Uraniu în nuci

Uraniul este un metal extrem de greu, dar în loc să se scufunde în miezul Pământului, acesta este concentrat la suprafață. Uraniul se găsește aproape exclusiv în scoarța continentală a Pământului, deoarece atomii săi nu se încadrează în structura cristalină a mineralelor mantalei. Geochimistii considera uraniul unul dintre elemente incompatibile, mai precis un membru al elementului litofil cu ion mare sau al grupului LILE. Abundența medie, pe întreaga crustă continentală, este puțin mai mică de 3 părți pe milion.

Uraniul nu apare niciodată ca metal gol; mai degrabă, apare cel mai adesea în oxizi sub formă de minerale uraninite (UO)₂) sau pitchblende (uraninite parțial oxidate, administrate convențional sub formă de U₃O₈). În soluție, uraniul călătorește în complexe moleculare cu carbonat, sulfat și clorură, atât timp cât oxidarea condițiilor chimice. Dar în condiții de reducere, uraniul pică din soluție ca minerale de oxid. Acest comportament este cheia prospectării de uraniu. Depozitele de uraniu apar în principal în două medii geologice, una relativ răcoroasă în rocile sedimentare și una caldă în granite.

Depozite sedimentare de uraniu

Deoarece uraniul se mișcă în soluție în condiții de oxidare și scade în condiții de reducere, acesta tinde să se adune acolo unde lipsește oxigenul, cum ar fi în șisturile negre și alte roci bogate în material organic. Dacă fluidele oxidante se deplasează în interior, ele mobilizează uraniul și îl concentrează de-a lungul părții frontale a fluidului în mișcare. Celebrele zăcăminte de uraniu frontal pe Platoul Colorado sunt de acest tip, datând din ultimele câteva sute de milioane de ani. Concentrațiile de uraniu nu sunt foarte mari, dar sunt ușor de minat și prelucrat.

Marile depozite de uraniu din nordul Saskatchewan, în Canada, sunt de asemenea de origine sedimentară, dar cu un scenariu diferit de o vârstă mult mai mare. Acolo un continent vechi a fost puternic erodat în perioada proterozoică timpurie în urmă cu aproximativ 2 miliarde de ani, apoi a fost acoperit de straturi adânci de rocă sedimentară. Neconformitatea dintre rocile de subsol erodate și rocile de bazin sedimentare suprapuse este aceea în care activitatea chimică și fluidul curge concentrat uraniu în orebode ajungând la 70% la puritate. Asociația Geologică din Canada a publicat o explorare detaliată a acestor zăcăminte de uraniu asociate neconformității cu detalii complete despre acest proces încă misterios.

Aproximativ în aceeași perioadă în istoria geologică, un depozit sedimentar de uraniu din Africa actuală a crescut de fapt suficient de concentrat încât „a aprins” un reactor nuclear natural, unul dintre cele mai îngrozitoare trucuri ale Pământului..

Depozite granitice de uraniu

Pe măsură ce corpurile mari de granit se solidifică, urmele de uraniu devin concentrate în ultimii biți de lichid rămași. În special la nivelurile de mică adâncime, acestea pot fractura și invada rocile înconjurătoare cu fluide metalice, lăsând vene de minereu. Mai multe episoade de activitate tectonică le pot concentra în continuare, iar cel mai mare depozit de uraniu din lume este unul dintre acestea, un complex de hematită breccia la barajul olimpic din Australia de Sud..

Exemplare bune de minerale de uraniu se găsesc în stadiul final al solidificării granitului - venele cristalelor mari și mineralele neobișnuite numite pegmatite. Pot fi găsite cristale cubice de uraninite, cruste negre de pitchblende și plăci de minerale de fosfat de uraniu, cum ar fi torbernita (Cu (UO)₂) (PO₄)₂· 8-12H₂O). Mineralele de argint, vanadiu și arsen sunt, de asemenea, comune în cazul în care se găsește uraniu.

Uraniul peegmatit nu merită exploatat astăzi, deoarece depozitele de minereu sunt mici. Dar sunt acolo unde se găsesc exemplare minerale bune.

Radioactivitatea uraniului afectează mineralele din jurul său. Dacă examinați o pegmatită, aceste semne de uraniu includ fluorita înnegrită, celestitul albastru, cuarțul afumat, berilul auriu și feldspații cu pete roșii. De asemenea, calcedonia care conține uraniu este intens fluorescentă cu o culoare galben-verde.

Uraniu în comerț

Uraniul are prețuri pentru conținutul său enorm de energie, care poate fi valorificat pentru a genera căldură în reactoarele nucleare sau pentru a se dezlănțui în explozibili nucleari. Tratatul de neproliferare nucleară și alte acorduri internaționale guvernează traficul în uraniu pentru a se asigura că acesta este utilizat numai în scopuri civile. Comerțul mondial cu uraniu se ridică la peste 60.000 de tone metrice, toate acestea fiind incluse în protocoalele internaționale. Cei mai mari producători de uraniu sunt Canada, Australia și Kazahstan.

Prețul uraniului a fluctuat cu averile industriei nucleare și cu nevoile militare din diferite țări. După prăbușirea Uniunii Sovietice, marile magazine de uraniu îmbogățit au fost diluate și vândute sub formă de combustibil nuclear în cadrul Acordului de achiziție cu uraniu extrem de îmbogățit, care a menținut prețurile scăzute până în anii 90.

Începând cu anul 2005, cu toate acestea, prețurile au urcat, iar prospectorii sunt din nou pe teren pentru prima dată într-o generație. Și cu o atenție reînnoită asupra energiei nucleare ca sursă de energie cu carbon zero în contextul încălzirii globale, este timpul să ne familiarizeze cu uraniul.