Contenido de uranio en el mineral. Uranio: producción, métodos y grado de enriquecimiento, propiedades químicas

La minería de uranio (U) ha gran importancia para la sociedad moderna. Esta muy Metal pesado utilizado en la industria nuclear como combustible, las armas nucleares se fabrican a partir de él. Con fines pacíficos, se utilizan para la producción de vidrio y pinturas y barnices. Uranio puro en condiciones naturales no ocurre, es parte de minerales y menas.

Reservas mundiales

Por el momento, la extracción de uranio se lleva a cabo en el territorio. un número grande depósitos. En la capa terrestre, a una profundidad de veinte kilómetros, hay una cantidad impresionante de toneladas de mineral de uranio capaces de suministrar combustible a la humanidad durante muchos siglos. El uranio se extrae en 28 países de todo el mundo. Pero las principales reservas mundiales pertenecen a 10 estados, que comparten el 90% del mercado.

Australia. Hay 19 grandes depósitos en este país. Las reservas de U en ellos ascienden a 661.000 toneladas (la proporción es del 31,18% de todos los depósitos mundiales).

Kazajstán. Tiene 16 grandes puntos de producción U. El volumen de depósitos es de 629.000 toneladas, lo que representa el 11,81% de la participación total de las reservas en el mundo.

Rusia. La participación de la Federación de Rusia en la industria mundial del uranio es del 9,15%. Las reservas de U ascienden a 487 000 toneladas. Se proyecta que la producción de U aumentará a 830 000 toneladas.

Canadá. Las reservas de mineral rondan las 468.000 toneladas, lo que representa el 8,80% del mercado mundial. La producción de uranio es de 9 mil toneladas por año.

Níger. Los depósitos de uranio en el país ascienden a 421.000 toneladas, lo que representa el 7,9% de la participación total de las reservas mundiales. 4 depósitos producen 4.5 mil toneladas de U por año.

SUDÁFRICA. Las reservas de U en el país ascienden a 297.000 toneladas; que toma alrededor del 6% de la participación de las reservas mundiales. En Sudáfrica, se extraen 540 toneladas de uranio al año.

Brasil. El indicador del país es igual a 276,700 toneladas de mineral de uranio. La producción de U por año es de 198 toneladas por año.

Namibia. Las reservas de uranio del país son de 261.000 toneladas. Hay cuatro grandes depósitos de U en Namibia.

ESTADOS UNIDOS. Las reservas totales de U en Estados Unidos son 207.000 toneladas.

Porcelana. El indicador del país es de 166.000 toneladas La RPDC produce alrededor de 1.500 toneladas de mineral de uranio al año.

Los depósitos de Urano más grandes del mundo

№	País	Cantidad	Nombre de los depósitos	Volumen de extracción de uranio por año
1	Australia	19	Presa olímpica	3 mil toneladas 1 mil toneladas
2	Kazajstán	16	Korsan Budenovskoe Mynkuduk occidental Inkai del Sur
3	Rusia	7	Región de Chita: Argunskoe, Zherlovoe, Istochnoye, Namarusskoe Koretkondinskoe, Kolichkanskoe, Dybrynskoe	27957 mil toneladas 3485 mil toneladas 17,7 mil toneladas en total
4	Canadá	18	Río MacArthur Waterbury
5	Níger	4	Imuraren, Madahuela, Azelit, Arlit
6	Sudáfrica	5	Dominion, Western Ariez, Palabora, Randfontein y Waal River
7	Brasil	3	Santa Quiteria, Pocos di Caldas, Lagoa Real

En Rusia, la corporación Rosatom ejerce el control sobre los principales activos mineros de uranio. Agrupa a la División de Minería Internacional Uranium One y tiene una cartera de acciones en Estados Unidos, Kazajstán y Tanzania.

Características de los minerales de uranio

Tipos de uranio

El uranio natural consiste en la interacción de 3 isótopos: U238, U235, U234. Las propiedades radiactivas del metal están influenciadas por los isótopos 238 y su nucleótido hijo 234. Debido a la presencia de estos átomos en la composición del U, el uranio se utiliza en la producción de combustible para centrales nucleares y armas nucleares... Aunque la actividad del isótopo U235 es 21 veces más débil, es capaz de mantener una cadena reacción nuclear sin elementos activos de terceros.

Además de los isótopos naturales, también hay átomos de U artificiales.

Hay al menos 23 especies conocidas de ellos. El isótopo U233 merece una atención especial, se forma cuando el torio-232 se irradia con neutrones y fisiones bajo la influencia de neutrones térmicos. Esta capacidad hace que U233 sea una fuente de energía óptima para reactores nucleares.

Clasificación de minerales

El mineral de uranio natural se entiende como una formación mineral con una alta concentración de uranio. Al desarrollar depósitos de uranio, por regla general, se obtienen de forma contigua otros metales radiactivos, radio y polonio. Las rocas que contienen uranio pueden variar en composición. La estructura de las costuras influye en la forma en que se extrae el valioso metal.

Según las condiciones de formación, los minerales se pueden dividir en:

• endógeno;
• exógeno
• metamorfogénico.

Por el tipo de mineralización, los minerales de uranio se distinguen:

• primario;
• oxidado
• mezclado.

Clasificación de tamaño de grano:

• dispersado<0,015 мм);
• de grano fino (0,015-0,1 mm);
• de grano fino (0,1–3 mm);
• de grano medio (3 a 25 mm);
• grueso (> 25 mm).

• molibdeno;
• anádico
• uranio-cobalto-níquel-bismuto;
• monoruda.

Clasificación por composición química:

• carbonato;
• oxido de hierro;
• silicato;
• sulfuro;
• caustobiolic.

El mineral se divide según el método de procesamiento:

• solución de sosa, utilizada si hay carbonato en la composición química del mineral;
• el ácido se usa para rocas de silicato;
• se utiliza el método de fundición en alto horno si tiene una composición de óxido de hierro.

• pobre (< 0,1%);
• privado (0,25-0,1%);
• medio (0,5-0,25%);
• rico (1-0,5%);
• muy rico (> 1% U).

Tiene sentido extraer uranio si su contenido en la capa de la tierra es al menos del 0,5%. Si el uranio en la capa de roca es inferior al 0,015%, se extrae como subproducto.

Métodos de extracción de mineral de uranio

Hay tres formas principales de extraer uranio:

• de mente abierta (o carrera);
• mío (subterráneo);
• lixiviación.

Todos estos métodos dependen de muchos factores. Por ejemplo, a partir de la profundidad de los depósitos de rocas, la composición de los isótopos, etc.

Aplicable en el caso de que la roca sea poco profunda y para extraerla basta con armarse con equipo especial:

• Camion de basura;
• topadoras;
• cargadores.

El método de extracción de uranio a cielo abierto se ha utilizado durante bastante tiempo. La ventaja de este método es el riesgo mínimo de exposición de los mineros. Pero una desventaja significativa del método abierto es el daño ambiental irreparable a un terreno que se está desarrollando.

El método de explotación minera es más costoso desde el punto de vista material. Para extraer uranio, se perforan minas a una profundidad de dos kilómetros, si la extracción se realiza a más profundidad que esta marca, el combustible resultará muy caro. En cualquier caso, las empresas mineras están obligadas a equipar a los mineros con todos los equipos relacionados, protección contra las radiaciones. E instalar los sistemas de ventilación necesarios para ayudar a eliminar el radón y suministrar aire fresco a la mina. En la mina, el metal se extrae del macizo rocoso mediante perforación y voladura.

El método de lixiviación de la extracción de uranio se considera óptimo. Los pozos se perforan en la roca, a través de los cuales se inyecta una solución: un agente de lixiviación con una composición química especial. Se disuelve en las profundidades de los depósitos de mineral y está saturado con compuestos de un metal valioso.

conclusiones

La extracción de uranio mediante lixiviación subterránea es significativamente menos dañina para el medio ambiente que los métodos descritos anteriormente. Con el tiempo, los procesos de recuperación se llevan a cabo en la parcela de tierra desarrollada. La aplicación de este método puede reducir los costos económicos. Pero tiene sus limitaciones. No se usa solo en arenisca y debajo del nivel freático.

Video: minería de uranio

Actualmente, la energía nuclear se está utilizando a una escala bastante grande. Si en el siglo pasado se utilizaron materiales radiactivos principalmente para la producción de armas nucleares, que tienen el mayor poder destructivo, entonces en nuestro tiempo la situación ha cambiado. La energía nuclear en las plantas de energía nuclear se convierte en energía eléctrica y se utiliza con fines completamente pacíficos. También se están creando motores atómicos, que se utilizan, por ejemplo, en submarinos.

El principal material radiactivo utilizado para la producción de energía nuclear es Urano... Este elemento químico pertenece a la familia de los actínidos. El uranio fue descubierto en 1789 por el químico alemán Martin Heinrich Klaproth mientras estudiaba la pitchblenda, que ahora también se llama "alquitrán de uranio". Nuevo elemento químico que lleva el nombre de un planeta recientemente descubierto sistema solar... Las propiedades radiactivas del uranio se descubrieron solo en finales del XIX siglo.

El uranio está contenido en la capa sedimentaria y en la capa de granito. Es un elemento químico bastante raro: su contenido en la corteza terrestre es del 0,002%. Además, pequeñas cantidades de uranio están contenidas en agua de mar(10-9 g / l). Debido a su actividad química, el uranio está contenido solo en compuestos y no se encuentra en forma libre en la Tierra.

Minerales de uranio se denominan formaciones minerales naturales que contienen uranio o sus compuestos en cantidades en las que es posible y económicamente viable utilizarlo. Los minerales de uranio también sirven como materia prima para la producción de otros elementos radiactivos como radio y polonio.

Hoy en día, se conocen alrededor de 100 minerales de uranio diferentes, 12 de los cuales se utilizan activamente en la industria para obtener materiales radiactivos. Los minerales más importantes son los óxidos de uranio (uranita y sus variedades: pechblenda y negro de uranio), sus silicatos (coffinita), titanitas (davidita y brannerita), así como fosfatos hidratados y micas de uranio.

Los minerales de uranio se clasifican según varios criterios. En particular, se distinguen según las condiciones de educación. Uno de los tipos son los denominados minerales endógenos, que se depositaron bajo la influencia de altas temperaturas y de pegmatita se derrite y soluciones acuosas... Los minerales endógenos son característicos de áreas plegadas y plataformas activadas. Los minerales exógenos se forman en condiciones cercanas a la superficie e incluso en la superficie de la Tierra durante la acumulación (minerales singenéticos) o como resultado (minerales epigenéticos). Aparecen principalmente en la superficie de plataformas jóvenes. Minerales metamorfogénicos que surgen de la redistribución de uranio inicialmente disperso en el proceso de metamorfismo de los estratos sedimentarios. Los minerales metamorfogénicos son característicos de las plataformas antiguas.

Además, los minerales de uranio se subdividen en tipos naturales y grados tecnológicos. Por la naturaleza de la mineralización de uranio, se distinguen: minerales de uranio primario - (el contenido de U 4 + no es inferior al 75% de la cantidad total), minerales de uranio oxidado (contienen principalmente U 6 +) y minerales de uranio mezclados, en los que U 4 + y U 6 + están en proporciones aproximadamente iguales. La tecnología de su procesamiento depende del estado de oxidación del uranio. Según el grado de desigualdad del contenido de U en la fracción grumosa de la montaña ("contraste"), se distinguen los minerales de uranio altamente contrastantes, contrastantes, débilmente contrastantes y no contrastantes. Este parámetro determina la posibilidad y viabilidad del enriquecimiento del mineral de uranio.

Según el tamaño de los agregados y granos de minerales de uranio, se distinguen los siguientes: de grano grueso (más de 25 mm de diámetro), de grano medio (3 a 25 mm), de grano fino (de 0,1 a 3 mm), de grano fino -Minerales de uranio granulados (0,015–0,1 mm) y dispersos (menos de 0,015 mm). El tamaño de grano de los minerales de uranio también determina la posibilidad de beneficio del mineral. Según el contenido de impurezas útiles, los minerales de uranio son: uranio, uranio-molibdeno, uranio-vanadio, uranio-cobalto-bismuto-plata y otros.

Según la composición química de las impurezas, los minerales de uranio se dividen en: silicato (compuesto principalmente por minerales de silicato), carbonato (más del 10-15% de minerales de carbonato), óxido de hierro (minerales de hierro-uranio), sulfuro (más de 8 -10% de minerales sulfurados) y caustobiolita compuesta principalmente por materia orgánica.

La composición química de los minerales a menudo determina cómo se procesan. De los minerales de silicato, el uranio es liberado por los ácidos, de los minerales de carbonato, por las soluciones de sosa. Los minerales de óxido de hierro se funden en alto horno. Los minerales de uranio de caustobiolita a veces se benefician de la combustión.

Como se mencionó anteriormente, el contenido de uranio en la corteza terrestre es bastante bajo. Hay varios depósitos de mineral de uranio en Rusia:

Depósitos de Zherlovoe y Argunskoe. Ubicado en el distrito de Krasnokamensk de la región de Chita. Las reservas del depósito de Zherlovoye ascienden a 4137 mil toneladas de mineral, que contienen solo 3485 toneladas de uranio (ley promedio 0.082%), así como 4137 toneladas de molibdeno (ley 0.227%). Las reservas C1 de uranio en el depósito de Argunskoye son 13025 mil toneladas de mineral, 27957 toneladas de uranio (ley promedio 0.215%) y 3598 toneladas de molibdeno (con una ley promedio de 0.048%). Las reservas en la categoría C2 son: 7990 mil toneladas de mineral, 9481 toneladas de uranio (con un contenido promedio de 0.12%) y 3191 toneladas de molibdeno (contenido promedio de 0.0489%). Aproximadamente el 93% de todo el uranio ruso se extrae aquí.

5 depósitos de uranio ( Istochnoye, Kolichkanskoe, Dybrynskoe, Namarusskoe, Koretkondinskoe) se encuentran en el territorio de la República de Buriatia. Las reservas totales exploradas de los yacimientos ascienden a 17,7 mil toneladas de uranio, los recursos inferidos se estiman en otras 12,2 mil toneladas.

Depósito de uranio de Khiagda. La producción se realiza mediante lixiviación in situ. Las reservas exploradas de este campo en la categoría C1 + C2 se estiman en 11,3 mil toneladas. El depósito está ubicado en el territorio de la República de Buriatia.

Los materiales radiactivos se utilizan no solo para la creación de armas nucleares y combustible. Por ejemplo, se agregan pequeñas cantidades de uranio al vidrio para darle color. El uranio forma parte de varias aleaciones de metales y se utiliza en fotografía y otros campos.

En los últimos años, el tema de la energía nuclear está ganando cada vez más relevancia. Para la producción de energía atómica, se acostumbra utilizar material como el uranio. Es un elemento químico perteneciente a la familia de los actínidos.

La actividad química de este elemento determina el hecho de que no está contenido en forma libre. Para su producción se utilizan formaciones minerales llamadas menas de uranio. Concentran tal cantidad de combustible que permite considerar la producción de este elemento químico rentable y rentable. Actualmente, en las entrañas de nuestro planeta, el contenido de este metal supera las reservas de oro en 1000 veces(cm. ). En general, los depósitos de este elemento químico en el suelo, ambiente acuático y la roca se estiman en más de 5 millones de toneladas.

En estado libre, el uranio es un metal blanco grisáceo, que se caracteriza por 3 modificaciones alotrópicas: Cristales rómbicos, celosías cúbicas tetragonales y centradas en el cuerpo... El punto de ebullición de este elemento químico es 4200 ° C.

El uranio es un material químicamente activo. En el aire, este elemento se oxida lentamente, se disuelve fácilmente en ácidos, reacciona con el agua, pero no interactúa con los álcalis.

Los minerales de uranio en Rusia generalmente se clasifican de acuerdo con varios criterios. La mayoría de las veces difieren en términos de educación. Entonces, hay Minerales endógenos, exógenos y metamorfogénicos... En el primer caso, son formaciones minerales formadas bajo la influencia de altas temperaturas, humedad y fusión de pegmatitas. Las formaciones minerales de uranio exógenas surgen en las condiciones de la superficie. Pueden formarse directamente sobre la superficie de la tierra. Esto se debe a la circulación de aguas subterráneas y a la acumulación de sedimentos. Las formaciones minerales metamorfogénicas aparecen como resultado de la redistribución del uranio inicialmente esparcido.

De acuerdo con el nivel de contenido de uranio, estas formaciones naturales pueden ser:

• super rico (más del 0,3%);
• rico (de 0,1 a 0,3%);
• privados (del 0,05 al 0,1%);
• pobre (de 0,03 a 0,05%);
• fuera de balance (de 0,01 a 0,03%).

Aplicaciones modernas de uranio

Hoy en día, el uranio se utiliza más comúnmente como combustible para motores de cohetes y reactores nucleares. Dadas las propiedades de este material, también está diseñado para mejorar la potencia de un arma nuclear. Este elemento químico también ha encontrado su uso en pintura. Se utiliza activamente como pigmentos amarillos, verdes, marrones y negros. El uranio también se usa para fabricar núcleos para proyectiles perforadores de armaduras.

Extracción de mineral de uranio en Rusia: ¿qué se necesita para esto?

La extracción de minerales radiactivos se lleva a cabo mediante tres tecnologías principales. Si los depósitos de mineral se concentran lo más cerca posible de la superficie de la tierra, entonces para su extracción se acostumbra utilizar tecnología abierta... Implica el uso de topadoras y excavadoras que cavan grandes agujeros y cargan los minerales resultantes en camiones de volteo. Luego pasa al complejo de procesamiento.

Cuando esta formación mineral está profundamente enterrada, se acostumbra utilizar tecnología de minería subterránea, que prevé la creación de una mina con una profundidad de hasta 2 kilómetros. La tercera tecnología se diferencia significativamente de las anteriores. La lixiviación subterránea para el desarrollo de depósitos de uranio implica la perforación de pozos a través de los cuales se inyecta ácido sulfúrico en el depósito. A continuación, se perfora otro pozo, que es necesario para bombear la solución resultante a la superficie de la tierra. Luego pasa por un proceso de sorción que le permite recolectar las sales de este metal en una resina especial. La última etapa de la tecnología SPV es el tratamiento cíclico de la resina con ácido sulfúrico. Gracias a esta tecnología, la concentración de este metal se vuelve máxima.

Depósitos de mineral de uranio en Rusia

Rusia es considerada uno de los líderes mundiales en la extracción de minerales de uranio. Durante las últimas décadas, Rusia ha estado constantemente entre los 7 países líderes en este indicador.

Los depósitos más grandes de estas formaciones minerales naturales son:

Los mayores depósitos de uranio del mundo - países líderes

Australia es considerada el líder mundial en la extracción de uranio. Más del 30% de todas las reservas mundiales se concentran en este estado. Los depósitos australianos más grandes son Olympic Dam, Beaverley, Ranger y Honemun.

El principal competidor de Australia es Kazajstán, que contiene casi el 12% de las reservas mundiales de combustible. Canadá y Sudáfrica tienen cada uno el 11% de las reservas de uranio del mundo, Namibia - 8%, Brasil - 7%. Rusia cierra los siete primeros con un 5%. La lista de líderes también incluye países como Namibia, Ucrania y China.

Los depósitos de uranio más grandes del mundo son:

Campo	País	Inicio de procesamiento
Presa olímpica	Australia	1988
Rossing	Namibia	1976
Río MacArthur	Canadá	1999
Inkai	Kazajstán	2007
Dominio	Sudáfrica	2007
guardabosque	Australia	1980
Kharasan	Kazajstán	2008

Reservas y volúmenes de producción de mineral de uranio en Rusia

Las reservas de uranio exploradas en nuestro país se estiman en más de 400 mil toneladas. Al mismo tiempo, el indicador de recursos proyectados es más de 830 mil toneladas. A partir de 2017, hay 16 depósitos de uranio en Rusia. Además, 15 de ellos se concentran en Transbaikalia. Se considera que el principal depósito de mineral de uranio es el campo de mineral de Streltsovskoe. En la mayoría de los yacimientos domésticos, la extracción se realiza por el método de la mina.

• Urano fue descubierto en el siglo XVIII. En 1789, el científico alemán Martin Klaproth pudo producir uranio similar al metal a partir del mineral. Curiosamente, este científico también es el descubridor del titanio y el circonio.
• Los compuestos de uranio se utilizan activamente en el campo de la fotografía. Este elemento se utiliza para colorear positivos y mejorar negativos.
• La principal diferencia entre el uranio y otros elementos químicos es su radiactividad natural. Los átomos de uranio tienden a cambiar de forma independiente con el tiempo. Al mismo tiempo, emiten rayos invisibles para el ojo humano. Estos rayos se dividen en 3 tipos: radiación gamma, beta alfa (ver).

Este hecho se descubrió por primera vez en los años 60 del siglo pasado, pero en ese momento casi no se le prestó atención. Al reemplazar equipos desgastados en una fila campos de petróleo La región del Trans-Volga, por casualidad, resultó que las tuberías extraídas de los pozos, que habían estado a grandes profundidades durante 20-30 años, tienen un nivel verdaderamente trascendental. radiación ionizante- a veces hasta 5000 microroentgenos por hora. Y esto es más de 400 veces mayor que la radiación de fondo natural (Fig. 1).

Elementos peligrosos

Recién a finales de los 80 los especialistas empezaron a lidiar con este hecho. Resultó que a lo largo de las décadas de funcionamiento de los equipos de los yacimientos petrolíferos, se ha formado una capa de lodo de petróleo en las paredes de las tuberías, en las válvulas y en otras unidades. Fue este sedimento el que acumuló radionucleidos raros: radio-226 y radio-228. Pero, ¿de dónde vienen en la parte europea de la URSS?

Fue entonces cuando quedó claro que en este punto corteza a una profundidad de 400 a 800 metros, se encuentran estratos con un alto contenido de uranio natural, cuyo producto de desintegración es el radio. Y a lo largo de 20 a 30 años de funcionamiento, los equipos de los yacimientos petrolíferos acumularon tantos de estos radionucleidos que empezaron a amenazar realmente la salud de las personas que trabajaban en los campos. En este sentido, desde finales de la década de los 80 se ha implantado en muchos campos petrolíferos la monitorización de la radiación, que, cuando se supera el nivel de radiación permitido, emite una orden de sustitución de los equipos "sucios".

Referencia. El uranio es el elemento químico número 92 de la tabla periódica de Mendeleev. En su forma pura, es un metal blanco plateado, que es el elemento más pesado de la naturaleza en la actualidad. En los minerales naturales, está presente como una mezcla de tres isótopos: uranio-238 (99,28%), uranio-235 (0,71%) y uranio-234 (0,005%). Actualmente, las mayores reservas probadas de uranio se encuentran en Canadá, Sudáfrica, Namibia, Australia y Kazajstán. En Rusia, el 93% de este metal se extrae en el depósito de Krasnokamensk en el territorio Trans-Baikal, el resto en Buriatia y la región de Kurgan (Fig. 2).

Fue para el isótopo de uranio con un peso atómico de 235 que los físicos teóricos allá por los años 30 predijeron la posibilidad de una reacción en cadena de fisión de núcleos atómicos, en la que se libera una enorme energía. En la práctica, tal reacción se llevó a cabo por primera vez en julio de 1945 en los Estados Unidos en forma de explosión. bomba atómica... Después de eso, los estadounidenses lanzaron esas bombas sobre las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki. Con fines pacíficos, en la URSS se utilizó por primera vez una reacción de fisión de uranio controlada en la planta de energía nuclear de Obninsk en 1954. En la actualidad, el uranio procedente de depósitos naturales se utiliza como combustible para centrales nucleares, así como como materia prima para la obtención de plutonio-239, que es el relleno de armas nucleares.

Radiación del subsuelo

Por lo general, cuando se usa la palabra "radiación", la imagen de una planta de energía nuclear y la catástrofe de 1986 en Planta de energía nuclear de Chernobyl... Mientras tanto, durante millones de años, todos los seres vivos del planeta Tierra se han estado desarrollando en condiciones de incesante radiación natural que nos llega de ambos lados a la vez, desde el espacio exterior y desde las profundidades de la corteza terrestre.

La radiación cósmica queda atrapada casi por completo por la capa de ozono de la atmósfera, preservando así la posibilidad misma de la existencia de organismos vivos en el planeta. Pero la radiación natural que nos llega desde las profundidades de la Tierra en diferentes puntos de la corteza terrestre puede alcanzar diferentes niveles dependiendo de la concentración de radio, uranio y torio en las rocas.

En particular, en varias regiones de nuestro planeta, por ejemplo, en las estribaciones del Himalaya de la India, las rocas locales, debido al alto contenido de elementos radiactivos en ellas, a veces emiten hasta 300-500 micro-roentgens por hora. Estas cifras son 15-25 más altas que el nivel de radiación natural de fondo para el centro de Rusia. Sin embargo, las personas han estado viviendo en esta área durante cientos de años y, al mismo tiempo, no padecen enfermedad por radiación. Además, fue de pueblos indios tan "radiactivos" que los colonialistas británicos reclutaron en una época a los soldados más fuertes y altos. Según varios científicos, este hecho demuestra que, en pequeñas dosis, la radiación no solo no es dañina, sino incluso beneficiosa para el cuerpo humano. Sin embargo, sus oponentes creen que la buena salud de los nativos de estas regiones de la India no se debe más que a la simple comida del pueblo, el aire limpio y la lejanía de la civilización.

Los estudios geológicos de los años 80-90 en la parte europea de Rusia muestran que las rocas con un mayor nivel de radiación en varios puntos de la región de Samara también salen a la superficie de la corteza terrestre (Fig. 3, 4).

Entonces, en el pozo de grava "Lysaya Gora", que se encuentra dentro de la ciudad de Syzran, las organizaciones de construcción locales han estado tomando piedra para sus necesidades durante décadas. Todo estuvo bien y no hubo quejas sobre la calidad del material durante todo el tiempo de trabajo. Sin embargo, en los años 90, en un buen momento, durante un estudio radiométrico de la zona, se encontró por completo accidentalmente que en algunos puntos de la cantera el nivel de radiación de las rocas salta hasta 320 microroentgenos por hora, que es 25-30 veces más alto que el fondo natural.

La encuesta ayudó a establecer que aquí todo está nuevamente en la alta concentración de isótopos de uranio y radio en las capas subterráneas, que en la región de Syzran se acercan mucho a la superficie de la tierra. Por supuesto, el trabajo en la sección peligrosa del tajo abierto se detuvo de inmediato y se decidió llenar la veta de uranio con desechos mineros. Y después de que se colocaron aquí escudos con una señal de peligro de radiación, pocos de Residentes locales corre el riesgo de entrar en la cantera de "uranio" durante mucho tiempo.

Tratamiento en las aguas

En relación con los hechos anteriores, durante los años 80, las partes geológicas inspeccionaron la región del Volga Medio en busca de la ubicación de depósitos de mineral de uranio y radio. Resultó que las capas con un alto contenido de estos elementos se distribuyen en un vasto territorio, aproximadamente desde la región de Penza hasta las estribaciones del sur de los Urales. En promedio, la profundidad de aparición de tales rocas varía de 400 metros a 1 kilómetro desde el borde superior de la corteza terrestre, pero en varios puntos, como, por ejemplo, en la cantera antes mencionada cerca de Syzran, las capas radiactivas se acercan casi al superficie misma.

Este hecho es confirmado por los resultados del trabajo de la expedición geológica de prospección y reconocimiento, que en 1996 estudió las fuentes de agua en la frontera de las regiones de Samara y Ulyanovsk. En estos lugares, a diferentes profundidades, reservas de subterráneos aguas minerales en depósitos del Carbonífero Superior con un mayor contenido de radón, un elemento químico radiactivo natural, que también es un producto de la desintegración de los isótopos de uranio.

Y en el territorio de la región de Syzran ya mencionada, es decir, cerca de la aldea de Repyevka, también fue posible encontrar en las entrañas de la tierra otro grupo de aguas curativas, no solo radón, sino también sulfuro y yodo-bromo, confinado al mismos depósitos. Al mismo tiempo, la investigación médica ha establecido que las aguas de radón son muy efectivas contra muchas dolencias, en particular, en el tratamiento de enfermedades crónicas de la zona central. sistema nervioso, sistema musculoesquelético, troncos nerviosos periféricos y vasos sanguíneos, algunas enfermedades del músculo cardíaco, aparatos valvulares, enfermedades y trastornos metabólicos, enfermedades de la piel, etc. Pero al mismo tiempo, los expertos señalan que para obtener datos más específicos sobre las aguas de radón de la región del Volga Medio, se necesita un trabajo de prospección y evaluación más detallado, para el cual nadie ha asignado fondos todavía.

Hoy en día, los geólogos teóricos llaman a la región del Volga Medio una de las regiones más prometedoras de Rusia en términos de extracción de uranio. Además, ahora se conocen casos de mineral de uranio no solo en la región de Syzran. En particular, un grupo de anomalías de uranio en rocas paleozoicas en el río Bolshoi Kinel ya se está discutiendo en términos de exploración geológica detallada. También hay rastros de uranio en Samarskaya Luka, e incluso en las inmediaciones de Samara.

Es con la radiación natural que algunos físicos asocian la aparición en varias regiones de Samara Luka de los llamados "pilares de luz", el fenómeno del resplandor vertical del aire, que ha sido observado repetidamente por los residentes de las aldeas de Zhiguli durante cientos de años. años. Como los testigos oculares describen este fenómeno, los "pilares" pueden aparecer repentinamente por la noche sobre las montañas y parecer que cuelgan en un lugar durante diferentes momentos, desde varios minutos hasta varias horas.

Los expertos creen que el resplandor del aire puede deberse a su ionización, que, a su vez, suele producirse en el área de acción de una poderosa radiación electromagnética o de radiación. Y dado que los últimos estudios geológicos en la región del Volga Medio muestran que el Territorio de Samara está incluido en la zona de distribución de depósitos subterráneos de uranio y radio, es muy posible que haya "ventanas" en las montañas Zhiguli a través de las cuales esta radiación natural periódicamente estalla. Luego, sobre la cordillera, aparecen columnas de aire brillante ionizado.

... recuerdo en Tiempos soviéticos Cuando no había publicidad actual, persistían las leyendas entre la gente de que todos los condenados a muerte por delitos graves eran enviados a minas de uranio en lugar de al corredor de la muerte. No se sabe si esto fue así, pero las direcciones de los campos donde se extraían las materias primas para el escudo nuclear del país estaban en boca de todos. Estos incluían, en particular, los depósitos de uranio en el territorio. Asia Central... Sin embargo, después del colapso de la URSS, muchas de estas minas terminaron mucho más allá de la frontera rusa.

Por lo tanto, es posible que con el agotamiento de los depósitos de uranio en Transbaikalia y en Urales del Sur el desarrollo de depósitos subterráneos de este metal en el territorio de la región del Medio Volga será reconocido como económicamente rentable. Y entonces es muy posible que aparezcan minas de uranio en las inmediaciones de Samara (Fig. 5).

Valery EROFEEV.

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¿Cuánto mineral se necesita para obtener uranio poco enriquecido como combustible para una central nuclear? En general, se acepta que el uranio combustible es uranio, cuyo contenido del isótopo uranio-235 se ha reducido al 4%. En el mineral natural, este isótopo es solo del 0,7%, es decir, se requiere aumentar su concentración en 6 veces.

Permítanme recordarles que hasta la década de 1980, Europa y Estados Unidos enriquecían uranio solo en las redes, gastando una gran cantidad de electricidad en este trabajo. Un momento tecnológico, pero, como dicen, con grandes consecuencias. El hexafluoruro de uranio natural se puede "succionar" en el isótopo 235º hasta el final, de modo que quede una cantidad mínima en las "colas". Pero, ¿qué significa esto en el caso del método de difusión? Más "redes", más contenedores para el hexafluoruro original y, por supuesto, más costes energéticos. Y todo esto aumenta el precio de costo, estropea los indicadores económicos, reduciendo la ganancia. No es interesante, en general. Por lo tanto, en las "colas" occidentales de uranio-235 - 0.3%, y en más trabajo hojas 0,4%. Con tales "colas" la imagen es la siguiente: 1 kg de LEU requiere 8 kg de mineral + 4,5 SWU (unidades de trabajo de separación).

Para las chaquetas acolchadas, la imagen fue y sigue siendo algo diferente; después de todo, el trabajo de nuestras "agujas" es mucho menos costoso. Recuerde: la "aguja" requiere de 20 a 30 veces menos electricidad por 1 SWU. No tenía ningún sentido salvar el trabajo de separación, el hexfluoruro de uranio original se "exprimió" con más cuidado: el 0,2% del uranio-235 permaneció en nuestras "colas" y el 0,5% se gastó en trabajos de enriquecimiento adicionales. Parecería que la diferencia es solo del 0.1%, ¿por qué prestar atención a una bagatela? Sí, no todo es tan simple: en nuestras "agujas" para obtener 1 kg de LEU, se requieren 6,7 kg de mineral + 5,7 SWU. 1,3 kg menos de mineral, es decir, fuimos mucho más prudentes con nuestro subsuelo que los demócratas.

Pero eso no es todo. 1 SWU en nuestras centrifugadoras cuesta alrededor de $ 20, en "redes" 1 SWU cuesta de 70 a 80. Esto significa que para Occidente, un depósito de uranio, en el que el costo del mineral, digamos, $ 100, es muy caro. Calculemos 1 kg de LEU en una calculadora para que quede claro.

1 kg LEU = 8 kg de mineral + 4,5 SWU, es decir

1 kg de LEU = 8 x 100 + 4,5 x 70 = $ 1,115.

Y ahora ponemos nuestros números y obtenemos:

1 kg de LEU = 6,7 kg de mineral + 5,7 SWU

1 kg de LEU = 6,7 x 100 + 5,7 x 20 = $ 784

Esto significa que el depósito de uranio, que era demasiado caro para nosotros para el Occidente civilizado, es la clave. Aproximadamente, para nuestra tecnología hay MÁS uranio en la Tierra que para la tecnología occidental. Desde el momento en que Europa dominó las centrifugadoras Zippe, las reservas de uranio en las estadísticas mundiales se han incrementado drásticamente, aunque los hermanos geológicos no se dieron cuenta de esto: los depósitos previamente descubiertos comenzaron a ser reconocidos como comercialmente rentables, eso es todo. Pero URENCO encendió sus centrifugadoras en los años 80, y las centrales nucleares de Europa y Estados Unidos aparecieron mucho antes, ¿no? Esto significa que desde finales de la década del 40 del siglo pasado, los depósitos de uranio se han explotado de forma extremadamente extensa, sin ahorrar en minerales naturales. En términos generales, Occidente "mató" un campo tras otro, saltando a otros nuevos. Y el terriblemente antieconómico Mordor no tenía prisa: encontraron un depósito y lo succionaron hasta el fondo, sin problemas y sin prisas. Al mismo tiempo, no debemos olvidar que todos los años guerra Fría Los países nucleares han estado acumulando muy activamente sus reservas de uranio altamente enriquecido y apto para armas, y para ello toman mucho más mineral de uranio natural. Aproximadamente, 1 kg de HEU consume 275 kg de mineral, y la cuenta de HEU en los países del club nuclear fue de cientos de toneladas. Y la HEU no es solo un arma, está impulsada por reactores submarinos, y muchos reactores de investigación funcionan con ella. En general, la humanidad gastó sus minerales de uranio de manera muy, muy intensa, y todo lo que podemos decir en nuestra defensa, no fuimos los primeros en comenzar.

Hay una cosa más a tener en cuenta. Cuando se nos dice: "se han extraído tantas toneladas de mineral de uranio", es importante comprender que Viene no sobre montañas de algún tipo de guijarros o lingotes de metal. En la industria del uranio, todas las reservas de mineral se convierten tradicionalmente en concentrado de uranio, más precisamente, U3 O8, óxido nitroso. Tradicionalmente, era un polvo amarillo y lo llamaban "torta amarilla", pero ahora está un poco desactualizado. En el proceso de beneficio del mineral, se utiliza un ciclo completo de su procesamiento, uno de partes componentes que se está asando. V últimos años diferentes plantas usan diferentes temperaturas, por lo que el color del concentrado de uranio es muy diferente, de verde oscuro a negro. Pero el procedimiento de procesamiento del mineral es un tema aparte, bastante extenso, pero por ahora estamos tratando de ocuparnos de los depósitos y la producción. Dejémoslo a un lado, pero recuerde: todo lo que se habla de mineral de uranio es hablar de concentrado de uranio. Y esto es correcto: estos minerales son muy diferentes, hay una cantidad demasiado diferente de uranio en ellos, por lo que era imposible prescindir de esa "estandarización".

¿Cuándo descubrió la gente este metal y por qué en realidad se llama "uranio"? La historia es antigua, pero entretenida. Ahora usted y yo sabemos qué es la radiación y, con razón, no podemos tolerarla y tenemos miedo. Y en épocas anteriores la gente no sabía nada sobre la radiación, ¿tal vez por eso no la padecían? ... Entre los minerales y minerales de las minas de plata, los mineros medievales a menudo encontraban un mineral pesado negro: la llamada mezcla de resina. Se sabe con certeza que el enganche ya se conocía desde 1565, luego se descubrió en las Montañas Metálicas de Sajonia, pero no se inventó una aplicación especial para él. En 1789, el analista alemán Martin Klaproth se interesó por este mineral y decidió analizarlo químicamente de forma adecuada. El mineral fue llevado a su laboratorio desde la mina Jáchymovo en lo que ahora es la República Checa. Becquerel y Curie luego hicieron sus descubrimientos sobre minerales del mismo Yahimivo, por lo que propongo escribir de esta manera:

La "patria" del uranio es la República Checa.

Martin Klaproth

Klaproth era muy diligente en química: fundía minerales en diferentes temperaturas, con y sin aire, vertió todo tipo de ácidos y agua regia, hasta que, al final, recibió una masa sinterizada con granos de metal claramente visibles. Fue en 1789, 8 años después de que los astrónomos descubrieran un planeta previamente desconocido, al que llamaron Urano. Esto es lo que el propio Klaproth escribió sobre esto: “Anteriormente, se reconocía la existencia de solo 7 planetas, correspondientes a 7 metales, que llevaban los nombres de los planetas. En este sentido, es aconsejable, siguiendo la tradición, llamar metal nuevo el nombre del planeta recién descubierto. La palabra "urano" viene del griego - "cielo", y, por lo tanto, puede denotar un metal celestial ". No discuten con los descubridores, y ahora estamos tratando con este mismo "metal celestial".

El propio Klaproth, sin embargo, no logró obtener uranio puro; esto fue logrado solo en 1840 por E.M. Peligo. En 1896, Becquerel descubrió que los compuestos de uranio iluminarían el papel fotográfico, y así fue como comenzó el estudio de la radiactividad. La humanidad avanzó lentamente hacia el arma más formidable y terrible, hacia el "almacén de energía" más grande ...

Mineral de uranio

Desde el punto de vista de los geólogos de la Tierra, el mineral de uranio no es solo mucho, sino mucho. Pero no todos los minerales de uranio reciben el orgulloso nombre de "mineral": los minerales en los que hay muy poco uranio, pero hay una gran cantidad de roca estéril, no se consideran minerales. Los minerales con más de 0,1% de uranio (1 kg por 1000 kg de roca) se consideran minerales buenos, pero hay excepciones. Por ejemplo, en Sudáfrica, en el depósito de Witwatersland, el uranio se extrae del mineral, en el que su concentración es solo del 0,01%, y se extrae a escala industrial. ¿Cómo es eso? Sí, este metal celestial no es fácil, a menudo está contenido en las mismas rocas donde se encuentra el oro. Dado que están "sacando" un poco de oro de esta raza, ¿por qué no "recoger" un montón de uranio? Esa es la lógica. El oro como principal objetivo del procesamiento del mineral y el uranio como subproducto. "A menudo" también tiene un valor numérico: el 12% del uranio extraído en el mundo es un subproducto del oro y otras minas. En los Estados Unidos, por ejemplo, el uranio se obtiene de rocas con una concentración de 0,008% en general, de las fosforitas de Florida. La producción principal es fósforo, uranio, hasta un montón ... Bueno, si no toca algo tan exótico, los minerales de uranio se dividen en 4 tipos de grados: ricos, con un contenido de uranio de más del 1%; privados - de 0,1 a 1,0%; los pobres - del 0,03 al 0,1% y los pobres - menos del 0,03%.

Y los minerales de uranio también se subdividen en 5 clases, según la tecnología que se utilice para extraer y procesar el metal celeste. Aproximadamente: qué tipo de plantas de procesamiento se deben crear junto a los depósitos. Esta también es una tradición de este tipo: dado que la concentración de uranio siempre es pequeña, nadie piensa siquiera en transportar millones de toneladas de roca a ninguna parte. Mina, mina, cantera y de principio a fin: todo lo que se necesita para el procesamiento.

Sin embargo, estos no son todos los tipos de clasificación de los minerales de uranio: dado que todos vivimos en un mundo donde la ganancia es más importante, quizás la clasificación principal se base en el costo del producto final (el mismo concentrado de uranio, torta amarilla). Una especie de indicador generalizador en el que se descartan todos los detalles: cuál era la concentración de uranio en el mineral, cómo se extraía y purificaba, cuál era el costo de la infraestructura. No importa lo que sucedió ANTES, es importante cómo resultó el resultado. Hay solo 3 categorías: 1) depósitos donde el costo de 1 kg de concentrado es menos de $ 40 por kilogramo; 2) donde el precio de costo es de 40 a 80 dólares el kilo; 3) donde el precio de costo es de $ 80 a $ 130 por kilo. Cualquier cosa que sea más cara que $ 130 es “insegura” por hoy, ya que es muy cara. Pero, ¿cuánto tiempo persistirá tal desprecio y descuido? Hasta 2006, el OIEA consideraba que el uranio era muy caro y tenía un precio de más de 80 dólares el kg, pero ahora ha decidido que es necesario evaluar las centrifugadoras como se merecen: el bajo costo del enriquecimiento permite use más de $ 80 con total tranquilidad. Nuestras centrifugadoras de décima generación acaban de comenzar a funcionar, por lo que no se puede descartar que después de algún tiempo la barra de $ 130 ya no sea un "límite". En el reino de la oscuridad y el horror, con la economía destrozada, ha comenzado la operación industrial del reactor de neutrones rápidos BN-800, se está diseñando el BN-1200, en 2020 se planea lanzar un reactor de plomo bajo el Breakthrough proyecto, y para 2030 hay esperanzas de la implementación de un ciclo nuclear cerrado.

Sin embargo, no nos dejemos llevar por proyectos e hipótesis; analicemos lo que tenemos hoy. En 2006, se creía que el tercer planeta del Sol de mineral de uranio tenía 5.000.000 de toneladas, el siguiente informe fue emitido por el OIEA en 2010. Fue en este informe que se reconoció por primera vez a las centrifugadoras como la única forma de enriquecer uranio en la actualidad; por primera vez, la barra de corte se elevó de $ 80 / kg a $ 130 / kg. La nueva cifra de reservas de mineral de uranio en la Tierra es de 6.306.300 toneladas. Repito: esto no es un aumento debido a nuevos depósitos, es una conversión completa de minerales geológicos en industriales. Y tuvo lugar por una simple razón, admitió el OIEA: a excepción de las centrifugadoras, todo es malo y ya no lo recordaremos. El aumento de minerales recuperados ascendió al 26%, sin inversiones adicionales en exploración geológica.

No tan a menudo en la historia de la civilización, el desarrollo de la tecnología ha tenido un impacto serio en la geopolítica, y el uranio y las centrifugadoras son el mismo caso. Averigüemos con nuestros dedos, ¿qué significa el surgimiento del interés comercial en los depósitos de uranio, que han permanecido intactos durante muchos años? Primero, los países del “club atómico” vieron su interés en los territorios donde se ubicaban estos depósitos. Por ejemplo, los depósitos en la región de Kirovograd se han vuelto interesantes no solo para Ucrania ... En segundo lugar, los países que no eran miembros del "club atómico" vieron que podría haber suficiente uranio para ellos. Y este no es mi invento teórico: delegaciones de 52 países asistieron a la recién celebrada Atomexpo-2016, y solo 32 países tenían al menos alguna forma de energía nuclear.20 países son recién llegados que sintieron la perspectiva.

Calculadora

¿Qué tiene de interesante el uranio? Deje que la calculadora le diga. Tenemos 6.306.300 toneladas de mineral, en las que el contenido de uranio-235 (que, de hecho, se “quema” en los reactores de CN) promedia el 0,72%. Por lo tanto, si todo el mineral de uranio se convierte en uranio-235, tenemos 45 405 toneladas. En términos de costo de energía, 1 tonelada de uranio-235 corresponde a 2.000.000 de toneladas de gasolina. En consecuencia, la conversión de las reservas de uranio-235 en equivalente de petróleo es de 90.810 millones de toneladas de petróleo. ¿Es mucho o poco? Las reservas probadas de petróleo en la Tierra hoy son 200 mil millones de toneladas. Las reservas de uranio son casi la mitad, casi el 50%. ¿Y cuáles son las perspectivas? La tecnología de producción de petróleo se ha llevado casi a la perfección, la tecnología de su procesamiento es similar. Para incrementar las reservas de petróleo es necesario: a) seguir buscando nuevos y nuevos yacimientos que, dados los precios actuales de los hidrocarburos, se vienen desacelerando desde hace dos años; b) estar de acuerdo en que el precio del petróleo solo aumentará con el paso de los años, ya que cada vez hay menos. El petróleo de esquisto, del que tanto hablan los bolcheviques, mencheviques y otros, sí, al nivel de precios actual no es interesante, pero tarde o temprano llegará el momento en que habrá que utilizar sus reservas, y no solo en Estados Unidos. Estados.

Pero con el uranio, una imagen ligeramente diferente, mucho menos inequívoca. Aún no hemos recibido información sobre el costo de 1 SWU en las últimas generaciones de centrifugadoras Rosatom, y ya hemos visto cómo la tecnología de enriquecimiento puede aumentar las reservas de mineral de uranio. La operación del BN-800 acaba de comenzar, el BN-1200 todavía está solo en planos, y veremos los resultados del proyecto Breakthrough solo en 2020. Pero, sin excesiva modestia (en la medida de lo posible, al final) declaremos hecho histórico: durante toda la existencia del proyecto atómico, no hubo errores en el desarrollo de tecnologías por parte del ex Ministerio de Construcción de Máquinas Medianas, el ex Ministerio de Energía Atómica y la actual Rosatom. Ciertas deficiencias, fallas, sí, las hubo, pero la línea general de desarrollo, francamente, nunca se rompió.

Simplemente no hay razones para no creer que la lucha de Rosatom por un ciclo nuclear cerrado terminará con éxito, en mi opinión, por supuesto, simplemente no hay ninguna razón. ¿Le parece demasiado atrevida esta afirmación? Y miremos a nuestro alrededor, permitiéndonos por un momento olvidar que el principal logro de la humanidad es un nuevo modelo de iPhone. No sólo creen en la fiabilidad de nuestras tecnologías, sino que no sólo "antiguos clientes" como Hungría, Irán y Finlandia, China e India firman contratos para la construcción de centrales nucleares. Por primera vez, aparecerán plantas de energía nuclear en Egipto, Vietnam, Bielorrusia, Turquía, Bangladesh, Indonesia, y estas serán plantas de energía nuclear de fabricación rusa. Esto significa que no soy el único que cree en nuestras tecnologías, en su desarrollo progresivo. Y no soy el único con la confianza madura de que con el próximo salto en el desarrollo de la tecnología, las reservas de uranio pueden llegar a ser más grandes que las reservas de hidrocarburos ... Y no descartaremos otra posible reserva de uranio: nuevos depósitos. Hay, por ejemplo, un país donde el nivel de desarrollo del territorio por exploración geológica aún no supera con creces el 60%: Rusia. Hay países donde no hay tiempo para la exploración geológica, por ejemplo, Afganistán, Eritrea.

Pero la consideración de las perspectivas de la energía nuclear es un tema aparte y muy serio que debería dejarse para más adelante. Y esta nota es una introducción a "Uranium Dungeons", en la que quiero proponer mirar: qué pasó, en qué se convirtió y cómo llegamos a tal vida. Bueno, por supuesto, sin historias sobre nuevos iPhones de los grandes y poderosos EE. UU., El asunto tampoco funcionará. Los tengo y, como siempre, no necesité inventar nada.