Чем опасна урановая руда для людей
Чем опасна урановая руда для людей
Физиологическое и токсическое действие урана
В питьевых водах нормируется по химической токсичности. В Соединенных Штатах Америки [en] ПДК в питьевых водах принят равным 30 мкг /л, в некоторых районах США отмечаются значительные превышение нормативов. Разработаны фильтры для очистки воды от этого изотопа, опубликована информация для жителей местностей с высоким содержанием урана в питьевых водах. Всемирная организация здравоохранения рекомендует норматив 15 мкг /л. В ряде районов Норвегии концентрация урана в подземных водах достигает 2 мкг /л, в Финляндии до 12 мкг /л. (Г. П. Галибин)
Токсическое действие урана
Токсическое действие урана обусловлено его химическими свойствами и зависит от растворимости: более токсичны уранил и др. растворимые соединения. Отравления ураном и его соединениями возможны на предприятиях по добыче и переработке уранового сырья и других промышленных объектах, где он используется в технологическом процессе. Признаки отравления обусловлены преимущественно поражением почек.
Различают острые и хронические отравления ураном; последние характеризуются постепенным развитием и меньшей выраженностью симптомов. При хронической интоксикации возможны нарушения кроветворения, нервной системы и др. Полагают, что молекулярный механизм действия урана связан с его способностью подавлять активность ферментов.
Профилактика отравлений: непрерывность технологических процессов, использование герметичной аппаратуры, предупреждение загрязнения воздушной среды, очистка сточных вод перед спуском их в водоёмы, медицинский контроль за состоянием здоровья [en] рабочих, за соблюдением гигиенических нормативов допустимого содержания урана и его соединений в окружающей среде. (В. Ф. Кириллов)
Уран известен человечеству еще с 79 года нашей эры, когда он использовался в керамической промышленности (в форме природного оксида) в нескольких частях Европы. Химический элемент был официально открыт только в 1789 году, когда во время эксперимента немецкий химик Мартин Генрих Клапрот наткнулся на странное, неизвестное вещество (оксид урана). Клапроту также приписывают открытие циркония, церия и теллура.
Впервые это стало известно на мировой арене в 1930-х годах, когда команда исследователей во главе с физиком Энрико Ферми, а затем Отто Ханом-Фрицем Страсманном раскрыла способность Урана распадаться (делиться) на более легкие элементы.
15. Нет недостатка в Уране как источнике энергии
Исследование, проведенное учеными Массачусетского технологического института в 2010 году показали, что более чем достаточно запасов урана для мировой атомной энергетики в обозримом будущем. В настоящее время все ядерные реакторы используют в этом процессе как уран, так и плутоний.
Интересно отметить, что большая часть используемого плутония фактически производится из изотопов урана, поскольку плутоний доступен только в небольших количествах в природе.
После успешного обнаружения способности деления урана, другая команда во главе с Энрико Ферми, на этот раз в рамках Манхэттенского проекта, начала работу над первым в мире ядерным реактором под названием Чикагская свая-1 (CP-1). 2 декабря 1942 года команда смогла инициировать первую в истории самоподдерживающуюся ядерную цепную реакцию в СР-1.
Их первоначальный план состоял в том, чтобы использовать обогащенный уран-235 в качестве топлива, но был отброшен из-за его дефицита в то время. Вместо этого реактор был заправлен 45 тоннами оксида урана и 5,4 тоннами металлического урана. В качестве замедлителя нейтронов было использовано около 360 тонн гранита. В отличие от многих современных ядерных реакторов, СР-1 не имел системы охлаждения.
13. Уран гораздо важнее, чем вы думаете
Распад тория, урана и калия-40 является основным источником тепла вблизи мантии Земли, который управляет критической мантийной конвекцией и удерживает внешнюю жидкость в противоположность твердому внутреннему ядру. Это тепло также играет важную роль в тектонике плит.
Кроме того, длительный период полураспада урана-238 (4,51× 10,9 лет) делает его идеальным для всех видов радиометрических исследований (радиоуглеродного датирования), т. е. Уран-уранового, уран–ториевого и уран-свинцового датирования. Он также используется для создания высокоэнергетических рентгеновских лучей.
12. Это самый тяжелый природный элемент, известный нам
Тяжесть элемента может быть определена двумя способами; с точки зрения его атомного веса и с точки зрения его плотности. С 92 протонами в его ядре и атомным весом около 238,0289 уран является самым тяжелым природным элементом на Земле.
Самым тяжелым синтетическим элементом, известным на сегодняшний день, является Оганесон (атомный номер 118). С другой стороны, самым тяжелым элементом по плотности является осмий (22,59 г / см 3 ).
11. Уран очень нестабилен
Все изотопы урана очень нестабильны, и это в основном из-за его размера. Том Зеллнер в своей книге «Уран: война, энергия и скала» описал уран примерно так: «Атом урана настолько перегружен, что он начал отливать из себя куски, как обманутый человек может сорвать с себя одежду».
10. Уран был впервые выделен в 1841 году.
Фотопластинки Беккереля, которая была засвечена излучением солей урана.
Первым человеком, который изолировал уран, был Эжен Пелиго, профессор химии в Национальной консерватории искусств и ремесел (Conservatoire National des Arts et Métiers) в Париже.
Пилиго успешно продемонстрировал, что таинственный черный порошок, открытый Мартином Генрихом Клапротом, был не чистым веществом, а оксидом урана (UO2 ). Он сделал это, обработав тетрахлорид урана (черный порошок) калием.
Затем в 1896 году физик Анри Беккерель обнаружил радиоактивные свойства урана наряду с самой радиоактивностью. Для этого он использовал несколько фосфоресцентных материалов, которые светятся в темноте после воздействия света.
Он накрыл фотопластинку черной бумагой и поочередно поместил разные фосфоресцентные соли. Он предположил, что свечение, создаваемое в ЭЛТ (электронно-лучевые трубки) рентгеновскими лучами, может быть связано с фосфоресценцией.
Результаты были неожиданными, так как урановая соль была единственным веществом, которое вызывало значительное почернение пластины. Исследование прояснило, что фосфоресценция не была позади запотевания пластины (соли урана не являются фосфоресцентными) и что там была какая-то форма невидимого излучения, которое проникало в черную бумагу и создавало вид, будто пластина подвергается воздействию света.
9. Природный реактор ядерного деления
Вам может быть интересно, как это возможно? Ну, чтобы понять это, вы должны сначала знать, что уран-235, который сегодня составляет всего около 0,72% природного урана, может выдерживать цепную реакцию деления, в отличие от урана-238. Он также разлагается гораздо быстрее, чем уран-238. Это означает, что уран-235 истощил намного больше, чем уран-238 с момента рождения Земли.
Краткие и быстрые факты
Теоретически, килограмм урана-235 может произвести
80 тераджоулей энергии. Потребовалось бы более 3000 тонн угля для производства такого же количества энергии.
Пенетраторы высокой плотности из обедненного урана военного класса
Однако прямое употребление этого вещества может привести к серьезным повреждениям многих органов, раку и длительным неврологическим расстройствам. Хотя потребление большого количества урана, безусловно, смертельно, почки могут справиться с низким уровнем воздействия урана.
Уран и экология
Значение урана для человечества трудно переоценить. Уран открыл перед людьми массу новых возможностей, недоступных ранее. Современный мир уже нельзя представить без использования урана в промышленности, медицине, сельском хозяйстве, энергетике. Используя ядерную энергию, человек смог проводить исследования в подледных пространствах Арктики и глубинах всех океанов, выйти на космические орбиты, прикоснутся к соседним планетам.
Уран по своей природе не радиоактивен. Опасность представляют продукты распада урана — радий и радон. При извлечении урана основная радиоактивность остаётся на месте залегания руды. Вместе с тем, при добыче и переработке образуются отвалы пустой породы и хвосты обогащения, которые требуют к себе повышенного внимания.
При добыче урана традиционным способом (шахты и карьеры) и его переработке образуются отвалы пустой породы и урановые хвосты. По своему составу и возможному воздействию на окружающую среду потенциально более опасны хвостохранилища. В этой связи вопросы обращения с хвостохранилищами, образующимися в результате добычи и переработки урановых руд, представляют наибольшую актуальность. В добывающей отрасли многих стран мира разработаны и применяются на практике руководства и законодательные акты по всем аспектам эксплуатации хвостохранилищ: от проектирования до эксплуатации.
В целом проблеме рекультивации хвостохранилищ и экологической безопасности прилегающих к рудникам территорий уделяется большое внимание во всех странах мира. Практика стран — лидеров отрасли показывает, что разработанные программы дезактивации уранодобывающих объектов реализуются успешно и в полном объеме, а совершенствование законодательной базы в значительной степени обеспечивает поддержку подобных проектов, направленных на сохранение безопасности жизнедеятельности жителей регионов и экологической обстановки в целом.
Уранодобывающие компании рассматривают проблемы экологии при добыче урана в качестве ключевого фактора, оказывающего непосредственное влияние на развитие уранодобывающих проектов. Ответственность уранового бизнеса перед окружающей средой и обществом — главный лозунг компаний-лидеров и компаний, стремящихся войти в круг избранных.
Сегодня обязательным условием при получении разрешения на добычу урана является разработка и общественная защита отчетов о воздействии уранового производства на окружающую среду (Environmental Impact Assessment) и ежегодные социально-экологические отчеты Sustainable Development.
Экологические проблемы окружающей среды по типам добычи
В мире ежегодно извлекается из недр миллиарды тонн разных руд, угля, строительных материалов и пустых пород. Естественно, такое значительное количество добываемой горной массы за один год, а тем более в течение многих лет не может не влиять на окружающую среду. В течение последних десятилетий быстрыми темпами развивается уранодобывающая промышленность, которая, безусловно, оказывает определенное влияние на экологию региона добычи, так же, как и любая другая добывающая отрасль. Однако современные технологии позволяют это воздействие минимизировать.
Насколько безопасно и зачем добывать уран: мифы и правда
Богдан Петришин
Каково жить рядом с местом добычи урана? В чем выигрыш от этой руды? От каких пещерных представлений нужно избавиться? Вместе с профессором, горным инженером-технологом опровергли пять самых распространенных мифов об уране.
Всего, что хотя бы каким-то образом связано с радиацией, у нас принято бояться. Что неудивительно — после Чернобыльской трагедии такие страхи вполне можно понять. Однако, это вовсе не значит, что каждый такой страх обоснован. Часто страхи порождает незнание, которое превращает их чуть ли не в суеверия. Вот и об уране ходит множество мифов, корнями уходящих в седую старину (большинство, очевидно, тянется из Советского Союза): многим он кажется чем-то ужасным и радиоактивным. Но эти мифы не так уж и сложно развеять — стоит лишь копнуть чуть глубже. Давайте разбираться вместе.
Немного истории
Природная окись урана известна человечеству с древности. Ее использовали, например, в качестве краски для стекла и керамики — так посуда и украшения становились водостойкими. Кстати, и сегодня есть места, где производится урановое стекло — например, в Чехии. Не стоит бояться загадочного свечения изделий из этого стекла — это всего лишь последствие того, что группировки уранила способны поглощать ультрафиолет, а после этого сами испускают свет — уже в видимом диапазоне. Ничего радиоактивного!
Впервые нашел уран немецкий ученый Мартин Генрих Клапрот в конце 18 века, его посчитали обычным металлом. Однако уже в 1840 году обнаружилось, что открытие Клапрота — это вовсе не металл, а оксид — оксид урана. В 1841 году Эжен Мелькиор Пелиго выделил уран в чистом виде.
Еще через 55 лет французский физик Антуан Анри Беккерель благодаря урану открыл лучи, которые позже и назвали радиоактивными. Именно открытие Беккереля определило дальнейшую судьбу урана и то, какое применение ему нашло человечество.
С того времени уран оброс множеством мифов и предрассудков. Мы поговорили с Владимиром Бондаренко — профессором, заведующим кафедрой горной инженерии и образования Национального технического университета «Днепровская политехника» (г. Днепр) и попросили его подтвердить или опровергнуть самые часто встречающиеся мифы об уране. » Заблуждений об уране существует много «, — рассказал нам профессор Бондаренко. — » Часто они необоснованы и ненаучны. В основном страхи эти происходят от незнания «.
Вот что из этого получилось:
Миф 1. Добыча урана — это катастрофа для экологии
» Это неправда. Все зависит от используемого метода добычи. Если использовать старые методы открытых горных работ, то вредные факторы есть – образуется очень много пыли. Но так в мире сейчас никто не работает (возможно, только Россия). Сейчас уран добывают современным методом подземного выщелачивания. И цель этой технологии – минимизировать какое-либо влияние на окружающую среду.
Все процессы происходят под землей, как правило — между двумя водоизоляционными горизонтами (или слоями пород). По той геологии, что есть в Украине, это глины — а они являются водоупорами, не пропускают воду. Потом идет та структура, которая называется песок, и в песке находится уран в своих проявлениях. Ниже опять идут водоупоры. Поэтому все происходит между этими двумя изолированными гидроизоляционными слоями. Таким образом в процессе добычи ничего не попадает на поверхность и вглубь . В том числе, в те воды, которые являются питьевыми или снабжающими поверхность для растений и так далее «.
Для справки. Существует три способа добычи урановой руды:
Однако это пока еще не уран, а его оксид. Получение чистого урана — сложная цепочка химических реакций и превращений. Да и мало просто выделить чистый металл. Сам по себе уран не несет такой ценности, и чтобы его применять на АЭС, его нужно обогатить. Все это уже происходит позже — не на руднике.
Миф 2. На месте добычи урана остается мертвая земля
» Это тоже неправда. Даже во время проведения работ на поверхности безопасно. Например, в Казахстане (я связан с Казахстаном тем, что там учится мой аспирант, как раз изучающий метод подземного выщелачивания), очень много таких объектов, месторождений. И вот пока они на глубине 50-70 метров производят выщелачивание, на поверхности стоит лес. И зона отдыха «.
Для справки. Действительно, сегодня воздействие процесса добычи урана на окружающую среду — минимально. После добычи задействованную территорию рекультивируют (конечно, если есть такая потребность — в случае с лесом, который стоит на поверхности и во время добычи, она и вовсе отпадает). Наиболее эффективно рекультивация проходит при методе подземного выщелачивания — тогда окружающая среда терпит меньше всего урона и восстановить ее не составляет труда.
Миф 3. Рядом с местом добычи урана опасно жить
» Это неправда и исключено, потому что все процессы происходят под землей. Конечно, многое зависит от качества работ: чтобы не было нарушения скважин, чтобы они «по дороге» под землей не проникли в водоносный горизонт. Но вероятность этого минимальная «.
Для справки. Уран, как мы знаем, — это радиоактивный элемент. Но насколько сильна его радиоактивность? Можем расслабиться — излучение от урана идет слабое. Объяснение кроется в том, что природный уран содержит три изотопа: 234, 235 и 238, и более 99 процентов урана в природе содержится в виде изотопа уран-238, который практически не опасен для человека. Он считается долгоживущим: его период полураспада составляет 4,5 млрд лет.
Учитывая этот немалый срок, можно сказать, что излучает он слабо — его альфа-частицы не проходят через кожу человека. Интересно, что академик Курчатов, работавший в советское время с ураном, после контакта с металлом просто протирал руки платком. Лучевой болезнью он не страдал — такой контакт вполне безобиден. Более того, когда-то соединения урана можно было даже просто купить в аптеке — как уранат натрия. Сам по себе уран имеет крайне слабую радиоактивность.
Миф 4. Работа на урановой добыче — путь к смерти
» Нет, это не отвечает действительности, потому что то, что мы извлекаем, находится ближе к фоновому режиму. Это то, что мы в повседневной жизни испытываем, когда сидим на граните, например. Гранит фонит — то есть имеет естественный фон. В случае с добычей урана — тоже не более того. Добыча ведь как происходит: мы достаем эти крупицы, а потом, когда мы их уже доставляем на соответствующие заводы, вот там повышается концентрация. Именно химические заводы, на которых и происходит повышение концентрации, требуют определенного режима. А здесь ничего подобного нет. Мы растворили, отправили и все.
Тот уран, что мы извлекаем из-под земли — это уран в рассеянном виде. Там его граммы на тонну породы. При таких концентрациях его можно в руках держать — и ничего не произойдет «.
Чтобы использовать уран на АЭС — его надо обогатить, то есть повысить концентрацию урана-235 от природной до той, которая нужна для работы ядерного реактора. А уран-238 — это просто тяжелый металл серого цвета. Подойдет для того, чтобы сделать брелок для ключей. Абсолютно безопасный.
Миф 5. Украине не нужно добывать свой уран, АЭС и так нормально работают
» Мы ведь говорим о том, что хотим быть экономически и энергетически независимой страной. Если от газа мы зависим, от угля тоже практически зависим, а к тому же есть большие проблемы с использованием угля в мире — со временем мы от этого уйдем, потому что это не экологично, приводит к климатическому кризису из-за запредельного продуцирования СО2 в результате сжигания органических продуктов (как уголь, нефть, газ и так далее). А потом — середина осени, а на улице плюс 26 градусов, хотя раньше в это время уже заморозки были.
С атомом нужно жить. Это цивилизация, шаг в прогресс. И даже при альтернативных источниках энергии — как солнечная энергия или ветряная энергия, все равно понадобятся стабильные источники энергии — а среди стабильных наиболее экологичной является именно атомная энергия.
К тому же, атомная энергетика составляет более 50 процентов сейчас в Украине.
В этой сфере мы пока зависимы от России, так как закупаем уран у государства, воюющего с нами. А сейчас, разрабатывая свой уран, хотим выйти на замкнутый цикл внутри Украины. Это супер. Мы сами себя можем обеспечить топливом, и, тем самым, обеспечить энергетическую безопасность «.
О радиации на урановых рудниках и вокруг нас
08.04.2018, 13:11 | 9 470.
— Вы слышали, Рабинович умер!
— От холеры?
— Нет, от хлорки!
Старый одесский анекдот.
Сразу предупреждаю, что если до сих пор мы говорили про микрорентгены в час, равные 1/100 микрозиверта в час, то на картинках идёт речь о МИЛЛИзивертах (мЗв).
(1мЗв=1000 мкЗв).
Кто не забыл школьный курс, понял сразу, что «микро» в тысячу раз меньше, чем «милли». То есть, миллиметр (1/1000 метра) в тысячу раз больше микрометра, в просторечии – «микрона» (1/1000000 метра). Вот тоже самое и с Зивертами (1мЗв=1000 мкЗв). Картинка эта нам говорит о том, что важна не только величина гамма-излучения, которую показывает ваш прибор прямо сейчас, но и сколько времени вы находитесь под воздействием этого излучения. Соответственно, какую дозу наберёте (уже просто в миллизивертах, а не в миллизивертах в час).
Наш организм — штука прочная, его даже палёная водка не сразу возьмёт, не то что радиация. Важна не только полученная доза, но и за какой срок. Путём несложных подсчётов выясняем, чтобы набрать уровень 100 миллизевртов, при котором резко увеличивается вероятность развития рака, на своём дачном участке (мощность излучения 0,0001-0,00015 миллизивертов в час) можно за 80-100 лет. Но не за год! Даже на самолёте,чтобы набрать такую дозу, надо летать 5-6 лет непрерывно. Или лежать столько же на знаменитом пляже Копакабана. Но не везде. Как мы уже выяснили, есть там места, где такую дозу можно получить за неделю. Вы будете непрерывно лежать на пляже неделю, пусть это будет и Копакабана?
В общем, я не знаю, какое там намеряли превышение уровня гамма-излучения «на пяти законсервированных и ликвидированных урановых месторождениях в районах Габита Мусрепова и Айыртауском», но, исходя из всего вышесказанного, думаю, неспешно прогуляться в тех местах и даже шашлычок зажарить можно. Учитывая, конечно, что лишние микрозиверты вы при этом к своей индивидуальной дозе добавите. Сколько? Вот, возможно, экологи озвучат, а корреспонденты доведут до нас цифру, тогда и посчитаете. Не думаю, что много. И не думаю, что смертельно.
Так что, не так страшен чёрт, как его малюют? Сделайте выводы сами. Но «от хлорки» умирать не надо. И разбирать здания на брошенном руднике и тащить стройматериалы домой тоже не надо. Ведь радиация – это не только гамма-излучение, о котором мы до сих пор говорили. Стоит упомянуть и альфа-излучение. Если для гамма-частиц наше тело, как бы даже и не существует. Они пролетают его насквозь. Для них даже наш автомобиль, если он не обшит свинцовыми листами, эдак с полметра толщиной, — препятствие несерьёзное. Но альфа-частицы слабенькие, для них человеческая кожа — уже непреодолимый барьер. Когда же вы разбираете остатки ядерного щита СССР на ближайшем руднике да тащите эти остатки домой, применяя в своём хозяйстве, вы попутно поднимаете тучи пыли. И не просто пыли, а пыли с ядерного производства. Та пыль, что осела на вашу кожу, легко смоется водой, но часть её с вашим дыханием попадёт в лёгкие и желудок. И будет там потихоньку что-то излучать. Гамма-частицы улетят в голубые дали, а вот альфа-частицы на это неспособны. Они, пока организм не выведет из себя пылинку-излучатель, будут «долбить» близлежащую живую ткань (кожи внутри организма нет), медленно создавая мелкие очаги поражения. К чему это приведёт? Знает только Бог да специалисты по радиационной медицине. Но ни к чему хорошему, это точно.
Не стоит брать на себя лишнюю дозу радиации, ни к чему она вам! Сразу, конечно, «светиться» от пары-тройки лишних миллизивертов вы не начнёте, но мало ли… Радиационная гигиена наука сложная.
И тут взволнованный голос из зала: «Так я не понял, водку пить или не пить». Можно выпить. Немножечко. За здоровье. А от радиации водка не помогает. Это миф.