Все об полезном ископаемом уране для детей
В таблице Менделеева химический элемент под названием уран имеет атомный номер 92. Простой уран представляет собой тяжелый металл глянцевого серебристо-белого оттенка. Главный элемент атомной энергетики и сырье для получения другого главного энергетического элемента – плутония, он причастен ко многим большим открытиям XX в.
1. Уран – это вещество, которое в массовом сознании ассоциируется исключительно с ядерной энергетикой. Хотя правильнее было бы связать его с космосом, ведь ученые считают, что он появляется только при взрывах сверхновых звезд. При этом на нашей планете урана не так уж и мало – по своей распространенности в земной коре он занимает 38-ое место. Больше всего его содержится в различных осадочных породах. Проблема состоит в том, что он в значительной степени рассеян, и его мощных месторождений не так много. Содержание урана в земной коре составляет 0,0003 % (вес), концентрация в морской воде – 3 мкг/л. В промышленности используют около 15 минералов урана. Это урановая смолка – её основой служит оксид четырехвалентного урана, урановая слюдка – различные силикаты, фосфаты и более сложные соединения с ванадием или титаном на основе шестивалентного урана.
2. Ещё в древнейшие времена природная окись урана использовалась для изготовления жёлтой посуды. Так, возле Неаполя найден осколок жёлтого стекла, содержащий 1 % оксида урана и датируемый 79 годом н. э. И всё-таки важной датой в истории исследования урана стал 1789 год. Тогда немецкий ученый Мартин Генрих Клапрот впервые восстановил из руды металлоподобный уран. Кстати, Клапрот также стал первооткрывателем циркония и титана.
3. Название было дано в честь самой далёкой из известных в те времена планет – Урана, которую в свою очередь открыл в 1781 году Уильям Гершель.
4. Почти 50 лет полученный тогда уран считали чистым металлом, однако, в 1840 году химик из Франции Эжен-Мелькьор Пелиго смог доказать, что материал, полученный Клапротом, несмотря на подходящие внешние признаки, вовсе не металл, а оксид урана. Чуть позже все тот же Пелиго получил настоящий уран – очень тяжелый металл серого цвета. Именно тогда впервые и был определен атомный вес такого вещества, как уран.
5. В 1874 году Дмитрий Менделеев сделал еще один важный шаг по изучению этого элемента. Он разместил уран в самой дальней клетке своей таблицы, удвоив ранее предположенное значение атомного веса элемента. И лишь спустя 12 лет опытным путем было доказано, что великий химик не ошибался в своих расчетах.
6. Между прочим, благодаря урану в 1896 году Антуан Анри Беккерель случайно открыл лучи, которые впоследствии были названы радиоактивностью. К 1900 году были открыты три типа излучения урановых препаратов – альфа-, бета- и гамма-лучи.
7. Всем известно, что уран – это радиоактивный элемент. Насколько велика его радиоактивность? Самым долгоживущим считается, пожалуй, уран -238. Его период полураспада длится 4,4 млрд. лет. Кстати, именно этот изотоп считается самым распространенным – это около 99% всего урана, находящегося в природе. Учитывая же его период полураспада, можно сказать, что его радиоактивность мала, и его альфа-частицы не преодолевают даже слоя эпидермиса на коже человека. Существует история о том, как академик Курчатов после работы с уранов просто протирал руки салфеткой или платком, и лучевой болезнью он не страдал. А так ученые установили 23 искусственных изотопа урана, которые являются радиоактивными. Изотопами называются атомы одного и того же элемента, имеющие различный атомный вес, который указывается цифрами после названия элемента.
8. В начале 80-х годов производство урана в капиталистических странах составляло около 50 000 г в год (в пересчете на U3Os). Примерно треть этого количества давала промышленность США. На втором месте — Канада, далее ЮАР. Нигор, Габон, Намибия. Из европейских стран больше всего урана и его соединений производит Франция, однако ее доля была почти в семь раз меньше, чем США. Сегодня Австралия по запасам урана, с учетом резервных месторождений, занимает 1-е место в мире, после идёт Казахстан и Россия.
9. В России основным урановорудным регионом является Забайкалье. Самое крупное российское месторождение – это Аргунское (Читинская область). Дает 93% от общего объема добычи. Разведанные запасы урана в нашей стране оцениваются в более чем 400 тысяч тонн. При этом показатель прогнозируемых ресурсов составляет более 830 тысяч тонн. По состоянию на 2017 год в России действует 16 урановых месторождений.
10. По физическим свойствам уран очень тяжелый металл. В чистом виде он гибкий, ковкий и немного мягче стали. Металл имеет очень высокую плотность, примерно на 70% плотнее свинца, но менее плотный, чем золото.
11. Блеск чистого металлического урана напоминает блеск серебра. И все-таки, если дать куску металла побыть на воздухе всего лишь несколько минут, то его поверхность тускнеет и приобретает легкий коричневый оттенок – эта пленка есть результат соединения урана с кислородом (оксид урана), а процесс образования такой пленки называется окислением. При образовании пленки на поверхности металла, кислород прекращает поступать внутрь образца и, как следствие, дальнейшее развитие процесса окисления не возможно.
12. Уран имеет температуру плавления 2075 ° F (1 135 ° C) и температуру кипения 7,468 ° F (4113 ° C). Кстати уран способен самовоспламеняться при температуре от 150 до 175°C в порошкообразном состоянии. Если довести температуру до 1000 градусов Цельсия, хим. элемент уран соединиться с азотом. Образуется нитрид металла. Это вещество желтого цвета.
13. Уран может разъедать вода, при высоких температурах этот процесс будет происходить быстро, а при низких – медленно.
14. Делящиеся изотопы урана способны вызывать ядерную цепную реакцию, делая металл важным для выработки тепла в ядерных энергетических реакторах и производства расщепляющегося материала для ядерного оружия. Впервые уран в качестве сердечника для снарядов был применён в Третьем рейхе. Первая атомная бомба, использованная во Второй мировой войне, упала на Хиросиму, Япония, в 1945 году, содержала ядро урана. Сегодня ядерные бомбы обычно производятся из других материалов, таких как плутоний.
15. Один килограмм 235U теоретически может производить 20 тераджоулей энергии, что эквивалентно энергии, полученной из 1500 тонн угля.
16. Первую управляемую цепную реакцию провел в 1942 году Энрико Ферми в Чикагском университете, причем управляли реактором вручную – задвигая и выдвигая графитовые стержни при изменении потока нейтронов. Первая электростанция была построена в Обнинске в 1954 году.
17. В ядерных реакторах отрабатывается лишь незначительная часть загруженного урана, связано это с зашлаковыванием топлива продуктами деления: 235U выгорает, цепная реакция постепенно затухает. Однако ТВЭЛы по-прежнему заполнены ядерным горючим, которое необходимо снова употребить. Для этого старые тепловыделяющие элементы демонтируют и отправляют на переработку — их растворяют в кислотах, а уран извлекают из получившегося раствора методом экстракции, осколки деления, от которых нужно избавиться, остаются в растворе. Таким образом, получается, что урановая промышленность практически безотходное химическое производство!
18. Соединения урана используются для изготовления желтой краски для живописи по фарфору и керамике, а в начале ХХ века уранилнитрат применялся для усиления негативов и окрашивания позитивов.
19. В микроколичествах уран обнаруживается в тканях растений, животных и человека (соединения урана всасываются в желудочно-кишечном тракте (около 1 %), в лёгких – 50 %).
20. Ученые предполагают, что уран в мизерных количествах необходим для нормального функционирования организма человека, животных и растений. Однако его роль в физиологии до сих пор не выяснена. Установлено, что среднее содержание 92-го элемента в организме человека составляет порядка 9∙10-5 г (Международная комиссия по радиационной защите). Правда, эта цифра несколько колеблется для различных районов и территорий.
21. Ураново-свинцовым методом геологам удалось узнать возраст самых древних минералов, при исследовании метеоритных пород удалось определить примерную дату зарождения нашей планеты. Благодаря «урановым часам» определили возраст лунного грунта. Что интересно, оказалось, что уже в течение 3 млрд лет на Луне нет вулканической деятельности и естественный спутник Земли остается пассивным телом. Ведь даже самые молодые куски лунного вещества прожили срок больше возраста древнейших земных минералов.
Ещё по теме:
Алюминий
Барий
Берилий
Ванадий
Висмут
Вольфрам
Галий
Гафний
Германий
Железо
Золото
Индий
Иридий
Кадмий
Калий
Кальций
Кобальт
Литий
Магний
Марганец
Медь
Молибден
Натрий
Никель
Ниобий
Олово
Осмий
Палладий
Платина
Рений
Родий
Ртуть
Рубидий
Рутений
Свинец
Серебро
Стронций
Сурьма
Таллий
Тантал
Титан
Уран
Хром
Цинк
Цирконий
Ваш Промблогер №1 Игорь (ZAVODFOTO)! Подписывайтесь на мой канал, я Вам ещё много чего интересного покажу: https://zen.yandex.ru/zavodfoto
Р. S. Уважаемые собственники и акционеры, представители пресс-служб компаний, отделы маркетинга и другие заинтересованные лица, если на Вашем предприятие есть, что показать – “Как это делается и почему именно так!”, смело приглашайте в гости. Для этого пишите мне сюда: akciirosta@yandex.ru Берите пример с лидеров!
На данный момент я уже лично посетил более 400 предприятий, а вот и ссылки на все мои промрепортажи:
Почему наша промышленность самая лучшая в мире: https://zavodfoto.livejournal.com/4701859.html
Я всегда рад новым друзьям, добавляйтесь и читайте меня в:
LiveJournal / Instagram / Facebook / ВК / Одноклассники / twitter / Golos.io / Telegram / Яндекс.Дзен /
Полезные ископаемые – урановая рудаВ последние несколько все большей актуальности набирает тема ядерной энергетики.
Для производства атомной энергии принято использовать такой материал, как уран. Он представляет собой химический элемент, относящийся к семейству актинидов.
Химическая активность этого элемента обуславливает тот факт, что он не содержится в свободном виде. Для его производства используются минеральные образования под названием урановые руды. В них концентрируется такое количество топлива, которое позволяет считать добычу этого химического элемента экономически рациональной и выгодной. На данный момент в недрах нашей планеты содержание этого металла превышает запасы золота в 1000 раз (см. Всё о добыче золота. Где и как добывается золото?). В целом залежи данного химического элемента в грунте, водной среде и горной породе оцениваются в более чем 5 миллионов тонн.
Российская разработка, позволяющая добывать золото из каменного угля
Свойства урана
В свободной состоянии уран представляет собой серо-белый металл, которому свойственно 3 аллотропических модификации: ромбическая кристаллическая, тетрагональная и объемно центрированная кубическая решетки. Температура кипения этого химического элемента составляет 4200 °C.
Уран является химическим активным материалом. На воздухе этот элемент медленно окисляется, легко растворяется в кислотах, реагирует с водой, но при этом не взаимодействует с щелочами.
Урановая руда
Урановая руда: характеристики и классификации
Урановые руды в России принято классифицировать по различным признакам. Чаще всего они различаются условиями образования. Так, существуют эндогенные, экзогенные и метаморфогенные руды. В первом случае они представляют собой минеральные образования, сформировавшиеся под воздействием высоких температур, влажности и пегматитовых расплавов. Экзогенные урановые минеральные образования возникают в поверхностных условиях. Они могут формироваться непосредственно на поверхности земли. Это происходит из-за циркуляции подземных вод и накопления осадков. Метаморфогенные минеральные образования появляются, как результат перераспределения первично разнесенного урана.
В соответствии с уровнем содержания урана, эти природные образования могут быть:
- супербогатыми (свыше 0,3%);
- богатыми (от 0,1 до 0,3%);
- рядовыми (от 0,05 до 0,1%);
- убогими (от 0,03 до 0,05%);
- забалансовыми (от 0,01 до 0,03%).
Современное применение урана
Слиток из урана
Сегодня уран чаще всего используется в качестве топлива для ракетных двигателей и ядерных реакторов. Учитывая свойства этого материала, он также предназначен для повышения мощности ядерного орудия. Этот химический элемент также нашел свое применение в живописи. Его активно применяют в качестве желтого, зеленого, бурого и черного пигментов. Уран также используется для производства сердечников для бронебойных снарядов.
Мирный атом: дорога в никуда или светлое будущее?
Добыча урановой руды в России: что для этого необходимо?
Добыча урановой руды открытым способом
Добыча радиоактивных руд осуществляется тремя основными технологиями. Если залежи руды сконцентрированы максимально близко к поверхности земли, то для их добычи принято использовать открытую технологию. Она предусматривает использование бульдозеров и экскаваторов, которые роют ямы большого размера и грузят полученные полезные ископаемые в самосвалы. Далее она отправляется в перерабатывающий комплекс.
При глубоком залегании этого минерального образования принято использовать подземную технологию добычи, предусматривающую создание шахты глубиной до 2-х километров. Третья технология существенно отличается от предыдущих. Подземное выщелачивание для разработки месторождений урана предполагает бурение скважин, через которые в залежи закачивается серная кислота. Далее осуществляется бурение еще одной скважины, которая необходима для выкачивания полученного раствора на поверхность земли. Затем он проходит процесс сорбции, позволяющий собрать соли этого металла на специальной смоле. Последний этап технологии СПВ – циклическая обработка смолы серной кислотой. Благодаря такой технологии концентрация этого металла становится максимальной.
Месторождения урановых руд в России
Россия считается одним из мировых лидеров по добыче урановых руд. На протяжении последних нескольких десятков лет Россия стабильно входит в топ-7 стран-лидеров по этому показателю.
Наиболее крупными месторождениями этих природных минеральных образований являются:
| Месторождение | Область | Запасы чистого урана, тонн | Комментарий |
| Аргунское | Читинская область | 9481 | Самое крупное российское месторождение. Дает 93% от общего объема добычи. |
| Жерловое | Читинская область | 3485 | Общие запасы оценивают в 4137 тысяч тонн. |
| Хиагдинское | Бурятия | 11300 | Разработка месторождений проходит методом подземного выщелачивания. Хиагдинское поле состоит из 8 месторождений. |
Крупнейшие месторождения по добыче урана в мире – страны лидеры
Добыча урановой руды в шахте
Мировым лидером по добыче урана считается Австралия. В этом государстве сконцентрировано более 30% всех мировых запасов. Наиболее крупными австралийскими месторождениями являются Олимпик Дам, Биверли, Рейнджер и Хонемун.
Что такое руда? Какие виды руды бывают? Как её добывают? Страны-лидеры по добыче руды
Главным конкурентом Австралии считается Казахстан, на территории которого содержится практически 12% мировых запасов топлива. На территории Канады и ЮАР сконцентрировано по 11% мировых запасов урана, в Намибия – 8%, Бразилии – 7%. Россия замыкает семерку лидеров с 5%. В список лидеров также входят такие страны, как Намибия, Украина и Китай.
Крупнейшими мировыми урановыми месторождениями являются:
| Месторождение | Страна | Начало обработки |
| Олимпик-Дэм | Австралия | 1988 |
| Россинг | Намибия | 1976 |
| МакАртур-Ривер | Канада | 1999 |
| Инкай | Казахстан | 2007 |
| Доминион | ЮАР | 2007 |
| Рейнджер | Австралия | 1980 |
| Харасан | Казахстан | 2008 |
Запасы и объемы добычи урановой руды в России
Разведанные запасы урана в нашей стране оцениваются в более чем 400 тысяч тонн. При этом показатель прогнозируемых ресурсов составляет более 830 тысяч тонн. По состоянию на 2017 год в России действует 16 урановых месторождений. Причем 15 из них сосредоточены в Забайкалье. Главным месторождением урановой руды считается Стрельцовское рудное поле. В большинстве отечественных месторождениях добыча осуществляется шахтным способом.
Интересные факты об урановой руде
- Уран был открыт еще в XVIII веке. В 1789 году немецкий ученый Мартин Клапрот сумел произвести из руды металлоподобный уран. Что интересно, этот ученый также является первооткрывателем титана и циркония.
- Соединения урана активно используют в сфере фотодела. Этот элемент применяется для окрашивания позитивов и усиления негативов.
- Главным отличием урана от других химических элементов является естественная радиоактивность. Атомы урана имеют свойство самостоятельно изменяться с течением времени. При этом они испускают лучи, невидимые глазу человека. Эти лучи делятся на 3 вида – гамма-, бета- альфа-излучения (см. Что такое радиация? Действие радиации на организм. Характеристика зон радиоактивного заражения.).
Астрономия для детей > Солнечная система > Планета Уран
Описание планеты Уран для детей: интересные факты с фото и картинками, размер седьмой планеты Солнечной системы, вращение ледяного гиганта, спутники, кольца.
Для самых маленьких важно знать, что Уран занимает седьмую позицию в Солнечной системе. Несмотря на то, что его можно увидеть невооруженным взглядом, долгое время Уран казался звездой. Родители или учителя в школе должны объяснить детям, что все дело в тусклости и длительной орбите.
Уильям Гершель (астроном из Британии) случайно обнаружил его 13 марта 1781 года в телескоп. Ему показалось, что одна «звезда» отличается свечением. Поэтому он потратил год, чтобы изучить ее орбиту.
Уран получил наименование от Неба – самый ранний властелин небес в Греции. Следует включить в объяснение для детей тот факт, что это единственная планета, названная вариацией греческого божества, а не римского. Прежде чем сделать окончательный выбор, предлагалось множество вариантов. Среди них: Гершель, Гиперрониус («выше Сатурна») и Минерва (богиня знаний в Риме). Гершель хотел обольстить короля Англии Георга III, поэтому предложил имя правителя, но эта идея не обрела популярности за чертой Англии и родного города короля. Вышло так, что окончательное имя планета получила от астронома из Германии Иоганн Боде, тщательно рассмотревшего орбиту.
Мы предлагаем внимательнее изучить описание Урана с детальной характеристикой седьмой планеты от Солнца. Важно отметить, что у планеты Уран есть класс, а именно тип – ледяной гигант (сюда также можно записать Нептун). Обязательно запоминайте интересные факты, которые привлекут внимание детей. Чтобы сделать рассказ про Уран еще интереснее, используйте фото, картинки и видео на сайте.
Физические характеристики Урана – объяснение для детей
Необходимо объяснить детям, что Уран расположен под таким резким наклоном, что практически обходит орбиту на своей стороне, причем ось вращения почти указывает на звезду. Подобное положение могло создаться из-за столкновения с телом размером с планету или несколькими небольшими телами буквально сразу же после формирования.
Фотография Урана, сделанная космическим аппаратом Вояджер
Из-за необычного наклона, смена времен года выглядит сурово: примерно 20 лет. То есть почти четверть уранового года (84 земных года) Солнце полностью освещает полюс, бросая остальную половину в лапы мрачной и морозной зимы на продолжительный срок.
Как правило, магнитные полюса выстраиваются вдоль оси, на которой вращается планета. Но здесь она существует под наклоном, так что магнитная ось отодвинута почти на 60 градусов. Это создает одностороннее магнитное поле, причем сила на поверхности северного полушария более чем в 10 раз превышает мощность южного. Это влияет на формирование сияний.
Планета приобретает голубой и зеленый окрас из-за атмосферы, состоящей по большей части из гелия и водорода. Прозвище «ледяной гигант» она получила из-за того, что больше 80% ее массы представлены жидкой смесью воды, метана и аммиака. Не забывайте, что Уран вращается по орбите не в одиночестве, ведь ближайшие планеты – Сатурн и Нептун.
Орбитальные характеристики Урана – объяснение для детей
- Средняя удаленность от Солнца: 2 870 972 200 км (в 19.191 раз больше земной).
- Перигелий (ближайшая дистанция к Солнцу): 2 735 560 000 км (в 18,60 раз больше земной).
- Афелий (наибольшая дистанция от Солнца): 3 006 390 000 км (в 19,76 раза больше земной).
Состав и структура Урана – объяснение для детей
- Состав атмосферы (по объему): водород (82,5%), гелий (15,2%) и метан (2,3%).
- Магнитное поле: магнитный полюс наклонен по сравнению с осью на 58,6 градусов.
- Состав: камень (25%), лед (60-70%), водород и гелий (5-15%).
- Внутренняя структура: мантия из воды, аммиака и метана, а также ядро из железа и магния-силиката.
Орбита и вращение Урана – объяснение для детей
- Осевой наклон: 97,77 градуса (у Земли – 23,5 градуса).
- Сезонный цикл и продолжительность: приблизительно 21 год на один сезон.
- Период вращения: около 84 земных лет.
Климат Урана – объяснение для детей
Такой резкий осевой наклон может привести к непривычным погодным условиям. Когда лучи Солнца прикасаются к некоторым областям в первый раз за многие годы, они нагревают атмосферу. Из-за этого рождаются масштабные весенние бури, увеличиваясь до размеров Северной Америки.
Знаете ли вы?
Что Уран из-за его климата часто называют ледяным гигантом.
Дети должны знать, что в науке совпадения могут сыграть колоссальную роль. Так случилось с Вояджер-2. Когда он впервые запечатлел Уран в 1986 году, то на южной части царствовало лето. Поэтому аппарат показал лишь мягкую сферу с примерно 10 различимыми облаками. Из-за этого Уран рассматривали как «наиболее непримечательную планету». Через несколько десятилетий появились новые телескопы (Хаббл), и изменились времена года. Это позволило рассмотреть крайне непривычную погоду на Уране, где стремительные ветра могут достигать скорости до 900 км/ч.
Кольца Урана – объяснение для детей
Важно объяснить детям, что это было великое открытие. Дело в том, что раньше ученые полагали, что наличие колец – это особенность, которая есть исключительно на Сатурне. Но оказалось, что это распространенная планетарная черта.
Планета располагает двумя комплектами колец. Первый (внутренний) представлен зауженными и темными кольцами, а второй (внешний) – двумя отдаленными. Последние нашел Хаббл (красное и синее). Всего удалось насчитать 13 известных колец.
Спутники Урана – объяснение для детей
В общей сложности, к Урану привязано 27 спутников. Но здесь есть интересный момент, так как свои имена получили не из римского и греческого пантеона богов. Первым четырем достались прозвища мистических призраков из английской литературы: «Сон в летнюю ночь» Уильяма Шекспира и «Похищение замка» Александра Поупа. С тех пор астрономы решили не нарушать традицию, выбирая имена для спутников из творчества этих авторов.
Оберон и Титания – наибольшие урановые луны. Их первыми отыскал Гершель в 1787 году. Следующие две (Ариэль и Умбриэль) попали в объектив Уильяма Ласселла. Спустя век была найдена Миранда (в 1948 году).
Миранда – один из основных спутников Урана
В 1986 году Вояджер 2 отыскал еще 10. Причем они были крохами, чей размер достигал всего лишь 26-154 км в диаметре: Джульетта, Офелия, Пак, Корделия, Дездемона, Бьянка, Порция, Белинда, Розалинд и Крессида. Каждая состояла из двух материалов: водяной лед и камень. На сегодняшний день ученые, использующие Хаббл и земную аппаратуру, отыскали 27 известных лун. Дети должны понять, что их было сложно обнаружить, так как их диаметр достигал всего 12-16 км. Да и заметить объекты, которые по окрасу чрезвычайно темные и удалены на 4,8 миллиарда км, – невозможно за пару дней.
Знаете ли вы?
Среди Корделии, Офелии и Миранды скрывается группа из 8 маленьких лун, собравшихся так тесно, что ученые все еще не могут разобраться в том, как они сумели избежать столкновения друг с другом. Ученые подозревают, что ближе к планете способны скрываться еще больше неоткрытых лун.
Кроме того, планета может располагать коллекцией троянских астероидов – объектов, разделяющих ту же орбиту, что и планета. Эта область называется точкой Лагранжа. Первую нашли в 2013 году, хотя ученые заявляли, что на планете она была бы слишком нестабильной, чтобы размещать такие тела.
Исследования и миссии Урана – объяснение для детей
Больше всего исследований Урана провели в телескопы. Но с развитием технологий удалось запустить космические корабли. Вояджер-2 НАСА стал первым и пока единственным космическим аппаратом, посетившим Уран. Он обнаружил 10 ранее неизвестных спутников и исследовал наклон магнитного поля.
В 2013 году Планетарное научное десятилетнее исследование рекомендовало НАСА рассмотреть возможность отправки миссии на ледяную планету.
Надеемся, что вам понравился рассказ про Уран и описание планеты. Если хотите узнать больше про планеты Солнечной системы, то переходите по нижним ссылкам. Также на сайте можно воспользоваться 3D-моделями, картой Урана, фото и видео с аппаратов или же попробовать отыскать планету в небе самостоятельно с помощью онлайн телескопа в режиме реального времени. Дети смогут узнать еще много интересных фактов об этом загадочном мире.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ: