रेडियोधर्मी यूरेनियम। यूरेनियम तत्व

यूरेनियम परमाणु क्रमांक 92 के साथ एक्टिनाइड परिवार का एक रासायनिक तत्व है। यह सबसे महत्वपूर्ण परमाणु ईंधन है। पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सांद्रता लगभग 2 भाग प्रति मिलियन है। महत्वपूर्ण यूरेनियम खनिजों में यूरेनियम ऑक्साइड (यू 3 ओ 8), यूरेननाइट (यूओ 2), कार्नोटाइट (पोटेशियम यूरेनिल वैनाडेट), ओटेनाइट (पोटेशियम यूरेनिल फॉस्फेट) और टॉर्बनाइट (हाइड्रस कॉपर और यूरेनिल फॉस्फेट) शामिल हैं। ये और अन्य यूरेनियम अयस्क परमाणु ईंधन के स्रोत हैं और सभी ज्ञात पुनर्प्राप्ति योग्य जीवाश्म ईंधन जमा की तुलना में कई गुना अधिक ऊर्जा रखते हैं। 1 किलो यूरेनियम 92 यू 30 लाख किलो कोयले के बराबर ऊर्जा देता है।

डिस्कवरी इतिहास

रासायनिक तत्व यूरेनियम एक सघन, ठोस चांदी-सफेद धातु है। यह नमनीय, निंदनीय है और इसे पॉलिश किया जा सकता है। धातु हवा में ऑक्सीकरण करती है और कुचलने पर प्रज्वलित होती है। बिजली का अपेक्षाकृत खराब कंडक्टर। यूरेनियम का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र 7s2 6d1 5f3 है।

यद्यपि तत्व की खोज 1789 में जर्मन रसायनज्ञ मार्टिन हेनरिक क्लैप्रोथ ने की थी, जिन्होंने इसे नए खोजे गए ग्रह यूरेनस के नाम पर रखा था, धातु को 1841 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ यूजीन-मेल्चियोर पेलिगोट द्वारा यूरेनियम टेट्राक्लोराइड (यूसीएल 4) से कम करके अलग किया गया था। पोटैशियम।

रेडियोधर्मिता

1869 में रूसी रसायनज्ञ दिमित्री मेंडेलीव द्वारा आवर्त सारणी के निर्माण ने सबसे भारी ज्ञात तत्व के रूप में यूरेनियम पर ध्यान केंद्रित किया, जो 1940 में नेपच्यूनियम की खोज तक बना रहा। 1896 में, फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी हेनरी बेकरेल ने इसमें रेडियोधर्मिता की घटना की खोज की। . यह गुण बाद में कई अन्य पदार्थों में पाया गया। अब यह ज्ञात है कि इसके सभी समस्थानिकों में रेडियोधर्मी यूरेनियम में 238 U (99.27%, अर्ध-जीवन - 4,510,000,000 वर्ष), 235 U (0.72%, अर्ध-जीवन - 713,000,000 वर्ष) और 234 U (0.006%) का मिश्रण होता है। आधा जीवन - 247,000 वर्ष)। यह संभव बनाता है, उदाहरण के लिए, भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं और पृथ्वी की आयु का अध्ययन करने के लिए चट्टानों और खनिजों की आयु निर्धारित करना। ऐसा करने के लिए, वे लेड की मात्रा को मापते हैं, जो यूरेनियम के रेडियोधर्मी क्षय का अंतिम उत्पाद है। इस मामले में, 238 यू प्रारंभिक तत्व है, और 234 यू उत्पादों में से एक है। 235 यू एक्टिनियम क्षय श्रृंखला को जन्म देता है।

एक श्रृंखला प्रतिक्रिया खोलना

1938 के अंत में जर्मन रसायनज्ञ ओटो हैन और फ्रिट्ज स्ट्रैसमैन द्वारा परमाणु विखंडन की खोज के बाद रासायनिक तत्व यूरेनियम व्यापक रुचि और गहन अध्ययन का विषय बन गया, जब इसे धीमी न्यूट्रॉन के साथ बमबारी की गई थी। 1939 की शुरुआत में, इतालवी मूल के अमेरिकी भौतिक विज्ञानी एनरिको फर्मी ने सुझाव दिया कि परमाणु के विखंडन के उत्पादों में एक श्रृंखला प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में सक्षम प्राथमिक कण हो सकते हैं। 1939 में, अमेरिकी भौतिकविदों लियो स्ज़ीलार्ड और हर्बर्ट एंडरसन, साथ ही फ्रांसीसी रसायनज्ञ फ्रेडरिक जूलियट-क्यूरी और उनके सहयोगियों ने इस भविष्यवाणी की पुष्टि की। बाद के अध्ययनों से पता चला है कि एक परमाणु के विखंडन के दौरान औसतन 2.5 न्यूट्रॉन निकलते हैं। इन खोजों ने पहली आत्मनिर्भर परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया (12/02/1942), पहला परमाणु बम (07/16/1945), सैन्य अभियानों में इसका पहला उपयोग (08/06/1945), पहली परमाणु पनडुब्बी का नेतृत्व किया। (1955) और पहला पूर्ण पैमाने पर परमाणु ऊर्जा संयंत्र (1957)।

ऑक्सीकरण अवस्था

रासायनिक तत्व यूरेनियम, एक मजबूत विद्युत धनात्मक धातु होने के कारण पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है। यह अम्ल में घुलता है, लेकिन क्षार में नहीं। महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण अवस्थाएँ +4 हैं (जैसे UO 2 ऑक्साइड, टेट्राहैलाइड्स जैसे UCl 4 , और हरा पानी आयन U 4+) और +6 (जैसे UO 3 ऑक्साइड, UF 6 हेक्साफ्लोराइड, और UO 2 2+ यूरेनिल आयन) . एक जलीय घोल में, यूरेनियम यूरेनिल आयन की संरचना में सबसे अधिक स्थिर होता है, जिसकी एक रैखिक संरचना [O = U = O] 2+ होती है। तत्व में +3 और +5 राज्य भी हैं, लेकिन वे अस्थिर हैं। लाल यू 3+ पानी में धीरे-धीरे ऑक्सीकरण करता है जिसमें ऑक्सीजन नहीं होता है। यूओ 2 + आयन का रंग अज्ञात है क्योंकि यह बहुत पतला समाधान में भी अनुपातहीन होता है (यूओ 2 + एक साथ यू 4+ तक कम हो जाता है और यूओ 2 2+ तक ऑक्सीकृत हो जाता है)।

परमाणु ईंधन

धीमी न्यूट्रॉन के प्रभाव में, यूरेनियम परमाणु का विखंडन अपेक्षाकृत दुर्लभ आइसोटोप 235 यू में होता है। यह एकमात्र प्राकृतिक विखंडनीय सामग्री है, और इसे आइसोटोप 238 यू से अलग किया जाना चाहिए। हालांकि, अवशोषण और नकारात्मक बीटा क्षय के बाद, यूरेनियम -238 सिंथेटिक तत्व प्लूटोनियम में बदल जाता है, जो धीमी न्यूट्रॉन की क्रिया से विभाजित होता है। इसलिए, कनवर्टर और ब्रीडर रिएक्टरों में प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग किया जा सकता है, जिसमें विखंडन दुर्लभ 235 यू द्वारा समर्थित है और प्लूटोनियम 238 यू के रूपांतरण के साथ-साथ उत्पन्न होता है। विखंडनीय 233 यू को थोरियम-232 आइसोटोप से संश्लेषित किया जा सकता है, जो कि परमाणु ईंधन के रूप में उपयोग के लिए प्रकृति में व्यापक है। यूरेनियम प्राथमिक सामग्री के रूप में भी महत्वपूर्ण है जिससे सिंथेटिक ट्रांसयूरेनियम तत्व प्राप्त होते हैं।

यूरेनियम के अन्य उपयोग

रासायनिक तत्व के यौगिकों को पहले सिरेमिक के लिए रंगों के रूप में उपयोग किया जाता था। हेक्साफ्लोराइड (यूएफ 6) 25 डिग्री सेल्सियस पर असामान्य रूप से उच्च वाष्प दबाव (0.15 एटीएम = 15,300 पा) के साथ एक ठोस है। यूएफ 6 रासायनिक रूप से बहुत प्रतिक्रियाशील है, लेकिन वाष्प अवस्था में इसकी संक्षारक प्रकृति के बावजूद, यूएफ 6 का व्यापक रूप से समृद्ध यूरेनियम प्राप्त करने के लिए गैस प्रसार और गैस अपकेंद्रित्र विधियों में उपयोग किया जाता है।

ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिक यौगिकों का एक दिलचस्प और महत्वपूर्ण समूह है जिसमें धातु-कार्बन बांड एक धातु को कार्बनिक समूहों से जोड़ते हैं। यूरेनोसिन एक ऑर्गेनोरेनियम यौगिक यू (सी 8 एच 8) 2 है जिसमें यूरेनियम परमाणु सी 8 एच 8 साइक्लोएक्टेटेट्राइन से बंधे कार्बनिक रिंगों की दो परतों के बीच सैंडविच होता है। 1968 में इसकी खोज ने ऑर्गेनोमेटेलिक रसायन विज्ञान के एक नए क्षेत्र को खोल दिया।

नष्ट हो चुके प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग विकिरण सुरक्षा के साधन के रूप में, गिट्टी, कवच-भेदी प्रक्षेप्य और टैंक कवच में किया जाता है।

रीसाइक्लिंग

रासायनिक तत्व, हालांकि बहुत घना (19.1 ग्राम / सेमी 3), अपेक्षाकृत कमजोर, गैर-ज्वलनशील पदार्थ है। दरअसल, यूरेनियम के धात्विक गुण इसे चांदी और अन्य वास्तविक धातुओं और अधातुओं के बीच कहीं रखते हैं, इसलिए इसका उपयोग संरचनात्मक सामग्री के रूप में नहीं किया जाता है। यूरेनियम का मुख्य मूल्य इसके समस्थानिकों के रेडियोधर्मी गुणों और उनके विखंडन की क्षमता में निहित है। प्रकृति में, धातु के लगभग सभी (99.27%) में 238 U होता है। शेष 235 U (0.72%) और 234 U (0.006%) होता है। इन प्राकृतिक समस्थानिकों में से केवल 235 U न्यूट्रॉन विकिरण द्वारा सीधे विखंडित होता है। हालांकि, जब इसे अवशोषित किया जाता है, तो 238 यू 239 यू बनाता है, जो अंततः 239 पीयू में बदल जाता है, जो परमाणु ऊर्जा और परमाणु हथियारों के लिए बहुत महत्व की एक विखंडनीय सामग्री है। एक अन्य विखंडनीय समस्थानिक, 233 U, 232 Th के साथ न्यूट्रॉन विकिरण द्वारा निर्मित किया जा सकता है।

क्रिस्टलीय रूप

यूरेनियम की विशेषताओं के कारण यह सामान्य परिस्थितियों में भी ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है। उच्च तापमान पर, यह इंटरमेटेलिक यौगिक बनाने के लिए मिश्र धातु धातुओं की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ प्रतिक्रिया करता है। तत्व के परमाणुओं द्वारा गठित विशेष क्रिस्टल संरचनाओं के कारण अन्य धातुओं के साथ ठोस विलयन का निर्माण दुर्लभ है। कमरे के तापमान और 1132 डिग्री सेल्सियस के पिघलने बिंदु के बीच, यूरेनियम धातु 3 क्रिस्टलीय रूपों में मौजूद है जिन्हें अल्फा (α), बीटा (β) और गामा (γ) कहा जाता है। α- से β-राज्य में परिवर्तन 668 डिग्री सेल्सियस और β से γ तक - 775 डिग्री सेल्सियस पर होता है। -यूरेनियम में एक शरीर-केंद्रित घन क्रिस्टल संरचना होती है, जबकि β में एक चतुष्कोणीय होता है। α चरण में अत्यधिक सममित ऑर्थोरोम्बिक संरचना में परमाणुओं की परतें होती हैं। यह अनिसोट्रोपिक विकृत संरचना मिश्र धातु के परमाणुओं को यूरेनियम परमाणुओं को बदलने या क्रिस्टल जाली में उनके बीच की जगह पर कब्जा करने से रोकती है। यह पाया गया कि केवल मोलिब्डेनम और नाइओबियम ही ठोस घोल बनाते हैं।

अयस्कों

पृथ्वी की पपड़ी में प्रति मिलियन यूरेनियम के लगभग 2 भाग होते हैं, जो प्रकृति में इसके व्यापक वितरण को इंगित करता है। इस रासायनिक तत्व के महासागरों में 4.5 x 109 टन होने का अनुमान है। यूरेनियम 150 से अधिक विभिन्न खनिजों का एक महत्वपूर्ण घटक है और अन्य 50 का एक मामूली घटक है। आग्नेय हाइड्रोथर्मल नसों और पेगमाटाइट्स में पाए जाने वाले प्राथमिक खनिजों में यूरेनाइट और इसकी विविधता पिचब्लेंड शामिल हैं। इन अयस्कों में, तत्व डाइऑक्साइड के रूप में होता है, जो ऑक्सीकरण के कारण UO2 से UO 2.67 तक भिन्न हो सकता है। यूरेनियम खानों से अन्य आर्थिक रूप से महत्वपूर्ण उत्पाद हैं ऑटोनाइट (हाइड्रेटेड कैल्शियम यूरेनिल फॉस्फेट), टोबर्नाइट (हाइड्रेटेड कॉपर यूरेनिल फॉस्फेट), कॉफ़िनाइट (ब्लैक हाइड्रेटेड यूरेनियम सिलिकेट), और कार्नोटाइट (हाइड्रेटेड पोटेशियम यूरेनिल वैनाडेट)।

यह अनुमान है कि 90% से अधिक ज्ञात कम लागत वाले यूरेनियम भंडार ऑस्ट्रेलिया, कजाकिस्तान, कनाडा, रूस, दक्षिण अफ्रीका, नाइजर, नामीबिया, ब्राजील, चीन, मंगोलिया और उजबेकिस्तान में पाए जाते हैं। कनाडा के ओंटारियो में लेक ह्यूरन के उत्तर में स्थित इलियट झील के समूह रॉक संरचनाओं में और दक्षिण अफ्रीकी विटवाटरसैंड सोने की खान में बड़े भंडार पाए जाते हैं। कोलोराडो पठार और पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका के व्योमिंग बेसिन में रेत संरचनाओं में भी महत्वपूर्ण यूरेनियम भंडार हैं।

खुदाई

यूरेनियम अयस्क निकट-सतह और गहरे (300-1200 मीटर) जमा दोनों में पाए जाते हैं। भूमिगत, सीम की मोटाई 30 मीटर तक पहुंच जाती है। अन्य धातुओं के अयस्कों के मामले में, सतह पर यूरेनियम खनन बड़े पृथ्वी-चलने वाले उपकरणों द्वारा किया जाता है, और गहरी जमा का विकास ऊर्ध्वाधर के पारंपरिक तरीकों से किया जाता है और झुकी हुई खदानें। 2013 में यूरेनियम का विश्व उत्पादन 70 हजार टन था। सबसे अधिक उत्पादक यूरेनियम खदानें कजाकिस्तान (कुल उत्पादन का 32%), कनाडा, ऑस्ट्रेलिया, नाइजर, नामीबिया, उजबेकिस्तान और रूस में स्थित हैं।

यूरेनियम अयस्कों में आमतौर पर यूरेनियम-असर वाले खनिजों की केवल थोड़ी मात्रा होती है, और उन्हें सीधे पाइरोमेटालर्जिकल तरीकों से गलाना नहीं किया जा सकता है। इसके बजाय, यूरेनियम निकालने और शुद्ध करने के लिए हाइड्रोमेटेलर्जिकल प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाना चाहिए। एकाग्रता में वृद्धि से प्रसंस्करण सर्किट पर भार काफी कम हो जाता है, लेकिन आमतौर पर खनिज प्रसंस्करण के लिए उपयोग किए जाने वाले संवर्धन के पारंपरिक तरीकों में से कोई भी, जैसे गुरुत्वाकर्षण, प्लवनशीलता, इलेक्ट्रोस्टैटिक और यहां तक ​​​​कि मैनुअल सॉर्टिंग, लागू नहीं होते हैं। कुछ अपवादों को छोड़कर, इन विधियों के परिणामस्वरूप यूरेनियम का एक महत्वपूर्ण नुकसान होता है।

जलता हुआ

यूरेनियम अयस्कों का हाइड्रोमेटेलर्जिकल प्रसंस्करण अक्सर उच्च तापमान कैल्सीनेशन चरण से पहले होता है। फायरिंग मिट्टी को निर्जलित करती है, कार्बनयुक्त पदार्थों को हटाती है, सल्फर यौगिकों को हानिरहित सल्फेट्स में ऑक्सीकरण करती है, और किसी भी अन्य कम करने वाले एजेंटों को ऑक्सीकरण करती है जो बाद के प्रसंस्करण में हस्तक्षेप कर सकती हैं।

लीचिंग

यूरेनियम को भुने हुए अयस्कों से अम्लीय और क्षारीय दोनों जलीय घोलों से निकाला जाता है। सभी लीचिंग प्रणालियों के सफलतापूर्वक कार्य करने के लिए, रासायनिक तत्व को या तो शुरू में अधिक स्थिर 6-वैलेंट रूप में मौजूद होना चाहिए या प्रसंस्करण के दौरान इस अवस्था में ऑक्सीकृत होना चाहिए।

एसिड लीचिंग आमतौर पर परिवेश के तापमान पर 4-48 घंटे के लिए अयस्क और लिक्सिविएंट के मिश्रण को हिलाकर किया जाता है। विशेष परिस्थितियों को छोड़कर, सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया जाता है। इसे पीएच 1.5 पर अंतिम शराब प्राप्त करने के लिए पर्याप्त मात्रा में परोसा जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड लीचिंग योजनाएं आमतौर पर या तो मैंगनीज डाइऑक्साइड या क्लोरेट का उपयोग टेट्रावैलेंट यू 4+ से 6-वैलेंट यूरेनिल (यूओ 2 2+) को ऑक्सीकरण करने के लिए करती हैं। एक नियम के रूप में, लगभग 5 किलो मैंगनीज डाइऑक्साइड या 1.5 किलो सोडियम क्लोरेट प्रति टन यू 4+ के ऑक्सीकरण के लिए पर्याप्त है। किसी भी स्थिति में, ऑक्सीकृत यूरेनियम सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके 4-यूरेनिल सल्फेट कॉम्प्लेक्स आयन बनाता है।

कैल्साइट या डोलोमाइट जैसे बुनियादी खनिजों की एक महत्वपूर्ण मात्रा वाले अयस्क को 0.5-1 मोलर सोडियम कार्बोनेट घोल से निक्षालित किया जाता है। हालांकि विभिन्न अभिकर्मकों का अध्ययन और परीक्षण किया गया है, यूरेनियम के लिए मुख्य ऑक्सीकरण एजेंट ऑक्सीजन है। अयस्कों को आमतौर पर वायुमंडलीय दबाव और 75-80 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर हवा में कुछ समय के लिए लीच किया जाता है जो विशिष्ट रासायनिक संरचना पर निर्भर करता है। क्षार यूरेनियम के साथ अभिक्रिया करके आसानी से घुलनशील जटिल आयन 4- बनाता है।

आगे की प्रक्रिया से पहले, एसिड या कार्बोनेट लीचिंग से उत्पन्न समाधानों को स्पष्ट किया जाना चाहिए। पॉलीएक्रिलामाइड्स, ग्वार गम और जानवरों के गोंद सहित प्रभावी फ्लोक्यूलेटिंग एजेंटों के उपयोग के माध्यम से मिट्टी और अन्य अयस्क घोलों का बड़े पैमाने पर पृथक्करण पूरा किया जाता है।

निष्कर्षण

कॉम्प्लेक्स आयन 4- और 4- आयन एक्सचेंज रेजिन के अपने संबंधित लीचिंग समाधान से सॉर्ब किए जा सकते हैं। इन विशेष रेजिन, जो उनके शर्बत और रेफरेंस कैनेटीक्स, कण आकार, स्थिरता और हाइड्रोलिक गुणों की विशेषता है, का उपयोग विभिन्न प्रसंस्करण प्रौद्योगिकियों में किया जा सकता है, जैसे कि फिक्स्ड और मूविंग बेड, टोकरी प्रकार और निरंतर घोल आयन एक्सचेंज राल विधि। आमतौर पर, सोडियम क्लोराइड और अमोनिया या नाइट्रेट के घोल का उपयोग सोखने वाले यूरेनियम को खत्म करने के लिए किया जाता है।

सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन द्वारा यूरेनियम को एसिड अयस्क शराब से अलग किया जा सकता है। उद्योग में, अल्काइल फॉस्फोरिक एसिड, साथ ही माध्यमिक और तृतीयक एल्केलामाइन का उपयोग किया जाता है। एक सामान्य नियम के रूप में, 1 ग्राम/लीटर से अधिक यूरेनियम युक्त अम्लीय निस्यंदन के लिए आयन विनिमय विधियों पर विलायक निष्कर्षण को प्राथमिकता दी जाती है। हालाँकि, यह विधि कार्बोनेट लीचिंग पर लागू नहीं होती है।

फिर यूरेनियम को नाइट्रिक एसिड में घोलकर यूरेनिल नाइट्रेट बनाने के लिए शुद्ध किया जाता है, जिसे यूओ 3 ट्राइऑक्साइड बनाने के लिए निकाला जाता है, क्रिस्टलीकृत किया जाता है और कैलक्लाइंड किया जाता है। घटी हुई UO2 डाइऑक्साइड हाइड्रोजन फ्लोराइड के साथ प्रतिक्रिया करके टेट्राफ्लोराइड UF4 बनाती है, जिससे धात्विक यूरेनियम को मैग्नीशियम या कैल्शियम द्वारा 1300 °C के तापमान पर कम किया जाता है।

यूएफ 6 हेक्साफ्लोराइड बनाने के लिए टेट्राफ्लोराइड को 350 डिग्री सेल्सियस पर फ्लोराइन किया जा सकता है, जिसका उपयोग गैस प्रसार, गैस सेंट्रीफ्यूजेशन या तरल थर्मल प्रसार द्वारा समृद्ध यूरेनियम -235 को अलग करने के लिए किया जाता है।

यूरेनियम एक बहुत ही विशिष्ट एक्टिनॉइड नहीं है, इसकी पांच वैलेंस अवस्थाएँ ज्ञात हैं - 2+ से 6+ तक। कुछ यूरेनियम यौगिकों का एक विशिष्ट रंग होता है। तो, त्रिसंयोजक यूरेनियम के समाधान - लाल, टेट्रावैलेंट - हरा, और हेक्सावलेंट यूरेनियम - यह यूरेनिल आयन (यूओ 2) 2+ के रूप में मौजूद है - रंग समाधान पीला ... तथ्य यह है कि हेक्सावलेंट यूरेनियम कई कार्बनिक परिसर एजेंटों के साथ यौगिक बनाता है तत्व संख्या 92 निकालने की तकनीक के लिए बहुत महत्वपूर्ण निकला।

यह विशेषता है कि यूरेनियम आयनों का बाहरी इलेक्ट्रॉन खोल हमेशा पूरी तरह से भरा होता है; संयोजकता इलेक्ट्रॉन 5f उपकोश में पिछली इलेक्ट्रॉन परत में होते हैं। यदि हम यूरेनियम की तुलना अन्य तत्वों से करें तो स्पष्ट है कि प्लूटोनियम सबसे अधिक इसके समान है। उनके बीच मुख्य अंतर यूरेनियम की बड़ी आयनिक त्रिज्या है। इसके अलावा, प्लूटोनियम टेट्रावैलेंट अवस्था में सबसे अधिक स्थिर होता है, जबकि यूरेनियम हेक्सावलेंट अवस्था में सबसे अधिक स्थिर होता है। यह उन्हें अलग करने में मदद करता है, जो बहुत महत्वपूर्ण है: परमाणु ईंधन प्लूटोनियम -239 विशेष रूप से ऊर्जा के मामले में यूरेनियम, गिट्टी यूरेनियम -238 से प्राप्त होता है। प्लूटोनियम यूरेनियम के द्रव्यमान में बनता है, और उन्हें अलग किया जाना चाहिए!

हालांकि, इससे पहले कि आपको अयस्क से शुरू होने वाली एक लंबी तकनीकी श्रृंखला से गुजरते हुए, यूरेनियम का यह बहुत द्रव्यमान प्राप्त करने की आवश्यकता हो। एक नियम के रूप में, बहु-घटक, यूरेनियम-गरीब अयस्क।

किसी भारी तत्व का प्रकाश समस्थानिक

तत्व #92 प्राप्त करने के बारे में बात करते समय, हमने जानबूझकर एक महत्वपूर्ण कदम छोड़ दिया। जैसा कि आप जानते हैं, हर यूरेनियम परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया का समर्थन करने में सक्षम नहीं है। यूरेनियम-238, जो आइसोटोप के प्राकृतिक मिश्रण का 99.28% है, इसके लिए सक्षम नहीं है। इस वजह से, यूरेनियम -238 को प्लूटोनियम में बदल दिया जाता है, और यूरेनियम आइसोटोप के प्राकृतिक मिश्रण को यूरेनियम -235 आइसोटोप से विभाजित या समृद्ध करने की मांग की जाती है, जो थर्मल न्यूट्रॉन को विखंडन करने में सक्षम है।

यूरेनियम-235 और यूरेनियम-238 को अलग करने के लिए कई तरीके विकसित किए गए हैं। सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधि गैसीय प्रसार है। इसका सार यह है कि यदि दो गैसों के मिश्रण को झरझरा विभाजन से गुजारा जाता है, तो प्रकाश तेजी से गुजरेगा। 1913 में वापस, एफ। एस्टन ने इस तरह से नियॉन आइसोटोप को आंशिक रूप से अलग कर दिया।

सामान्य परिस्थितियों में अधिकांश यूरेनियम यौगिक ठोस होते हैं और केवल बहुत उच्च तापमान पर गैसीय अवस्था में स्थानांतरित किए जा सकते हैं, जब आइसोटोप पृथक्करण की किसी भी बारीक प्रक्रिया का कोई सवाल ही नहीं है। हालांकि, फ्लोरीन के साथ यूरेनियम का रंगहीन यौगिक - यूएफ 6 हेक्साफ्लोराइड पहले से ही 56.5 डिग्री सेल्सियस (वायुमंडलीय दबाव पर) पर उच्चीकृत हो जाता है। यूएफ 6 सबसे अधिक वाष्पशील यूरेनियम यौगिक है और गैसीय प्रसार द्वारा आइसोटोप पृथक्करण के लिए सबसे उपयुक्त है।

यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड उच्च रासायनिक गतिविधि की विशेषता है। पाइपों, पंपों, कंटेनरों का क्षरण, तंत्र के स्नेहन के साथ अंतःक्रिया उन परेशानियों की एक छोटी लेकिन प्रभावशाली सूची है, जिन्हें प्रसार संयंत्रों के रचनाकारों को दूर करना था। कठिनाइयाँ और अधिक गंभीर मिले।

यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड, यूरेनियम समस्थानिकों के प्राकृतिक मिश्रण के फ्लोरिनेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है, एक "प्रसार" दृष्टिकोण से, बहुत करीब आणविक भार के साथ दो गैसों के मिश्रण के रूप में माना जा सकता है - 349 (235 + 19 * 6) और 352 (238) + 19 * 6)। गैसों के लिए एक प्रसार चरण में अधिकतम सैद्धांतिक पृथक्करण कारक जो आणविक भार में इतना थोड़ा भिन्न होता है, केवल 1.0043 है। वास्तविक परिस्थितियों में, यह मान और भी कम है। यह पता चला है कि यूरेनियम -235 की एकाग्रता को 0.72 से 99% तक केवल कई हजार प्रसार चरणों की मदद से बढ़ाना संभव है। इसलिए, यूरेनियम समस्थानिकों के पृथक्करण के लिए पौधे कई दसियों हेक्टेयर के क्षेत्र पर कब्जा कर लेते हैं। पौधों के विभाजित कैस्केड में झरझरा विभाजन का क्षेत्र परिमाण का लगभग समान क्रम है।

यूरेनियम के अन्य समस्थानिकों के बारे में संक्षेप में

यूरेनियम-235 और यूरेनियम-238 के अलावा प्राकृतिक यूरेनियम में यूरेनियम-234 शामिल है। इस दुर्लभ समस्थानिक की सामग्री को चार दशमलव स्थानों वाली संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है। बहुत अधिक सुलभ कृत्रिम समस्थानिक - यूरेनियम -233। यह एक परमाणु रिएक्टर के न्यूट्रॉन प्रवाह में थोरियम को विकिरणित करके प्राप्त किया जाता है:

232 90 थ + 10एन → 233 90 थ -बी-→ 233 91 पा -बी-→ 233 92 यू
परमाणु भौतिकी के सभी नियमों के अनुसार, यूरेनियम -233, एक विषम समस्थानिक के रूप में, थर्मल न्यूट्रॉन द्वारा विखंडनीय है। और सबसे महत्वपूर्ण बात, यूरेनियम -233 वाले रिएक्टरों में, परमाणु ईंधन का विस्तारित प्रजनन हो सकता है (और हो रहा है)। एक पारंपरिक थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टर में! गणना से पता चलता है कि जब थोरियम रिएक्टर में एक किलोग्राम यूरेनियम -233 जलता है, तो उसमें 1.1 किलोग्राम नया यूरेनियम -233 जमा होना चाहिए। चमत्कार, और केवल! उन्होंने एक किलोग्राम ईंधन जलाया, लेकिन ईंधन कम नहीं हुआ।

हालांकि, ऐसे चमत्कार केवल परमाणु ईंधन से ही संभव हैं।

थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों में यूरेनियम-थोरियम चक्र फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टरों में परमाणु ईंधन के प्रजनन के लिए यूरेनियम-प्लूटोनियम चक्र का मुख्य प्रतियोगी है ... .

अन्य कृत्रिम यूरेनियम समस्थानिक महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाते हैं। यह केवल यूरेनियम -239 का उल्लेख करने योग्य है - यूरेनियम -238 प्लूटोनियम -239 के परिवर्तनों की श्रृंखला में पहला समस्थानिक। इसका आधा जीवन केवल 23 मिनट है।

240 से अधिक द्रव्यमान वाले यूरेनियम समस्थानिकों के पास आधुनिक रिएक्टरों में बनने का समय नहीं है। यूरेनियम-240 का जीवनकाल बहुत छोटा है, और न्यूट्रॉन को पकड़ने के लिए समय के बिना यह क्षय हो जाता है।

थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट के सुपर-शक्तिशाली न्यूट्रॉन प्रवाह में, यूरेनियम नाभिक एक सेकंड के दस लाखवें हिस्से में 19 न्यूट्रॉन तक कब्जा करने का प्रबंधन करता है। इस मामले में, 239 से 257 तक द्रव्यमान संख्या वाले यूरेनियम समस्थानिक पैदा होते हैं। उनका अस्तित्व दूर के ट्रांसयूरेनियम तत्वों के थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट के उत्पादों में उपस्थिति से सीखा गया था - भारी यूरेनियम आइसोटोप के वंशज। "जीनस के संस्थापक" स्वयं बीटा क्षय के खिलाफ बहुत अस्थिर हैं और विस्फोट से मिश्रित चट्टान से परमाणु प्रतिक्रिया उत्पादों के निष्कर्षण से बहुत पहले उच्च तत्वों में गुजरते हैं।

आधुनिक थर्मल रिएक्टर यूरेनियम -235 जलाते हैं। पहले से मौजूद फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टरों में, व्यापक आइसोटोप - यूरेनियम -238 के नाभिक की ऊर्जा जारी की जाती है, और यदि ऊर्जा सच्ची संपत्ति है, तो यूरेनियम नाभिक निकट भविष्य में मानवता को लाभान्वित करेगा: तत्व एन ° 92 की ऊर्जा होगी हमारे अस्तित्व का आधार बने।

यह सुनिश्चित करना बेहद जरूरी है कि यूरेनियम और उसके डेरिवेटिव शांतिपूर्ण बिजली संयंत्रों के परमाणु रिएक्टरों में ही जलें, धीरे-धीरे जलें, बिना धुएं और लौ के।

यूरेनियम का एक अन्य स्रोत। आज समुद्र का पानी बन गया है। विशेष सॉर्बेंट्स के साथ पानी से यूरेनियम निकालने के लिए पायलट प्लांट पहले से ही काम कर रहे हैं: टाइटेनियम ऑक्साइड या ऐक्रेलिक फाइबर कुछ अभिकर्मकों के साथ इलाज किया जाता है।

कौन कितना। 1980 के दशक की शुरुआत में, पूंजीवादी देशों में यूरेनियम का उत्पादन लगभग 50,000 ग्राम प्रति वर्ष (यू3ओ के संदर्भ में) था। इस राशि का लगभग एक तिहाई अमेरिकी उद्योग द्वारा प्रदान किया गया था। दूसरे स्थान पर कनाडा है, उसके बाद दक्षिण अफ्रीका है। निगोर, गैबॉन, नामीबिया। यूरोपीय देशों में से फ्रांस सबसे अधिक यूरेनियम और उसके यौगिकों का उत्पादन करता है, लेकिन इसका हिस्सा संयुक्त राज्य अमेरिका की तुलना में लगभग सात गुना कम था।

गैर-पारंपरिक यौगिक। यद्यपि यह कहना निराधार नहीं है कि लोहे जैसे पारंपरिक तत्वों के रसायन विज्ञान की तुलना में यूरेनियम और प्लूटोनियम के रसायन को आज बेहतर समझा जाता है, फिर भी, आज भी रसायनज्ञ नए यूरेनियम यौगिकों का विकास कर रहे हैं। तो, 1977 में, रेडियोकैमिस्ट्री पत्रिका, खंड XIX, नं। 6 ने दो नए यूरेनिल यौगिकों की सूचना दी। उनकी संरचना MU02(S04)2-SH20 है, जहां M, डाइवैलेंट मैंगनीज या कोबाल्ट का आयन है। तथ्य यह है कि नए यौगिक ठीक दोहरे लवण हैं, न कि दो समान लवणों का मिश्रण, एक्स-रे विवर्तन पैटर्न द्वारा प्रमाणित किया गया था।

परमाणु प्रौद्योगिकियां बड़े पैमाने पर रेडियोकैमिस्ट्री विधियों के उपयोग पर आधारित होती हैं, जो बदले में रेडियोधर्मी तत्वों के परमाणु-भौतिक, भौतिक, रासायनिक और विषाक्त गुणों पर आधारित होती हैं।

इस अध्याय में, हम खुद को मुख्य विखंडनीय समस्थानिकों - यूरेनियम और प्लूटोनियम के गुणों के संक्षिप्त विवरण तक सीमित रखते हैं।

अरुण ग्रह

अरुण ग्रह ( यूरेनियम) यू - एक्टिनाइड समूह का एक तत्व, आवधिक प्रणाली की 7 वीं-0 वीं अवधि, जेड = 92, परमाणु द्रव्यमान 238.029; प्रकृति में पाए जाने वालों में सबसे भारी।

यूरेनियम के 25 ज्ञात समस्थानिक हैं, जो सभी रेडियोधर्मी हैं। सबसे सरल 217U (Tj/2 = 26 ms), सबसे भारी 2 4 2 U (7 T J/2 = i6.8 min)। 6 परमाणु आइसोमर हैं। प्राकृतिक यूरेनियम में तीन रेडियोधर्मी समस्थानिक होते हैं: 2 s 8 और (99.2 739%, Ti/2 = 4.47109 l), 2 35U (0.7205%, G, / 2 = 7.04-109 वर्ष) और 2 34U ( 0.0056%, तिवारी/ 2=2.48-swl)। प्राकृतिक यूरेनियम की विशिष्ट रेडियोधर्मिता 2.48104 Bq है, जो लगभग 2 34U और 288 U के बीच आधे में विभाजित है; 235U एक छोटा सा योगदान देता है (प्राकृतिक यूरेनियम में आइसोटोप 233 की विशिष्ट गतिविधि 238U की गतिविधि से 21 गुना कम है)। थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन क्रमशः 2 zz, 2 35U और 2 3 8 U के लिए 46, 98, और 2.7 बार्न है; विखंडन क्रॉस सेक्शन 527 और 584 खलिहान 2 zz और 2 s 8 और, क्रमशः; समस्थानिकों का प्राकृतिक मिश्रण (0.7% 235U) 4.2 खलिहान।

टैब। 1. परमाणु-भौतिक गुण 2 h9 री और 2 35सी.

टैब। 2. न्यूट्रॉन कैप्चर 2 35सी और 2 घंटे 8 सी.

यूरेनियम के छह समस्थानिक सहज विखंडन में सक्षम हैं: 282 U, 2 szy, 234U, 235U, 2 s 6 u और 2 s 8 u। प्राकृतिक समस्थानिक 233 और 235U विखंडन थर्मल और तेज न्यूट्रॉन दोनों की कार्रवाई के तहत होते हैं, जबकि नाभिक 238 और विखंडन में सक्षम होते हैं, जब 1.1 MeV से अधिक की ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन पर कब्जा कर लिया जाता है। जब कम ऊर्जा वाले न्यूट्रॉन प्राप्त किए जाते हैं, तो 288 U नाभिक पहले 2-i9U नाभिक में परिवर्तित हो जाते हैं, जो फिर p-क्षय से गुजरते हैं और पहले 2 - "*9Np, और फिर 2 39Pu में जाते हैं। कैप्चर करने के लिए प्रभावी क्रॉस सेक्शन 2 34U, 2 नाभिक 35U और 2 3 8 के थर्मल न्यूट्रॉन और क्रमशः 98, 683 और 2.7-खलिहान के बराबर हैं। 2 35U का पूर्ण विखंडन 2-107 kWh / kg के "थर्मल ऊर्जा समतुल्य" की ओर जाता है। समस्थानिक 2 35U और 2 zzy का उपयोग परमाणु ईंधन के रूप में किया जाता है, जो विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया का समर्थन करने में सक्षम है।

परमाणु रिएक्टर 227-240 द्रव्यमान संख्या वाले यूरेनियम के n कृत्रिम समस्थानिकों का उत्पादन करते हैं, जिनमें से सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाला 233U है (7)। वी 2 \u003d i.62 *आईओ 5 साल); यह थोरियम के न्यूट्रॉन विकिरण द्वारा प्राप्त किया जाता है। 239^257 द्रव्यमान संख्या वाले यूरेनियम समस्थानिक थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट के महाशक्तिशाली न्यूट्रॉन फ्लक्स में पैदा होते हैं।

यूरेनियम-232- टेक्नोजेनिक न्यूक्लाइड, ए-एमिटर, टी एक्स / 2=68.9 वर्ष, माता-पिता समस्थानिक 2 3 6 पु (ए), 23 2 एनपी (पी *) और 23 2 पा (पी), बेटी न्यूक्लाइड 228 थ। स्वतःस्फूर्त विखंडन की तीव्रता 0.47 विभाजन/से. किग्रा है।

यूरेनियम-232 निम्नलिखित क्षय के परिणामस्वरूप बनता है:

पी + - न्यूक्लाइड का क्षय * 3 ए एनपी (टीआई / 2 \u003d 14.7 मिनट):

परमाणु उद्योग में, थोरियम ईंधन चक्र में विखंडनीय (हथियार-ग्रेड) न्यूक्लाइड 2 33 के संश्लेषण में उप-उत्पाद के रूप में 2 3 2 यू का उत्पादन किया जाता है। जब 2 3 2 Th न्यूट्रॉन से विकिरणित होता है, तो मुख्य प्रतिक्रिया होती है:

और साइड टू-स्टेप रिएक्शन:

थोरियम से 232 U का उत्पादन केवल तेज न्यूट्रॉन पर होता है (इ>6 एमवी)। यदि प्रारंभिक पदार्थ में 2 s°Th है, तो 2 3 2 U का गठन प्रतिक्रिया द्वारा पूरक है: 2 s°Th + u-> 2 3'Th। यह प्रतिक्रिया थर्मल न्यूट्रॉन पर होती है। जनरेशन 2 3 2 यू कई कारणों से अवांछनीय है। 23°Th की न्यूनतम सांद्रता वाले थोरियम के उपयोग से इसे दबा दिया जाता है।

2 से 2 का क्षय निम्नलिखित दिशाओं में होता है:

228 Th में क्षय (संभाव्यता 100%, क्षय ऊर्जा 5.414 MeV):

उत्सर्जित a-कणों की ऊर्जा 5.263 MeV (31.6% मामलों में) और 5.320 MeV (68.2% मामलों में) है।

• - सहज विखंडन (~ 12% से कम संभावना);
• - 28 मिलीग्राम न्यूक्लाइड के गठन के साथ क्लस्टर क्षय (क्षय की संभावना 5 * 10 "12% से कम है):

न्यूक्लाइड के निर्माण के साथ क्लस्टर क्षय 2

यूरेनियम-232 एक लंबी क्षय श्रृंखला का पूर्वज है, जिसमें न्यूक्लाइड शामिल हैं - कठोर y-क्वांटा के उत्सर्जक:

^U-(3.64 दिन, a, y)->220 Rn-> (55.6 s, a)->21b Po->(0.155 s, a)->212 Pb->(10.64 h , p, y) - > 212 Bi -> (60.6 m, p, y) -> 212 Po a, y) -> 208x1, 212 Po -> (3" 10' 7 s, a) -> 2o8 Pb (स्टब), 2o8 T1 - > (3.06 मीटर, पी, वाई -> 2o8 पीबी।

थोरियम ऊर्जा चक्र में 2 zzy के उत्पादन में 2 3 2 U का संचय अपरिहार्य है। 2 3 2 U के क्षय से उत्पन्न होने वाला तीव्र y-विकिरण थोरियम ऊर्जा के विकास में बाधा डालता है। यह असामान्य है कि सम समस्थानिक 2 3 2 11 में न्यूट्रॉन (थर्मल न्यूट्रॉन के लिए 75 खलिहान) के साथ-साथ एक उच्च न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन - 73 खलिहान की कार्रवाई के तहत एक उच्च विखंडन क्रॉस सेक्शन है। 2 3 2 यू का उपयोग रासायनिक अनुसंधान में रेडियोधर्मी ट्रेसर की विधि में किया जाता है।

2 z 2 और एक लंबी क्षय श्रृंखला का पूर्वज है (योजना 2 z 2 Th के अनुसार), जिसमें कठोर y-क्वांटा उत्सर्जित करने वाले न्यूक्लाइड शामिल हैं। थोरियम ऊर्जा चक्र में 2 zzy के उत्पादन में 2 3 2 U का संचय अपरिहार्य है। 232 U के क्षय से उत्पन्न तीव्र -विकिरण थोरियम ऊर्जा के विकास में बाधक है। यह असामान्य है कि सम समस्थानिक 2 3 2 U में न्यूट्रॉन (थर्मल न्यूट्रॉन के लिए 75 खलिहान) के साथ-साथ उच्च न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन - 73 खलिहान की कार्रवाई के तहत एक उच्च विखंडन क्रॉस सेक्शन है। 2 3 2 यू अक्सर रासायनिक और भौतिक अनुसंधान में रेडियोधर्मी ट्रेसर की विधि में प्रयोग किया जाता है।

यूरेनियम-233- टेक्नोजेनिक रेडियोन्यूक्लाइड, ए-एमिटर (ऊर्जा 4.824 (82.7%) और 4.783 MeV (14.9%)), टीवीआई = 1.585105 साल, पैरेंट न्यूक्लाइड्स 2 37Pu(a)-? 2 33Np(p +) -> 2 33Pa(p), बेटी न्यूक्लाइड 22 9Th। थोरियम से परमाणु रिएक्टरों में 2 zzi प्राप्त किया जाता है: 2 s 2 Th एक न्यूट्रॉन को पकड़ता है और 2 zz Th में बदल जाता है, जो 2 zz Pa में और फिर 2 zz में बदल जाता है। नाभिक 2 zzi (विषम समस्थानिक) किसी भी ऊर्जा के न्यूट्रॉन की क्रिया के तहत सहज विखंडन और विखंडन दोनों में सक्षम हैं, जो इसे परमाणु हथियारों और रिएक्टर ईंधन दोनों के उत्पादन के लिए उपयुक्त बनाता है। प्रभावी विखंडन क्रॉस सेक्शन 533 बार्न है, कैप्चर क्रॉस सेक्शन 52 बार्न है, न्यूट्रॉन उपज 2.54 प्रति विखंडन घटना है, और 2.31 प्रति अवशोषित न्यूट्रॉन है। 2 zz का क्रांतिक द्रव्यमान 2 35U (-16 kg) के क्रांतिक द्रव्यमान से तीन गुना कम है। स्वतःस्फूर्त विखंडन की तीव्रता 720 केस/सेकग्रा.

यूरेनियम -233 निम्नलिखित क्षय के परिणामस्वरूप बनता है:

- (3 + -न्यूक्लाइड का क्षय 2 33Np (7^=36.2 मिनट):

औद्योगिक पैमाने पर, न्यूट्रॉन विकिरण द्वारा 2 32Th से 2 zzi प्राप्त किया जाता है:

जब एक न्यूट्रॉन को अवशोषित किया जाता है, तो 234 नाभिक आमतौर पर विखंडन करते हैं, लेकिन कभी-कभी एक न्यूट्रॉन को पकड़ लेते हैं, जो 234U में बदल जाता है। हालांकि 2 zzy, एक न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के बाद, आमतौर पर विखंडन करता है, फिर भी यह कभी-कभी एक न्यूट्रॉन को 2 34U में बदल देता है। 2 zz का संचालन समय तेज और थर्मल रिएक्टर दोनों में किया जाता है।

हथियार की दृष्टि से, 2 zzi 2 39 Pu के बराबर है: इसकी रेडियोधर्मिता 2 39 Pu की गतिविधि का 1/7 है। (Ti/2 \u003d 159200 l बनाम 24100 l पु के लिए), 2 szi का महत्वपूर्ण द्रव्यमान IgPu (16 किग्रा बनाम 10 किग्रा) की तुलना में 6o% अधिक है, और सहज विखंडन की दर 20 गुना अधिक है (बी-यू - ' बनाम 310 10)। 239Pu से न्यूट्रॉन प्रवाह 239Pu से 3 गुना अधिक है। 2 sz के आधार पर परमाणु आवेश के निर्माण के लिए ^Pu की तुलना में अधिक प्रयास की आवश्यकता होती है। मुख्य बाधा 232U में 232U अशुद्धता की उपस्थिति है, क्षय परियोजनाओं का y-विकिरण जिससे 2zzi के साथ काम करना मुश्किल हो जाता है और तैयार हथियारों का पता लगाना आसान हो जाता है। इसके अलावा, 2 3 2 U की अल्प आयु इसे कणों का एक सक्रिय स्रोत बनाती है। 1% 232 के साथ 2 zzi और हथियार-ग्रेड प्लूटोनियम की तुलना में 3 गुना अधिक मजबूत गतिविधि है और तदनुसार, अधिक रेडियोटॉक्सिसिटी है। यह एक गतिविधि हथियार चार्ज के हल्के तत्वों में न्यूट्रॉन के जन्म का कारण बनती है। इस समस्या को कम करने के लिए Be, B, F, Li जैसे तत्वों की उपस्थिति न्यूनतम होनी चाहिए। न्यूट्रॉन पृष्ठभूमि की उपस्थिति प्रत्यारोपण प्रणालियों के संचालन को प्रभावित नहीं करती है, लेकिन बंदूक योजनाओं के लिए प्रकाश तत्वों के लिए उच्च स्तर की शुद्धता की आवश्यकता होती है। zgi हानिकारक नहीं है, और यहां तक ​​​​कि वांछनीय भी है, क्योंकि यह हथियारों के उद्देश्यों के लिए यूरेनियम का उपयोग करने की संभावना को कम करता है। खर्च किए गए परमाणु ईंधन को संसाधित करने और ईंधन का पुन: उपयोग करने के बाद, 232U की सामग्री 0.1 + 0.2% तक पहुंच जाती है।

2 zzy का क्षय निम्नलिखित दिशाओं में होता है:

22 9Th में A-क्षय (संभाव्यता 100%, क्षय ऊर्जा 4.909 MeV):

उत्सर्जित n-कणों की ऊर्जा 4.729 MeV (1.61% मामलों में), 4.784 MeV (13.2% मामलों में) और 4.824 MeV (84.4% मामलों में) है।

• - सहज विखंडन (संभावना .)
• - 28 मिलीग्राम न्यूक्लाइड के गठन के साथ क्लस्टर क्षय (क्षय की संभावना 1.3 * 10 -13% से कम है):

न्यूक्लाइड 24 Ne (क्षय संभावना 7.3-10- "%) के गठन के साथ क्लस्टर क्षय:

2 zz क्षय श्रृंखला नेपच्यूनियम श्रृंखला से संबंधित है।

विशिष्ट रेडियोधर्मिता 2 zzi 3.57-8 Bq/g है, जो प्लूटोनियम के -15% की एक गतिविधि (और रेडियोटॉक्सिसिटी) से मेल खाती है। केवल 1% 2 3 2 U रेडियोधर्मिता को 212 mCi/g तक बढ़ा देता है।

यूरेनियम-234(अरुण ग्रह द्वितीय, यूआईआई)प्राकृतिक यूरेनियम (0.0055%) का एक हिस्सा है, 2.445105 साल, ए-एमिटर (ए-कणों की ऊर्जा 4.777 (72%) और

4.723 (28%) MeV), पैरेंट रेडियोन्यूक्लाइड्स: 2 s 8 पु (ए), 234 पा (पी), 234 एनपी (पी +),

2 एस "टी में बेटी आइसोटोप।

आमतौर पर 234 यू 2 3 8 यू के साथ संतुलन में है, एक ही दर पर क्षय और गठन। प्राकृतिक यूरेनियम की रेडियोधर्मिता का लगभग आधा 234U का योगदान है। आमतौर पर 234U शुद्ध 238 पु की पुरानी तैयारी के आयन-एक्सचेंज क्रोमैटोग्राफी द्वारा प्राप्त किया जाता है। एक क्षय में, *34U खुद को 234U के लिए उधार देता है, इसलिए 238Pu की पुरानी तैयारी 234U के अच्छे स्रोत हैं। 100 ग्राम 2s8Pu में 3 साल बाद एक साल बाद 776 mg 234U होता है

2.2 जी 2 34यू। प्रकाश समस्थानिकों में तरजीही संवर्धन के कारण अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम में 2 34U की सांद्रता काफी अधिक है। चूंकि 234u एक मजबूत y- उत्सर्जक है, इसलिए ईंधन में प्रसंस्करण के लिए यूरेनियम में इसकी एकाग्रता पर प्रतिबंध हैं। 234i का ऊंचा स्तर रिएक्टरों के लिए स्वीकार्य है, लेकिन पुन: संसाधित एसएनएफ में इस आइसोटोप के पहले से ही अस्वीकार्य स्तर होते हैं।

234u का क्षय निम्नलिखित पंक्तियों के साथ होता है:

23°T में A-क्षय (संभाव्यता 100%, क्षय ऊर्जा 4.857 MeV):

उत्सर्जित a-कणों की ऊर्जा 4.722 MeV (28.4% मामलों में) और 4.775 MeV (71.4% मामलों में) है।

• - सहज विखंडन (संभावना 1.73-10-9%)।
• - 28 मिलीग्राम न्यूक्लाइड के गठन के साथ क्लस्टर क्षय (क्षय की संभावना 1.4-10 "एन% है, अन्य स्रोतों के अनुसार 3.9-10-"%):

• - न्यूक्लाइड्स 2 4Ne और 26 Ne के गठन के साथ क्लस्टर क्षय (क्षय की संभावना 9-10 ", 2%, अन्य आंकड़ों के अनुसार 2.3-10 - 11%):

एकमात्र आइसोमर 2 34ti ज्ञात है (Tx/2 = 33.5 μs)।

2 34यू थर्मल न्यूट्रॉन का अवशोषण क्रॉस सेक्शन 10 बार्न है, और विभिन्न मध्यवर्ती न्यूट्रॉन पर रेजोनेंस इंटीग्रल औसत के लिए, 700 बार्न। इसलिए, थर्मल न्यूट्रॉन रिएक्टरों में, इसे 238U (2.7 बार्न के क्रॉस सेक्शन के साथ) की एक बड़ी मात्रा में 239Pu में परिवर्तित होने की तुलना में तेज़ दर पर 235U में परिवर्तित किया जाता है। नतीजतन, एसएनएफ में ताजा ईंधन की तुलना में 234U कम होता है।

यूरेनियम-235 4P + 3 परिवार से संबंधित है, एक विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया उत्पन्न करने में सक्षम है। यह पहला समस्थानिक है जिस पर न्यूट्रॉन की क्रिया के तहत नाभिक के जबरन विखंडन की प्रतिक्रिया की खोज की गई थी। एक न्यूट्रॉन को अवशोषित करके, 235U 2 zbi में चला जाता है, जो दो भागों में विभाजित होता है, ऊर्जा मुक्त करता है और कई न्यूट्रॉन उत्सर्जित करता है। किसी भी ऊर्जा के न्यूट्रॉन द्वारा विखंडन, सहज विखंडन में सक्षम, आइसोटोप 2 35U प्राकृतिक यूथेनम (0.72%), ए-एमिटर (ऊर्जा 4.397 (57%) और 4.367 (18%) MeV) का हिस्सा है। Ti/j=7.038-th 8 साल, पैरेंट न्यूक्लाइड 2 35Pa, 2 35Np और 2 39Pu, बेटी - 23"Th। सहज विखंडन की तीव्रता 2 3सु 0.16 डिवीजन/एस किग्रा। एक 2 35U नाभिक के विखंडन से 200 MeV ऊर्जा निकलती है = 3.2 Yu pJ, अर्थात। 18 टीजे/मोल=77 टीजे/किग्रा। थर्मल न्यूट्रॉन द्वारा विखंडन का क्रॉस सेक्शन 545 बार्न्स है, और फास्ट न्यूट्रॉन द्वारा - 1.22 बार्न्स, न्यूट्रॉन यील्ड: प्रति विखंडन घटना - 2.5, प्रति अवशोषित न्यूट्रॉन - 2.08।

टिप्पणी। आइसोटोप 2 si (10 खलिहान) बनाने के लिए धीमी न्यूट्रॉन के क्रॉस सेक्शन को कैप्चर करें, ताकि धीमी न्यूट्रॉन का कुल अवशोषण क्रॉस सेक्शन 645 खलिहान हो।

• - सहज विखंडन (संभावना 7*10~9%);
• - 2 ° Ne, 2 5Ne और 28 Mg (संभावनाएँ क्रमशः 8-io - 10%, 8-kg 10%, 8 * 10 ".0% हैं) के गठन के साथ क्लस्टर क्षय:

चावल। एक।

ज्ञात एकमात्र आइसोमर 2 35n»u (7/2 = 26 मिनट) है।

विशिष्ट गतिविधि 2 35सी 7.77-यू 4 बीक्यू/जी। एक परावर्तक वाली गेंद के लिए हथियार-ग्रेड यूरेनियम (93.5% 2 35U) का महत्वपूर्ण द्रव्यमान 15-7-23 किलोग्राम है।

विखंडन 2 »5U का उपयोग परमाणु हथियारों में, ऊर्जा उत्पादन के लिए, और महत्वपूर्ण एक्टिनाइड्स के संश्लेषण के लिए किया जाता है। 2 35C के विखंडन के दौरान उत्पन्न न्यूट्रॉनों की अधिकता के कारण श्रृंखला प्रतिक्रिया बनी रहती है।

यूरेनियम-236पृथ्वी पर प्रकृति में ट्रेस मात्रा में होता है (चंद्रमा पर यह अधिक है), ए-एमिटर (?

चावल। 2. रेडियोधर्मी परिवार 4/7+2 (-3 8 और सहित)।

एक परमाणु रिएक्टर में, 233 एक थर्मल न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है, जिसके बाद यह 82% की संभावना के साथ विखंडन करता है, और 18% की संभावना के साथ एक y-क्वांटम का उत्सर्जन करता है और 236 और में बदल जाता है। कम मात्रा में यह ताजा ईंधन का हिस्सा है; रिएक्टर में न्यूट्रॉन के साथ यूरेनियम विकिरणित होने पर जमा होता है, और इसलिए इसे एसएनएफ "सिग्नलिंग डिवाइस" के रूप में उपयोग किया जाता है। 2 एच बी और खर्च किए गए परमाणु ईंधन के पुनर्जनन के दौरान गैसीय प्रसार द्वारा आइसोटोप के पृथक्करण के दौरान उप-उत्पाद के रूप में बनता है। पावर रिएक्टर में उत्पादित 236 यू एक न्यूट्रॉन जहर है; परमाणु ईंधन में इसकी उपस्थिति की भरपाई उच्च स्तर के 2 35U संवर्धन द्वारा की जाती है।

2बी और समुद्री जल के लिए मिक्सिंग ट्रेसर के रूप में उपयोग किया जाता है।

यूरेनियम-237,टी&= 6.75 दिन, बीटा और गामा उत्सर्जक, परमाणु प्रतिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किए जा सकते हैं:

287 का पता लगाना और के साथ लाइनों के साथ किया गया ईयू = o.v MeV (36%), 0.114 MeV (0.06%), 0.165 MeV (2.0%), 0.208 MeV (23%)

237U का उपयोग रासायनिक अनुसंधान में रेडियोधर्मी ट्रेसर की विधि में किया जाता है। परमाणु हथियार परीक्षण के परिणाम में एकाग्रता का मापन (2 4°Am) चार्ज के प्रकार और उपयोग किए गए उपकरणों के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान करता है।

यूरेनियम-238- 4P + 2 परिवार से संबंधित है, उच्च-ऊर्जा न्यूट्रॉन (1.1 MeV से अधिक) के साथ विखंडनीय, सहज विखंडन में सक्षम, प्राकृतिक यूरेनियम (99.27%), ए-एमिटर, 7' का आधार बनाता है; /2=4>468-109 वर्ष, सीधे 2 34Th में विघटित होकर, आनुवंशिक रूप से संबंधित कई रेडियोन्यूक्लाइड बनाता है, और 18 उत्पादों के बाद 206 Pb में बदल जाता है। शुद्ध 2 3 8 यू में 1.22-104 बीक्यू की विशिष्ट रेडियोधर्मिता है। आधा जीवन बहुत लंबा है - लगभग 10 16 वर्ष, ताकि मुख्य प्रक्रिया के संबंध में विखंडन की संभावना - एक-कण का उत्सर्जन - केवल 10 "7 है। एक किलोग्राम यूरेनियम केवल 10 सहज विखंडन देता है। दूसरा, और उसी समय के दौरान एक-कण 20 मिलियन नाभिकों का उत्सर्जन करता है। टी,/ 2 = 2 :मैं 4 वां।

यूरेनियम -238 निम्नलिखित क्षय के परिणामस्वरूप बनता है:

2 (V0 4) 2] 8Н 2 0. माध्यमिक खनिजों में से, हाइड्रेटेड कैल्शियम यूरेनिल फॉस्फेट Ca (U0 2) 2 (P0 4) 2 -8H 2 0 आम है। अक्सर खनिजों में यूरेनियम अन्य उपयोगी तत्वों के साथ होता है - टाइटेनियम , टैंटलम, दुर्लभ पृथ्वी। इसलिए, यूरेनियम युक्त अयस्कों के जटिल प्रसंस्करण के लिए प्रयास करना स्वाभाविक है।

यूरेनियम के बुनियादी भौतिक गुण: परमाणु द्रव्यमान 238.0289 a.m.u. (जी/मोल); परमाणु त्रिज्या 138 अपराह्न (1 अपराह्न = 12 मीटर); आयनीकरण ऊर्जा (पहला इलेक्ट्रॉन 7.11 eV; इलेक्ट्रॉनिक विन्यास -5f36d'7s 2; ऑक्सीकरण राज्य 6, 5, 4, 3; G P l \u003d 113 2, 2 °; टी टू,1=3818°; घनत्व 19.05; विशिष्ट ताप क्षमता 0.115 JDKmol); तन्य शक्ति 450 MPa, संलयन की ऊष्मा 12.6 kJ/mol, वाष्पीकरण की ऊष्मा 417 kJ/mol, विशिष्ट ऊष्मा क्षमता 0.115 J/(mol-K); दाढ़ की मात्रा 12.5 cm3/mol; विशेषता डेबी तापमान © डी = 200K, अतिचालक अवस्था में संक्रमण तापमान 0.68K है।

यूरेनियम एक भारी, चांदी-सफेद, चमकदार धातु है। यह स्टील की तुलना में थोड़ा नरम है, लचीला, लचीला है, इसमें मामूली पैरामैग्नेटिक गुण हैं, और पाउडर अवस्था में पायरोफोरिक है। यूरेनियम के तीन एलोट्रोपिक रूप हैं: अल्फा (रोम्बिक, ए-यू, जाली पैरामीटर 0 = 285, ख = 587, c=49b pm, 667.7° तक स्थिर), बीटा (चतुष्कोणीय, p-U, 667.7 से 774.8° तक स्थिर), गामा (घन शरीर-केंद्रित जाली के साथ, y-U, 774.8° से गलनांक तक विद्यमान, frm= ii34 0), जिस पर यूरेनियम प्रसंस्करण के लिए सबसे अधिक लचीला और सुविधाजनक है।

कमरे के तापमान पर, समचतुर्भुज ए-चरण स्थिर होता है, प्रिज्मीय संरचना में विमान के समानांतर लहराती परमाणु परतें होती हैं एबीसी,एक अत्यंत असममित प्रिज्मीय जाली में। परतों के भीतर, परमाणु निकटता से बंधे होते हैं, जबकि आसन्न परतों के परमाणुओं के बीच के बंधनों की ताकत बहुत कमजोर होती है (चित्र 4)। यह अनिसोट्रोपिक संरचना यूरेनियम को अन्य धातुओं के साथ फ्यूज करना मुश्किल बनाती है। केवल मोलिब्डेनम और नाइओबियम यूरेनियम के साथ ठोस-अवस्था वाले मिश्र धातु बनाते हैं। फिर भी धात्विक यूरेनियम कई मिश्र धातुओं के साथ परस्पर क्रिया कर सकता है, जिससे इंटरमेटेलिक यौगिक बनते हैं।

अंतराल 668 ^ 775 ° में एक (3-यूरेनियम होता है। टेट्रागोनल प्रकार की जाली में एक स्तरित संरचना होती है जिसमें विमान के समानांतर परतें होती हैं) अब 1/4С, 1/2 . की स्थिति में साथऔर 3/4C यूनिट सेल। 775° से ऊपर के तापमान पर, y-यूरेनियम एक शरीर-केंद्रित घन जालक के साथ बनता है। मोलिब्डेनम को जोड़ने से कमरे के तापमान पर y-चरण होना संभव हो जाता है। मोलिब्डेनम y-यूरेनियम के साथ ठोस समाधानों की एक विस्तृत श्रृंखला बनाता है और कमरे के तापमान पर y-चरण को स्थिर करता है। y-यूरेनियम भंगुर a- और (3-चरणों) की तुलना में अधिक नरम और अधिक निंदनीय है।

यूरेनियम के भौतिक और यांत्रिक गुणों पर न्यूट्रॉन विकिरण का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जिससे नमूने के आकार में वृद्धि, आकार में परिवर्तन, साथ ही साथ यूरेनियम ब्लॉकों के यांत्रिक गुणों (रेंगना, उत्सर्जन) में तेज गिरावट आती है। परमाणु रिएक्टर का संचालन। आयतन में वृद्धि कम घनत्व वाले तत्वों की अशुद्धियों के विखंडन के दौरान यूरेनियम में संचय के कारण होती है (अनुवाद) 1% विखंडन तत्वों में यूरेनियम की मात्रा 3.4% तक बढ़ जाती है)।

चावल। 4. यूरेनियम की कुछ क्रिस्टल संरचनाएं: ए - ए-यूरेनियम, बी - पी-यूरेनियम।

धात्विक अवस्था में यूरेनियम प्राप्त करने के लिए सबसे सामान्य तरीके क्षार या क्षारीय पृथ्वी धातुओं के साथ उनके फ्लोराइड की कमी या उनके नमक के इलेक्ट्रोलिसिस हैं। टंगस्टन या टैंटलम के साथ कार्बाइड से मेटलोथर्मिक कमी से यूरेनियम भी प्राप्त किया जा सकता है।

इलेक्ट्रॉनों को आसानी से दान करने की क्षमता यूरेनियम के कम करने वाले गुणों और इसकी उच्च रासायनिक गतिविधि को निर्धारित करती है। +2, +3, +4, +5, +6 ऑक्सीकरण अवस्था प्राप्त करते समय यूरेनियम महान गैसों को छोड़कर, लगभग सभी तत्वों के साथ बातचीत कर सकता है। विलयन में मुख्य संयोजकता 6+ है।

हवा में तेजी से ऑक्सीकरण, धातु यूरेनियम ऑक्साइड की एक इंद्रधनुषी फिल्म के साथ कवर किया गया है। ओव. 1000° पर यूरेनियम नाइट्रोजन के साथ मिलकर पीला यूरेनियम नाइट्राइड बनाता है। पानी धातु के साथ कम तापमान पर धीरे-धीरे और उच्च तापमान पर तेजी से प्रतिक्रिया करने में सक्षम है। यूरेनियम उबलते पानी और भाप के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन छोड़ता है, जो यूरेनियम के साथ एक हाइड्राइड बनाता है।

यह अभिक्रिया यूरेनियम के ऑक्सीजन में दहन से अधिक प्रबल होती है। यूरेनियम की ऐसी रासायनिक गतिविधि परमाणु रिएक्टरों में यूरेनियम को पानी के संपर्क से बचाने के लिए आवश्यक बनाती है।

यूरेनियम हाइड्रोक्लोरिक, नाइट्रिक और अन्य एसिड में घुल जाता है, जिससे यू (IV) लवण बनता है, लेकिन क्षार के साथ बातचीत नहीं करता है। यूरेनियम अकार्बनिक एसिड और पारा, चांदी, तांबा, टिन, प्लेटिनम और सोने जैसी धातुओं के नमक के घोल से हाइड्रोजन को विस्थापित करता है। तेज झटकों से यूरेनियम के धातु के कण चमकने लगते हैं।

यूरेनियम परमाणु के इलेक्ट्रॉन गोले की संरचना की विशेषताएं (^/-इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति) और इसके कुछ भौतिक रासायनिक गुण यूरेनियम को एक्टिनाइड के रूप में वर्गीकृत करने के आधार के रूप में कार्य करते हैं। हालांकि, यूरेनियम और सीआर, मो और डब्ल्यू के बीच एक रासायनिक सादृश्य है। यूरेनियम अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है और महान गैसों को छोड़कर सभी तत्वों के साथ प्रतिक्रिया करता है। ठोस चरण में, यू (VI) के उदाहरण यूरेनिल ट्रायऑक्साइड यू0 3 और यूरेनिल क्लोराइड यू0 2 सी 1 2 हैं। यूरेनियम टेट्राक्लोराइड UC1 4 और यूरेनियम डाइऑक्साइड U0 2

यू (चतुर्थ) उदाहरण। U(IV) वाले पदार्थ आमतौर पर अस्थिर होते हैं और हवा के लंबे समय तक संपर्क में रहने पर हेक्सावलेंट बन जाते हैं।

यूरेनियम-ऑक्सीजन प्रणाली में छह ऑक्साइड स्थापित होते हैं: UO, U0 2 , U 4 0 9 , और 3 Ov, U0 3 । उन्हें एकरूपता के एक विस्तृत क्षेत्र की विशेषता है। U0 2 एक क्षारीय ऑक्साइड है, जबकि U0 3 उभयधर्मी है। U0 3 - पानी के साथ परस्पर क्रिया करके कई हाइड्रेट बनाता है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण डाययूरोनिक एसिड H 2 U 2 0 7 और यूरेनिक एसिड H 2 1U 4 हैं। क्षार के साथ, U0 3 इन अम्लों के लवण बनाता है - यूरेनेट्स। जब U0 3 को अम्ल में घोला जाता है, तो दोगुने आवेशित यूरेनिल धनायन U0 2 a+ के लवण बनते हैं।

यूरेनियम डाइऑक्साइड, U0 2 , स्टोइकोमेट्रिक संरचना में भूरा है। जैसे-जैसे ऑक्साइड में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ती है, रंग गहरे भूरे से काले रंग में बदल जाता है। सीएएफ 2 प्रकार की क्रिस्टल संरचना, ए = 0.547 एनएम; घनत्व 10.96 ग्राम / सेमी "* (यूरेनियम ऑक्साइड के बीच उच्चतम घनत्व)। टी , पीएल \u003d 2875 0, टी केएन \u003d 3450 °, D # ° 298 \u003d -1084.5 kJ / mol। यूरेनियम डाइऑक्साइड एक अर्धचालक है जिसमें छेद चालकता है, एक मजबूत पैरामैग्नेट है। मैक = 0.015 मिलीग्राम/एम3। चलो पानी में नहीं घुलते। -200 ° के तापमान पर यह ऑक्सीजन जोड़ता है, संरचना U0 2>25 तक पहुँचता है।

प्रतिक्रियाओं द्वारा यूरेनियम (IV) ऑक्साइड प्राप्त किया जा सकता है:

यूरेनियम डाइऑक्साइड केवल मूल गुण प्रदर्शित करता है, यह मूल हाइड्रॉक्साइड यू (ओएच) 4 से मेल खाता है, जो तब हाइड्रेटेड हाइड्रॉक्साइड यू0 2 एच 2 0 में बदल जाता है। यूरेनियम डाइऑक्साइड धीरे-धीरे वायुमंडलीय ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में मजबूत गैर-ऑक्सीकरण एसिड में घुलकर डब्ल्यू बनाता है। + आयन:

U0 2 + 2H 2 S0 4 ->U(S0 4) 2 + 2Н 2 0. (38)

यह केंद्रित एसिड में घुलनशील है, और फ्लोरीन आयन के अतिरिक्त विघटन दर को काफी बढ़ाया जा सकता है।

नाइट्रिक एसिड में घुलने पर, यूरेनिल आयन 1U 2 2+ बनता है:

Triuran octoxide U 3 0s (यूरेनियम ऑक्साइड) - पाउडर, जिसका रंग काले से गहरे हरे रंग में भिन्न होता है; मजबूत कुचल पर - जैतून-हरा रंग। बड़े काले क्रिस्टल चीनी मिट्टी के बरतन पर हरे रंग के स्ट्रोक छोड़ते हैं। यू 3 0 . के तीन ज्ञात क्रिस्टलीय संशोधन हैं ज: ए-यू 3 सी>8 - समचतुर्भुज क्रिस्टल संरचना (एसपी। जीआर। सी222; 0=0.671 एनएम; 6=1.197 एनएम; सी=0.83 एनएम; डी = 0.839 एनएम); p-U 3 0e - समचतुर्भुज क्रिस्टल संरचना (अंतरिक्ष समूह .) एसटीएसटी; 0=0.705 एनएम; 6=1.172 एनएम; 0=0.829 एनएम। अपघटन की शुरुआत 100° (110 2 तक जाती है), MPC = 0.075 mg/m3 है।

यू 3 सी> 8 प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:

U0 2, U0 2 (N0 3) 2, U0 2 C 2 0 4 3H 2 0, U0 4 -2H 2 0 या (NH 4) 2 U 2 0 7 को 750 0 पर हवा में या ऑक्सीजन वातावरण में शांत करके ( पी = 150 + 750 मिमी एचजी) स्टोइकोमेट्रिक रूप से शुद्ध यू 3 08 प्राप्त करते हैं।

जब U 30s को T > 100° पर शांत किया जाता है, तो इसे घटाकर 110 2 कर दिया जाता है, हालाँकि, जब हवा में ठंडा किया जाता है, तो यह U 30 पर वापस आ जाता है। U3 0e केवल सांद्र प्रबल अम्लों में ही घुलता है। हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड में, U(IV) और U(VI) का मिश्रण बनता है, और नाइट्रिक एसिड में, uranyl नाइट्रेट बनता है। पतला सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड गर्म होने पर भी यू 3 ओएस के साथ बहुत कमजोर प्रतिक्रिया करता है, ऑक्सीकरण एजेंटों (नाइट्रिक एसिड, पायरोलुसाइट) के अलावा विघटन दर में तेजी से वृद्धि होती है। सांद्रित H 2 S0 4 U (S0 4) 2 और U0 2 S0 4 के निर्माण के साथ U 3 Os को घोलता है। यूरेनिल नाइट्रेट के निर्माण के साथ नाइट्रिक एसिड यू 3 ओई को घोलता है।

यूरेनियम ट्रायऑक्साइड, U0 3 - चमकीले पीले रंग का क्रिस्टलीय या अनाकार पदार्थ। जल से अभिक्रिया करता है। एमपीसी \u003d 0.075 मिलीग्राम / मी 3.

यह अमोनियम पॉलीयूरेनेट्स, यूरेनियम पेरोक्साइड, यूरेनिल ऑक्सालेट को 300-500 ° और हेक्साहाइड्रेट यूरेनिल नाइट्रेट को शांत करके प्राप्त किया जाता है। इस मामले में, एक अनाकार संरचना का एक नारंगी पाउडर घनत्व के साथ बनता है

6.8 ग्राम/सेमी. क्रिस्टलीय रूप IO 3, U3 0 8 के ऑक्सीकरण द्वारा एक ऑक्सीजन धारा में 450°-750° के तापमान पर प्राप्त किया जा सकता है। U0 3 के छह क्रिस्टलीय संशोधन हैं (a, (3, y> >?, n) - U0 3 हीड्रोस्कोपिक है और नम हवा में यूरेनिल हाइड्रॉक्साइड में बदल जाता है। 6oo° तक और गर्म करने से U 3 Os प्राप्त करना संभव हो जाता है।

हाइड्रोजन, अमोनिया, कार्बन, क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुएँ U0 3 को U0 2 तक कम कर देती हैं। HF और NH3 गैसों के मिश्रण को प्रवाहित करने से UF 4 बनता है। उच्चतम संयोजकता में, यूरेनियम उभयधर्मी गुण प्रदर्शित करता है। U0 3 अम्ल या उसके हाइड्रेट की क्रिया के तहत, यूरेनिल लवण (U0 2 2+) बनते हैं, पीले-हरे रंग के होते हैं:

अधिकांश यूरेनिल लवण पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं।

क्षार के साथ, जब फ्यूज़ किया जाता है, तो U0 3 यूरेनिक एसिड के लवण बनाता है - MDKH को यूरेट करता है:

क्षारीय समाधानों के साथ, यूरेनियम ट्रायऑक्साइड पॉलीयूरेनिक एसिड के लवण बनाता है - पॉलीयूरेनेट्स डीजीएम 2 0y110 3 पीएच ^ ओ।

यूरेनियम अम्ल के लवण व्यावहारिक रूप से जल में अघुलनशील होते हैं।

U(VI) के अम्लीय गुण मूल की तुलना में कम स्पष्ट होते हैं।

कमरे के तापमान पर यूरेनियम फ्लोरीन के साथ प्रतिक्रिया करता है। फ्लोराइड से आयोडाइड तक उच्च हैलाइडों की स्थिरता घट जाती है। फ्लोराइड UF 3, U4F17, U2F9 और UF 4 गैर-वाष्पशील हैं, और UFe अस्थिर है। फ्लोराइड्स में सबसे महत्वपूर्ण यूएफ 4 और यूएफई हैं।

Ftppippyanir okgilya t "yanya ppptrkart अभ्यास में:

एक द्रवित बिस्तर में प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार की जाती है:

फ्लोरिनेटिंग एजेंटों का उपयोग करना संभव है: BrF 3, CC1 3 F (फ़्रीऑन-11) या CC1 2 F 2 (फ़्रीऑन-12):

यूरेनियम (1U) फ्लोराइड UF 4 ("हरा नमक") - नीले-हरे से पन्ना रंग का पाउडर। जी 11L \u003d SW6 °; जी से, ",। \u003d -1730 °। दीया ° 29 8 = 1856 kJ / mol। क्रिस्टल संरचना मोनोक्लिनिक है (sp. gp C2/c; 0=1.273 nm; 5=1.075 nm; 0=0.843 nm; घ = 6.7 एनएम; p \u003d 12b ° 20 "; घनत्व 6.72 g / cm3। UF 4 एक स्थिर, निष्क्रिय, गैर-वाष्पशील यौगिक है, जो पानी में खराब घुलनशील है। UF 4 के लिए सबसे अच्छा विलायक पर्क्लोरिक एसिड HC10 4 को फ्यूम कर रहा है। यह ऑक्सीकरण एसिड में घुल जाता है। एक यूरेनिल नमक बनाने के लिए अल (एन0 3) 3 या ए 1 सी 1 3 के गर्म समाधान के साथ-साथ एच 2 एस0 4, एचसी 10 4 या एचसी 1 या बोरिक एसिड के साथ अम्लीकृत बोरिक एसिड के घोल में भी घुल जाता है। यूएफ 4 का विघटन। अन्य धातुओं (MeUFe, Me 2 UF6, Me 3 UF 7, आदि) के फ्लोराइड के साथ विरल रूप से घुलनशील डबल लवण बनाता है। NH 4 UF 5 औद्योगिक महत्व का है।

यू (चतुर्थ) फ्लोराइड तैयारी में एक मध्यवर्ती उत्पाद है

UF6 और यूरेनियम धातु दोनों।

यूएफ 4 प्रतिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:

या यूरेनिल फ्लोराइड के इलेक्ट्रोलाइटिक कमी से।

यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड यूएफई - कमरे के तापमान पर, उच्च अपवर्तक सूचकांक वाले हाथीदांत क्रिस्टल। घनत्व

5.09 g/cm3, तरल UFe का घनत्व 3.63 g/cm3 है। उड़ान कनेक्शन। ट्वोआग = 5^>5°> गिल = 64.5° (दबाव में)। संतृप्त वाष्प दाब 560° पर वायुमंडल में पहुँच जाता है। AR° 29 8 = -2116 kJ/mol के निर्माण की एन्थैल्पी। क्रिस्टल संरचना समचतुर्भुज है (sp। जीआर। आरपीटीए; 0 = 0.999 एनएम; फे = 0.8962 एनएम; सी = 0.5207 एनएम; डी 5.060 एनएम (250)। एमपीसी - 0.015 मिलीग्राम / एम 3। ठोस अवस्था से, UF6 दबाव की एक विस्तृत श्रृंखला पर तरल चरण को दरकिनार करते हुए, ठोस चरण (उच्च बनाने की क्रिया) से गैस में उदात्त हो सकता है। 50 0 50 kJ/मिलीग्राम पर उच्च बनाने की क्रिया की गर्मी । अणु में द्विध्रुवीय क्षण नहीं होता है, इसलिए UF6 संबद्ध नहीं होता है। वाष्प UFr, - एक आदर्श गैस।

यह अपने यौगिकों के यू पर फ्लोरीन की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है:

गैस-चरण प्रतिक्रियाओं के अलावा, तरल-चरण प्रतिक्रियाएं भी होती हैं।

उदाहरण के लिए, हेलोफ्लोराइड्स का उपयोग करके UF6 प्राप्त करना

फ्लोरीन के उपयोग के बिना UF6 प्राप्त करने का एक तरीका है - UF 4 का ऑक्सीकरण करके:

यूएफई शुष्क हवा, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और सीओ 2 के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, लेकिन पानी के संपर्क में, यहां तक ​​​​कि इसके निशान के साथ, यह हाइड्रोलिसिस से गुजरता है:

यह अधिकांश धातुओं के साथ परस्पर क्रिया करता है, उनके फ्लोराइड का निर्माण करता है, जो इसके भंडारण के तरीकों को जटिल बनाता है। UF6 के साथ काम करने के लिए उपयुक्त पोत सामग्री हैं: गर्म होने पर Ni, Monel और Pt, Teflon, बिल्कुल सूखा क्वार्ट्ज और कांच, तांबा और एल्यूमीनियम ठंडा होने पर। 25 यूओ 0 के तापमान पर यह क्षार धातुओं के फ्लोराइड और 3NaFUFr>, 3KF2UF6 प्रकार के चांदी के साथ जटिल यौगिक बनाता है।

यह विभिन्न कार्बनिक तरल पदार्थ, अकार्बनिक एसिड और सभी हलोजन फ्लोराइड में अच्छी तरह से घुल जाता है। 0 2 , N 2 , CO 2 , C1 2 , Br 2 सुखाने के लिए निष्क्रिय। यूएफआर को अधिकांश शुद्ध धातुओं के साथ कमी प्रतिक्रियाओं की विशेषता है। UF6 हाइड्रोकार्बन और अन्य कार्बनिक पदार्थों के साथ सख्ती से प्रतिक्रिया करता है, इसलिए UFe के बंद कंटेनर फट सकते हैं। UF6 25 - 100° की सीमा में क्षार और अन्य धातुओं के फ्लोराइड के साथ जटिल लवण बनाता है। इस संपत्ति का उपयोग प्रौद्योगिकी में यूएफ के चयनात्मक निष्कर्षण के लिए किया जाता है

यूरेनियम हाइड्राइड्स यूएच 2 और यूएच 3 नमक जैसे हाइड्राइड और धातु में हाइड्रोजन के ठोस समाधान जैसे हाइड्राइड के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं।

जब यूरेनियम नाइट्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो नाइट्राइड बनते हैं। यू-एन प्रणाली में चार चरणों को जाना जाता है: यूएन (यूरेनियम नाइट्राइड), ए-यू 2 एन 3 (सेस्कुनाइट्राइड), पी-यू 2 एन 3 और संयुक्त राष्ट्र if90। यूएन 2 (डाइनिट्राइड) की संरचना तक पहुंचना संभव नहीं है। विश्वसनीय और अच्छी तरह से नियंत्रित यूरेनियम मोनोनाइट्राइड यूएन के संश्लेषण हैं, जो सीधे तत्वों से सबसे अच्छा किया जाता है। यूरेनियम नाइट्राइड पाउडर पदार्थ होते हैं, जिनका रंग गहरे भूरे से भूरे रंग में भिन्न होता है; धातु की तरह देखो। संयुक्त राष्ट्र में एक घन चेहरा-केंद्रित क्रिस्टल संरचना है, जैसे NaCl (0=4.8892 A); (/ = 14.324, 7 ^ = 2855 °, निर्वात में 1700 0 तक स्थिर। यह यू या यू हाइड्राइड को एन 2 के साथ प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जाता है। या NH 3 , 1300 ° पर उच्च नाइट्राइड U का अपघटन या धात्विक यूरेनियम के साथ उनका अपचयन। यू 2 एन 3 दो बहुरूपी संशोधनों में जाना जाता है: क्यूबिक ए और हेक्सागोनल पी (0 = 0.3688 एनएम, 6 = 0.5839 एनएम), 8 डिग्री से ऊपर वैक्यूम में एन 2 रिलीज करता है। यह हाइड्रोजन के साथ UN 2 की कमी से प्राप्त होता है। उच्च दाब N 2 पर N 2 के साथ U की अभिक्रिया से डाइनाइट्राइड UN 2 का संश्लेषण होता है। यूरेनियम नाइट्राइड एसिड और क्षार के घोल में आसानी से घुलनशील होते हैं, लेकिन पिघले हुए क्षार के साथ विघटित हो जाते हैं।

यूरेनियम नाइट्राइड यूरेनियम ऑक्साइड के दो-चरण कार्बोथर्मल कमी द्वारा प्राप्त किया जाता है:

10 * 20 घंटे के लिए 7M450 0 पर आर्गन में ताप

उच्च तापमान और दबाव पर यूएफ 4 पर अमोनिया की क्रिया से यूरेनियम नाइट्राइड को डाइनाइट्राइड, यूएन 2 के करीब एक संरचना के साथ प्राप्त करना संभव है।

गर्म करने पर यूरेनियम डाइनाइट्राइड विघटित हो जाता है:

2 35U में समृद्ध यूरेनियम नाइट्राइड, आधुनिक बिजली रिएक्टरों के पारंपरिक ईंधन, यूरेनियम ऑक्साइड की तुलना में उच्च विखंडन घनत्व, तापीय चालकता और गलनांक है। इसमें पारंपरिक ईंधन की तुलना में अच्छा यांत्रिक और स्थिरता भी है। इसलिए, इस यौगिक को परमाणु ईंधन फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टर (पीढ़ी IV परमाणु रिएक्टर) के लिए एक आशाजनक आधार माना जाता है।

टिप्पणी। '5N' को समृद्ध करने के लिए UN बहुत उपयोगी है, क्योंकि ,4 N न्यूट्रॉन पर कब्जा करने की प्रवृत्ति रखता है, (n, p) प्रतिक्रिया द्वारा रेडियोधर्मी आइसोटोप 14 C उत्पन्न करता है।

यूरेनियम कार्बाइड यूसी 2 (?-फेज) एक हल्के भूरे रंग का क्रिस्टलीय पदार्थ है जिसमें धात्विक चमक होती है। यू-सी प्रणाली (यूरेनियम कार्बाइड) में यूसी 2 (?-चरण), यूसी 2 (बी 2-चरण), यू 2 सी 3 (ई-चरण), यूसी (बी 2-चरण) - यूरेनियम कार्बाइड हैं। यूरेनियम डाइकार्बाइड यूसी 2 प्रतिक्रियाओं द्वारा प्राप्त किया जा सकता है:

यू + 2सी ^ यूसी 2 (54वी)

यूरेनियम कार्बाइड का उपयोग परमाणु रिएक्टरों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है, वे अंतरिक्ष रॉकेट इंजन के लिए ईंधन के रूप में आशाजनक हैं।

Uranyl नाइट्रेट, uranyl नाइट्रेट, U0 2 (N0 3) 2 -6H 2 0. इस नमक में धातु की भूमिका uranyl cation 2+ द्वारा निभाई जाती है। हरे रंग की चमक के साथ पीले क्रिस्टल, पानी में आसानी से घुलनशील। जलीय घोल अम्लीय होता है। इथेनॉल, एसीटोन और ईथर में घुलनशील, बेंजीन, टोल्यूनि और क्लोरोफॉर्म में अघुलनशील। गर्म होने पर, क्रिस्टल पिघल जाते हैं और HN0 3 और H 2 0 छोड़ते हैं। क्रिस्टलीय हाइड्रेट हवा में आसानी से नष्ट हो जाता है। एक विशिष्ट प्रतिक्रिया यह है कि NH 3 की क्रिया के तहत अमोनियम यूरेट का एक पीला अवक्षेप बनता है।

यूरेनियम धातु कार्बनिक यौगिक बनाने में सक्षम है। उदाहरण संरचना U(C 5 H 5) 4 के साइक्लोपेंटैडिएनिल डेरिवेटिव हैं और उनके हैलोजनेटेड u(C 5 H 5) 3 G या u(C 5 H 5) 2 G 2 हैं।

जलीय विलयनों में, यूरेनियम यूरेनिल आयन U0 2 2+ के रूप में ऑक्सीकरण अवस्था U(VI) में सबसे अधिक स्थिर होता है। कुछ हद तक, यह यू (चतुर्थ) राज्य द्वारा विशेषता है, लेकिन यह यू (III) रूप में भी मौजूद हो सकता है। U(V) ऑक्सीकरण अवस्था IO 2 + आयन के रूप में मौजूद हो सकती है, लेकिन अनुपातहीनता और हाइड्रोलिसिस की प्रवृत्ति के कारण यह अवस्था शायद ही कभी देखी जाती है।

तटस्थ और अम्लीय विलयनों में, U(VI) U0 2 2+ - एक पीले यूरेनिल आयन के रूप में मौजूद होता है। अच्छी तरह से घुलनशील यूरेनिल लवण में नाइट्रेट U0 2 (N0 3) 2, सल्फेट U0 2 S0 4, क्लोराइड U0 2 C1 2, फ्लोराइड U0 2 F 2, एसीटेट U0 2 (CH 3 C00) 2 शामिल हैं। इन लवणों को क्रिस्टलीय हाइड्रेट्स के रूप में विभिन्न जल अणुओं के साथ विलयनों से पृथक किया जाता है। यूरेनिल के थोड़े घुलनशील लवण हैं: ऑक्सालेट U0 2 C 2 0 4, फॉस्फेट U0 2 HP0।, और UO2P2O4, अमोनियम यूरेनिल फॉस्फेट UO2NH4PO4, सोडियम यूरेनिल वैनाडेट NaU0 2 V0 4, फेरोसाइनाइड (U0 2) 2. यूरेनिल आयन को जटिल यौगिक बनाने की प्रवृत्ति की विशेषता है। तो प्रकार के फ्लोरीन आयनों के साथ परिसरों -, 4- ज्ञात हैं; नाइट्रेट परिसरों ' और 2 *; सल्फेट कॉम्प्लेक्स 2 "और 4-; कार्बोनेट कॉम्प्लेक्स 4" और 2 ", आदि। यूरेनिल लवण के घोल पर क्षार की क्रिया के तहत, मी 2 यू 2 0 7 प्रकार के डाययूरानेट्स के विरल रूप से घुलनशील अवक्षेप निकलते हैं (मी 2 यू0 4 मोनोअरेनेट को विलयन से पृथक नहीं किया जाता है, वे क्षार के साथ यूरेनियम ऑक्साइड के संलयन द्वारा प्राप्त किए जाते हैं) Me 2 U n 0 3 n+i पॉलीयूरेनेट ज्ञात हैं (उदाहरण के लिए, Na 2 U60i 9)।

U(VI) को अम्लीय विलयन में U(IV) में आयरन, जिंक, एल्युमिनियम, सोडियम हाइड्रोसल्फाइट और सोडियम अमलगम द्वारा अपचित किया जाता है। समाधान हरे रंग के होते हैं। क्षार उनमें से हाइड्रॉक्साइड और 0 2 (0H) 2, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड - फ्लोराइड UF 4 -2.5H 2 0, ऑक्सालिक एसिड - ऑक्सालेट U (C 2 0 4) 2 -6H 2 0. यू में जटिल गठन की प्रवृत्ति। यूरेनिल आयनों की तुलना में 4+ आयन कम।

घोल में यूरेनियम (IV) यू 4+ आयनों के रूप में होता है, जो अत्यधिक हाइड्रोलाइज्ड और हाइड्रेटेड होते हैं:

अम्लीय समाधानों में हाइड्रोलिसिस को रोक दिया जाता है।

यूरेनियम (VI) यूरेनिल ऑक्सोकेशन बनाता है - U0 2 2+ कई यूरेनिल यौगिक ज्ञात हैं, जिनके उदाहरण हैं: U0 3, U0 2 (C 2 H 3 0 2) 2, U0 2 C0 3 -2 (NH 4) 2 C0 3 U0 2 C0 3, U0 2 C1 2, U0 2 (0H) 2, U0 2 (N0 3) 2, UO0SO4, ZnU0 2 (CH 3 C00) 4 आदि।

यूरेनिल आयन के जल-अपघटन के दौरान कई बहु-नाभिकीय संकुल बनते हैं:

आगे हाइड्रोलिसिस के साथ, यू 3 0 एस (0 एच) 2 प्रकट होता है और फिर यू 3 0 8 (0 एच) 4 2 -।

यूरेनियम के गुणात्मक पता लगाने के लिए, रासायनिक, ल्यूमिनसेंट, रेडियोमेट्रिक और वर्णक्रमीय विश्लेषण के तरीकों का उपयोग किया जाता है। रासायनिक विधियाँ मुख्य रूप से रंगीन यौगिकों के निर्माण पर आधारित होती हैं (उदाहरण के लिए, फेरोसाइनाइड के साथ यौगिक का लाल-भूरा रंग, हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ पीला, आर्सेनाज़ो अभिकर्मक के साथ नीला)। ल्यूमिनसेंट विधि यूवी किरणों की क्रिया के तहत कई यूरेनियम यौगिकों की पीली-हरी चमक देने की क्षमता पर आधारित है।

यूरेनियम का मात्रात्मक निर्धारण विभिन्न तरीकों से किया जाता है। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं: वॉल्यूमेट्रिक तरीके, जिसमें यू (VI) से यू (IV) की कमी होती है, इसके बाद ऑक्सीकरण एजेंटों के समाधान के साथ अनुमापन होता है; वजन के तरीके - यूरेनेट्स, पेरोक्साइड, यू (चतुर्थ) कुफेरनेट्स, ऑक्सीक्विनोलेट, ऑक्सालेट, आदि की वर्षा। उसके बाद 100° पर उनका कैल्सीनेशन और वजन U 3 0s; नाइट्रेट विलयन में ध्रुवीय विधियाँ 10 x 7 x 10-9 ग्राम यूरेनियम का निर्धारण करना संभव बनाती हैं; कई वर्णमिति विधियाँ (उदाहरण के लिए, एक क्षारीय माध्यम में H 2 0 2 के साथ, EDTA की उपस्थिति में आर्सेनाज़ो अभिकर्मक के साथ, डिबेंज़ॉयलमीथेन के साथ, थियोसाइनेट कॉम्प्लेक्स के रूप में, आदि); ल्यूमिनेसेंट विधि, जो यह निर्धारित करना संभव बनाती है कि NaF to . के साथ कब फ़्यूज़ किया जाए यू 11जी यूरेनियम।

235U विकिरण खतरे के समूह ए से संबंधित है, न्यूनतम महत्वपूर्ण गतिविधि एमजेडए = 3.7-10 4 बीक्यू, 2 एस 8 और - समूह डी, एमजेडए = 3.7-10 6 बीक्यू (300 ग्राम)।

लेख की सामग्री

अरुण ग्रह,यू (यूरेनियम), एक्टिनाइड परिवार का एक धातु रासायनिक तत्व, जिसमें एसी, थ, पा, यू, और ट्रांसयूरेनियम तत्व (एनपी, पु, एम, सीएम, बीके, सीएफ, ईएस, एफएम, एमडी, नो, एलआर शामिल हैं) ) यूरेनियम परमाणु हथियारों और परमाणु शक्ति में उपयोग के लिए प्रसिद्ध हो गया है। यूरेनियम ऑक्साइड का उपयोग कांच और सिरेमिक को रंगने के लिए भी किया जाता है।

प्रकृति में ढूँढना।

पृथ्वी की पपड़ी में यूरेनियम की मात्रा 0.003% है, यह पृथ्वी की सतह परत में चार प्रकार के निक्षेपों के रूप में होती है। सबसे पहले, ये यूरेनियम की नसें हैं, या यूरेनियम पिच (यूरेनियम डाइऑक्साइड यूओ 2), यूरेनियम में बहुत समृद्ध है, लेकिन दुर्लभ है। वे रेडियम के जमाव के साथ होते हैं, क्योंकि रेडियम यूरेनियम के समस्थानिक क्षय का प्रत्यक्ष उत्पाद है। ऐसी नसें ज़ैरे, कनाडा (ग्रेट बियर लेक), चेक गणराज्य और फ्रांस में पाई जाती हैं। यूरेनियम का दूसरा स्रोत अन्य महत्वपूर्ण खनिजों के अयस्कों के साथ थोरियम और यूरेनियम अयस्क के समूह हैं। कांग्लोमेरेट्स में आमतौर पर निकालने के लिए पर्याप्त मात्रा में सोना और चांदी होता है, और यूरेनियम और थोरियम सहायक तत्व बन जाते हैं। इन अयस्कों के बड़े भंडार कनाडा, दक्षिण अफ्रीका, रूस और ऑस्ट्रेलिया में पाए जाते हैं। यूरेनियम का तीसरा स्रोत खनिज कार्नोटाइट (पोटेशियम यूरेनिल वैनाडेट) से भरपूर तलछटी चट्टानें और बलुआ पत्थर हैं, जिसमें यूरेनियम के अलावा, वैनेडियम और अन्य तत्वों की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है। ऐसे अयस्क संयुक्त राज्य अमेरिका के पश्चिमी राज्यों में पाए जाते हैं। लौह-यूरेनियम शेल्स और फॉस्फेट अयस्क जमा के चौथे स्रोत हैं। स्वीडन के शेल्स में समृद्ध जमा पाए जाते हैं। मोरक्को और संयुक्त राज्य अमेरिका में कुछ फॉस्फेट अयस्कों में यूरेनियम की महत्वपूर्ण मात्रा होती है, और अंगोला और मध्य अफ्रीकी गणराज्य में फॉस्फेट जमा यूरेनियम में भी समृद्ध होते हैं। अधिकांश लिग्नाइट और कुछ कोयले में आमतौर पर यूरेनियम अशुद्धियाँ होती हैं। उत्तर और दक्षिण डकोटा (यूएसए) और स्पेन और चेक गणराज्य में बिटुमिनस कोयले में यूरेनियम युक्त लिग्नाइट जमा पाए गए हैं।

उद्घाटन।

यूरेनियम की खोज 1789 में जर्मन रसायनज्ञ एम. क्लाप्रोथ ने की थी, जिन्होंने 8 साल पहले यूरेनस ग्रह की खोज के सम्मान में तत्व का नाम रखा था। (क्लैप्रोथ अपने समय के प्रमुख रसायनज्ञ थे; उन्होंने Ce, Ti, और Zr सहित अन्य तत्वों की भी खोज की।) वास्तव में, क्लैप्रोथ द्वारा प्राप्त पदार्थ मौलिक यूरेनियम नहीं था, बल्कि इसका एक ऑक्सीकृत रूप था, और मौलिक यूरेनियम सबसे पहले था। 1841 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ ई। पेलिगोट द्वारा प्राप्त किया गया। खोज के क्षण से 20 वीं शताब्दी तक। यूरेनियम उतना महत्वपूर्ण नहीं था जितना आज है, हालांकि इसके कई भौतिक गुणों, साथ ही परमाणु द्रव्यमान और घनत्व को निर्धारित किया गया है। 1896 में, ए। बेकरेल ने पाया कि यूरेनियम लवण में विकिरण होता है जो अंधेरे में एक फोटोग्राफिक प्लेट को रोशन करता है। इस खोज ने रसायनज्ञों को रेडियोधर्मिता के क्षेत्र में अनुसंधान करने के लिए प्रेरित किया, और 1898 में फ्रांसीसी भौतिकविदों, पति-पत्नी पी. क्यूरी और एम. स्कोलोडोव्स्का-क्यूरी, रेडियोधर्मी तत्वों पोलोनियम और रेडियम के पृथक लवण, और ई. रदरफोर्ड, एफ. सोड्डी, C. Faience और अन्य वैज्ञानिकों ने रेडियोधर्मी क्षय का सिद्धांत विकसित किया, जिसने आधुनिक परमाणु रसायन विज्ञान और परमाणु ऊर्जा की नींव रखी।

यूरेनियम के पहले अनुप्रयोग।

यद्यपि यूरेनियम लवण की रेडियोधर्मिता ज्ञात थी, इस शताब्दी के पहले तीसरे में इसके अयस्कों का उपयोग केवल साथ वाले रेडियम को प्राप्त करने के लिए किया जाता था, और यूरेनियम को अवांछनीय उप-उत्पाद माना जाता था। इसका उपयोग मुख्य रूप से सिरेमिक और धातु विज्ञान की तकनीक में केंद्रित था; यूरेनियम ऑक्साइड का व्यापक रूप से कांच को हल्के पीले से गहरे हरे रंग में रंगने के लिए उपयोग किया जाता था, जिसने सस्ते कांच के उत्पादन के विकास में योगदान दिया। आज, इन उद्योगों के उत्पादों को पराबैंगनी प्रकाश के तहत फ्लोरोसेंट के रूप में पहचाना जाता है। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान और उसके तुरंत बाद, कार्बाइड के रूप में यूरेनियम का उपयोग उपकरण स्टील्स के निर्माण में किया गया था, इसी तरह Mo और W; 4-8% यूरेनियम ने टंगस्टन की जगह ले ली, जो उस समय उत्पादन में सीमित था। 1914-1926 में टूल स्टील्स प्राप्त करने के लिए, सालाना कई टन फेरोरेनियम का उत्पादन किया जाता था, जिसमें 30% (द्रव्यमान) यू होता था। हालांकि, यूरेनियम का यह उपयोग लंबे समय तक नहीं चला।

यूरेनियम का आधुनिक उपयोग।

यूरेनियम उद्योग ने 1939 में आकार लेना शुरू किया, जब यूरेनियम आइसोटोप 235 यू का विखंडन किया गया, जिसके कारण दिसंबर 1942 में यूरेनियम विखंडन की नियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रियाओं का तकनीकी कार्यान्वयन हुआ। यह परमाणु के युग का जन्म था, जब यूरेनियम एक छोटे से तत्व से जीवन समाज के सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से एक में बदल गया। परमाणु बम के उत्पादन के लिए यूरेनियम के सैन्य महत्व और परमाणु रिएक्टरों में ईंधन के रूप में इसके उपयोग ने यूरेनियम की मांग पैदा कर दी जो खगोलीय रूप से बढ़ गई। यूरेनियम की मांग में वृद्धि का एक दिलचस्प कालक्रम ग्रेट बियर लेक (कनाडा) में जमा के इतिहास पर आधारित है। 1930 में, इस झील में यूरेनियम ऑक्साइड के मिश्रण, राल मिश्रण की खोज की गई थी, और 1932 में इस क्षेत्र में रेडियम को शुद्ध करने की एक तकनीक स्थापित की गई थी। प्रत्येक टन अयस्क (टार ब्लेंड) से, 1 ग्राम रेडियम प्राप्त किया गया था और लगभग आधा टन उप-उत्पाद - यूरेनियम सांद्रण प्राप्त किया गया था। हालांकि, रेडियम दुर्लभ था और इसकी निकासी रोक दी गई थी। 1940 से 1942 तक, विकास फिर से शुरू किया गया और यूरेनियम अयस्क को संयुक्त राज्य में भेज दिया गया। 1949 में यूरेनियम का एक समान शुद्धिकरण, कुछ संशोधनों के साथ, शुद्ध यूओ 2 के उत्पादन के लिए लागू किया गया था। यह उत्पादन बढ़ गया है और अब यह सबसे बड़े यूरेनियम उत्पादनों में से एक है।

गुण।

यूरेनियम प्रकृति में पाए जाने वाले सबसे भारी तत्वों में से एक है। शुद्ध धातु बहुत घनी, तन्य, कम विद्युत चालकता के साथ विद्युत धनात्मक और अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होती है।

यूरेनियम में तीन एलोट्रोपिक संशोधन हैं: ए-यूरेनियम (ऑर्थरहोमिक क्रिस्टल जाली), कमरे के तापमान से लेकर 668 डिग्री सेल्सियस तक की सीमा में मौजूद है; बी- यूरेनियम (एक टेट्रागोनल प्रकार का एक जटिल क्रिस्टल जाली), 668–774 ° С की सीमा में स्थिर; जी- यूरेनियम (शरीर-केंद्रित क्यूबिक क्रिस्टल जाली), 774 ° C से गलनांक (1132 ° C) तक स्थिर। चूंकि यूरेनियम के सभी समस्थानिक अस्थिर हैं, इसके सभी यौगिक रेडियोधर्मिता प्रदर्शित करते हैं।

यूरेनियम के समस्थानिक

238 U, 235 U, 234 U प्रकृति में 99.3:0.7:0.0058 के अनुपात में और 236U ट्रेस मात्रा में पाए जाते हैं। 226 U से 242 U तक यूरेनियम के अन्य सभी समस्थानिक कृत्रिम रूप से प्राप्त किए जाते हैं। समस्थानिक 235 यू का विशेष महत्व है। धीमी (थर्मल) न्यूट्रॉन की क्रिया के तहत, इसे भारी ऊर्जा की रिहाई के साथ विभाजित किया जाता है। 235 यू के पूर्ण विखंडन के परिणामस्वरूप 2h 10 7 kWh/kg की "थर्मल ऊर्जा समतुल्य" निकलती है। 235 यू के विखंडन का उपयोग न केवल बड़ी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, बल्कि अन्य महत्वपूर्ण एक्टिनाइड तत्वों को संश्लेषित करने के लिए भी किया जा सकता है। प्राकृतिक समस्थानिक संरचना के यूरेनियम का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में 235 यू के विखंडन द्वारा उत्पादित न्यूट्रॉन का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है, जबकि श्रृंखला प्रतिक्रिया द्वारा आवश्यक अतिरिक्त न्यूट्रॉन को किसी अन्य प्राकृतिक आइसोटोप द्वारा कब्जा नहीं किया जा सकता है, जिससे प्लूटोनियम का उत्पादन होता है:

जब तेजी से न्यूट्रॉन द्वारा 238 यू के साथ बमबारी की जाती है, तो निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं होती हैं:

इस योजना के अनुसार, सबसे सामान्य समस्थानिक 238 U को प्लूटोनियम-239 में परिवर्तित किया जा सकता है, जो कि 235 U की तरह, धीमी न्यूट्रॉन की क्रिया के तहत विखंडन करने में भी सक्षम है।

वर्तमान में, बड़ी संख्या में यूरेनियम के कृत्रिम समस्थानिक प्राप्त किए गए हैं। उनमें से, 233 यू विशेष रूप से उल्लेखनीय है कि यह धीमी न्यूट्रॉन के साथ बातचीत करते समय भी विखंडन करता है।

यूरेनियम के कुछ अन्य कृत्रिम समस्थानिकों को अक्सर रासायनिक और भौतिक अनुसंधान में रेडियोधर्मी लेबल (ट्रेसर) के रूप में उपयोग किया जाता है; यह सबसे पहले है बी- एमिटर 237 यू और ए- एमिटर 232 यू।

सम्बन्ध।

यूरेनियम, एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील धातु है, जिसमें +3 से +6 तक ऑक्सीकरण अवस्थाएं हैं, गतिविधि श्रृंखला में बेरिलियम के करीब है, सभी गैर-धातुओं के साथ बातचीत करता है और अल, बी, बीआई, सह, क्यू, फे, एचजी के साथ इंटरमेटेलिक यौगिक बनाता है। , Mg, Ni, Pb, Sn और Zn। सूक्ष्म रूप से विभाजित यूरेनियम विशेष रूप से प्रतिक्रियाशील है, और 500 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर यह अक्सर यूरेनियम हाइड्राइड की अभिक्रियाओं में प्रवेश करता है। ढेलेदार यूरेनियम या छीलन 700-1000 डिग्री सेल्सियस पर उज्ज्वल रूप से जलते हैं, जबकि यूरेनियम वाष्प पहले से ही 150-250 डिग्री सेल्सियस पर जलते हैं; यूरेनियम एचएफ के साथ 200-400 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिक्रिया करता है, जिससे यूएफ 4 और एच 2 बनता है। यूरेनियम धीरे-धीरे केंद्रित एचएफ या एच 2 एसओ 4 और 85% एच 3 पीओ 4 में 90 डिग्री सेल्सियस पर भी घुल जाता है, लेकिन आसानी से सांद्र के साथ प्रतिक्रिया करता है। HCl और HBr या HI के साथ कम सक्रिय। तनु और सांद्र HNO3 के साथ यूरेनियम की प्रतिक्रियाएं यूरेनिल नाइट्रेट के निर्माण के साथ सबसे अधिक सक्रिय रूप से और तेजी से आगे बढ़ती हैं ( नीचे देखें) एचसीएल की उपस्थिति में, यूरेनियम तेजी से कार्बनिक अम्लों में घुल जाता है, जिससे कार्बनिक लवण U4+ बनता है। ऑक्सीकरण की डिग्री के आधार पर, यूरेनियम कई प्रकार के लवण बनाता है (उनमें से सबसे महत्वपूर्ण यू 4+ के साथ, उनमें से एक यूसीएल 4 एक आसानी से ऑक्सीकृत हरा नमक है); यूओ 2 (एनओ 3) 2 प्रकार के यूरेनिल लवण (यूओ 2 2+ कट्टरपंथी) पीले और फ्लोरोसेंट हरे रंग के होते हैं। यूरेनिल लवण उभयधर्मी ऑक्साइड UO3 (पीला रंग) को अम्लीय माध्यम में घोलने से बनता है। एक क्षारीय वातावरण में, यूओ 3 ना 2 यूओ 4 या ना 2 यू 2 ओ 7 प्रकार के यूरेनेट्स बनाता है। उत्तरार्द्ध यौगिक ("पीला यूरेनिल") का उपयोग चीनी मिट्टी के बरतन ग्लेज़ के निर्माण और फ्लोरोसेंट ग्लास के उत्पादन में किया जाता है।

1940-1950 के दशक में यूरेनियम हलाइड्स का व्यापक रूप से अध्ययन किया गया था, क्योंकि वे परमाणु बम या परमाणु रिएक्टर के लिए यूरेनियम आइसोटोप को अलग करने के तरीकों के विकास का आधार थे। यूरेनियम ट्राइफ्लोराइड यूएफ 3 हाइड्रोजन के साथ यूएफ 4 की कमी से प्राप्त किया गया था, और यूरेनियम टेट्राफ्लोराइड यूएफ 4 विभिन्न तरीकों से एचएफ की प्रतिक्रियाओं जैसे यूओ 3 या यू 3 ओ 8 या यूरेनिल यौगिकों के इलेक्ट्रोलाइटिक कमी द्वारा प्राप्त किया जाता है। यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड यूएफ 6 मौलिक फ्लोरीन के साथ यू या यूएफ 4 के फ्लोरिनेशन द्वारा या यूएफ 4 पर ऑक्सीजन की क्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है। हेक्साफ्लोराइड 64 डिग्री सेल्सियस (1137 मिमीएचजी) पर उच्च अपवर्तक सूचकांक के साथ पारदर्शी क्रिस्टल बनाता है; यौगिक अस्थिर है (सामान्य दबाव की स्थिति में 56.54 डिग्री सेल्सियस पर उदात्त)। यूरेनियम ऑक्सोहैलाइड्स, उदाहरण के लिए, ऑक्सोफ्लोराइड्स में यूओ 2 एफ 2 (यूरेनिल फ्लोराइड), यूओएफ 2 (यूरेनियम ऑक्साइड डिफ्लुओराइड) की संरचना होती है।

आवर्त सारणी में यूरेनस भारी धातु तत्वों में से एक है। यूरेनियम का व्यापक रूप से ऊर्जा और सैन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है। आवर्त सारणी में, इसे 92 नंबर पर पाया जा सकता है और इसे लैटिन अक्षर U द्वारा 238 की द्रव्यमान संख्या के साथ दर्शाया गया है।

यूरेनस की खोज कैसे हुई

सामान्य तौर पर, यूरेनियम जैसे रासायनिक तत्व को बहुत लंबे समय से जाना जाता है। यह ज्ञात है कि हमारे युग से पहले भी, प्राकृतिक यूरेनियम ऑक्साइड का उपयोग सिरेमिक के लिए पीले रंग का शीशा बनाने के लिए किया जाता था। इस तत्व की खोज पर 1789 में विचार किया जा सकता है, जब मार्टिन हेनरिक क्लैप्रोथ नामक एक जर्मन रसायनज्ञ ने अयस्क से एक काले धातु जैसी सामग्री बरामद की थी। मार्टिन ने इसी नाम के नए खोजे गए ग्रह के नाम का समर्थन करने के लिए इस सामग्री को यूरेनस कहने का फैसला किया (उसी वर्ष यूरेनस ग्रह की खोज की गई थी)। 1840 में, यह पता चला कि क्लैप्रोथ द्वारा खोजी गई यह सामग्री, विशिष्ट धातु चमक के बावजूद, यूरेनियम ऑक्साइड निकली। यूजीन मेलचियर पेलिगोट ने ऑक्साइड से परमाणु यूरेनियम को संश्लेषित किया और इसके परमाणु भार को 120 एयू निर्धारित किया, और 1874 में मेंडेलीव ने इस मूल्य को दोगुना कर दिया, इसे अपनी तालिका के सबसे दूर के सेल में रखा। केवल 12 साल बाद, जर्मन रसायनज्ञ ज़िमर्मन के प्रयोगों से मेंडेलीव के द्रव्यमान को दोगुना करने के निर्णय की पुष्टि हुई।

यूरेनियम का खनन कहाँ और कैसे किया जाता है

यूरेनियम एक काफी सामान्य तत्व है, लेकिन यह यूरेनियम अयस्क के रूप में आम है। आपके समझने के लिए, पृथ्वी की पपड़ी में इसकी सामग्री पृथ्वी के कुल द्रव्यमान का 0.00027% है। यूरेनियम अयस्क आमतौर पर उच्च सिलिकॉन सामग्री वाले अम्लीय खनिज चट्टानों में पाया जाता है। यूरेनियम अयस्क के मुख्य प्रकार पिचब्लेंड, कार्नोटाइट, कैसोलाइट और समरस्काइट हैं। यूरेनियम अयस्कों का सबसे बड़ा भंडार, आरक्षित जमा को ध्यान में रखते हुए, ऑस्ट्रेलिया, रूस और कजाकिस्तान जैसे देश हैं, और इन सभी में, कजाकिस्तान एक अग्रणी स्थान रखता है। यूरेनियम खनन एक बहुत ही जटिल और महंगी प्रक्रिया है। सभी देश शुद्ध यूरेनियम का खनन और संश्लेषण नहीं कर सकते। उत्पादन तकनीक इस प्रकार है: सोने या कीमती पत्थरों की तुलना में खदानों में अयस्क या खनिजों का खनन किया जाता है। यूरेनियम की धूल को बाकी हिस्सों से अलग करने के लिए निकाली गई चट्टानों को कुचल दिया जाता है और पानी में मिलाया जाता है। यूरेनियम की धूल बहुत भारी होती है और इसलिए यह दूसरों की तुलना में तेजी से अवक्षेपित होती है। अगला कदम एसिड या क्षारीय लीचिंग द्वारा अन्य चट्टानों से यूरेनियम धूल का शुद्धिकरण है। प्रक्रिया कुछ इस तरह दिखती है: यूरेनियम मिश्रण को 150 ° C तक गर्म किया जाता है और दबाव में शुद्ध ऑक्सीजन की आपूर्ति की जाती है। नतीजतन, सल्फ्यूरिक एसिड बनता है, जो अन्य अशुद्धियों से यूरेनियम को शुद्ध करता है। खैर, अंतिम चरण में, पहले से ही शुद्ध यूरेनियम कणों का चयन किया जाता है। यूरेनियम धूल के अलावा अन्य उपयोगी खनिज भी हैं।

यूरेनियम से रेडियोधर्मी विकिरण का खतरा

रेडियोधर्मी विकिरण जैसी अवधारणा और इस तथ्य से हर कोई अच्छी तरह वाकिफ है कि यह स्वास्थ्य के लिए अपूरणीय क्षति का कारण बनता है, जिससे मृत्यु हो जाती है। यूरेनियम इन तत्वों में से एक है, जो कुछ शर्तों के तहत रेडियोधर्मी विकिरण जारी कर सकता है। मुक्त रूप में, इसकी विविधता के आधार पर, यह अल्फा और बीटा किरणों का उत्सर्जन कर सकता है। यदि विकिरण बाहरी है, तो अल्फा किरणें मनुष्यों के लिए एक बड़ा खतरा पैदा नहीं करती हैं, क्योंकि इस विकिरण में कम मर्मज्ञ शक्ति होती है, लेकिन जब यह शरीर में प्रवेश करती है, तो वे अपूरणीय क्षति का कारण बनती हैं। यहां तक ​​कि लेखन पत्र की एक शीट भी बाहरी अल्फा किरणों को समाहित करने के लिए पर्याप्त है। बीटा विकिरण के साथ, चीजें अधिक गंभीर होती हैं, लेकिन बहुत अधिक नहीं। बीटा विकिरण की भेदन शक्ति अल्फा विकिरण की तुलना में अधिक होती है, लेकिन बीटा विकिरण को नियंत्रित करने के लिए 3-5 मिमी ऊतक की आवश्यकता होती है। आप कैसे कहेंगे? यूरेनियम एक रेडियोधर्मी तत्व है जिसका उपयोग परमाणु हथियारों में किया जाता है! यह सही है, इसका उपयोग परमाणु हथियारों में किया जाता है, जिससे सभी जीवित चीजों को जबरदस्त नुकसान होता है। जब एक परमाणु बम विस्फोट होता है, तो जीवित जीवों को मुख्य नुकसान गामा विकिरण और न्यूट्रॉन प्रवाह के कारण होता है। इस प्रकार के विकिरण एक वारहेड के विस्फोट के दौरान थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बनते हैं, जो यूरेनियम कणों को एक स्थिर अवस्था से हटा देता है और पृथ्वी पर सभी जीवन को नष्ट कर देता है।

यूरेनियम की किस्में

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यूरेनियम की कई किस्में हैं। किस्मों का अर्थ समस्थानिकों की उपस्थिति है, ताकि आप समझ सकें कि समस्थानिकों का अर्थ एक ही तत्व है, लेकिन विभिन्न द्रव्यमान संख्याओं के साथ।

तो दो प्रकार हैं:

1. प्राकृतिक;
2. कृत्रिम;

जैसा कि आपने अनुमान लगाया होगा, प्राकृतिक वह है जिसे पृथ्वी से निकाला जाता है, और कृत्रिम लोग अपने दम पर बनाते हैं। प्राकृतिक लोगों में 238, 235 और 234 की द्रव्यमान संख्या वाले यूरेनियम समस्थानिक शामिल हैं। इसके अलावा, U-234 U-238 का एक बच्चा है, अर्थात पहला प्राकृतिक परिस्थितियों में दूसरे के क्षय से प्राप्त होता है। आइसोटोप का दूसरा समूह, जो कृत्रिम रूप से बनाया गया है, की द्रव्यमान संख्या 217 से 242 तक है। प्रत्येक आइसोटोप में अलग-अलग गुण होते हैं और कुछ शर्तों के तहत अलग-अलग व्यवहार की विशेषता होती है। जरूरतों के आधार पर, परमाणु वैज्ञानिक समस्याओं के सभी प्रकार के समाधान खोजने की कोशिश कर रहे हैं, क्योंकि प्रत्येक आइसोटोप का एक अलग ऊर्जा मूल्य होता है।

आधा जीवन

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यूरेनियम के प्रत्येक समस्थानिक का एक अलग ऊर्जा मूल्य और विभिन्न गुण होते हैं, जिनमें से एक आधा जीवन है। यह समझने के लिए कि यह क्या है, आपको एक परिभाषा के साथ शुरुआत करने की आवश्यकता है। अर्ध-आयु वह समय है जो रेडियोधर्मी परमाणुओं की संख्या को आधे से कम करने में लगता है। आधा जीवन कई कारकों को प्रभावित करता है, उदाहरण के लिए, इसका ऊर्जा मूल्य या पूर्ण सफाई। यदि हम उत्तरार्द्ध को एक उदाहरण के रूप में लेते हैं, तो हम गणना कर सकते हैं कि पृथ्वी के रेडियोधर्मी संदूषण से पूर्ण शुद्धिकरण कितने समय में होगा। यूरेनियम समस्थानिकों का आधा जीवन:

जैसा कि तालिका से देखा जा सकता है, समस्थानिकों का आधा जीवन मिनटों से लेकर करोड़ों वर्षों तक भिन्न होता है। उनमें से प्रत्येक मानव जीवन के विभिन्न क्षेत्रों में अपना आवेदन पाता है।

आवेदन पत्र

गतिविधि के कई क्षेत्रों में यूरेनियम का उपयोग बहुत व्यापक है, लेकिन यह ऊर्जा और सैन्य क्षेत्रों में सबसे बड़ा मूल्य है। सबसे बड़ी रुचि U-235 आइसोटोप है। इसका लाभ यह है कि यह स्वतंत्र रूप से परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया का समर्थन करने में सक्षम है, जिसका उपयोग परमाणु हथियारों के निर्माण के लिए और परमाणु रिएक्टरों में ईंधन के रूप में सेना में व्यापक रूप से किया जाता है। इसके अलावा, खनिजों और चट्टानों की उम्र निर्धारित करने के साथ-साथ भूवैज्ञानिक प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को निर्धारित करने के लिए भूविज्ञान में यूरेनियम का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। मोटर वाहन और विमान उद्योगों में, घटे हुए यूरेनियम का उपयोग एक काउंटरवेट और केंद्रित तत्व के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, उपयोग पेंटिंग में पाया गया था, और विशेष रूप से चीनी मिट्टी के बरतन पर एक पेंट के रूप में और सिरेमिक ग्लेज़ और एनामेल्स के निर्माण के लिए। एक और दिलचस्प बात यह है कि रेडियोधर्मी विकिरण से बचाने के लिए यूरेनियम का उपयोग किया जा सकता है, यह सुनने में जितना अजीब लगता है।