Artikkel selgitab, miks uraani rikastatakse, mis see on, kus seda kaevandatakse, selle rakendused ja millest rikastamisprotsess koosneb.
Aatomiajastu algus
Selline aine nagu uraan on inimestele teada olnud juba iidsetest aegadest. Kuid erinev alt meie ajast kasutasid nad seda ainult keraamika ja teatud tüüpi värvide jaoks spetsiaalse glasuuri loomiseks. Selleks kasutati looduslikku uraanoksiidi, mille leiukohti leidub erinevates kogustes peaaegu kõigil maailma mandritel.
Palju hiljem hakkasid selle elemendi vastu huvi tundma ka keemikud. Nii õnnestus 1789. aastal saksa teadlasel Martin Klaprothil saada uraanoksiid, mis oma parameetrite poolest sarnanes metalliga, kuid see polnud nii. Ja alles 1840. aastal sünteesis prantsuse keemik Peligot tõelise uraani - raske, hõbedase ja radioaktiivse metalli, mille Dmitri Mendelejev kandis oma perioodiliste elementide tabelisse. Miks siis uraani rikastada ja kuidas see juhtub?
Meie aeg
Tegelikult ei erine looduslik uraanimaak palju muust. Need on massiivsed roostes munakivid, mida kaevandatakse kaevandustes kõige levinumal viisil - need õhkuvad kihidhoiused ja transporditakse edasiseks töötlemiseks pinnale. Fakt on see, et see looduslik aine sisaldab ainult 0,72% U235 isotoobist. Sellest ei piisa reaktorites või relvades kasutamiseks ning seejärel viiakse see pärast sorteerimist gaasilisse olekusse ja hakkab uraani rikastama.
Üldiselt on selle protsessi jaoks palju meetodeid, kuid kõige lootustandvam ja Venemaal kasutatav on gaasitsentrifuugimine.
Uraani gaasiline ühend pumbatakse spetsiaalsetesse seadmetesse, misjärel neid tsentrifuugitakse tohutul kiirusel ning raskemad molekulid eraldatakse kergematest ja rühmitatakse trumli seintele.
Seejärel need fraktsioonid eraldatakse ja üks neist muudetakse uraandioksiidiks – tihedaks ja tahkeks aineks, mis siis pakitakse omamoodi "tablettideks" ja põletatakse ahjus. Täpselt selleks uraani tulebki rikastada, kuna isotoobi U235 protsent on väljundis suurusjärgu võrra suurem ja seda saab kasutada nii reaktorites kui ka relvasüsteemides.
Ekspordi
Lihtsustatud näite andmisel meenutab selle elemendi rikastamine oma olemuselt mõnevõrra raua tootmist – algsel, looduslikul kujul on tegemist väärtusetute maagitükkidega, mis seejärel muudetakse erinevatel töötlustel tugevaks teraseks..
Ka ajakirjanduses võib sageli kuulda tõsiasja, et paljud vähem arenenud riigid võrreldes sama Venemaaga mõtlevad sageli, kuidas valmistada rikastatud uraani?
Fakt on see, et see protsess, kui toome näite gaasigatsentrifuugimine on väga keeruline ja mitte igaüks ei saa selliseid seadmeid ehitada. Pealegi ei vaja me mitte ühte asja, vaid tervet kaskaadi neid. Nende tehnilise taseme mõistmiseks tasub öelda, et need "trummid" pöörlevad kiirusega 1500 pööret minutis ja peatumata. Rekord - 30 aastat! Seetõttu ostavad mõned riigid rikastatud uraani Venema alt.
Kus Venemaal uraani kaevandatakse?
93% uraanimaagist kaevandatakse Transbaikalias, Krasnokamenski linna lähedal. Ja rikastatud uraani toodab Venemaal OAO TVEL.
Rakendus
Kõrge jõudlusega ühendiks muutumise protsess on lahendatud, kuid milleks seda vaja on? Analüüsime kahte kõige põhilisemat suunda.
Esiteks muidugi tuumareaktorid. Nad varustavad elektrit tervetele linnadele, toidavad autonoomseid kosmoseaparaate meie päikesesüsteemi kaugemate nurkade avastamiseks, on allveelaevadel, jäälõhkujatel ja uurimislaevadel.
Teiseks, need on massihävitusrelvad. Tõde väärib täpsustamist – tegemist on pommides leiduva uraaniga, mida pole pikka aega kasutatud, see asendati relvakvaliteediga plutooniumiga. Seda kaevandatakse spetsiaalse kiiritamise teel madala rikastatud uraani reaktorites.
Müüdid ja huvitavad faktid
Tihti levis NSVL aastatel arvamus, et eriti ohtlikud kurjategijad ehk "rahvavaenlased" saadeti uraanikaevandustesse, et nad oma süüd oma üürikese tööga lunastaksid. Ja loomulikult ei jäänud nad sinna kiirguse tõttu kauaks.
Mitte tegelikult. Ei mingit erilistsellises kaevanduses töötamine ei ole ohtlik, looduslik maak on kergelt radioaktiivne ja inimene, kui ta paigutatakse kaevandusse välja tulemata, sureb tõenäolisem alt päikese ja värske õhu puudumise tõttu kui kiiritushaigusesse.
Sellegipoolest on töötajate töötingimused õrnad, ainult 5 tundi päevas, ja paljud töötavad seal põlvkondade kaupa, kummutades müüdi sellise tootmise kohutavast hävitavast mõjust.
Ja muide tehke vaesestatud uraanist relvamürskude südamikud. Fakt on see, et uraan on palju raskem ja tugevam kui plii, mistõttu sellised kahjustavad elemendid on tõhusamad ja kipuvad pärast neile mehaanilist kokkupõrget hävimise tagajärjel süttima.
Nii saime aru, miks on rikastatud uraani vaja, kus seda kasutatakse ja mis eesmärgil.
