Читайте также:
|
Природный уран состоит из смеси 238U(99% изотопной распространённости) 235U и 234U(не первичный, радиогенный. Входит в состав 238U).
Входит в семейство актиноидов, состоящее из 14 радиоактивных химических элементов III группы 7-го периода периодической системы с атомными номерами 90-103. Степени окисления урана 6, 5, 4, 3. В наиболее стабильных соединениях проявляется степень окисления +6.
Изотопы делятся на нейтронно-дефиитные и нейтронно-избыточные. Первым для распада нужно облучиться протонами, вторые - распадаются нейтронным распадом, для этого им требуются мимопролетающие быстрые нейтроны.
Разница масс между изотопами невелика в сравнении с собственной массой атомов, так что изотопного фракционирования не наблюдается.
Строение оболочки у актиноидов одинаковое, а заряд растёт - следовательно, радиус уменьшается. Вот это как раз фракционирование и вызвает.
Радиоактивность урана и его изотопы. Радиоактивность природного урана обусловлена в основном изотопами 238U и его дочерним нуклидом 234U. В равновесии их удельные активности равны. Удельная активноcть изотопа 235U в природном уране в 21 раз меньше активности 238U.
На данный момент известно 23 искусственных радиоактивных изотопа урана с массовыми числами от 217 до 242. Наиболее важный из них - 233U (период полураспада 1.59*105лет) получается при облучении тория-232 нейтронами и способен к делению под воздействием тепловых нейтронов, что делает его перспективным топливом для ядерных реакторов. Наиболее долгоживущим из изотопов урана, не встречающихся в природе является 236U с периодом полураспада 2.39*107лет.
Изотопы урана 238U и 235U являются родоначальниками двух радиоактивных рядов. Конечными элементами этих рядов являются изотопы свинца 206Pb и 207 Pb.
В природных условиях распространены в основном изотопы 234U, 235U, 238U с относительным содержанием 234U:235U:238U=0.0054:0.711:99.283. Почти половина радиоактивности природного урана обусловлена изотопов 234U, который как уже отмечено, образуется в ходе распада 238U. Для отношения содержаний 235U: 238U в отличие от других пар изотопов и независимо от высокой миграционной способности урана характерно географическое постоянство: 238U/235U = 137.88. Величина этого отношения в природных образованиях не зависит от их возраста. Многочисленные натурные измерения показали его незначительные колебания. Так в роллах величина этого отношения относительно эталона изменяется в пределах 0.9959 - 1.0042, в солях - 0.996-1.005 В урансодержащих минералах (настуран, урановая чернь, чиртолит, редкоземельные руды) величина этого отношения колеблется в пределах 137.30-138.51; причём различие меду формами UIV и UVI не установлено, в сфене - 138.4. В отдельных метеоритах выявлен недостаток изотопа 235U. Наименьшая его концентрация в земных условиях найдена в 1972г французом Бужигесом в местечке Окло в Африке(месторождение в Габоне). Так, в природном уране содержится 0.720% урана 235U, тогда как в Окло оно уменьшается до 0.557%. Эьл послужило подтверждением гипотезы о сосуществовании природного ядерного реактора, который стал причиной выгорания изотопа 235U.
Минералы и породы. Основная масса урана находится в кислых породах с высоким содержанием кремния. Значительная масса урана сконцентрирована в осадочных породах, особенно богатых органикой. В больших количесвах как примесь уран присутствует в ториевых и редкоземельных минералах(ортит, сфен CaTiO3[SiO4], монацит (La,Ce)PO4, цирконZrSiO4, ксенотимYPO4). Важнейшими урановыми рудами являются настуран - U3O8(урановая смолка, уранинит), отенит Ca(UO2)2(PO4)*nH2O и карнотит KUO2VO4*3H2O. Основными минералами спутниками урана являются молибденит MoS2, галенит PbS, кварц, кальцит, гидромусковит и др.
Наряду с торием имеет самую высокую распространённость среди актиноидов, атомный кларк = 2*10-5% Является важнейшим радиоактивным источником энергии, вносит вместе с торий доминирующий вклад в энергетику планеты. В глубоких слоях Земли заметно меньше, чем в коре(и хорошо, а то Земля бы расплавилась к чёртикам).
Метаморфические породы на радиоактивные элементы бедны. Уран ведёт себя как подвижный компонент. В гипербазитах урана настолько мало, что хим. методами его там невозможно определить!
В магматике не фракционирует.
Может накапливаться на границах зерёт(кварца, Пш например) но не внутри. UO2(2+) является кристаллохимиччески уникальным. UO2(CO3)3(4-) - самый устойчивый комплекс вообще. Как следствие в гидротерме U и Th разделяются. В морской воде концентрация U на порядок выше чем в речной. Также уран сорбируется на органике. Породы, богатые органикой, почти всегда содержат уран.
Дата добавления: 2015-08-17; просмотров: 194 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Геохимия Ca и Sr. Их соотношения в магматическом процессе при метаморфизме, в процессах выветривания и садки соли - карбонатах. | | | Геохимия Se. Соотношение с S. Пути совместной миграции с S. Se в осадках. Se биогеохимические провинции. |