химический каталог




Уран

Автор неизвестен

Уран (Uranium , U) химический элемент под номером 92 в таблице Менделеева.

В греческой мифологии Ураном назывался бог неба, сын и одновременно супруг богини Земли - Геи, отец титанов и циклопов - одноглазых гигантов. Имя Урана было присвоено седьмой планете солнечной системы, которую сначала принимали за комету. В 1789 г. М. Клапрот при исследовании смоляной руды обнаружил новое вещество, которое в честь открытия планеты Уран также было названо ураном. В 1842 г. французский химик М. Пелиго доказал, что при обжиге с углем окислов урана из них получается не свободный уран, а... опять один из окислов. По внешнему виду этот окисел напоминал медь и был принят М. Клапротом за металл. Правда, осторожный Клапрот дипломатично назвал обнаруженное вещество "полуметаллом". Эта осторожность не лишила Клапрота авторства. Выделенный Пелиго в 1842 г. металл был уже действительно ураном.

Пожалуй, ни один элемент никогда не привлекал столько внимания людей, как уран. И этот интерес вполне понятен, если вспомнить, что уран- неисчерпаемый источник энергии, владеть и управлять которой учится человек.

Почти до самого конца XIX в. урановые соединения представляла "урановая желть" (окись урана), сообщающая при добавке обычному стеклу желтый или оранжевый цвет в проходящем свете и зеленоватый в отраженном. Это же соединение урана использовали для разрисовки ценнейшего севрского фарфора (так называемая подглазурная живопись). Некоторые соединения урана давали возможность получать окраски от желтого до бархатно-черного цветов, неповторимой прочности и стойкости. Урановая руда ценилась в это время только за возможность получения из нее красителей для фарфорово-фаянсового производства.

На грани XX столетия ученые открыли в отбросах Урановой руды радий. Удаче Марии Склодовской и Пьера Кюри в открытии радия, безусловно, способствовало то, что отбросы урановой руды были в то время весьма дешевым материалом. Супруги Кюри, хотя и с большими хлопотами, получили их для своих работ почти бесплатно. С открытием радия урановая руда стала источником этого "чудесного" элемента. Однако сам уран после отделения радия почти не использовали. Для его сбыта пытались получить урановую быстрорежущую сталь, но трудности выделения чистого урана не способствовали ее распространению. Не находя значительного применения, используясь, главным образом, в фотографии, урановые соединения в 30-х годах XX в. ценились гораздо дешевле радия .

Внезапно интерес к урану, как и цены на него, возросли, а радий , занимавший среди других элементов столь исключительное место, совершенно потерял первостепенное значение. "Виновниками" такого невероятного обмена ролями радия и урана оказались советские ученые Г. Н. Флеров и К. А. Петржак. В 1940 г. они установили, что атомы урана склонны к спонтанному, самопроизвольному взрыву своего ядра и что этот взрыв идет с выделением колоссального количества тепловой энергии. Правда, такой взрыв происходит в веществе очень редко: в сотни тысяч или миллионы раз реже, чем обычный альфа-распад. Однако, если бы такие "взрывы" последовательно протекали бы друг за другом, то один грамм ядер урана выделил бы такое же количество энергии, как и 18 т обычного взрывчатого вещества.

Уран, как и другие элементы имеет несколько изотопов, которые в различной степени способны к делению под действием нейтронов. Оказывается, что наиболее способным к нейтронному делению ядер является изотоп урана с массовым числом 235. При распаде ядра атома изотопа урана-235 возникают осколки (атомы элементов с массовым числом меньшим, чем уран) и 2-3 нейтрона, которые, попадая в ядра соседних, еще не распавшихся атомов урана, вызывают такое же деление. Благодаря многократному повторению этих быстро протекающих процессов распад атомов лавинообразно нарастает (цепная реакция), и выделяется то огромное количество энергии, которую и принято именовать атомной, а явление - атомным взрывом. На применении цепной реакции урана или плутония и основан принцип действия атомной бомбы. Одна из первых бомб была изготовлена из урана-235. В природной смеси изотопов ура-на-235 всего 0,715 %, т. е. на каждый килограмм природного урана приходится 7,15 г урана-235.

Поэтому для осуществления ядерной реакции необходимо было найти способы получения или разделения изотопов, или обогащения смеси их ураном-235.

Такое разделение изотопов можно было осуществить, используя шестифтористый уран с температурой кипения 55,7ёС способов газовой диффузии. Этот способ основан на более быстрой способности шестифтористого урана-235 проникать через пористый фильтр в сравнении с тем же соединением, но содержащим уран-238 (обычный, не "горючий").

Разделение изотопов урана методом термодиффузии связано с устройством Многих тысяч перегородок, насосов, холодильнике . Поэтому только пусковой период этого "деликатнейшего" технологического процесса составляет 80 -100 дней.

Уран - мягкий, серебристо-белый металл, в два с половиной раза тяжелее железа , более чем в полтора раза тяжелее свинца . Этот химически активный элемент образует много соединений, легко реагирует со многими неметаллами, даст сплавы и соединения с ртутью , оловом , медью , свинцом , алюминием , висмутом , железом и другими металлами.

Можно сказать, что в настоящее время уран является одним из наиболее полно изученных элементов периодической системы.

Для металлического урана известно несколько кристаллических модификаций, переход которых сопровождается резкими объемными изменениями. Первый такой переход происходит при 660°С. Поэтому в атомных реакторах на урановом "горючем" нельзя допускать более высокую температуру.

Уже при 100°С вода немедленно разлагает уран с образованием окислов и гидридов, а при 700°С компактный уран загорается. Поэтому урановые стержни покрывают алюминием. Из-за большой химической активности (сродство к азоту , кислороду , углероду ) получение металлического урана сопряжено с большими трудностями, тем более что уран нельзя получить электролизом или очистить возгонкой.

Читая книги, в которых отражена история изучения урана, нетрудно заметить, как быстро "понижалась" его температура плавления. В 1925 г. указывалось, что температура плавления урана выше 1850°С, в 1932 г. она уже "точно" определялась в 1850°С, в 1935 г.- в 1400°C, а в 1956 г. большинство авторов единодушно утверждает, что она равна 1133°С. Такое "снижение" температуры плавления урана объясняется исключительно совершенствованием техники очистки и получения "чистого" урана. Чем чище стали получать уран, тем все ниже оказывалась его температура плавления.

Внимание этому элементу в свое время уделял Д. И. Менделеев, доказавший, что атомный вес урана равен 240, а не 120, как утверждали предшественники и современники Д. И. Менделеева.

Общее содержание урана в земной коре составляет, по данным разных авторов, от двух до четырех десятитысячных долей процента, что в переводе на язык весовых единиц равняется миллиардам тонн! Достаточно указать, что урана больше, чем ртути , кадмия , серебра ...

И если за 40 лет с начала XX в. было добыто всего 7500 т урана, то со времен второй мировой войны его добыча резко возросла. Правда, уран не встречается в виде мощных месторождений, но зато известно большое число минералов, содержащих уран: карнотит, отенит, уранинит, торбернит, тюямунит (Африка, Австралия, бывший СССР). Богатейшие залежи урановой менее 2000 долларов дохода в год.


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
lsi00346
UE55MU6300U
лепс купить билет на концерт крокус
круглый стол из дерева на одной ножке

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(21.10.2017)