Уранның табиғатта таралуы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Уранның табиғатта таралуы

Табиғатта уранның аз бөлігі ғана кен орындарында шоғырланған. Ал мұндай кен орындары көптеген елдерде мүлдем жоқ. Қазақстан бүгінгі күні табиғи уран кенінің қоры жағынан ғаламда Австралиядан кейінгі екінші орынды алады. Оның барланған қоры 1 миллион 600 мың тонна. Оның 1, 2 миллион тоннасы құмды-шөлейтті аймақтарда орналасқан. Бүгінгі күні уран кеніштерінің жалпы саны 21-ге жеткен.

Радиация латын тілінде радиус-сәуле деген сөз. Радиацияға күннің сәулесі, ғарыштық сәуле, жердің табиғи радиоактивтік заттарының сәуле шығаруы және жасанды радиоактивті изотоптар жатады.

Ғарыштық сәулелері және жердің табиғи радиоактивтік заттарының сәулеленуі табиғи радиациялық фон құрады. Табиғи радиациялық фон (деңгей) Жер бетіндегі бүкіл тірі жәндіктерге, жануарларға, адамға және өсімдіктерге әсерін тигізеді.

Жердің табиғи радиоактивтік заттарының сәуле шығаруы барлық химиялық заттарға байланысты болмайды. Әр түрлі элементтердің табиғи 50 радиоактивті изотобы бар. Көпшілік элементтердің тек біразы ғана радиоактивті. Кейбір химиялық элементтерде тұрақты изотоптар жоқ, олар түгелдей радиоактивті, мысалы, уран, торий, радий, полоний және т. б. Бүлардың атомдарының ядросы өздігінен ыдырап, гамма - кванттық және корпускулярлық сәулеленеді.

Изотоптар деп бірдей қасиеттерімен, бірақ атомдық салмақтары әр түрлі химиялық элементтерді айтады /грекше - изос - бірдей, тең; топос - орын/. Мысалы, уран 235 және уран 238 - изотоптар.

Изотоптар ядрода нейтрондар санының әр түрлі болуына байланысты өзара айырмашылығы бар атомдар. Оларда пратондардың саны бірдей.

Атомның және атом ядросысының құрылысын анықтап, зерттеу ядролық құбылыстар заңын ашып, ядролық реакцияларды жүргізіп, жасанды радиоактивтік изотоптар алуға мүмкіндік берді.

Ядродағы құбылыстық айналымды зерттеу атом ядросының таусылмас энергия бұлағы екенін көрсетті. Бұл энергия ядролық реакция кезінде ядролық сәлелену бөлініп отырады.

Ең алғаш 1942 жылдың желтоқсан айының 2 күні өту құбылысын басқаруға мүмкіндігі бар тізбектелген реакция алынды. Бұл күні атақты физик Энрико Ферми [27] жасап шығарған бірінші ядролық реактор өзінің жұмысын бастады. Осы күннен атом энергиясын бейбітшілік және соғыс мақсатында практикалық қолдану басталды.

Уран - Д. И. Менделеевтің химиялық элементтерінің топтық жүйесіндегі табиғатта кездесетін 92 - ші, радиоактивті элемент. (Қазір бұл жүйеде 109 химиялық элемент бар) . Уран орасан қуат көзі. Уран табиғатта сирек кездесетін және шашыранды элементтер қатарына жатады. Табиғатта оның аз бөлігі ғана кен орындарында шоғырланған.

Уран - көпжақты қасиеті бар химиялық элементтердің бірі. Оның радиациялық қасиеті барлығын ерлі-зайыпты ғалымдар Мария және Пьер Кюрилер анықтаған болатын [28] . Ал бұл элементтің аса қуатты энергия көзі екенін анықтаған неміс ғалымдары, одан тереңдете тазарту арқылы плутоний алуға болатынын есептеп білді [29] .

Уран - бәсекелестiк қабiлетi анағұрлым жоғары энергия көзi болып табылады. Оның басқа отын көздерiнен басты айырмашылығы - ол жоғары концентрацияланған энергия көзi. Яғни, әрi жеңiл, әрi арзан тасымалданатын энергия көзiнен саналады. Мәселен, 1 кг уран дәл осы мөлшердегi көмiрден бөлiнетiн энергиядан 20 мың есе жоғары электр қуатын бөледi. Жалпы құны жағынан да тиiмдi. 1 кВт сағат өндіруге кететін көмiрдің құны 4 евроцент тұрса, осы мөлшердегi газ 1, 3-2, 3 евроцентке шамалас. Ал уранның дәл осы көлемi небәрi 0, 4 евроцентпен бағаланады.

Атом және оның ядросы қалай құрылғанын толығырақ түсіндіруге мүмкіншілік тудырды. Радиоактивтілік сәулеленудің көздері мен радионуклео-тидтер қалай пайда болатыны анықталды [30] .

Уран өндірісінде түзілетін қалдықтар. Қазіргі уран алу технологиясы бұрынғы шахты арқылы, немесе ашық әдіспен алудан мүлдем ерекшеленеді. Қазіргі күні ұзын саны 21 ден асатын кеніштерден алынатын уран шикізаты негізінен жер астындағы кені бар жерді бұрғылау арқылы ұңғылар жасалынып, одан кейін кенді қабатқа күкірт қышқылын айдау арқылы кен ерітіледі. Одан соң күшті қышқылды ортада еріген уран мен басқа ілеспе металлдар ерітіндісін жоғарыға арнаулы сораптармен сорып шығарылып, бұл ерітінділер арнаулы ыдыстарға құйылып, одан кейін оны байыту, бөлу және тазалау зауыттарына жібереді. Қазір көптеген кен орындарында байыту мен тазалауды ұйымдастыру үшін арнаулы технологиялық қондырғылар орнатылған. Бұл әдісті алғаш рет Кеңес үкіметі кезінде, яғни 20 ғасырдың жетпісінші жылдары Басқармасы Ташкентте орналасқан «Краснохолмскі» экспедициясы Өзбекстан-дағы «Үшқұдық» уран кенішінде қолданған. Бұл әдіс уран кендерін шахтылардан қазып алуға қарағанда әлдеқайда қауіпсіз, құмды - шөлейтті аймақтарда суды да үнемдейді, әрі кенші - оператор жоғарғы радиоактивті кендермен және оны өндіру кезінде пайда болатын асқан зиянды радиоактивті шаңдармен тікелей байланысқа түспей, жердің бетіндегі технологиялық қондырғыларда арнаулы басқару тетіктері арқылы процесстерді басқарып отырады.

Одан кейінгі ең жауапты кезең, кені ерітіліп сорылынып алынған жер асты қабаттарындағы қышқылды ортаны залалсыздандыру. Себебі жер астындағы жыныстардың арасында өте күшті қышқылдар мен радиоактивті ерітінділер қалып қояды. Жер жыныстарында табиғи сілтілі орта өте сирек кездеседі. Оның бәрін түк қалдырмай сораптармен сорып алу әрине мүмкін емес. Сондықтанда бұл жынысты қабаттарға сілті немесе негіз ерітінділері, ең арзаны сөндірілген кәдімгі әк суы айдалынады. Сонда қышқылды орта бейтараптандырылып, бұл өз кезегінде айналадағы жер асты суларының бүлінбеуіне оң әсерін тигізеді. Және бұл іс-шаралар қышқылды ортамен табиғат пен қоршаған ортаның күресуін оңайлатады. Бұл көп сатылы жұмыс біткесін арнаулы лабораториялар жер астындағы сұйықтықтардың рН - 6, 5-8, 5 көрсеткішіне жеткеніне сенімді болғасын ғана ураны алынып залалсыздан-дырылған бұл ұңғыларды жабуға рұқсат береді. Енді бұл ұңғыларға міндетті түрде қатты тұқымды ағаш бөренелер тасталынып, әр бөрене арнаулы (тампонажды) цемент тығындармен бекітілуі тиіс. Себебі қышқылды, радио-активті ортада металл құбырлар шыдас бермейді. Ал ағаш бөренелер уақыт өте келе жер астындағы ауасыз қабаттарда өмір сүретін анаэробты бактериялардың әсерімен қатты жер жынысына айналып кетіп, радиоактивті сулар мен газдардың қоршаған ортаға таралмауына негіз болады. Бұл қосымша шығындарды талап етеді.

Сурет 1. Уран өндірудің үлесі

Уран өндірісінің қоршаған ортаға әсері.

Радияциялық ластанудың басқа ластанудан көп айырмашылығы бар. Қысқа толқынды электромагниттік сәуле шығару мен зарядталған бөліктерді бөліп шығаратын тұрақсыз химиялық элементтердің ядросы - радиоактивті нуклидтер. Міне, осы бөлшектер мен шығарылған сәулелер тірі организмге түскенде жасушаларды бұзады, соның нәтижесінде түрлі аурулар пайда болады.

Радияциялық ластанудың негізгі көздері - альфа, гамма және бэтта сияқты радиоактивті сәулелер. Ионданған сәулелер адам, жануар, өсімдік организмдерінде ақуыз, фермент және басқа да заттардың өзгеруіне, яғни сәуле ауруының дамуына әкеліп соғады.

Сәуле ауруы сыртқы мүшелерінің зақымдануынан және радияциялық ластаушылардың ішкі органдарға түсуі нәтижесінде болады.

Сәуле ауруының дәрежесі алынған сәуле мөлшеріне байланысты балалар, қарт адамдар мен ауру адамдар сәуле ауруын көтере алмайды. Ал, 100 рентген/сағ бастап сәуле ауруы дами бастайды.

Сәуле ауруы өзінен алынған сәуленің мөлшеріне қарай ауру және созылмалы болып бөлінеді. Адамдар және жануарлар екі-үш рет сәуле алғанда ауыр сәуле ауруына үшырайды, ал аз мөлшерден ұзақ уақыт сәуле ауруына шалдығады.

Сәуленің әсер ету мөлшеріне қарай төрт дәрежедегі сәуле ауруы болады: 1-дәрежесі жеңіл түрлі 100-200 рентген мөлшерінде; 2-ші дәрежесі орташа - 200-300 рентген; 3-ші дәрежесі ауыр - 300-500 рентген; 4-ші дәрежесі өте ауыр - 500 рентгеннен астам мөлшерде сәуле алған кезде болады.

Уранмен сәулелену, кейбір химиялық құрылымдар және сыртқы ортаның температурасы тұқым қуалау қасиетінің құрылымына әсер ету нәтижесінде ұрпақтарға таралатын табиғи мутацияға келтіреді.

Уранмен сәулелену, кейбір химиялық құрылымдар, сыртқы ортаның температурасы және ядролық сынақ әсерлерінен өмір сүру ортасына қарай ұрпақтарда 500-ден астам түрлі аурулар пайда болғаны анықталды. Солардың ішінде, мысалы - ергежейлік, “гамофилия, - түрлі - түстіні ажырата алмау соқырлығы”, заттардың алмасуынан болатын ауру түрлері, ұрпақтардың дене және ой еңбегіне, сонымен қатар тіршілік ету қабілеті әлсірейді, өмір сүру мерзімі қысқарды және тағы басқа.

- Иондық сәулелену немесе химиялық заттар әсерінен болған мутация рецессивтілік сипатталды, бірақ адамда доминантты мутация кездеседі және ол тым жақын уақытта ұрпақта байқалады.

Сурет 3. Уранды шаймалау әдісімен өндіру схемасы

Өсімдіктер эволюциясы және радиоактивтілік. Жануарлардың және өсімдіктердің ең қарапайым түрлері радиация мөлшерінің деңгейі қазіргі кезге қарағанда өте жоғары болған дәуірде пайда болып, таралған. Олардың радиация әсеріне сезімталдығының төмен болуы осыған байланысты болуы мүмкін.

Радиоактивтік заттардың өсімдіктерге әсері. Малина жас өсімдігіне радиоактивтік зат енгізілгенде ол өсімдіктің сабағына, бұтағына, жапырақ жолақтарына көптеп жиналады. Радиоактивтік сәулелену организмде заттардың жылжуын, орын алмастыруын, санын, көлемін анықтауға мүмкіндік жасайды.

Радиация өсімдіктер өнімін арттыруда ауыл шаруашылығында кең қолданылады. Тұқымдарды, картопты, жас жеміс ағаштарын отырғызардың алдында сәулелену әсерін өткізеді. Радиация арқылы жаңа сорттарды шығаруға мүмкіндік жасалынады, әр түрлі зиянкестерді құртуға, тыңайтқыштарды егіс даласына және т. б. салудың нағыз қолайлы мерзімін анықтауға пайдаланады.

Қант қызылшасын себер алдында сәулелену әсерінен өткізгенде оның өнімі 40% өседі және құрамындағы қант 15-35% - ке дейін жоғарылайды.

Парникте өсетін редистің тұқымын себер алдында сәулелендіру нәтижесінде оның өнімін 25%-ке арттырған /320-400 кг дейін/. Сәулеленген тұқымдарда даму құбылысы жылдамдайды. Топыраққа әлсіз радиоактивтік затты салғанда өнім жоғарылайды. Егер сәулеленудің үлкен мөлшері тірі организмге зиян болса, оның аз мөлшері, керісінше, тіршілік жағдайын күшейтеді. Арнайы жасалған гамма - сәулелену құралы арқылы бір сағатта бір тонна тұқымды сәулелендіруден өткізуге болады. Тұқымды сәулелендіру үшін оның сортын, ылғалдылығын және т. б. жағдайларды еске алады, яғни әр организмге радиация мөлшері оның жағдайына байланысты арнайы түрде беріледі.

Радиоактивтік заттар арқылы топыраққа салған тыңайтқыштардың қалай және қанша көлемде өсімдіктермен сіңірілетінін зерттеп біліп, өсімдіктердің өмірін зерттеп, агротехниканы дұрыс қолдану мүмкін. Мысалы, фосфор - 32 радиоактивті жүзім сабағының түбіне салғанда өсімдікке тез сіңеді, ал ерітінді түрінде салғанда баяу, аз сіңеді.

Уран өндірісінде қоршаған ортаны қорғау.

Уран өндірісінде «Қазатомөнеркәсіп» Ұлттық атом Компаниясы, өзінің өндірістік қызметін жүзеге асыруда, коршаған ортаның қолайлығын сақтау және табиғи қорларды тиімді пайдалану бойынша қоғам алдындағы өз жауапкершілігін сезінеді.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.