Опасная работа: как добывают уран

Долгое время никто и не подозревал о радиоактивных свойствах этого металла, хотя в 1857 году французский изобретатель Абель Ньепс и обнаружил некое излучение во время экспериментов в фотолаборатории. И лишь в 1938 году ученые наконец поняли, что при делении ядра изотопа урана выделяется внушительное количество энергии — это обстоятельство стало началом эры атомной энергетики. Государства на разных континентах и разных идеологических режимов моментально задумались – какой уран добывают их рабочие, и как можно использовать его мощь.

Нужно понимать что места, где добывают уран, несмотря на свою распространенность в мире, довольно проблематично найти и реализовать в полной мере. Виной всему радиоактивность данного металла.

Конечно из-за того, что этот химический элемент «фонит», компании добывающие уран могут обнаружить его залежи благодаря аэрогаммасъемке, улавливающей радиацию. Но из-за угрозы заражения, особенностей местонахождения, анализов после разведки и оценок запаса – добыча и последующая переработка будет отличаться.

На сегодня уран добывают как правило тремя способами:

Если руда залегает неглубоко, то, компании добывающие уран, начинают разрабатывать карьеры. Однако, часто радиоактивные породы находятся под землей и тогда приходится рыть шахты. В большинстве случаев именно посредством шахт добывают уран в России, так как более выгодный с экономической точки зрения способ найти трудно. Правда все это оправданно лишь если глубина не превысит 2000 метров, а сама руда будет достаточно высокого качества.

Поэтому в России уран добывают как подземными горными выработками, так и методом СПВ. Карьерные работы в нашей стране практически не используют. Порода, которую разрабатывают посредством шахт, проходит следующие стадии:

В случае же скважинного подземного выщелачивания отвалы не образуются, а в земле отсутствуют пустоты после выработки. К плюсам этой технологии следует отнести безопасность для работников завода ввиду отсутствия радиоактивной пыли при обработке урана. Таким образом, за методом СПВ, который не наносит вред экологии и экономически выгоден, будущее. Но стоит помнить, что в большинстве стран мира, и в России тоже, добывать уран таким способом можно, если руда залегает ниже уровня грунтовых вод, а между ними находится водонепроницаемая глина. Именно поэтому в нашей стране лишь 7% подобных разработок месторождений.

Наглядно понять как добывают уран и как происходит его переработка для производственных целей, показывает Телеканал Discovery:

Видео не просто объясняет устройство этого непростого ремесла, но показывает насколько сложен и интересен данный процесс.

Помимо того как добывают уран, нужно рассказать и о его использовании в промышленности и энергетики. Ввиду своей химической активности, уран достаточно гибкий и весьма ковкий металл, обладающий свойством намагничиваться. Однако в первую очередь, человечество использует его в атомной энергетике.

Следует понимать, что в природе смотреть как добывают уран U235 не приходится. Все дело в том, что изотопа с таким массовым числом в природе менее 1%. Поэтому для нужд энергетики и армии, полученный уран обогащают или обедняют.

Изотоп урана U235 устроен таким образом, что однажды запущенная реакция ядерного распада будет протекать самопроизвольно, без дополнительного влияния извне. Поэтому уран добывают в основном как основу для извлечения из руды подобных изотопов. Благодаря такой реакции он крайне эффективен как источник энергии для ядерного реактора.

К сожалению, мирный атом слишком легко превратить в оружие. Чаще всего начинкой ядерных боеголовок служит плутоний-239, который получают при облучении урана-238 мощными потоками нейтронов. После того, как уран добыли и облучили данным способом, ядро такого изотопа увеличивает успешность деления, из-за которого испускается больше нейтронов. Это приводит к тому, что сфере из плутония (сердце любой атомной бомбы) требуется втрое меньшая масса и радиус, чтобы достичь критического состояния. Так что с его помощью «ядерная начинка» бомбы становится еще разрушительнее, но при этом компактнее.

Впрочем, уран и плутоний используются не только в военных целях. Изотопы этих металлов нашли свое применение в медицине — препараты на их основе представляют собой удобные маркеры, которые просто отследить внутри организма по следам слабого, безопасного для пациента излучения. Кроме того, уран позволяет геологам отслеживать возраст минералов и горных пород. Так как добывают уран достаточно давно,мы точно знаем время периода его полураспада. Так что, оценивая разницу между его концентрацией на сегодняшний день и постоянной распада, можно вычислить возраст того или иного геологического объекта.