Химия - Актиноиды - Распространение в природе

28 февраля 2011


Оглавление:
1. Актиноиды
2. Изотопы
3. Распространение в природе
4. Получение
5. Cвойства
6. Соединения
7. Применение
8. Токсичность
9. Галерея изображений



Торий и уран имеют самую высокую распространённость среди актиноидов; их атомные кларки равны 3×10 % и 2×10 % соответственно. В земной коре уран встречается в виде минеральной формы уранинита — U3O8, а также карнотита — KUO2VO4·3H2O, отенита — Ca22·nH2O и др. Два последних минерала имеют жёлтый цвет. Уран содержится также почти во всех минеральных формах редкоземельных минералов.

Уран в природе встречается в виде изотопов U, U и U. Из них U имеет наибольший период полураспада.

Необработанная урановая руда.
Лидирующие
по добыче урана страны
Страны
1 Канада
2 Австралия
3 Казахстан
4 Нигер
5 Россия

Уран принадлежит к числу редких и рассеяных элементов. Содержание в земной коре урана составляет примерно 2×10 %. Общие запасы урана исчисляются миллионами тонн. Из минеральных форм урана известно около 200 минералов, большинство из них относится к оксидам переменного состава.

Наиболее богатыми минералами на торий являются торианит, торит, монацит, шералит), торогумит1−x4x). Торий, также как и уран, сопровождается с минеральными формами почти всех редкоземельных элементов. Богатые месторождения монацитовых песков находятся в Индии, Бразилии, Австралии, Африке, Канаде, США и на Цейлоне.

Начальное распространение актиния в земной коре был очень мало. Подсчитано, что общее распространение актиния в земной коре составляет 2600 т, в то время как, например, содержание радия равно 40 млн. т. Актиний содержится в таких природных материалах как сульфидные, силикатные, кислородсодержащие минералы; в природной воде — в ещё меньших количествах, по сравнению с урановыми рудами. Содержание актиния в большинстве природных объектов соответствует изотопному равновесию материнских изотопов U. Повышенным содержанием данного элемента обладают такие минералы, как молибденит, халькопирит, касситерит, кварц, пиролюзит и др. Актиний характеризуется невысокой миграционной способностью и перемещением, то есть распространение актиния меньше по сравнению с ураном.

Более распространённым является протактиний, атомный кларк которого 10 %. Протактиний был найден в урановой руде в 1913 году К. Фаянсом и О. Герингом. Общее содержание протактиния в земной коре в соответствии с содержанием урана составляет 4,4×10 т. Содержание в горных породах вулканического происхождения составляет 0,8×10 г/т, а в железных метеоритах 0,02×10 г/т.

Период полураспада самого долгоживущего изотопа Np ничтожно мал по сравнению с возрастом Земли, поэтому в природных минералах нептуний практически не встречается. На Земле его нуклиды могут образоваться практически лишь с помощью ядерных реакций. Нептуний находится в минералах как промежуточный продукт распада других изотопов.

Содержание плутония в урановых и ториевых рудах
Руда Местонахождение Содержание
урана, %
Отношение
Pu/руда
Отношение
Pu/U
Уранитит Канада 13,5 9,1×10 7,1
Уранитит Бельг. Конго 38 4,8×10 12
Уранитит Колорадо 50 3,8×10 7,7
Концентрат уранитита Бельг. Конго 45,3 7×10 15
Монацит Бразилия 0,24 2,1×10 8,3
Монацит Сев. Каролина 1,64 5,9×10 3,6
Фергюсонит 0,25 <1×10 <4
Карнотит 10 <4×10 <0,4

Наличие плутония в небольших количествах в минеральных формах урана было впервые установлено в 1942 году. Верхний предел распространённости на Земле Pu — самого долгоживущего из изотопов плутония — составляет 3×10 г/г. Известно, что настуран и карнотит, найденные в Канаде и в штате Колорадо, содержат небольшое количество α-излучающего изотопа плутония Pu. Было определено содержание плутония в ряде урановых руд, с последующим выделением плутония из отходов производства Pu. Ни в одной из этих минеральных форм не было выделено другого изотопа плутония, кроме плутония-239. В образцах лунного грунта плутоний не был обнаружен.

Однако даже использование богатейших на плутоний урановых руд не сможет вытеснить искусственное получение данного элемента. На это указывает тот факт, что для выделения микрограммовых количеств плутония потребуется на каждый выделенный микрограмм плутония переработать 100 т рудного концентрата плутония.



Просмотров: 20543


<<< Мезоторий