Из серии Это интересно Часть 2

Из серии: «Это интересно» Часть 2.

Зачем нужен УРАН? Раньше его применяли
 В качестве пигмента для изготовления керамики
И цветного стекла. Теперь же уран основа
Атомной энергетики и атомного оружия.
При этом используется его уникальное свойство -
Способность ядра ДЕЛИТЬСЯ.

Первая часть.

Зачем нужна, себя мы спросим –
Атомная энергия,
Иль энергетика, точнее?
Стоит вопрос сей разобрать.

Зельдович с Харитоном были,
В числе первых, кто подсчитал,
Экономический эффект той
Атомной энергетики.

(Ещё ж в 1940 году)

И они тогда подсчитали,
Если деление идёт
Там на нейтронах быстрых, значит,
Участвует в нём изотоп.

(Основной изотоп урана – (U238)

То стоимость калории там
Из изотопа этого,
В 4000 раз ДЕШЕВЛЕ,
Чем из обычного УКГЛЯ!

А первую уже ЦЕПНУЮ
РЕАКЦИЮ осуществил
То, управляемую, ясно,
Энрико Ферми в 1942 году.

(Итальянский физик. В Чикагском университете)

Реактором же управляли
Тогда ж ВРУЧНУЮ там они!
Задвигая и выдвигая
Графитовые стержни там.

(При изменении потока нейтронов)

Электростанцию первую
В Обнинске у нас возвели
В 1954 – ом
Первую АТОМНУЮ уж!

С выработкой энергии в ней,
Первые те реакторы
Работали на производство
ПЛУТОНИЯ, к оружию.

Каков же принцип был работы,
Электростанций атомных?
Сейчас на МЕДЛЕННЫХ НЕЙТРОНАХ
Работают реакторы.

Обогащённый уран в виде
Металла, сплава, например,
С алюминием, или ж в виде
ОКСИДА – складывают там.

В цилиндры длинные. И их там
Тепловыделяющими
ЭЛЕМЕНТАМИ называют,
В реактор помещая их.

А между ними вводят стержни,
Из замедлителя. Они ж
В реакторе и УПРАВЛЯЮТ,
Этой РЕАКЦИЕЙ цепной.

Со временем в тех элементах,
ЯДЫ накапливаются,
РЕАКТОРНЫЕ. То продукты
ДЕЛЕНИЯ урана там.

(Также способные к ПОГЛОЩЕНИЮ нейтронов)

Как концентрация урана -
235 падает
Ниже критической, элемент –
ВЫВОДЯТ с эксплуатации.

Однако в нём много осколков,
Деления, с сильной уже
Радиоактивностью, она ж
С годами УМЕНЬШАЕТСЯ.

Отчего эти элементы
Выделяют долго ещё
Количество значительное
ТЕПЛА. Их надо охлаждать.

Делается это в бассейнах
Там в охлаждающих уже.
Затем либо их захоронят,
Иль перерабатывают.

То - извлекают несгоревший
Тот уран – 235.
И наработанный ПЛУТОНИЙ,
Он шёл для атомных уж БОМБ.

(Также другие изотопы, которым можно
Найти применение, например, в медицине)
А неиспользуемую часть отправляют в могильники)

В реакторах, быстрых нейтронов,
Иль уже в «размножителях»,
Вокруг там этих элементов
Отражатели ставят там.

С урана - 238,
Иль ТОРИЯ - 232.
Те ЗАМЕДЛЯЮТ, отправляя
В зону реакции опять.

(Те слишком быстрые нейтроны)

Вторая часть.

Замедленные же нейтроны
До резонансных скоростей,
Поглощают те изотопы,
Названные там ранее.

Соответственно превращаясь,
В ПЛУТОНИЙ – 239 там,
Или в уран – 233,
Что могут ТОПЛИВОМ служить.

(Для атомной станции)

Но так, как быстрые нейтроны,
Плохо всё ж реагируют,
С ураном – 235. То надо
Концентрацию поднимать.

(Урана – 235)

Но окупается всё это
Более сильным там уже
Потоком этих же нейтронов.
Чтобы реакция там шла.

Реакторы - размножители,
Считаются всё ж будущим
Энергетики атомной той –
Ведь больше топлива дают.

(Чем РАСХОДУЮТ! Но из опыта -
Ими трудно управлять. Сейчас в мире
Остался лишь ОДИН такой реактор –
На четвёртом энергоблоке Белоярской АЭС)

А как уран тот добывают?
И сколько его на Земле?
Уран - на 38 месте
Тут по распространённости

Урана на Земле не мало.
А больше всего есть его
В ОСАДОЧНЫХ породах - в СЛАНЦАХ
УГЛЕСТЫХ, в ФОСФОРИТАХ же.

(8*10 в минус 3 - ей степени, и соответственно
2,5*10 в минус 2 ой степени %)

Всего в земной коре урана,
Содержится 10 в 14 ой степени
ТОНН этого там элемента,
Правда - РАССЕЯН очень он.

Месторождений мощных нету.
В промышленном значении
Примерно, есть всего 15
Минералов урановых.

Это урановая СМОЛКА -
Её основой служит там
ОКСИД четырёхвалентного урана,
Урановая СЛЮДКА есть.

(Различные СИЛИКАТЫ, ФОСФАТЫ, и более
Сложные соединения с ВАНАДИЕМ или
ТИТАНОМ на основе шестивалентного урана)

Добыча руд радиоактивных
В наше время уже ведут,
Всяким там способом известным –
В горнорудной же практике:

Открытым, также и подземным,
И комбинированным там.
Россыпные месторожденья -
Только открытым способом.

На выбор способа добычи
Влияние большое там
Возможности оказывают
Технические в основном.

(И характеристики также разведанных
 Урановых месторождений)

Раньше на первых тех этапах
Развития урановой
Промышленности, руда эта
Подземным способом велась.

(Когда основными объектами эксплуатации
Были месторождения ГИДРОТЕРМАЛЬНОГО
Происхождения)

В следующие уже годы
Месторождения найдут,
С уже запасами большими,
Сравнительно там бедных руд.

Неглубоко те залегают.
Там от поверхности земли.
Такие руды уже можно
Добыть открытым способом.

(Экономически целесообразно. В США,
Канаде, Австралии и других странах
Значительные объёмы руды добывают
Именно так)

Месторождений ряд руды той,
В России и в республиках
Бывшего СССР добыча
Открытым способом идёт.

Всё интенсивней в эти годы
Ведут работы, чтоб найти
Новейших способов добычи,
Чтоб стоимость удешевить.

(Добытого металла. И эксплуатировать
Многочисленные месторождения с НИЗКИМ
Содержанием урана)

Наиболее эффективным
И часто применяемым
Способом – есть ОБОГАЩЕНЬЕ
РАДИОМЕТРИЧЕСКОЕ.

И ВЫЩЕЛАЧИВАНЬЕ также -
Переработки способы
Урановых руд те применяют
На предприятьях добычи.

Радиометрическое то
Обогащение идёт
На всём пути руд от забоя,
До фабрики обогатительной.

Руду с породой разделяют,
В забоях с помощью уже
Там полевых радиометров
И дальше по пути контроль.

(Радиометрический. На специальных
 Пунктах (РКС) – радиометрических
Контрольных станциях)

Осуществляют отделенье
Основной массы тех пород
Пустых, от руды. Называют –
Первичным обогащеньем.
 
Затем идёт уж разделенье
Руды по содержанию
Металла по сортам же
На заданное их число.

(Для последующей переработки)

Устанавливают РКС
В подземных выработках там,
И на поверхности же также -
«Начальное» обогащенье, то.

(Забалансовая) бедная руда
Проходит сортировку вновь
Радиометрическую там,
Уже на установках РАС.

Где производят отделенье
Пустой породы. Перевод
Руды из забалансовой там
В балансовую там уже.

А радиометрическая
Та сортировка
Второй стадией называют,
Обогащения руды.

(Радиометрического)

Третья часть.

Проводят эту сортировку
Прямо в надшахтных зданиях.
Одним из звеньев там являясь
В технологии добычи.

И рудной же переработки
На шахте. Или та идёт
На специальных фабриках там
Обогатительных уже.

(Радиометрических)

Основным топливом же служит
Для атомных реакторов
Урана ДИОКСИД. Который
Обогащённым должен быть.

(По делящемуся изотопу, урану - 235)

Так что, после обогащенья,
ГЕКСАФТОРИД урана там
Перевести необходимо
В удобную форму уже.

(Диоксида)

Из диоксида уж урана,
Таблетки уж прессуют там
Топливные. Их размещают
Внутрь ЦИРКОНИЕВЫХ труб.

(Трубок – тепловыделяющих элементов (ТВЕЛОВ)

Из ТВЕЛОВ уже собирают
Тепловыделяющие
СБОРКИ. И их там размещают
В тех ядерных реакторах.

(А это любопытно очень!
Группа исследователей
Создали там БЕЛКОВЫЙ комплекс,
Добыть, чтоб из ВОДЫ уран.

(Из Чикагского университета, Пекинского
Университета и Аргоннской национальной лаборатории)

В ней связывают растворённый
В воде уран. Этот белок
Эффективнее и дешевле
Существующих методов.

Добычи его с ОКЕАНА.
Найти сможет широкое
Примененье в промышленности
И также в энергетике.

Модифицировать возможно
Биосистему, чтоб связать,
Ионы там уже другие
С низкою концентрацией.

(То есть для добычи и других схожих материалов)

Теперь и рассмотреть тут можно,
Схему принципиальную,
Работы АТОМНОЙ на деле
ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ любой.

Главный в ней атомный РЕАКТОР.
Где та реакция идёт.
Где образуется ТЕПЛО то
ВЫСОКОЕ на выходе.

Через конденсатор давленья
Оно по трубам там идёт,
Уже там в ПАРОГЕНЕРАТОР,
Который воду кипятит.

(Отбирая выделенное реактором тепло)

ПАР поступает на ТУРБИНУ,
Что КРУТИТ ГЕНЕРАТОР там.
Тот вырабатывает уже
ТОК электрический для нас.

Работает всё под давленьем.
С турбины пар уже идёт
Там в КОНДЕНСАТОР.
Вода ж на охлаждение.

(В градирни или водохранилище)

Как видим ток мы получаем,
Также сжигая топливо:
Не дрова, уголь, что другое –
А топливо АТОМНОЕ.

По сути «дедовский» же метод,
Только теперь на атомной,
Уже основе. Не ВПРЯМУЮ,
Как бы хотелось это нам.

Только опаснее то стало.
Вспомним Чернобль и других.
Нет, чтоб с урана НАПРЯМУЮ,
Электричество добывать.

Цена за килограмм урана –
Российского стоил уже
В 2013 году в Европе
1713 евро там.

(Однако цены на уран сильно изменяются.
В 2021 году килограмм обогащённого
Урана в ЕС стоил 676 евро. В 2023 году
РФ поставила в ЕС 253 тонны обогащённого
Урана стоимостью на 430 миллионов. На
Первом месте по закупкам – Великобритания (28%),
А на втором – Нидерланды (20%)

Сейчас идёт расход урана
67000 тонн в год.
При разработках, что ведутся
Хватит на полвека его

(54 года)

Используя реакторы же
РАЗМНОЖИТЕЛИ, то тогда
Запасов этого урана
Хватит там на 6000 лет.

Ведь он энергию давая,
И производит в тот момент
Новое топливо к том уже
Ядерное нужное нам.

Работает на изотопе
Распространённом более.
Урана -238. Его
В ПЛУТОНИЙ преобразовав.

(Всех более разведано запасов (диоксида урана)
(U   O ) в Австралии - 1074 тысяч тонн (0,3) доли
   3    8
От мировых запасов. Потом Казахстан – 622 т. тонн (0,17) –
Россия – 1580 т. тонн (0,04).
Всего по всем странам 3622000 тонн