.jpg/1280px-Yellowcake_(03010301).jpg)
Yellowcake (также называемый urania ) — это тип порошкообразного концентрата урана , получаемого из выщелачивающих растворов на промежуточном этапе переработки урановых руд . Это этап переработки урана после его добычи, но до изготовления топлива или обогащения урана . Концентраты Yellowcake готовятся различными методами экстракции и очистки в зависимости от типов руд. Обычно yellowcakes получают путем измельчения и химической обработки урановой руды , образуя грубый порошок, который имеет резкий запах, нерастворим в воде и содержит около 80% оксида урана , который плавится при температуре около 2880 °C.
Первоначально сырая урановая руда добывалась традиционным способом, и это до сих пор имеет место во многих шахтах. Сначала ее измельчают до мелкого порошка, пропуская через дробилки и измельчители, чтобы получить «пульпированную» руду. Затем ее обрабатывают концентрированными кислотными , щелочными или перекисными растворами для выщелачивания урана. Однако почти половина производства желтого кека теперь производится методом подземного выщелачивания , при котором раствор прокачивается через урановое месторождение, не нарушая почвы. [1] Желтый кек — это то, что остается после сушки и фильтрации. Желтый кек, производимый большинством современных заводов, на самом деле коричневый или черный, а не желтый; название происходит от цвета и текстуры концентратов, полученных в ходе ранних горнодобывающих операций. [2] [3]
_production_in_1950_through_2021_(52242826664).png/1280px-U.S._uranium_concentrate_(U3O8)_production_in_1950_through_2021_(52242826664).png)
Первоначально соединения, образующиеся в желтых кеках, не были идентифицированы; в 1970 году Бюро горнодобывающей промышленности США все еще называло желтые кеки конечным осадком, образующимся в процессе измельчения, и считало его диуранатом аммония или диуранатом натрия . Составы были разными и зависели от выщелачивающего агента и последующих условий осаждения. Соединения, идентифицированные в желтых кеках, включают гидроксид уранила , сульфат уранила , парауранат натрия и перекись уранила , а также различные оксиды урана . Современный желтый кек обычно содержит от 70% до 90% октаоксида триурана ( U3O8 ) по весу. Существуют и другие оксиды, такие как диоксид урана (UO2 ) и триоксид урана (UO3 ) . [4]
Желтый кек производится всеми странами, где добывают урановую руду. [1]
Желтый кек используется при приготовлении 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, образуя газ гексафторида урана (UF6 ) . Затем газ подвергается разделению изотопов посредством процесса газовой диффузии или в газовой центрифуге . Это может производить низкообогащенный уран , содержащий до 20% U-235, который пригоден для использования в большинстве крупных гражданских электроэнергетических реакторов. При дальнейшей обработке получается высокообогащенный уран , содержащий 20% или более U-235, который пригоден для использования в компактных ядерных реакторах, обычно используемых для питания военных кораблей и подводных лодок . Дальнейшая обработка может дать оружейный уран с уровнями U-235, обычно превышающими 90%, пригодный для ядерного оружия .
Уран в желтом кеке почти исключительно (>99%) состоит из U-238 с очень низкой радиоактивностью. U-238 имеет период полураспада 4,468 миллиарда лет и испускает радиацию с низкой скоростью. Эта стадия обработки происходит до того, как более радиоактивный U-235 концентрируется, поэтому по определению эта стадия урана имеет ту же радиоактивность, что и в природе, когда он находился под землей, поскольку пропорции изотопов находятся в их естественной относительной концентрации. Желтый кек опасен при вдыхании. [5]