О ТЕРМОДИНАМИКЕ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ИЗОТОПОВ УРАНА И ЛЕГКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ
Ключові слова:
уран, термодинамика, фракционирование изотопов, эксперименты, водный раствор, кислотно-восстановленные условия, технология обогащения урана.Анотація
В работе дано термодинамическое и экспериментальное обоснование фракционирования изотопов урана и легких элементов в водных растворах. Процесс фракционирования зависит от изотопного состава системы, поскольку тяжелые изотопы более термодинамически активны по сравнению с легкими изотопами тех же элементов, имеют большую отрицательную свободную энергию и энтальпию образования и потому стремятся образовать молекулы с тяжелыми изотопами. Оценено количественно термодинамические свойства этих молекул. Представлены результаты экспериментов по фракционированию урану и легких элементов в водных растворах и термодинамическое обоснование этому эффекту при реакциях минералообразования в разных условиях кислотности и восстановленности среды. Проведена количественная оценка фракционирования разных изотопов и показана возможность практического использования этих данных для разработки технологии обогащения урановых руд изотопом 235U, чему способствуют увеличение восстановленности, щелочности и уменьшение температуры при изотопном фракционировании и осаждении уранинита из водных урансодержащих растворов, а также участие в последних легких изотопов веществ. Эти исследования достаточно перспективны и их следует продолжить как в теоретическом, так и практическом плане. Проведенные исследования также подтверждают представления об инфильтрационном генезисе позднепротерозойских альбит-уранинитовых и фанерозойских гидрогенных урановых месторождений.
Посилання
Белевцев Р.Я. В.И.Вернадский о геохимии окружающей среды // Збірник наукових праць. Інститут геохімії навколишнього середовища, вип. 22, Київ, 2013. с. 113-123.
Соботович Э.В. Справочник по изотопной геохимии. М.: Энергоиздат, 1982.- 240 с.
Тейлор Х.П. Применение изотопии кислорода и водорода к проблеме гидротермального изменения вмещающих пород и рудообразования // Стабильные изотопы и проблемы рудообразования. М.: Мир, 1977. - с. 213-295.
Белевцев Я.Н., Коваль В.Б., Бакаржиев А.Х. и др. Генетические типы и закономерности размещения урановых месторождений Украины. - Киев: Наук.думка, 1995. - 396 с.
Фомин Ю.А. Изотопный состав компонентов флюидных включений в месторождениях золота и урана докембрия Украинского щита // Зб. наук. праць ИГНС, вип. 20, 2012. – с. 11-29.
Полинг Л. Общая химия. – М.: Мир, 1974. – 846 с.
Бекман И.Н. Уран. Учебное пособие. Московский государоственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра радиохимии, Москва, 2009, 300 с.
Белевцев Р.Я. О термодинамическом анализе изотопного обмена в воде гидросферы и земной коры // Доповіді НАН України, 9, 2013. – с. 108-113.
Термодинамические свойства индивидуальных веществ (Отв. ред. Глушко В.П. ). М.: «Наука», т.1, кн.2, 1978. - 327.
Белевцев Р.Я., Бойченко С.Г., Спивак С.Д. и др. Термодинамика газового обмена в окружающей среде. Киев: Наук. Думка, 2007. - 247 с.
Белевцев Р.Я., С.В.Бухарев, Г.Д.Коломиец. Концепция плутонического формирования континентальной земной коры Украинского щита // Мин. журнал, т. 22, № 2/3, 2000. – с.118-131.
Белевцев Р.Я. Происхождение и эволюция внешних геосфер: газоводной атмосферы, кислого океана, свободного атмосферного кислорода и возникновение жизни // Доповіді НАНУ, № 12, 2011. – с. 83-90.
Дроздовская А.А., Мельник Ю.П. Некоторые термодинамические данные об устойчивости уранинитов переменного состава в гипергенных условиях // Атомная энергия, т.21, вып. 6, 1966, - с. 483-492.
Дроздовская А.А., Мельник Ю.П. Термодинамический анализ устойчивости окислов урана в низкотемпературных карбонатных водах // Атомная энергия, т.22, вып. 5, 1967, - с. 401-422.
Дроздовская А.А., Мельник Ю.П. Термодинамический анализ миграции урана в гипергенных сульфатных водах // Атомная энергия, т.22, вып. 5, 1967, - с. 423-439.
Карпов И. К., С.А.Кашик, В.Д.Пампура. Константы веществ для термодинами ческих расчетов в геохимии и петрологии. – М.: Наука, 1968. – 143 с.
Ронов А.Б., Ярошевский А.А., Мигдасов А.А. Химическое строение земной коры и геохимический баланс главных элементов. – М.: Наука, 1990. – 182 с.
Рыбалов Б.Л., Омельяненко Б.И. Источники рудного вещества эндогенных урановых месторождений. – М.: Наука, 1989. – 275 с.
