Top Banner
ВВЕДЕНИЕ Уран, (лат. Uranium) U, элемент III группы, периодической системы, порядковый номер 92, атомная масса 238.02891(3); самый тяжёлый из встречающихся в природе; стабильных изотопов не имеет; Сиборгом отнесён (по формальному признаку – характеру заполнения электронных оболочек) к актинидам. Атом урана включает 92 протона и 92 электрона, из которых 6 - валентные. Может содержать от 141 до 146 нейтронов. Использовался он еще в начале нашей эры, осколки керамики с желтой глазурью (содержащие более 1% оксида урана) находили среди развалин Помпеи и Геркуланума. Уран открыт в 1789 в урановой смолке немецким химиком М.Г.Клапротом, назвавшего его в честь планеты уран, открытой в 1781. (Уран - бог неба, сын и одновременно супруг богини Земли - Геи, отец титанов и циклопов - одноглазых гигантов). Периодическая система элементов H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Атомная масса природного урана составляет 238,0289 атомных единиц. Он состоит из смеси трех изотопов: Изотопы урана Содержание в природном уране, % Период полураспада, лет 238 U 99,2742 4,46⋅10 9 235 U 0,7202 7,04⋅10 8 234 U 0,0056 2,44⋅10 5 Все изотопы урана радиоактивны. Два из них: 238 U и 235 U образуют ряды распада, заканчивающиеся устойчивыми нерадиоактивными изотопами свинца 206 Pb и 207 Pb и гелия. Изотоп 234 U является одним из промежуточных нуклидов ряда распада 238 U. Из промежуточных продуктов распада практическое значение имеют радий 226 Ra и радон 222 Rn. При распаде ядер 238 U и 235 U выделяются вторичные нейтроны, которые при определенных условиях способны вызвать распад новых ядер. Цепная реакция деления возможна, если количество вторичных нейтронов не меньше количества нейтронов, вызывающих реакцию деления, т.е. коэффициент размножения нейтронов должен быть ≥ 1. На этой реакции основано широкое использование урана в ядерной энергетике. В данном обзоре (учебном пособии) мы рассмотрим основные свойства урана (ядерные, физические, химические и токсические), некоторых его соединений и изотопов. Значительное внимание уделим урановой промышленности и её роли в создании оружия и атомной энергетики. Дадим некоторые сведения по правилам работы с ураном и обсудим роль урана в радиоэкологии. Дополнительную информацию можно почерпнуть из нашего курса лекций ЯДЕРНАЯ ИНДУСТРИЯ (разделы, посвящённые урановому, уран-плутониевому и уран-ториевому топливным циклам) и в учебном пособии РАДИОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ: уран, нептуний, плутоний, торий (См. сайт http://profbeckman.narod.ru ). 92 U УРАН 238,029 5f 3 6d 1 7s 2 2 9 21 32 18 8 2
300

8a832602d00e02281b3572ff2451255c

Apr 21, 2015

Download

Documents

Olga Barmina
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

, (. Uranium) U, III , , 92, 238.02891(3); ; U 2 ; ( 9 ) . 92 21 92 , 6 - . 141 146 32 . 238,029 18 , 3 1 2 8 ( 1% ) 5f 6d 7s 2 . 1789 .., , 1781. ( - , - , - ). H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds RgUubUutUuqUupUuhUus Uuo 92 * La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** AcTh Pa U Np Pu AmCmBk Cf Es Fm Md No Lr 238,0289 . : 238 U 235 U 234 U , % 99,2742 0,7202 0,0056 , 4,46109 7,04108 2,44105

. : 238U 235U , 206Pb 207Pb . 234U 238U. 226Ra 222Rn. 238U 235U , . , , , .. 1. . ( ) (, , ), . . . (, , - - ) : , , , (. http://profbeckman.narod.ru).

1. 1789 1841 1896 1934 1935 1939 1939 - , . . . . - . : 234, 235 238. . - 235U

() , - . , (pitchblende). XVIII , , . 1789 - (01.12.1743-01,01.1817) , , . . ( ). . , , , , . . , - . - , . , , . ( ) . (Uranium) , (1781). : , , . , , . , , . (pitchblende) . . 1. (), , . , , U3O8. .. 1840 . ; . 120 , .. (1872) . , . 1882, 240.

. 2. : 7, 1 2, 2- -8, 3- 18, 4- 32, 5- 21, 6- 9, 7- -2. 1896, , . , , , . . - . , , ( -, +, , , .), (, ) . 1900 - -, , -I -II. 1913 , -, -1 (), ; -2. - . 1935 . - , : -238 (99.28%), -235 (0,714%) -234 (0,006%). . 3. . . . . 1938 . .

2. - 2.1 , 33 . : 238U (99,2739%, T=4.47109 , -, (4n+2)), 235U (0.7205%, T=7,04109 , (4n+3)) 234 U (0.0056%, T=2.48105 , -). , , 238U. 238,0289+0,0001. 238U 234U, . 0.67 /, 234U 238U; 235U ( 235U 21 238U). . 233U 4,610.27 2, 235U 9,8 10-27 2, 238U 2,7 10-28 2; 233U 5,2710-26 2, 235U 5,8410-26 2, 4,210-28 2. , , -. - 230U, 231U, 232U, 233U, 234U, 235U, 236 U, 238U 5,97; 3,0510-4; 5,414; 4,909; 4,859; 4,679; 4,572; 4,270 . , 233U, 238U 239U - , -. . 1 -235 -238 ( ). . 1. .235 238 239 240 252

- , (%) / 7.0x10-9 5.4x10-5 4.4x10 3.09-10

U 7.04x108 U 4.47x109 Pu 2.41x10 Pu 6569 Cf 2.638 4

1.86 2.07 2.16 2.21 3.73

1.0x10-5 0.0136 2.2x10-2 920 2.3x1012

5.0x10-6

. , 233U 235U , (235U ), 238U 1 . 238U 239U, - 239Np, - 239Pu, 235U. 234U, 235U 238U 9810-28, 68310-28 2,710-28 2 . 235U 2107 ./. 238 U 235U : 4n+2 4n+3. 238U . (234 - = 1,18 ), (230Th - T= 8104 ). - - -. , (222Rn- 238 U 219Rn- 235U). - 206b 238U 207b 239U. . ; . . - , (Fr, Rn, Ac, Th, Pa, U). . - , , , . : -, - -, . : -, -; , , -. . , - - . -

, - . . 4n+2 , -238 , , , , , , , . , . . 2. .238 234

() U UX1 UZ UII Io Ra Rn RaA

() X1 Z A

e -

4.468109 24.10 6.70 245500 75380 1602 3.8235 3.10 1.5 35 26.8 19.9 0.1643 1.30 22.3 5.013 138.376 4.199

, 4.270 0.273 2.197 4.859 4.770 4.871 5.590 6.115 0.265 6.874 2.883 7.263 1.024 3.272 5.617 7.883 5.484 0.064 1.426 5.982 5.407 1.533 -

234

U

Th Pa U

Th Pa U

234

234

234 230 226 222

234 230 226 222

99.98 % - 0.02 % 99.90 % - 0.10 %

Th Ra Po Pb At

Th Ra

Rn

Rn Po At

218 214

218

218

218 218

214 218

Bi Rn Po Bi Po Tl Pb Pb Bi Po Tl Pb Pb

Rn Pb Bi RaB RaC RaC' RaC" RaD RaE RaF B C C' C" D E F-

214

214

-

214 214

214 214

99.98 % 0.02 % -

210 210 210

Po Tl Pb Bi

210 210

210 210

210 210

- 99.99987% 0.00013% -

206 206 206

Po Tl Pb

206 206

-

238U 1,411017 , 1 238U 3106 - , 234Th. , , 206Pb 238U , . 206Pb 238U. 3106 238U.

. 4. -238 234Th 3106 , 1 238U 91012 234Th , .. 1,510-11 ( ). , , , . 238U . 1 238U 3106 -, -, 6,7 3 . 21017 600 .

. 5. -235. . 3. () 1 4n+2 238 U 4n+3 235 U 236 234

U U 230 Th 226 Ra 210 Pb 235 U 231 Pa 227 Ac 223 Ra

, 4.47x109 2.45x105 7.70x104 1600 22.30 7.04x108 3.28x104 21.77 11.30

9.93x108 5x104 1.78x104 3.30x102 4.32 7.06x106 3.14x102 0.21 2.90x10-4

. 4. (t=109 ) 4n+2 4n+3 U 235 U238

1x107 5x106

, / () 1.6x108 3.7x108

1/2

230

U 231 U232 233

20,8 4,2

. 5 . , / , , - -3 2,9810 2,1610-2 ; 8,2010-2 7,0610-2 ; 2,1910-3 1,3110-3 1,7310-3 1,5410-1 1,5710-3 1,4210-1 1,3610-3 5,1110-2 7,6110-3 1,7410-2 6,0810-3 1,3210-2 4,8010-2 1,1410-2 1,9410-1 1,0010-2 4,0810-1 1,3810-1

()

U U 234 U 235 U 236 U 237 U 238 U 239 U 240 U

72 1,585105 2,445105 703,8106 2,3415107 6,75 4,468109 23,54 14,1

Th . Pa . 227 Th . (5.510-5) 228 Th . 229 Th . 230 Th . 231 Th . 232 Th . 237 Np . 234 Th . 239 Np . 240m Np .231

226

. 6 . .nuclide symbol217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231

Z(p) N(n) isotopic mass (u) excitation energy 92 125 217.02437(9) 92 126 218.02354(3) 92 127 219.02492(6) 92 128 220.02472(22) 92 129 221.02640(11) 92 130 222.02609(11) 92 131 223.02774(8) 92 132 224.027605(27) 92 133 225.02939 92 134 226.029339(14) 92 135 227.031156(18) 92 136 228.031374(16) 92 137 229.033506(6) 92 138 230.033940(5) 92 139 231.036294(3) half-life

Representative Nuclear Isotopic spin Composition (mole fraction) 0+ 0+ 9/2+ 7/2+ 0+ (5/2+) 0+ (3/2+) 0+ (3/2+) 0+ (5/2)(+)

range of natural variation (mole fraction)

U U U U U U U U U U U U U U U

26(14) ms [16(+21-6) ms] 1/26(5) ms 60 ns 700 ns 21(8) s [18(+10-5) s] 940(270) s 61(4) ms 269(6) ms 1.1(1) min 9.1(2) min 58(3) min 20.8 d 4.2(1) d 55(25) s [42(+34-13) s] 9/2+

1.4(7) s [1.0(+10-4) s] 0+

232 233 234

U U U U U U U U U

92 140 232.0371562(24) 68.9(4) y 92 141 233.0396352(29) 1.592(2)105 y 92 142 234.0409521(20) 2.455(6)10 y 1421.32(10) keV 0.0765(4) keV 92 144 236.045568(2) 1052.89(19) keV 2750(10) keV 33.5(20) s8 5

0+ 5/2+ 0+ 67/21/2+7

[0.000054(5)] 0.000050-0.000059 [0.007204(6)] 0.007198-0.007207

234m 235

92 143 235.0439299(20) 7.04(1)10 y ~26 min 2.342(3)10 y 100(4) ns 120(2) ns9

235m 236

0+ (4)(0+) 1/2+ 0+ 0+ 5/2+ (5/2+) 1/2+ 0+ 7/2+ 0+ [0.992742(10)] 0.992739-0.992752

236m1 236m2 237 238

U U U U U U

92 145 237.0487302(20) 6.75(1) d 92 146 238.0507882(20) 4.468(3)10 y 2557.9(5) keV 20(20) keV 133.7990(10) keV 92 148 240.056592(6) 92 149 241.06033(32) 92 150 242.06293(22) 280(6) ns >250 ns 780(40) ns 14.1(1) h 5 min 16.8(5) min 92 147 239.0542933(21) 23.45(2) min

238m 239

239m1 239m2 240 241 242

U U U

2.2 11 227 240, 233U (T = 1,62105); . 240 . -240, , . , 19 . 239 257. . - . . 7. - 239Pu 235U. 239 Pu 235 U () 742,5 582,2 () 1,8 2,0 2,871 2,418

235U 233U, 238U, .. , . .8 . .8 235U 238U , (>1 ) , (99%) -, -

5,31(69%) 5,27(31%) 4,823 4,499 0,245 1,21 0,36

70 1,62105 2,39107 6,75 23,54 141

.10 . , . / , ./()232

74 1,62105 2,475105 7,13108 2,391107 4,51109 , 20,8 9,510-3 6,210-3 2,1410-5 6,310-5 3,3310-7

U 233 U 234 U 235 U 236 U 238 U

4,6107 2,2104 1,36104 4,8 1,42102 7,410-1

- .

2.3 U-232. 232 U , , -, =68,9 , 236 Pu(), 232Np(+) 232Pa(-), 228h. . 232U 0.47 /. 232U () 233U . 232Th :

Th + n 233Th (22.2 , --) 233Pa (27.0 , --) 233U : 232 Th + n 231Th + 2n, 231Th (25.5 , ) 231Pa + n 232Pa (1.31 , ) 232U. 232U ( 6 ), . 6 , (~ 500 ) . 230Th, 232U : 230Th + n 231Th . . 232U ( ) 230Th. 232U , 212Bi 208Te, - . , . 232U . : 232U (76 , -) 238Th (1.913 , -) 224Ra (3.64 , - -) 220Rn (55.6 , -) 216Po (0.155 , -) 212Pb (10.64 , - ) 212Bi (60.6 , - -) 212Po - -) 208Tl, 212Po (310-7 , -) 208Pb (), 208Tl (3.06 , - -) 208Pb. - 224Ra. 85% -208 - - 2.6 . 232U 233U , . , 232U ( 75 , 380), 73 ( 280). 232U: . U , . -233 - -, =1,585105 , 237Pu() 233Np(+) 233Pa(-), 229Th. -233 : 232Th 233Th, 233, 233U. 233U ( ) , , , ( ). -233 . 533 , 1585000 , . 233U 235U ( 16 ). 233U 720 /. 235 U 232Th, : 232 Th + n 233Th (22.2 , --) 233Pa (27.0 , --) 233U , 233U , , 234 U, , (235U, 239Pu, 241Pu) . , , , . 233U, , , , 234U ( , ). 233U - , . . , , . , 233U . . 1955 233U, Teapot ( ). 233U, 239Pu: 1/7 (=159200 24100 ), 60% (16 10 ), 20 (610-9 310-10). , , 233U , 239Pu. 233U , , . U-233233

232

233U 232U, 233U . , , , 233U -233 232U - (n, 2n) 233U, 233Pa: 232 Th(n,) 233Th(-) 233Pa (-) 233U (n,2n) 232U 232 Th(n,) 233Th (-) 233Pa (n,2n) 232Pa (-) 232U 232U -: 232U (, 72 ), 228Th (, 1.9 ), 224Ra (, 3.6 , 0.24 ), 224Rn (, 55 , 0.54 M), 216Po (, 0.15 ), 212Pb (-, 10.64 ), 212Bi (, 61 , 0.78 M), 208Tl (-, 3 , 2.6 ), 208Pb, 233U , . 232U 233U 5 (0.0005%). 232U , , . , 232U 0.1-0.2%. 0.5-1%. 233U, 232U, 228Th , . . 233U -. 233U (5 232U) 11 / 1 1 , 110 / , 200 / 2 . 5 25 . 233U (1 ) . . 10 , . - 100 - 1000 . : 9Be + - 8Be + n. - 232U , . 233U (0.5 - 1.0% 232U), . 10- , , 1 1 11 /, 110 / 200 / 2 . , 1000 , 25 . 232U . , 232U -. 233U 1% 232U -, , , . - , , -. , , , . . - . , . 233U 9.636 /, - ( ) 15% . 1% 232U 212 /. 233U . 233U 213Bi. 213 , , . U-234 -234 ( II) (0,0055%), =2,445105 , -, : 238Pu(), 234Pa(-), 234Np(+), 230Th. 234U - . 234U : 238 U (4.51 , -) 234Th 234 Th (24.1 , -) 234Pa 234 Pa (6.75 , -) 234U 234U 238U, . 238U , ( ). 234U , , ,

. 234U. 234 U , 235U. 234U - 238Pu. - 238Pu 234U, 238Pu 234U, 238u . 100 238u 776 234U, 3 - 2,2 234U. 234U - . 234U -, , . , 234U , . 234U 100 , , 700 . 235U , 238U ( 2,7 ) 239Pu. , 234U, . U-235 -235 () , . (Arthur Jeffrey Dempster) 1935. , . , 235U 236U, , . , , 235U (0,72%), - ( 4.679 ), =7,038108 , 235Pa, 235Np 239Pu, - 231Th. 235U 0.16 /. 235U 200 =3,210-11 , .. 18 /=77 /. 5% . 1000 , 1 . 60- 235U 9.6 /, . 238U 35 , . 234U 22 238U . 235U 2.1 /; 0.8% 234U 51 /. . (93,5% 235U) 1 , 50 , 15 23 . , , . 235U 2-4.5%, - 80%, 90%. 235U 93.5% ( 97.65%). - .

. 235U 85% , 20% 85% - , , ( ). , , . , 2-3 . , , -, ( ), -235 .

, 234U , 235U , ,

. 235U 1.5-2.0% 234U. 235U , . . , 235U, , , , 238 U, , . U-236 , -, =2,3415107 , 232Th. 235U, , - :235 92

U + n U 1 0 236 92

142 56 137 52

91 Ba + 36 Kr +301 n 97 Te+ 40 Zr + 201n

; , . 236U . . () . 236U (0,5%), 238Pu. , . 236U - , 235U. U-237 U, -, . U-238 -238 ( I) - ( 1 ), , (99,27%), -, =4,468109 , 234Th, , 18 206Pb. . -238 , 1016 , - - 10-7. 10 , - 20 . : 242 Pu(), 238Pa(-) 234Th, - 234Th. . 6. -238 10 . -238 , - , , . , 238U / . , , : , ( ). 40% , 238U . 238U 35 , 235U, 5.51 /. / , (200-300 ) . 238 U 0.333 /. 237

239Pu. , 238 U . , 235- , .

. 7. . , , 238U 236U 232U 238U 237U. - () . 234U, 236U 238U , 238Pu, 240Pu 242Pu - . 2+ 0+ -. . . . 11. . , 2+, 234U 236U 238U 43,5 45,3 44,7 2+, 0,27 0,23 0,23 , 87,74 6,55.103 3,763.105 / 17,12 0,24 3,94.10-3 780 607 660 () 238Pu 240Pu 242Pu

. 235U , , .. 235U 234U. 234U ( 0,001%) , 235U . . 560000 (UF6) , . , , 234U. - , - , , . , , . , , . , : , , , . , . 2005 .

, . , . . 235U . . . : , . -747 1500 . ( ), , . , , . - . ( 2% Mo 0.75% Ti, 850 , 450 5 ) ( > 1600 ). , , . , . 300 ( 30- GAU-8 A-10, 272 ). , , M-1 "" ().

3. 3.1 ; , , . , , , ( 38- ), . , , . , , 40. 210-4, . , , . 35 100% , 1,6.10-6 5,2.10-6% . . , , . , , , . . () 2,510-4% (2-4 ppm ), 3,510-4%, 3,210-4%, 510-5%, 310-7%. 20 1.31014 . , , . . , , . , ( ). 1010 . 0,7 11 ppm (15 ppm , ), 0,003 m. 0,00310-4 0,510-4 1,810-4 3,510-4 8010-4 1,310-4 2,010-4 3,410-4 1,4-8010-4 24510-4 . 12 (ppm - , ). . 12. () 20%U 2%U 0,1%U 200000 ppm U 20000 ppm U 1000 ppm U

() 0,01%U 100 ppm U 4 ppm U 2,8 ppm U 2 ppm U 1.4 ppm U 0.003 ppm U

. 13. . .% 210-5 910-6 . % 310-4 110-4

. U4+ Th, Ca, - . - . - , , pH . 100-220, 300-350. . . - ( ). . 8. (238U) , HNO3.

.

, , . , (, ). , 3,5% , 210-6 U/ (210-9 /). 4109 , 0,003 .% . 0.3610-6-2,310-6 /. - n10-6 . (>7,5 2=510-4 ). [UO2(CO3)3]4-. . , n10-6 . (24 ) - UO3. , -UO3, U3O8 NO2 250-375. . 27. . UO3 - UO3 - UO3 - UO3 - UO3 - UO3 , d 6,80 - , 3,971 10,34 9,71 14,6 b, 14,33 =99,03 9,77 c, 4,17 3,910 19,92

UO3, ; , . , c .

5.4.3 - U3O8 3UO2 + O2 U 3O8 UO2, UO2(NO3)2, UO2C2O43H2O, UO42H2O, (NH4)2U2O7 750 (=150-750 . .) U3O8.. 28. U3O8.

U3O8 - , -; - . , . U3O8: -U3O8. (. . 222; =6,71 ; 6= 11,97 ; =8,30 ; d 8,39.

-U3O8. (. . Cmcm; a=7,05; b=11,72 ; =8,29 . , HCl, HCl , U3O8, HNO3 , (IV) .H2SO4. U3O7 200. UO2: 1 3UO2 + O2 U 3O7 (T < 200o ) 2 U3O7 - . . 200 UO2. : -U37- (=5,472; =5,397); -U3O7 - (=5,363 ; =5,531 .

5.4.4

5.4.5 (IV) UO2 : U 3O8 + 2 H 2 3UO2 + 2 H 2O UO2C2O4 3H 2O + H 2 UO2 + CO + CO2 + 4 H 2O. 29. UO2 ( ).

. 30. UO2 .

UO2

. . . CaF2 (a = 5,470 ; d 10,96. =2875. 298 =-1084,5 /. , . : lgp ( . .) =33,115/-4,026lgT +25,686. - . HCl, HNO3 , H2SO4 .. 31. UO2+x.

5.5 U-S : US3, -US2, US2, -US2, U3S5, U2S3, US - UOS. . ( US3, US2, U2S3 U3S5): U + nS USn H2S , US3:

mUH 3 + nH 2 S U m S m +

3m + 2n H2 2

U3S5 US2: 3US2 U 3 S5 + S U2S3 - US2 : 6US 2 + 2 Al Al2 S3 + 3U 2 S3 UOS US2 - U3O8 H2S: 3U 3O8 + 20 H 2 S 9US2 + 20 H 2O + 2SO2 3U 3O8 + 11H 2 S 9UOS + 11H 2O + 2 SO2 US3, US2, UOS - , ; U3S5 - . U2S3 - - - ; = 1850. US - , ; = 2462.

5.6 U-N : UN, -U2N3, -U2N3 UN1,90. UN2 ( ). UN. UN , , , , , . - , - ; - , . UN , NaCl (= 4,8892 A); d 14,324. , .

5.7 U-C UC2 (-), UC2 (2-), U2C3 (-), UC (2-). UC2 : UO2 + 4C UC2 + 2CO U 3O8 + 14C 3UC2 3UC2 + 8CO U + 2C UC2 : 2UO2 + 7C U 2C3 + 4CO UC + UC2 1250U 2C3 1800U + C UC UC2 (-). - . UC2 , , ; UC1,85 UC1,9. 2, 4, - 22, , 2. (. . I4/mmm; a=3,527 ; = 6,002 A). : 1800; 1800 2 (= 5,488 A). = 2375; 298 =-88,3 /; d 11,68. U2C3 (-). . (. . I43d; a=8,088 ;. 298=205 /. UC (-). - . NaCl; (=4,961-4,959 ); d=13,6; =~2400, 298 =87,9 / (UC1,00).0

UC

UO2SO43H2O . 500 . , d=5,24. (IV) U(SO4)2nH2O (n=4, 8) UO2SO4: UO2 SO4 + H 2 SO4 + 2e U ( SO4 ) 2 8H 2O

5.8

U(SO4)28H2O -- - . UOSO42H2O. U(SO4)24H2O - - , . , (III) . 2UO2 SO4 + H 2 SO4 + 7 H 2O + 6e U 2 ( SO4 )3 8 H 2O + 1,5O2 (III) U2(SO4)38H2O. , -, - - . , , , , , , . 2, 1, H2SO4. , - - ; 0; 0 2. U2(SO4)35H2O. - , . U2(SO4)32H2O. , , ; .

- UO2(NO3)2H2O ( =2, 3 6) , . . UO2(NO3)26H2O . . , 2 , . UO3 N2O4 N2O5. o o UO3 + 2 N 2O5 0 10 UO2 ( NO3 ) 2 N 2O5 125 UO2 ( NO3 ) 2 + N 2O5 130 UO2(NO3)2 , . . .

5.9

5.10 () , (V). UO3 - (1) UO2 - 1:1 650-750 . 10-20 , . 75-100 . , , Li Cs. M3UO4, Li7UO6- U3 2 (M=LiCs) M2UO4, UO2 M2O (M=Li Na) , , . , , 500-750 20 . () MUO3 - . . , U4+ U22+. 3UO4 ( 7U6) . 2 2 U(VI). U(IV) (VI), , U4+ UO22+. (VI) M2UO4 (M = Li-Cs) UO3 23, , 800 , 2. , . 2-3 2 1. M4UO5 (M=Li, Na) UO3 23 400- 500. , . . .

5.11

, , USe3, USe2, -USe2, -USe2, U3Se5, U2Se3, U3Se4, USe, UOSe; UTe3,UTe2; UP2, U3P4,UP;

UAs2, U3As4; USi, USi2, -, -, -, -, -, -USi3; UB2, UB4, UB12 , UO2(ClO4)2H2O; , UO2HPO4H2O; UO2HAsO44H2O; , UO2C2O4H2O; (IV), U(C2O4)26H2O; (V) MUF6, M2UF7, M3UF8, M=Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, NH4+, Ag+,Tl+; (IV) M4UF8, M2UF6, M7U6F31, MUF5, MU6F25 (M=Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, NH4+, Ag+, Ti+; (IV) U(BH4)4 . UO2(CO3)3 , , ; , . (IV), , : , , , 1--2--3-, , . . ( , ), -.

6. , . -, . , . , , , ; - . -, (32-, SO42-, C2O42- .). (IV) , (r=1,05); Th Zr. (IV) , . USO42+, U(SO4)32-, U(SO4)44- . USO42+ , 3,3102 ( = 2 25). (IV) - UC13+, UC122+, 162-. UBr3+. (IV): USCN3+ U(SCN)22+ , , U(SCN)3+ UF5-, UOF3-, UF3+ UF22+. - (IV) , , U(C24)44-. , U(24)44-, U(24)2. , 3-, 32-, (IV) . (IV) . (IV) (, , .), [U2(C6H4O2)7]6- [U(642)]+, , . : (IV), , (, .), I, II III. , (IV) I 610-17 . (VI) , . ; , HCI, KC1, NaCl, KBr, NaJ, KJ, NaClO3, NaCl4, NaNO3, Na2SO4 . ; , H2SO4, Se3, 34, NaNO3+CH3COONa, -, - -, . , . - -, - - . , - . : (NH4)4[UO2(CO3)3] (NH4)6[(UO2)2(CO3)5(H2O)2]H2O (NH4)2[UO2(CO3)2(H2O)2] (NH4)3[(UO2)2(CO3)3(OH)(H2O)5] NH4[UO2(CO3)(OH)(H2O)3] UO2CO3 H2O - [UO2(CO3)3]4-.

. 26. . UO2 F + 2 UO2 + + 3F UO2 F3 2 UO2 + + 4 F UO2 F42 2 UO2 + F

( , , ) =1; 20o =1; 20o =1; 20o =1; 20o =1; 20o =1; 20o =1; 20o =1; 20o =1; 20o =1.06; 25o =1.06; 25o 1M HClO4; 25o 0.1M HClO4+ +0.9M NaClO4; 25o =1.06; 25o =26; 25o 7 12M HNO3

3,5104 2,91010 6,51011 240 2.3104 2.2106 2.3410-3 2.210-5 5.710-7

F-

UO2 F52 , UO2 F642 UO2 + + CH 3COO

UO2 (CH 3COO ) +

CH3COO-

2 UO2 + + 2CH 3COO

UO2 (CH 3COO) 2 2 UO2 + + 3CH 3COO UO2 (CH 3COO) + UO2 (CH 2ClCOO ) +

2 UO2 + + CH 2ClCOO

27.5 195 625 5.7 5.5 15.5 15.51.6 21.8 245 47050 10.2 0.2

CH2ClCOO-

2 UO2 + + 2CH 2ClCOO

UO2 (CH 2ClCOO ) 2

SCN-

H3PO4

2 UO2 + + 3CH 2ClCOO UO2 (CH 2ClCOO)3 2 UO2 + + SCH UO2 SCH + 2 UO2 + + 2 SCH UO2 ( SCH ) 2 2 UO2 + + 3SCH UO2 ( SCH ) 3 + 2 UO2 + + H 3 PO4 UO2 H 2 PO4 + H + 2 UO2 + + 2 H 3 PO4 UO2 ( H 2 PO4 ) 2 + 2 H + + 2 UO2 + + 2 H 3 PO4 UO2 ( H 2 PO4 ) H 3 PO4 + H +

2 UO2 + + 3H 3 PO4

+ UO2 ( H 2 PO4 ) H 3 PO4 + 2 H +

2 UO2 + + NO3

NO3-

[UO2 ( NO3 ) 4 ]22

UO2 NO3+

[UO2 ( NO3 ) 4 ] , [UO2 ( NO3 ) 3 ]

II (NH4)4[UO2(C2O4)3] (NH4)6[(UO2)2(C2O4)5(H2O)2] 4H2O (NH4)2[UO2(C2O4)2(H2O)2] (NH4)2[(UO2)2(C2O4)3] 3H2O NH4[UO2(C2O4) (OH)(H2O)3] UO2C2O4 3H2O (NH4)2[2(C2O4)2]H2O. II Me4+[UO2(SO4)3] Me6+ [(UO2)2(SO4)5(H2O)2]

--

Me2+ [UO2(SO4)2(H2O)2] Me2+[(UO2)2(SO4)3] nH2O Me[UO2(SO4)(OH)(H2O)3] UO2SO4 3H2O , UO2(SO4)22-. - ; ( .), (, .). - . . , , (8-10) . UO22+: 3- = 1:1, 2:3 2:1; - : , 1:1, 2:1 3:1. - UO22+: -, 1:1, 1:2 1:3. (UO2(NO3)2>UO2SO4> UO2(CH3COO)2. - . - >2,5 . UO22+, U2O52+, U3O82+, UO2(OH)+, U3O8(OH)+, U3O8(OH)2, U3O8(OH)3- .

2 UO2 + + 2 H 2O UO2 (OH ) + + H 3O + UO2 (OH ) + + 2 H 2O2UO22+ + 3H 2O

. 27. UO22+.

UO2 (OH ) 2 + H 3O +

(2,00,4)10-5 6,410-5 6,010-5 4,610-6 1,3510-6 210-6 1,1410-6 10-,050,1 4,110-3 510-9

2 UO3 UO2 + 2 H 3O +

2 UO2 + + U 2O52+ + 3H 2O 2+ 8

U 3O82+ (OH ) + + H 3O +

2,810-4 + + U 3O + 2 H 2O U 3O8 (OH ) + H 3O 310-7 U 3O8 (OH ) + 2 H 2O U 3O8 (OH ) 2 + H 3O + 410-8 + U 3O8 (OH ) 2 + 2 H 2O U 3O8 (OH )3 + H 3O 110-11 U 3O8 (OH )3 + 2 H 2O U 3O8 (OH )3 + H 3O + 410-12 2 3 + U 3O8 (OH ) 4 + 2 H 2O U 3O8 (OH )5 + H 3O 2+ UO2 UO2OH 2 UO2 + + H 2O UO2OH + + H + UO2UO32+, 2 2UO2 + + H 2O UO2 UO32 + + 2 H + . U(IV)/U(III) -0,52 B, U(V)/U(IV) 0,38 B, U(VI)/U(V) 0,17 B, U(VI)/U(IV) 0,27. U3+ , U4+ . UO2+ U4+ UO22+. U3+ , U4+ - , UO22+ - . h-pH , 1963 (Marcel Pourbaix - ). / . /, . . , : , , / , . . . () .

. 35. : (, / () ().

. 36. , : (, / ) (); ().

, (VI) (. 35). , , ( ) , . , U(VI) , . (. 36) , (VI) , , , - . , . 6 8 .

8. , , . . H2O2 KCNS , - 8-, . - UO2+2 NaF ;

. 37. ( ) ( ).

( , , , .); ; ; . : U3O8, (UO2)2P2O7 .: - U4+ KMnO4, K2Cr2O7 .: - . (10-6-10-10 ) . (, , ), ( 235U 238U 0,08 0,012 /), - ( 239U, 239Np ) - . . : , U(VI) U(IV) ; , , U(IV), , .. 900 1000 U3O8; 10-7 10-9 ; (, 22 , , , .); , NaF 10-11 .

8.1 , . . , . . .

, . : , , . . . 38. . . , , . , . , .

8.1.1 , - . UO22+-NaF - , . , , . , . . 39. .

8.1.2 . , . , . , . . , , . . U4+ UO22+ . , , U-, U-S U-N. , : Fe, Cu, Ni, Mn, r, V, , , . . , Th, Zr, Hf, Al, Zn, Ca, Ba ., , , . , , , KSCN, , - , , . U4+ UO22+ : , (UO2Ann)Katm, , , , . . , . .

, , , . R1-N=N-R2. , : AsO3H2 AsO3H2 (4- 6-), HO OH OHN N

N

N

. . . , , : , Nb, Zr, Hf, U(IV), Th; , , Fe(III), Cr(III), Al; - U(VI), Fe(II), u, , - , Sr, Mg. ( ) . : , - . , , : U(IV) , UO22+. U(VI) U(IV) - . III ( -) ( ). , 1-2 , . . . . S, , -R-, , 22 .

8.1.3 , , , . , . , . 40%- 34, - 30-50%- H2SO4 40-65%- lO4. , . , , , : 0,5-10 / . - . 22 Na2CO3. - . . 5-10 /. , . . : - 0,1 2,0N 1 HNO3, . . 20-40 / . N3-, , . - [UO2]2 [Fe(CN)6], , , n[UO2]2[Fe(CN)6]-mK4[Fe(CN)6]. 4-6 ( ) (3-4 HNO3 25 ). ,

, , , , . 10-20 U 25 . . - . (2--). , 2%- 80% - . UO22+. -14 U. UO22+ - , . , . - 2 / U. , . . , UO22+ - . 8- . : , c, , (1,2---3,5- ), (m-), , , , 2-, R- -R-, , , , , , . - 5 /. : , .

8.1.4 , , . I ( ), II III. I (2- --1,8--3,6-) U (VI), U (IV)- 1:1. 1:1 ( ) 1:2 ( ). ; () -. 4,5-8; . : Th, Zr, Ti, Al, Fe, TR , . : Zr, Ti, Th.

. , UO22+ - . , a Th, TR, Al, Fe (III), Zr, Ti, Cu, Be, Cr, Ga, Pd , . II (-4,41- -31- [-1,8--3,6]) I. II U(VI) U(IV) , , I. , II U(VI) U(IV) . II : , , III , .

III (1,8--3,6-2,7