Уран қандай кашф этилган? Бу модда қандай қазиб олинади?

Бугун уран деганда кўпчиликнинг кўз олдига атом электр станциялари, ядровий энергия ва радиоактивлик келади. Аммо бу элементнинг тарихи анча олдин - унинг аслида қандай улкан кучга эга экани ҳали ҳеч кимга маълум бўлмаган даврларда бошланган. Қизиғи шундаки, уран дастлаб радиоактивлиги учун эмас, балки ранг берувчи модда сифатида қадрланган.

1789 йилда немис кимёгари Мартин Клапрот янги кимёвий элементни ажратиб олди ва унга саккиз йил аввал, 1781 йилда астроном Уильям Ҳершель томонидан кашф этилган Уран сайёраси шарафига «уран» деб ном берди.
Уран қўшилган керамика ва шиша XIX асрдан бошлаб безак саноатида кенг ишлатила бошланди. Уран оксидлари шиша таркибига қўшилганда, унга ўзига хос яшил ёки сариқ тус берарди. Янада қизиғи, бундай шиша оддий ёруғликда яшил-сариқ рангда кўринса, ультрабинафша нур остида ёрқин яшил флуоресценция беради.

XIX аср ва XX аср бошларида уран саноатда асосан ранг берувчи модда сифатида қўлланилган. Кейинчалик унинг радиоактив хусусиятлари аниқлангач, бундай буюмлардан фойдаланиш кескин камайди. Бугун эса уранли шиша асосан коллекционерлар учун қизиқарли буюм сифатида учрайди.
Уран тарихидаги энг муҳим бурилиш 1896 йилда юз берди. Француз физиги Анри Беккерель уран тузлари ташқи таъсирсиз ҳам ўз-ўзидан нурланиш хусусиятига эга эканини аниқлади. Шу тариқа радиоактивлик ҳодисаси кашф этилди. Кейинчалик Мария ва Пьер Кюрилар ушбу ҳодисани тизимли равишда ўрганиб, радиоактив элементларнинг хусусиятларини тадқиқ этдилар. Уларнинг ишлари радиоактивлик назариясининг ривожланишига, шунингдек, атом ва ядро физикасининг шаклланишига катта ҳисса қўшди.

Радиоактивлик соҳасидаги фундаментал тадқиқотлари учун Анри Беккерель, Мария Кюри ва Пьер Кюри 1903 йилда физика бўйича Нобель мукофотига сазовор бўлдилар.
Ураннинг инсоният тарихидаги роли ундан кейин янада ўзгарди. 1938 йилда немис олимлари Отто Ган ва Фриц Штрассман уран ядросининг парчаланишини тажрибада аниқладилар. Бу кашфиёт ядро физикасида катта бурилиш ясади. Чунки атом ядроси парчаланганда жуда катта миқдорда энергия ажралиши маълум бўлди. Кейинчалик айнан шу ҳодиса атом энергетикасининг илмий асосларидан бирига айланди.

Инсоният асрлар давомида ер қаъридан олтин, кумуш, мис ва темир каби металларни қазиб олган. Бироқ XX асрга келиб, ер бағридаги яна бир элемент - уран - мутлақо янги аҳамият касб этди.
Дастлаб оддий минерал сифатида қаралган уран кейинчалик илм-фан, энергетика ва замонавий технологиялар учун стратегик ресурсга айланди. Унинг бундай аҳамият касб этиши, аввало, ноёб ядровий хусусиятлари билан боғлиқ. Уран ядросининг бўлиниши натижасида катта миқдорда энергия ажралиши аниқлангач, жуда оз миқдордаги моддадан улкан энергия олиш мумкинлиги маълум бўлди. Бу кашфиёт ядро физикасида янги даврни бошлаб берди ва атом энергетикаси саноатининг шаклланишига замин яратди.

Уран табиатда учрайдиган оғир элементлардан бири бўлиб, радиоактив хусусиятлари билан ажралиб туради. Қадим замонларда одамлар унинг ҳақиқий имкониятлари ҳақида тасаввурга ҳам эга эмас эдилар. Аммо ураннинг хусусиятлари босқичма-босқич ўрганилгани сайин, унинг илм-фан ва технологиядаги аҳамияти ҳам ортиб борди.
Бугун эса уран, аввало, атом электр станцияларида энергия ишлаб чиқариш учун муҳим хомашё ҳисобланади.

Халқаро атом энергияси агентлиги маълумотларига кўра, дунёдаги уран захиралари тахминан 8 миллион тоннани ташкил этади. Ҳозирги ядро энергетикаси ривожланиш суръатлари сақланиб қолса, аниқланган ва иқтисодий жиҳатдан қазиб олиш мумкин бўлган захиралар бир неча ўн йилларга етиши мумкин.
Бироқ бу каби ҳисоб-китоблар доимий эмас. Янги конларнинг аниқланиши, геология-қидирув ишларининг кенгайиши ва қазиб олиш технологияларининг такомиллашиши мавжуд ресурслардан фойдаланиш муддатини узайтириши мумкин.

Уран фақат қуруқликда эмас. Олимларнинг ҳисоб-китобларига кўра, дунё океанларида ҳам жуда катта миқдорда - тахминан 4,5 миллиард тонна уран мавжуд. Аммо унинг концентрацияси ниҳоятда паст бўлиб, у денгиз сувида жуда суюқ ҳолда тарқалган. Шу сабабли океан сувидан уран ажратиб олиш ҳозирча мураккаб ва қиммат жараён ҳисобланади.
Айни пайтда бир қатор давлатлар, жумладан, Хитой олимлари денгиз сувидан уран ажратиб олиш технологияларини тадқиқ қилмоқда. Агар бу технологиялар саноат миқёсида самарали ва иқтисодий жиҳатдан мақбул бўлса, келажакда уран ресурслари ҳақидаги тасаввурлар ҳам анча ўзгариши мумкин.
Уран конлари дунё бўйлаб нотекис тақсимланган. Разведка қилинган захиралар бўйича Австралия етакчи ўринлардан бирини эгаллайди. Қозоғистон, Канада ва Россия ҳам йирик уран захираларига эга давлатлар қаторига киради.

Ўзбекистон ҳам уран захиралари ва уни қазиб олиш бўйича дунёдаги муҳим давлатлардан бири ҳисобланади. Сўнгги йилларда олиб борилган геология-қидирув ишлари натижасида мамлакатимиздаги аниқланган уран захиралари 139 минг тоннага етгани расмий маълумотларда қайд этилган.
Уранни қазиб олиш оддий тоғ-кон ишларидан анча фарқ қилади. Бу жараён бир неча босқичдан иборат бўлиб, конни ўрганиш, уранли рудани ажратиб олиш, қайта ишлаш ва якуний маҳсулот - уран закиси (оксиди)ни олишни ўз ичига олади.

Қазиб олиш усули коннинг геологик тузилиши, руда қатламининг чуқурлиги ва бошқа омилларга боғлиқ. Бунда асосан уч хил усулдан фойдаланилади:
Очиқ усул. Руда ер юзасига яқин жойлашган бўлса, карьерлар ташкил этилади. Бунда бурғулаш қурилмалари, юклагичлар ва бошқа тоғ-кон техникасидан фойдаланилади. Усулнинг асосий афзаллиги - юқори ишлаб чиқариш самарадорлиги ва нисбатан паст таннарх. Бироқ унинг атроф-муҳитга таъсири бошқа усулларга нисбатан юқорироқ бўлиши мумкин.
Ер ости усули. Уран рудаси чуқур қатламларда жойлашган ҳолларда шахталар қазилади. Айрим конларда вертикал шахталар орқали пастга тушилиб, горизонтал йўлаклар - штреклар очилади. Бундай конларда ишлатиладиган техника мураккаб геологик шароитда ишлашга мослаштирилган бўлиши керак.

Ер остида танлаб эритиш усули. Бугунги кунда уран қазиб олишда кенг қўлланилаётган замонавий технологиялардан бири. Бу усулда руда ер юзасига чиқарилмайди. Махсус қудуқлар орқали уранли қатламга эритувчи реагентлар юборилади. Улар уран минералларини эритиб, суюқ ҳолатга ўтказади. Кейин уранга бойитилган эритма яна қудуқлар орқали ер юзасига чиқарилиб, қайта ишлашга юборилади.

Ушбу усул Ўзбекистон, Қозоғистон ва бошқа қатор давлатлардаги уран конларида кенг қўлланилади.
Рудадан уран қандай ажратиб олинади?
Ер қаъридан олинган руда ёки уранли эритма дарҳол тайёр маҳсулотга айланмайди. У бир неча мураккаб технологик ва кимёвий жараёнлардан ўтади.
Уранни эритмалардан ажратиб олишда ион алмашинувчи материалларда сорбция қилиш ва кейинчалик десорбция жараёнлари кенг қўлланилади. Бу технологиялар таркибида уран миқдори нисбатан кам бўлган хомашёдан ҳам фойдали компонентни самарали ажратиб олиш имконини беради. Бугунги кунда дунёда қазиб олинаётган ураннинг 70 фоиздан ортиғи сорбцион технологиялар ёрдамида олинмоқда.
Уран ажратиб олиниб тозалангандан кейин бойитиш босқичига ўтади. Бу жараёнда ядро реакторларида ёқилғи сифатида ишлатиладиган U-235 изотопининг концентрацияси оширилади. Бойитишдан кейин қоладиган U-235 миқдори жуда паст бўлган уран, яъни, “камайтирилган уран” эса келажакда эҳтимолий фойдаланиш учун махсус омборларда сақланади.

Қизиқарли факт:
Ҳисоб-китобларга кўра, 1 килограмм U-235 ёқилғисининг энергетик қиймати тахминан 2,7 миллион килограмм кўмирнинг энергетик қийматига тенг. 1 кг кўмир ёқилганда тахминан 7 кВт·соат, 1 кг газдан эса 14 кВт·соат энергия ҳосил бўлади. Шу билан бирга, 1 кг урандан 620 минг кВт·соатгача энергия олиш мумкин. Бу кўмирдан олинадиган энергияга нисбатан қарийб 90 минг марта кўпдир. Яъни, жуда оз миқдордаги уран улкан ҳажмдаги анъанавий ёқилғининг ўрнини босиши мумкин.
Бугунги кунда дунёда ҳар йили ўртача 50-60 минг тонна уран қазиб олинади. Энг йирик уран ишлаб чиқарувчи давлатларга Қозоғистон, Канада, Намибия, Ўзбекистон, Австралия киради.

Қ.Санақулов, 

У.Шарафутдинов.