Радиоактивные руды
До конца XIX в. люди не знали о существовании радиоактивных элементов. И только благодаря открытию французского физика Анри Беккереля (1896 г.) и дальнейшим разработкам супругов Кюри стало известно о самопроизвольном превращении неустойчивых атомных ядер некоторых элементов в ядра новых элементов, которое сопровождается испусканием особого типа лучей. Это явление было названо Марией Кюри радиоактивностью (от лат. radio — «испускаю» и activus — «действенный») и явилось одним из величайших открытий человечества, ставшим началом новой эры в техническом прогрессе.
В природе довольно большая группа элементов, включающая уран, торий, радий, радон, актиний и протактиний, калий, кальций, ванадий, рубидий, цирконий и другие, обладает радиоактивностью. В этих элементах со временем уменьшается число нераспавшихся активных ядер. При этом уровень излучения, которое сопровождает этот процесс, начинает приближаться к естественному фону, безопасному для всего живого. Обычно продолжительность жизни радиоактивных ядер характеризует период полураспада — время, в течение которого распадается примерно половина всех атомов данного радиоактивного вещества. Например, у радия он составляет 1600 лет.
Однако распад атомных ядер может происходить не постепенно, а мгновенно, в результате так называемой цепной реакции. Этот процесс сопровождается выделением колоссального количества энергии. Неуправляемая цепная реакция ведёт к ядерному взрыву огромной силы и была использована при создании атомных бомб. Управляемая цепная реакция применяется в ядерных реакторах на атомных электростанциях. В меньших масштабах элементы, обладающие радиоактивностью, стали применяться в медицине, контрольно-измерительной аппаратуре. Спрос на ядерные материалы с появлением атомной промышленности резко возрос. Однако в природных условиях крупные месторождения образуют только два радиоактивных элемента — уран и торий. Остальные элементы этой группы получают попутно при переработке урановых и ториевых руд.
Торий добывают в незначительных количествах, составляющих всего сотни тонн в год. Его извлекают из прибрежно-морских россыпей, обогащенных монацитом (минералом, содержащим торий), и руд редкоземельных месторождений. Используется торий главным образом в качестве катализатора (ускорителя реакций) в электровакуумной и высокоогнеупорной технике. Необходимое для экспериментальных работ и медицинской аппаратуры количество радия получают из руд урановых месторождений.
До 1941 г. в мире практически не существовало урановой горнодобывающей промышленности. Однако драматические события августа 1945 г. резко изменили ситуацию. Американцы сбросили первые атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки. Весь мир был потрясён этим бесчеловечным актом. Последствия этой страшной катастрофы сказываются и поныне.
Все страны лихорадочно ускорили поиск месторождений радиоактивных руд. Тысячи геологов устремились в полевые экспедиции, которые протекали в обстановке строжайшей секретности: руководство ими осуществлялось оборонными ведомствами. За короткий срок были открыты крупные месторождения в Европе, Средней Азии, на Кавказе, в Сибири, Африке, Южной и Северной Америке, Австралии.
Одновременно с «воинской службой» атом осваивает мирные профессии. В начале 60-х гг. возникла ядерная энергетика, роль которой неуклонно росла вплоть до середины 80-х гг., когда в мире действовало уже 417 атомных электростанций. Во Франции, обладающей богатыми месторождениями, получают до 70% электроэнергии; в США — 18%; России — 7—8%. Только для поддержания современного уровня атомной энергетики необходимо ежегодно производить 40—50 тыс. т урана. В 1976—1979 гг., во время мирового нефтяного кризиса, цены на урановое сырьё резко возросли и достигли 100—115 долларов за 1 кг. Многие компании в ожидании дальнейшего роста цен в больших количествах складировали это сырьё. Однако события, происшедшие в мире во второй половине 80-х гг., коренным образом повлияли на репутацию атомной энергетики. Весной 1986 г. произошли грандиозная катастрофа на Чернобыльской атомной электростанции и несколько аварий на других станциях мира. Поднялась волна общественного протеста против развития этой отрасли, и даже появились требования её свёртывания.
Второй причиной спада интереса к урановым месторождениям явилось перенасыщение атомным сырьём вооружённых сил. Накопление ракетно-ядерных зарядов и стратегических запасов перешло критический уровень. Участились аварийна атомных подводных лодках, возникла проблема захоронения радиоактивных отходов, изменилась военная политика ведущих промышленных держав мира.
Наступил кризис атомной энергетики и атомных вооружений. В конце 80-х — начале 90-х гг. закрываются рудники в Канаде, США, ЮАР и других странах или сокращается добыча урановых руд на действующих предприятиях. Особенно болезненно этот процесс протекает в странах бывшего СССР, где без работы осталось много квалифицированных специалистов. По оценке зарубежных экспертов, Россия из своих резервов может снабжать все ядерные реакторы развитых стран в течение трёх лет. Это примерно 150 тыс. т коммерческого сырья, которое начало поступать на продажу. Часть стратегического запаса урана выбросили на рынок и США. Началась борьба за выживание мировой урановой горнодобывающей отрасли. Ряд стран ввёл жёсткие ограничения на ввоз этого сырья. Уран стал продаваться фактически по бросовым ценам — 7—10 долларов за фунт (20—30 долларов за 1 кг).
Видимо, подобная ситуация сохранится до конца XXI в., когда будут исчерпаны стратегические запасы, демонтированы заряды боевых ракет и пройдёт шок в общественном сознании после чернобыльской катастрофы. Серьёзной замены атомной энергии нет. Несомненно, спрос на урановое сырьё вновь возрастёт, и в XXII в. отряды геологов отправятся на поиски новых месторождений.
Постоянная ссылка на страницу: http://pochemy.net/?n=1469
Случайная статья
