Мировой рынок урана (на июль 2017 года)

Оригинал: Uranium Markets(Updated July 2017)

Все рынки минеральных сырьевых товаров имеют тенденцию к цикличности, то есть цены растут и существенно снижаются в течение многих лет, но эти колебания накладываются на долгосрочную тенденцию снижения реальных цен, поскольку технический прогресс снижает себестоимость добычи на шахтах. Однако на урановом рынке высокие цены в конце 1970-х годов сменились снижением цен в течение всего периода 1980-х и 1990-х годов, когда спотовые цены были ниже себестоимости для всех рудников, за исключением самых дешевых. Спотовые цены восстановились с 2003 по 2009 год, но с тех пор были опять упали.

Мировые запасы урана, часть 2. Распределение запасов урана по способу добычи.

Часть 1

В категории с наименьшей себестоимостью (до 40 USD/кг) доминирует шахтный способ добычи, особенно в Канаде, и в меньшей степени в Китае. На втором месте по значимости подземное выщелачивание, главным пользователем здесь является Казахстан. В категории, где уран является побочным продуктом, значительный вклад вносит Бразилия. Общие цифры трудно оценить точно, так как себестоимость урана в качестве побочного продукта часто неизвестна, особенно в Австралии. В категории до до 80 USD/кг наибольшую долю имеют запасы, добываемые шахтным способом и подземным выщелачиванием, что резко отличается от прошлого отчета, где в этой категории доминировали запасы, связанные с побочной добычей урана, в основном за счет месторождения Olympic Dam в Австралии.

Динамика подтвержденных мировых запасов урана 2011-2013

Идентифицированные традиционные ресурсы

Идентифицированные ресурсы включают подтвержденные (reasonably assured resources - RAR) и прогнозные (inferred resources - IR), добыча которых рентабельна при цене урана до 260 USD/кг. В таблице 1.1 показаны относительные изменения в структуре запасов с 2011 года. В целом происходит перераспределение запасов в сторону увеличения доли более дорогого урана. Запасы с рентабельностью до 260 USD/кг увеличились на 538 600 т (7,6%), до величины 7 635 200 т, что эквивалентно восьми годам мирового потребления на уровне 2012 года. Это увеличение явилось результатом переоценки известных запасов и доразведки месторождений с целью продлить их срок эксплуатации. Увеличились запасы в Австралии, Канаде, ЦАР, Китае, Чехии, Гренландии, Индии, Казахстане, Монголии, России, Словакии и Южной Африке. В то же время в других странах, главным образом в Ботсване, Намибии и Нигере запасы в результате переоценки сократились.

Прометий

Плутоний

Протактиний

Кюрий

Калифорний

Америций

Полоний

Астат

Радон

Актиний 

Лоуренсий 

Уран

Франций 

Прометий (Promethium), Pm – химический элемент III группы периодической системы входит в цериевую группу лантаноидов, атомный номер 61, атомная масса 145. Радиоактивен; наиболее устойчив изотоп 145 Pm (период полураспада 18 лет). В природе не найден, образуется при делении 235 U в ядерных реакторах (содержание изотопов прометия в неразделённой смеси продуктов деления урана 2,6%) и при испытаниях атомного оружия. Назван по имени мифологического титана Прометея.

ФРАНЦИЙ

Плутоний

Протактиний

Кюрий

Калифорний

Америций

Полоний

Астат

Радон

Актиний 

Лоуренсий 

Уран

Франций (лат. Francium), Fr,  химический  элемент I  группы  периодической  системы Менделеева,  атомный  номер 87,  атомная  масса 223,0197,  наиболее  тяжелый  элемент группы щелочных металлов. Назван  по  имени Франции,  родины М. Пере,  открывшей (по  радиоактивности)  элемент (открытие – 1939;  присвоение  названия - 1964)  среди  продуктов  распада  ряда 235U. М. Перей удалось доказать, что ядра 227Ac в 12 случаях из 1000 испускают α-частицы и при этом переходят в ядра элемента №87 с массовым числом 223, который и выделила Перей (AcK).

Один из редчайших и наименее устойчивых из всех радиоактивных элементов, встречающихся в природе.

ТОРИЙ

Плутоний

Протактиний

Кюрий

Калифорний

Америций

Полоний

Астат

Радон

Актиний 

Лоуренсий 

Уран

Торий (Thorium), Th, - химический элемент III группы периодической системы, первый член группы актинидов; порядковый номер 90, атомный вес 232.038. В 1828 году, анализируя редкий минерал, найденный в Швеции, Йенс Якоб Берцелиус обнаружил в нем окись нового элемента. Этот элемент был назван торием в честь всемогущего скандинавского божества Тора (Тор - коллега Марса и Юпитера: – бог войны, грома и молнии.). Получить чистый металлический торий Берцелиусу не удалось. Чистый препарат тория был получен лишь в 1882 другим шведским химиком - первооткрывателем скандия - Ларсом Нильсоном. Радиоактивность тория открыта в 1898 году независимо друг от друга одновременно Марией Склодовской-Кюри и Гербертом Шмидтом.

Изотопы тория

Природные радиоактивные изотопы: 227Th, 228Th (1,37-100 %), 230Th, 231Th, 232Th (∼100%), 234Th. Известно девять искусственных радиоактивных изотопов тория.

ЛОУРЕНСИЙ

 Уран

Плутоний

Протактиний

Кюрий

Калифорний

Америций

Полоний

Астат

Радон

Актиний

Лоуренсий, Lowrencium, Lr, элемент III группы периодической системы, атомный номер № 103, массовое число 262 - последний актинид. Радиоактивен, самый долгоживущий изотоп этого элемента ²⁶²Lr имеет период полураспада 3,6 часа Получен искусственно в 60-х гг. 20 в. Назван в честь изобреталя циклотрона, физика Эрнеста О. Лоуренса.

Открыт А.Гиорсо, Т.Сиккеландом, А.Ларшем и Р.Латимером в Калифорнийском университете в апреле 1961. Элемент был получен бомбардировкой калифорния ионами бора в линейном ускорителе тяжелых ионов в Беркли. Полученный изотоп (либо ²⁵⁸Lr, либо ²⁵⁹Lr) имел период полураспада ~8 с.

Актиний

 Уран

Плутоний

Протактиний

Кюрий

Калифорний

Америций

Полоний

Астат

Радон

Актиний (от греч. aktis, род. падеж aklinos - луч, сверкание, сияние; лат. Actinium), Ac, - 98-ой радиоактивный элемент главной погруппы III группы периодической системы элементов. Является "родоначальником" семейства актиноидов. Ближайшим химическим аналогом его является лантан.

Открыт в 1899 французским ученым А. Дебьерном в отходах переработки урановой руды и, независимо от него, в 1908 – Ф.Гизелем. И Дебьерн и Гизель открыли элемент №89 не по его собственному излучению, а по излучению дочерних продуктов: по сути дела, они наблюдали излучение изотопа уже известного тория.

Радон

 Уран

Плутоний

Протактиний

Кюрий

Калифорний

Америций

Полоний

Астат

Радон (Radon), Rn – радиоактивный химический элемент VIII группы периодической системы элементов, атомный номер 86, атомная масса 222, инертный газ, без цвета и без запаха. Радон — самый тяжелый элемент нулевой (VIIIA) группы периодической системы, единственный из благородных газов, не имеющий стабильных и долгоживущих изотопов.

В 1899 М. Кюри обнаружила, что воздух, в контакте с которым находятся соединения радия, становится радиоактивным. Впервые изотоп эманации – торон, т.е. ²²⁰Rn (Tn) – открыли Э.Резерфорд и Р.Б.Оуэнс в 1899 г. В 1900 Ф.Дорн (и независимо почти одновременно А.Дебьерн) открыл основной изотоп радона ²²²Rn (Rn), т.е. радон.

В 1903 А.Дебьерн открыл ²¹⁹Rn (An), т.е. актинон. В 1908 Р.У.Рамзай, Ф.Содди и Грей выделили радон в чистом виде. В 1923 эманация была названа радоном.

Астат

 Уран

Плутоний

Протактиний

Кюрий

Калифорний

Америций

Полоний

Астат (Astatium), At (От греч. αστατος — неустойчивый) – радиоактивный химический элемент VII группы периодической системы элементов, атомный номер 85, массовое число наиболее долгоживущего изотопа 210. Астат — наиболее тяжелый элемент группы галогенов.  

Астат под названием экаиода предсказан Д. И. Менделеевым. Впервые получен Д. Корсоном, К. Мак-Кензи и Э. Сегре в 1940. В природе астат впервые был обнаружен в 1943 австрийскими учеными Карликом и Бернертом. Он входит в составе природных радиоактивных рядов (самый устойчивый из них ²¹⁹At).

Полоний

Уран
Плутоний
Протактиний
Кюрий
Калифорний
Америций

Полоний— радиоактивный химический элемент VI группы периодической системы элементов. Атомный номер 84. Атомная масса 209. Обозначается символом Po (лат. Polonium).

Элемент открыт в 1898 супругами Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри в смоляной обманке— урановой руде. При этом элемент 84 концентрировался в висмутовой фракции. Первый образец полония, содержащий 0,1 мг этого элемента, был выделен в 1910. Элемент назван в честь родины Марии Склодовской-Кюри— Польши (лат. Polonia). М.Кюри предположила, что повышенная радиоактивность некоторых образцов урановой смоляной руды обусловлена присутствием в руде других, ещё неизвестных радиоактивных веществ. Это подтвердилось, и из урановой руды сначала был выделен новый элемент, концентрирующийся в соединениях висмута – полоний, а затем элемент, сходный с барием – радий.

Америций

Уран
Плутоний
Протактиний
Кюрий
Калифорний

Америций, Americium, Am, атомный номер 95, атомный вес 243. Назван от слова «Америка» (по месту открытия). Г. Сиборг дал название с учетом положения элемента 95 в «ряду актинидов» периодической системы Менделеева. Элемент 95 закономерно был помещен под схожим с ним элементом 63 в «ряду лантанидов». Элемент с номером 63 - европий - получил свое название в честь Европы, по аналогии с ним элементу с номером 95 было присвоено в честь Америки название америций. Радиоактивен, наиболее устойчив изотоп ²⁴³Am (Т=7370 лет).

Америций - четвертый синтезированный трансурановый элемент (кюрий, элемент №96, был открыт несколькими месяцами ранее). Он был идентифицирован Г. Т. Сиборгом, А. Гиорсо, Р. Джеймсом и Л. Морганом в 1944 году в результате облучения изотопов плутония нейтронами в реакторе как ²⁴¹Am.

Калифорний

Уран
Плутоний
Протактиний
Кюрий

Атомный номер 98

Внешний вид - радиоактивный металл серебристо-белого цвета

Атомная масса (молярная масса) - 251,0796 а.е.м. (г/моль)

Радиус атома 295 пм

Плотность 15,1 г/см³

Температура плавления 900 K

Калифорний, Californium, Cf, атомный номер 98, атомный вес 251. Название по месту открытия (штат Калифорния, США). Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп ²⁵¹Cf (T = 900 лет). Т.пл. 900°С. Источник нейтронов в активационном анализе, медицине. Получен искусственно в 1950 г на циклотроне С. Томпсоном, А. Гиорсо, К. Стритом и Г, Сиборгом. Назван в честь Калифорнийского университета в Беркли, где и был получен. Этим названием авторы хотели указать, что открыть новый элемент им было так же трудно, как век назад пионерам Америки достичь Калифорнии.

Кюрий

Кюрий, Curium Сm, атомный номер 96, атомный вес 247, третий синтезированный трансурановый элемент. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 247Cm (Т=1,58*10⁷ лет). Получен Г. Сиборгом, А. Гиорсо, Р. Джеймсом и Л. Морганом в 1944 году. При выборе названия первооткрыватели с одной стороны, хотели увековечить в таблице элементов память о Пьере и Марии Кюри, а с другой - подчеркнуть аналогию актиноидов и лантаноидов. (В таблице элементов над кюрием расположена клетка гадолиния, названного так в честь Ю. Гадолина — видного исследователя редких земель). Отметим, что второй буквой в символе элемента стоит m (эм) от имени Мария – проявление глубокого уважения к женщине-ученому.

Известно 14 изотопов кюрия с массовыми числами 238 - 250, из которых самый долгоживущий 247Cm (α-излучатель, период полураспада T1/2=1,64×107 лет). Практическое значение имеют 242Сm и 244Сm. В атомных реакторах некоторые изотопы кюрия (244Cm, α-излучатель, Т=17,59 лет), 242Сm (T =162,8 сут) и др.) можно накопить в килограммовых количествах за счёт длительного облучения нейтронами плутония или урана.

Изотопы кюрия. с массовыми числами менее 242 получают при облучении 239Ри на циклотроне α-частицами. 242Сm является дочерним продуктом 242Аm, подвергающегося β-распаду. Изотопы кюрия с массовыми числами 243 и более могут быть получены в ядерном реакторе при облучении нейтронами 238U, 239Pu и 141Am, а также предшествующих изотопов кюрия.

Протактиний (Pa)

Атомный номер 91
серебристо-белый, сильно радиоактивный металл
Атомная масса (молярная масса) 231,03588 а.е.м. (г/моль)
Плотность 15,37 г/см3
Удельная теплоёмкость 0,121 Дж/(K·моль)
Температура плавления 2113 K
Теплота плавления 16,7 кДж/моль
Температура кипения 4300 K
Теплота испарения 481,2 кДж/моль
Молярный объём 15,0 см3/моль

Протактиний, (лат. Protactinium), Ра, 91-й элемент периодической системы, атомный вес 231,03588. Предсказан Д.И.Менделеевым (экатантал). Первый изотоп протактиния (точнее, ядерный изомер) - короткоживущий 234m Pa (период полураспада T 1/2 = 1,18 мин) был обнаружен в 1913 К. Фаянсом и немецким физиком О. Гёрингом в радиоактивном ряду урана - радия. В 1918 О. Ган совместно с Л. Майтнер и независимо от них Ф. Содди и английский химик Дж. Кранстон получили и долгоживущий изотоп 231 Pa (T 1/2 = 32 400 лет), относящийся к радиоактивному ряду урана-235. В этом ряду протактиний - предшественник актиния (изотоп 227 Ас образуется при α-распаде Pa), что и отражено в названии протактиний (от греч. protos - первый). В 1927 американский радиохимик А.Гроссе приготовил первые два миллиграмма чистой окиси протактиния. Спустя семь лет А.Гроссе и М.Агрусс получили 100 мг окиси протактиния и выделили из них металлический протактиний.

Плутоний

1. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ

В 1940 Э. Макмиллан и П. Абелсон, проводя эксперименты на циклотроне Радиационной лаборатории Лоренца (Калифорнийский университет в Беркли), обнаружили образование нептуния в уране, облучённом нейтронами, генерируемыми в бериллии ионами дейтерия, ускоренными до высоких энергий. При этом оказалось, что ²³⁹Np, образующийся при β--распаде ²³⁹U, в свою очередь претерпевает β--распад, т.е. переходит в элемент, отстоящий на одну клетку вправо (мы теперь его зовём плутоний). Однако идентифицировать новый элемент они не смогли из-за его большого периода полураспада и низкой удельной активности. Сделали это радиохимики из того же Университета под руководством Гленна Сиборга.

Официально открытие изотопа плутония ²³⁸Pu, с периодом полураспада ~90 лет (86,4 г), приписывается Гленну Сиборгу (Glenn Seaborg), Эдвину Макмиллану (Edwin McMillan), Джону Кеннеди (Kennedy), и Артуру Уолху (Arthur Wahl). Через год был открыт другой изотоп - ²³⁹Pu с Т= ~24000 лет. В 1951 Сиборг и Эдвин Мак-Миллан (McMillan) получили Нобелевскую премию по химии «за открытия в области химии трансурановых элементов». (Кстати, Сиборг - единственный химик, имеющий патент на открытие элемента, даже двух: америция и кюрия).

Название элемента было предложено в 1948: Мак-Миллан назвал первый трансурановый элемент нептунием в связи с тем, что планета Нептун - первая за Ураном. По аналогии элемент 94 решили назвать плутонием, так как планета Плутон является второй за Ураном. Плутон, открытый в 1930, получил свое название от имени бога Плутона (он же Аид) - властителя подземного царства мёртвых по греческой мифологии.

Уран

Уран, элемент с порядковым номером 92, самый тяжелый из встречающихся в природе. Использовался он еще в начале нашей эры, осколки керамики с желтой глазурью (содержащие более 1% оксида урана) находились среди развалин Помпеи и Геркуланума. 

Уран был открыт в 1789 году в урановой смолке немецким химиком Мартоном Генрихом Клапротом, назвавшего его в честь планеты уран, открытой в 1781. Впервые получил металлический уран французский химик Юджин Пелиго в 1841, восстановив безводный тетрахлорид урана калием. В 1896 году Антуан-Анри Беккерель открывает явление радиоактивности урана случайным засвечиванием фотопластинок ионизирующим излучением от оказавшегося поблизости кусочка соли урана.

Мировой запас плутония (на 1999 г)

Наиболее вероятным источником делящегося материала для будущего распространения ядерного оружия являются громадные запасы оружейного коммерческого плутония, имеющиеся в мире. Но сколько плутония имеется, где и в каком виде? 9 июля 1999 г журналист Washington Post Билл Герц опубликовал оценочные данные американского правительства о мировых запасах плутония, полученные в результате утечки документов из министерства энергетики. Нехватка места не позволила Герцу опубликовать полные данные, но позже были изданы оценки запасов оружейного плутония в 15 странах.