.
O urânio e seus compostos são altamente tóxicos. Aerossóis de urânio e seus compostos são especialmente perigosos. Para aerossóis de compostos de urânio solúveis em água, o MPC no ar é de 0,015 mg/m 3 , para formas insolúveis de urânio o MPC é de 0,075 mg/m 3 . Quando o urânio entra no corpo, afeta todos os órgãos, sendo um veneno celular geral. O mecanismo molecular de ação do urânio está associado à sua capacidade de suprimir a atividade enzimática. Os rins são afetados principalmente (proteínas e açúcar aparecem na urina, oligúria). Na intoxicação crônica, são possíveis distúrbios da hematopoiese e do sistema nervoso.

dicionário enciclopédico. 2009 .

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O urânio é um elemento químico da família dos actinídeos com número atômico 92. É o combustível nuclear mais importante. Sua concentração na crosta terrestre é de cerca de 2 partes por milhão. Minerais de urânio importantes incluem óxido de urânio (U 3 O 8), uraninita (UO 2), carnotita (uranila vanadato de potássio), otenita (uranila fosfato de potássio) e torbernita (uranila fosfato de cobre hidratado). Estes e outros minérios de urânio são fontes de combustível nuclear e contêm muitas vezes mais energia do que todos os depósitos recuperáveis ​​de combustíveis fósseis conhecidos. 1 kg de urânio 92 U fornece a mesma energia que 3 milhões de kg de carvão.

História da descoberta

O elemento químico urânio é um metal denso e duro de cor branco prateado. É flexível, maleável e pode ser polido. No ar, o metal oxida e, quando esmagado, inflama. Conduz eletricidade relativamente mal. A fórmula eletrônica do urânio é 7s2 6d1 5f3.

Embora o elemento tenha sido descoberto em 1789 pelo químico alemão Martin Heinrich Klaproth, que o batizou em homenagem ao planeta recentemente descoberto Urano, o próprio metal foi isolado em 1841 pelo químico francês Eugene-Melchior Peligot por redução do tetracloreto de urânio (UCl 4) com potássio.

Radioatividade

A criação da tabela periódica pelo químico russo Dmitri Mendeleev em 1869 chamou a atenção para o urânio como o elemento mais pesado conhecido, que permaneceu até a descoberta do neptúnio em 1940. Em 1896, o físico francês Henri Becquerel descobriu nele o fenômeno da radioatividade. Esta propriedade foi posteriormente encontrada em muitas outras substâncias. Sabe-se agora que o urânio, radioativo em todos os seus isótopos, consiste em uma mistura de 238 U (99,27%, meia-vida - 4.510.000.000 anos), 235 U (0,72%, meia-vida - 713.000.000 anos) e 234 U (0,006 %, meia-vida - 247.000 anos). Isto permite, por exemplo, determinar a idade das rochas e minerais para estudar os processos geológicos e a idade da Terra. Para isso, medem a quantidade de chumbo, produto final do decaimento radioativo do urânio. Neste caso, 238 U é o elemento inicial e 234 U é um dos produtos. 235 U dá origem à série de decaimento do actínio.

Descoberta de uma reação em cadeia

O elemento químico urânio tornou-se objeto de amplo interesse e estudo intensivo depois que os químicos alemães Otto Hahn e Fritz Strassmann descobriram nele a fissão nuclear no final de 1938, quando foi bombardeado com nêutrons lentos. No início de 1939, o físico ítalo-americano Enrico Fermi sugeriu que entre os produtos da fissão atômica poderiam existir partículas elementares capazes de gerar uma reação em cadeia. Em 1939, os físicos americanos Leo Szilard e Herbert Anderson, bem como o químico francês Frederic Joliot-Curie e seus colegas confirmaram esta previsão. Estudos subsequentes mostraram que, em média, 2,5 nêutrons são liberados quando um átomo se fissiona. Essas descobertas levaram à primeira reação nuclear em cadeia autossustentável (02/12/1942), à primeira bomba atômica (16/07/1945), ao seu primeiro uso na guerra (06/08/1945), ao primeiro submarino nuclear ( 1955) e a primeira usina nuclear em grande escala (1957).

Estados de oxidação

O elemento químico urânio, sendo um metal eletropositivo forte, reage com a água. Dissolve-se em ácidos, mas não em álcalis. Estados de oxidação importantes são +4 (como no óxido de UO 2, tetrahaletos como UCl 4 e o íon de água verde U4+) e +6 (como no óxido de UO 3, hexafluoreto de UF 6 e o ​​íon uranila UO 2 2+). Em solução aquosa, o urânio é mais estável na composição do íon uranila, que possui uma estrutura linear [O = U = O] 2+. O elemento também possui estados +3 e +5, mas são instáveis. O Red U 3+ oxida lentamente em água, que não contém oxigênio. A cor do íon UO 2+ é desconhecida porque ele sofre desproporção (UO 2+ é reduzido a U 4+ e oxidado a UO 2 2+) mesmo em soluções muito diluídas.

Combustível nuclear

Quando exposto a nêutrons lentos, a fissão do átomo de urânio ocorre no isótopo relativamente raro 235 U. Este é o único material físsil que ocorre naturalmente e deve ser separado do isótopo 238 U. No entanto, após absorção e decaimento beta negativo, o urânio -238 se transforma no elemento sintético plutônio, que é dividido sob a influência de nêutrons lentos. Portanto, o urânio natural pode ser usado em reatores conversores e reprodutores, nos quais a fissão é suportada pelo raro 235 U e o plutônio é produzido simultaneamente com a transmutação do 238 U. O físsil 233 U pode ser sintetizado a partir do isótopo tório-232, amplamente encontrado na natureza, para uso como combustível nuclear. O urânio também é importante como material primário a partir do qual os elementos transurânicos sintéticos são obtidos.

Outros usos do urânio

Compostos do elemento químico eram anteriormente utilizados como corantes para cerâmicas. O hexafluoreto (UF 6) é um sólido com uma pressão de vapor excepcionalmente alta (0,15 atm = 15.300 Pa) a 25 °C. O UF 6 é quimicamente muito reativo, mas apesar de sua natureza corrosiva no estado de vapor, o UF 6 é amplamente utilizado em métodos de difusão gasosa e centrífuga de gás para a produção de urânio enriquecido.

Os compostos organometálicos são um grupo interessante e importante de compostos nos quais as ligações metal-carbono conectam o metal a grupos orgânicos. Uranoceno é um composto organurânico U(C 8 H 8) 2 no qual o átomo de urânio está imprensado entre duas camadas de anéis orgânicos associados ao ciclooctatetraeno C 8 H 8. Sua descoberta em 1968 abriu um novo campo da química organometálica.

O urânio natural empobrecido é usado como proteção contra radiação, lastro, em projéteis perfurantes e blindagens de tanques.

Reciclando

O elemento químico, embora muito denso (19,1 g/cm3), é uma substância relativamente fraca e não inflamável. Na verdade, as propriedades metálicas do urânio parecem colocá-lo algures entre a prata e outros metais e não metais verdadeiros, pelo que não é utilizado como material estrutural. O principal valor do urânio reside nas propriedades radioativas de seus isótopos e na sua capacidade de fissão. Na natureza, quase todo (99,27%) o metal consiste em 238 U. O restante é 235 U (0,72%) e 234 U (0,006%). Destes isótopos naturais, apenas 235 U são diretamente fissionados por irradiação de nêutrons. No entanto, quando é absorvido, o 238 U forma o 239 U, que acaba decaindo em 239 Pu, um material físsil de grande importância para a energia nuclear e para as armas nucleares. Outro isótopo físsil, 233 U, pode ser formado pela irradiação de nêutrons de 232 Th.

Formas de cristal

As características do urânio fazem com que ele reaja com o oxigênio e o nitrogênio mesmo em condições normais. Em temperaturas mais altas, reage com uma ampla gama de metais de liga para formar compostos intermetálicos. A formação de soluções sólidas com outros metais é rara devido às estruturas cristalinas especiais formadas pelos átomos do elemento. Entre a temperatura ambiente e o ponto de fusão de 1132 °C, o urânio metálico existe em 3 formas cristalinas conhecidas como alfa (α), beta (β) e gama (γ). A transformação do estado α para β ocorre a 668 °C e de β para γ a 775 °C. O γ-urânio tem uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrado, enquanto o β tem uma estrutura cristalina tetragonal. A fase α consiste em camadas de átomos em uma estrutura ortorrômbica altamente simétrica. Essa estrutura distorcida anisotrópica evita que os átomos de liga metálica substituam os átomos de urânio ou ocupem o espaço entre eles na rede cristalina. Verificou-se que apenas o molibdênio e o nióbio formam soluções sólidas.

Minério

A crosta terrestre contém cerca de 2 partes por milhão de urânio, o que indica sua ocorrência generalizada na natureza. Estima-se que os oceanos contenham 4,5 × 10 9 toneladas deste elemento químico. O urânio é um constituinte importante de mais de 150 minerais diferentes e um componente secundário de outros 50. Os minerais primários encontrados em veios hidrotermais magmáticos e pegmatitos incluem a uraninita e sua variante pechblenda. Nestes minérios o elemento ocorre na forma de dióxido, que devido à oxidação pode variar de UO 2 a UO 2,67. Outros produtos economicamente significativos das minas de urânio são autunita (uranilo fosfato de cálcio hidratado), tobernita (uranilo fosfato de cobre hidratado), coffinit (silicato de urânio preto hidratado) e carnotita (uranilovanadato de potássio hidratado).

Estima-se que mais de 90% das reservas conhecidas de urânio de baixo custo estejam localizadas na Austrália, Cazaquistão, Canadá, Rússia, África do Sul, Níger, Namíbia, Brasil, China, Mongólia e Uzbequistão. Grandes depósitos são encontrados nas formações rochosas conglomeradas do Lago Elliot, localizado ao norte do Lago Huron, em Ontário, Canadá, e na mina de ouro sul-africana de Witwatersrand. As formações de areia no Planalto do Colorado e na Bacia do Wyoming, no oeste dos Estados Unidos, também contêm reservas significativas de urânio.

Produção

Os minérios de urânio são encontrados em depósitos próximos à superfície e profundos (300-1200 m). No subsolo, a espessura da camada chega a 30 M. Assim como no caso dos minérios de outros metais, o urânio é extraído na superfície por meio de grandes equipamentos de movimentação de terras, e o desenvolvimento de depósitos profundos é realizado por métodos tradicionais de vertical e inclinado minas. A produção mundial de concentrado de urânio foi de 70 mil toneladas em 2013. As minas de urânio mais produtivas estão localizadas no Cazaquistão (32% de toda a produção), Canadá, Austrália, Níger, Namíbia, Uzbequistão e Rússia.

Os minérios de urânio normalmente contêm apenas pequenas quantidades de minerais contendo urânio e não são fundidos por métodos pirometalúrgicos diretos. Em vez disso, procedimentos hidrometalúrgicos devem ser utilizados para extrair e purificar o urânio. O aumento da concentração reduz significativamente a carga nos circuitos de processamento, mas nenhum dos métodos convencionais de beneficiamento comumente usados ​​para processamento mineral, como gravidade, flotação, eletrostática e até mesmo classificação manual, é aplicável. Com poucas exceções, estes métodos resultam em perdas significativas de urânio.

Queimando

O processamento hidrometalúrgico de minérios de urânio é frequentemente precedido por um estágio de calcinação em alta temperatura. A queima desidrata a argila, remove materiais carbonáceos, oxida compostos de enxofre em sulfatos inofensivos e oxida quaisquer outros agentes redutores que possam interferir no processamento subsequente.

Lixiviação

O urânio é extraído de minérios torrados por soluções aquosas ácidas e alcalinas. Para que todos os sistemas de lixiviação funcionem com sucesso, o elemento químico deve estar inicialmente presente na forma hexavalente mais estável ou ser oxidado a este estado durante o processamento.

A lixiviação ácida é geralmente realizada agitando uma mistura de minério e lixiviante durante 4-48 horas à temperatura ambiente. Exceto em circunstâncias especiais, é utilizado ácido sulfúrico. É fornecido em quantidades suficientes para obter o licor final com pH 1,5. Os esquemas de lixiviação com ácido sulfúrico normalmente usam dióxido de manganês ou clorato para oxidar o U4+ tetravalente em uranila hexavalente (UO22+). Normalmente, aproximadamente 5 kg de dióxido de manganês ou 1,5 kg de clorato de sódio por tonelada são suficientes para a oxidação do U 4+. Em ambos os casos, o urânio oxidado reage com o ácido sulfúrico para formar o ânion complexo uranil sulfato 4-.

O minério contendo quantidades significativas de minerais essenciais, como calcita ou dolomita, é lixiviado com uma solução 0,5-1 molar de carbonato de sódio. Embora vários reagentes tenham sido estudados e testados, o principal agente oxidante do urânio é o oxigênio. Normalmente, o minério é lixiviado ao ar à pressão atmosférica e a uma temperatura de 75-80 °C por um período de tempo que depende da composição química específica. O álcali reage com o urânio para formar o íon complexo facilmente solúvel 4-.

As soluções resultantes da lixiviação ácida ou carbonática devem ser clarificadas antes do processamento posterior. A separação em larga escala de argilas e outras pastas de minério é obtida através do uso de agentes floculantes eficazes, incluindo poliacrilamidas, goma guar e cola animal.

Extração

Os íons complexos 4 e 4 podem ser sorvidos a partir de suas respectivas soluções de lixiviação de resina de troca iônica. Essas resinas especiais, caracterizadas por sua cinética de adsorção e eluição, tamanho de partícula, estabilidade e propriedades hidráulicas, podem ser usadas em diversas tecnologias de processamento, como leito fixo, leito móvel, resina de cesto e resina contínua. Normalmente, soluções de cloreto de sódio e amônia ou nitratos são usadas para eluir o urânio sorvido.

O urânio pode ser isolado de licores de minério ácidos por extração com solvente. Os ácidos alquilfosfóricos, bem como as alquilaminas secundárias e terciárias, são utilizados na indústria. Geralmente, a extração com solvente é preferida aos métodos de troca iônica para filtrados ácidos contendo mais de 1 g/L de urânio. No entanto, este método não é aplicável à lixiviação de carbonato.

O urânio é então purificado por dissolução em ácido nítrico para formar nitrato de uranila, extraído, cristalizado e calcinado para formar trióxido de UO 3. O dióxido UO2 reduzido reage com o fluoreto de hidrogênio para formar o tetafluoreto UF4, a partir do qual o urânio metálico é reduzido por magnésio ou cálcio a uma temperatura de 1300 °C.

O tetrafluoreto pode ser fluorado a 350 °C para formar o hexafluoreto UF 6, que é usado para separar o urânio-235 enriquecido por difusão gasosa, centrifugação de gás ou difusão térmica líquida.

Quando os elementos radioativos da tabela periódica foram descobertos, o homem finalmente descobriu um uso para eles. Isso aconteceu com o urânio. Foi usado para fins militares e pacíficos. O minério de urânio foi processado, o elemento resultante foi utilizado nas indústrias de tintas e vernizes e de vidro. Após a descoberta de sua radioatividade, ele passou a ser utilizado em Quão limpo e ecologicamente correto é esse combustível? Isso ainda está sendo debatido.

Urânio natural

O urânio não existe na natureza em sua forma pura - é um componente de minérios e minerais. Os principais minérios de urânio são carnotita e pechblenda. Além disso, depósitos significativos deste mineral estratégico foram encontrados em terras raras e minerais de turfa - ortita, titanita, zircão, monazita, xenótima. Depósitos de urânio podem ser encontrados em rochas com ambiente ácido e altas concentrações de silício. Seus companheiros são calcita, galena, molibdenita, etc.

Depósitos e reservas mundiais

Até o momento, muitos depósitos foram explorados em uma camada de 20 quilômetros da superfície terrestre. Todos eles contêm um grande número de toneladas de urânio. Essa quantidade pode fornecer energia à humanidade por muitas centenas de anos. Os principais países onde o minério de urânio é encontrado em maiores volumes são Austrália, Cazaquistão, Rússia, Canadá, África do Sul, Ucrânia, Uzbequistão, EUA, Brasil, Namíbia.

Tipos de urânio

A radioatividade determina as propriedades de um elemento químico. O urânio natural é composto por três isótopos. Dois deles são os fundadores da série radioativa. Isótopos naturais de urânio são usados ​​para criar combustível para reações e armas nucleares. O urânio-238 também serve como matéria-prima para a produção do plutônio-239.

Os isótopos de urânio U234 são nuclídeos filhos do U238. Eles são reconhecidos como os mais ativos e fornecem forte radiação. O isótopo U235 é 21 vezes mais fraco, embora seja usado com sucesso para os propósitos acima - tem a capacidade de suportar sem catalisadores adicionais.

Além dos naturais, também existem isótopos artificiais de urânio. Hoje são conhecidos 23 deles, o mais importante deles é o U233. Distingue-se pela capacidade de ser ativado sob a influência de nêutrons lentos, enquanto o restante requer partículas rápidas.

Classificação de minério

Embora o urânio possa ser encontrado em quase todos os lugares - até mesmo em organismos vivos - os estratos em que é encontrado podem variar em tipo. Os métodos de extração também dependem disso. O minério de urânio é classificado de acordo com os seguintes parâmetros:

1. Condições de formação - minérios endógenos, exógenos e metamorfogênicos.
2. A natureza da mineralização do urânio são minérios de urânio primários, oxidados e mistos.
3. Agregado e tamanho de grão de minerais - frações de minério de granulação grossa, granulação média, granulação fina, granulação fina e dispersa.
4. Utilidade das impurezas - molibdênio, vanádio, etc.
5. A composição das impurezas é carbonato, silicato, sulfeto, óxido de ferro, caustobiolita.

Dependendo de como o minério de urânio é classificado, existe um método para extrair o elemento químico dele. O silicato é tratado com vários ácidos, soluções de carbonato-soda, a caustobiolita é enriquecida por combustão e o óxido de ferro é fundido em alto-forno.

Como o minério de urânio é extraído?

Como em qualquer negócio de mineração, existe uma certa tecnologia e métodos para extrair urânio da rocha. Tudo também depende de qual isótopo está localizado na camada da litosfera. O minério de urânio é extraído de três maneiras. É economicamente viável isolar um elemento da rocha quando seu conteúdo é de 0,05-0,5%. Existem métodos de extração em minas, pedreiras e lixiviação. A utilização de cada um deles depende da composição dos isótopos e da profundidade da rocha. A mineração de minério de urânio em pedreiras é possível em depósitos rasos. O risco de exposição à radiação é mínimo. Não há problemas com equipamentos - escavadeiras, carregadeiras e caminhões basculantes são amplamente utilizados.

A mineração em minas é mais complexa. Este método é utilizado quando o elemento ocorre a uma profundidade de até 2 quilômetros e é economicamente rentável. A rocha deve conter uma alta concentração de urânio para que valha a pena minerá-la. A galeria oferece segurança máxima, isso se deve à forma como o minério de urânio é extraído no subsolo. Os trabalhadores recebem roupas especiais e o horário de trabalho é estritamente limitado. As minas estão equipadas com elevadores e ventilação aprimorada.

A lixiviação – terceiro método – é a mais limpa do ponto de vista ambiental e da segurança dos funcionários das mineradoras. Uma solução química especial é bombeada através de um sistema de poços perfurados. Dissolve-se na formação e fica saturado com compostos de urânio. A solução é então bombeada e enviada para plantas de processamento. Este método é mais progressivo, permite reduzir custos económicos, embora existam uma série de restrições à sua utilização.

Depósitos na Ucrânia

O país acabou por ser o sortudo proprietário das jazidas do elemento a partir do qual é produzido.Segundo as previsões, os minérios de urânio da Ucrânia contêm até 235 toneladas de matéria-prima. Atualmente, apenas foram confirmadas jazidas contendo cerca de 65 toneladas. Uma certa quantia já foi desenvolvida. Parte do urânio foi usada internamente e parte foi exportada.

O principal depósito é considerado o distrito de minério de urânio de Kirovograd. O teor de urânio é baixo - de 0,05 a 0,1% por tonelada de rocha, por isso o custo do material é alto. Como resultado, as matérias-primas resultantes são trocadas na Rússia por barras de combustível acabadas para usinas de energia.

O segundo grande depósito é Novokonstantinovskoye. O teor de urânio na rocha permitiu reduzir o custo em quase 2 vezes em relação a Kirovograd. No entanto, desde a década de 90, nenhum desenvolvimento foi realizado: todas as minas foram inundadas. Devido ao agravamento das relações políticas com a Rússia, a Ucrânia poderá ficar sem combustível para

Minério de urânio russo

Em termos de produção de urânio, a Federação Russa ocupa o quinto lugar entre outros países do mundo. Os mais famosos e poderosos são Khiagdinskoye, Kolichkanskoye, Istochnoye, Koretkondinskoye, Namarusskoye, Dobrynskoye (República da Buriácia), Argunskoye, Zherlovoye.Na região de Chita, 93% de todo o urânio russo extraído é extraído (principalmente por métodos de pedreira e minas).

A situação é um pouco diferente com os depósitos da Buriácia e de Kurgan. O minério de urânio na Rússia nessas regiões é depositado de tal forma que permite a extração de matérias-primas por lixiviação.

No total, estão previstos depósitos de 830 toneladas de urânio na Rússia, existem cerca de 615 toneladas de reservas confirmadas. Estes também são depósitos em Yakutia, Carélia e outras regiões. Sendo o urânio uma matéria-prima estratégica global, os números podem ser imprecisos, uma vez que grande parte dos dados é confidencial e apenas uma determinada categoria de pessoas tem acesso a eles.