Введение

Порошок уранового концентрата, химическое соединение урания.

Yellowcake (также называемый ураниевым концентратом) – это тип порошка уранового концентрата, получаемый из растворов выщелачивания на промежуточной стадии переработки урановых руд. Это этап переработки урана после его добычи, но до изготовления ядерного топлива или обогащения урана. Концентраты yellowcake получают различными методами извлечения и очистки, в зависимости от типа руды. Как правило, yellowcake получают в результате измельчения и химической переработки урановой руды, в результате чего образуется грубый порошок с резким запахом, нерастворимый в воде и содержащий около 80% оксида урана, который плавится при температуре приблизительно 2880 °C.

Обзор

Первоначально сырая урановая руда добывалась традиционным способом, и это до сих пор применяется на многих шахтах. Сначала её измельчают до мелкого порошка, пропуская через дробилки и мельницы, для получения "пульпы". Затем пульпа обрабатывается концентрированными кислотными, щелочными или пероксидными растворами для выщелачивания урана. Однако почти половина производства "желтого пирога" сейчас осуществляется методом инситу-выщелачивания, при котором раствор прокачивается через урановое месторождение, не нарушая грунт. Изначально соединения, входящие в состав "желтого пирога", не были идентифицированы; в 1970 году Геологическая служба США (ранее Бюро по горнодобывающей промышленности) все еще называла "желтый пирог" конечным осадком, образующимся в процессе обогащения, и считала его диуранатом аммония или диуранатом натрия. Состав был переменным и зависел от выщелачивающего реагента и последующих условий осаждения. Среди соединений, идентифицированных в "желтом пироге", – уранилгидроксид, уранилсульфат, парауранат натрия и пероксид уранила, а также различные оксиды урана. Современный "желтый пирог" обычно содержит от 70% до 90% триоксида урана (U3O8) по массе. Также присутствуют другие оксиды, такие как диоксид урана (UO2) и триоксид урана (UO3). "Желтый пирог" производится во всех странах, где ведется добыча урановой руды.

Дальнейшая обработка

Желтый кек (yellowcake) используется при подготовке уранового топлива для ядерных реакторов, для чего он переплавляется в очищенный UO2 для использования в топливных стержнях для тяжеловодных реакторов под давлением и других систем, использующих природный необогащенный уран. Очищенный уран также может быть обогащен до изотопа U 235. В этом процессе оксиды урана соединяются с фтором с образованием газообразного гексафторида урана (UF6). Затем газ подвергается разделению изотопов посредством газодиффузии или в газовой центрифуге. Это позволяет получить низкообогащенный уран, содержащий до 20% U 235, пригодный для использования в большинстве крупных гражданских атомных электростанций. При дальнейшей переработке получается высокообогащенный уран, содержащий 20% или более U 235, который подходит для использования в компактных ядерных реакторах, обычно применяемых для привода военных кораблей и подводных лодок. Дальнейшая переработка может дать уран оружейного качества с содержанием U 235, как правило, выше 90%, пригодный для создания ядерного оружия.

Радиоактивность и безопасность

Уран в желтом пироге состоит почти исключительно (>99%) из U 238 и обладает очень низкой радиоактивностью. U 238 имеет период полураспада 4,468 миллиарда лет и излучает радиацию медленно. Эта стадия переработки происходит до концентрации более радиоактивного U 235, поэтому, по определению, радиоактивность урана на этой стадии соответствует его естественному уровню, когда он находился в земле, поскольку соотношение изотопов сохраняется в природной пропорции. Желтый пирог опасен при вдыхании.