اليورانيوم باختصار

اليورانيوم معدن ثقيل للغاية ، ولكن بدلاً من الغرق في قلب الأرض ، يتركز على السطح. تم العثور على اليورانيوم بشكل حصري تقريبًا في القشرة القارية للأرض ، لأن ذراته لا تتناسب مع التركيب البلوري لمعادن الوشاح. يعتبر الجيوكيميائيون اليورانيوم أحد عناصر غير متوافقة، بشكل أكثر تحديدًا عضوًا في عنصر lithophile ذي الأيونات الكبيرة أو مجموعة LILE. متوسط ​​وفرتها ، على القشرة القارية بأكملها ، أقل بقليل من 3 أجزاء لكل مليون.

لا يحدث اليورانيوم على الإطلاق كمعدن. وبدلاً من ذلك ، غالبًا ما يحدث في الأكاسيد مثل معادن اليورانيوم (UO₂) أو pitchblende (اليورانيوم المؤكسد جزئيًا ، يُعطى عادةً على شكل U₃يا₈). في الحل ، اليورانيوم يسافر في مجمعات جزيئية مع كربونات وكبريتات وكلوريد طالما أن الظروف الكيميائية تتأكسد. ولكن في ظل ظروف الاختزال ، يخرج اليورانيوم من المحلول كمعادن أكسيد. هذا السلوك هو مفتاح التنقيب عن اليورانيوم. تحدث رواسب اليورانيوم بشكل رئيسي في بيئتين جيولوجيتين ، مكان بارد نسبيًا صخور رسوبية والساخنة في الجرانيت.

لأن اليورانيوم يتحرك في محلول تحت ظروف مؤكسدة ويتسرب تحت ظروف الاختزال يميل إلى التجمع حيث لا يوجد الأكسجين ، كما هو الحال في الصخر الأسود والصخور الأخرى الغنية بالمواد العضوية. إذا انتقلت السوائل المؤكسدة ، فإنها تحرك اليورانيوم وتركزه على طول الجزء الأمامي من السائل المتحرك. إن رواسب اليورانيوم المشهورة في هضبة كولورادو من هذا النوع ، والتي يعود تاريخها إلى بضع مئات من ملايين السنين الماضية. تركيزات اليورانيوم ليست عالية للغاية ، ولكن من السهل استخراجها ومعالجتها.

رواسب اليورانيوم الكبيرة في شمال ساسكاتشوان ، في كندا ، هي أيضًا ذات أصل رسوبي ولكن مع سيناريو مختلف لعمر أكبر بكثير. هناك قارة قديمة قد تآكلت بعمق خلال الحقبة البروتيروزوية المبكرة قبل حوالي 2 مليار سنة ، ثم غطت طبقات عميقة من الصخور الرسوبية. ال عدم المطابقة بين الصخور القاعدية المتآكلة وصخور الأحواض الرسوبية المتراكمة حيث يتركز النشاط الكيميائي وتدفقات السوائل من اليورانيوم إلى أجسام دائرية تصل إلى نقاء 70 في المائة. نشرت الجمعية الجيولوجية الكندية استكشافًا شاملاً لرواسب اليورانيوم المرتبطة بعدم المطابقة مع التفاصيل الكاملة لهذه العملية التي لا تزال غامضة.

في نفس الوقت تقريبًا في التاريخ الجيولوجي ، نمت رواسب اليورانيوم الرسوبية في إفريقيا الحالية وتتركز بشكل كافٍ لدرجة أنها "أشعلت" مفاعلًا نوويًا طبيعيًا ، واحدة من أجمل الحيل في الأرض.

عندما تصلب أجسام الجرانيت الكبيرة ، تتركز كميات ضئيلة من اليورانيوم في الأجزاء الأخيرة من السائل المتبقي. خاصة في المستويات الضحلة ، قد تكسر وتغزو الصخور المحيطة بالسوائل الحاملة للمعادن ، تاركة عروق الخام. المزيد من حلقات النشاط التكتوني يمكن أن تركز هذه بشكل أكبر ، وأكبر رواسب اليورانيوم في العالم هي واحدة من هذه ، مجمع breccia الهيماتيت في السد الأولمبي في جنوب أستراليا.

تم العثور على عينات جيدة من معادن اليورانيوم في المرحلة الأخيرة من تجميد الجرانيت - عروق البلورات الكبيرة والمعادن غير العادية التي تسمى pegmatites. قد توجد بلورات مكعبة من اليورانيوم ، وقشور سوداء من pitchblende وألواح من معادن اليورانيوم والفوسفات مثل torbernite (Cu (UO₂) (ص₄)₂· 8-12 ح₂س). معادن الفضة والفاناديوم والزرنيخ شائعة أيضًا حيث يوجد اليورانيوم.

اليورانيوم Pegmatite لا يستحق التعدين اليوم ، لأن رواسب الخام صغيرة. لكنها توجد فيها عينات معدنية جيدة.

يؤثر النشاط الإشعاعي لليورانيوم على المعادن المحيطة به. إذا كنت تفحص pegmatite ، فإن علامات اليورانيوم هذه تشمل فلوريت اسودت ، سلستايت أزرق ، كوارتز مدخن ، بريل ذهبي وفلدسبار أحمر اللون. أيضا ، العقيق الذي يحتوي على اليورانيوم هو فلوري بشكل مكثف مع اللون الأصفر والأخضر.

يحظى اليورانيوم بتقدير كبير بسبب محتواه الهائل من الطاقة ، والذي يمكن تسخيره لتوليد الحرارة في المفاعلات النووية أو إطلاقه في المتفجرات النووية. تنظم معاهدة عدم انتشار الأسلحة النووية والاتفاقيات الدولية الأخرى الاتجار باليورانيوم لضمان استخدامه للأغراض المدنية فقط. تبلغ التجارة العالمية في اليورانيوم أكثر من 60 ألف طن متري ، وتم احتسابها بالكامل بموجب البروتوكولات الدولية. أكبر منتجي اليورانيوم هم كندا وأستراليا وكازاخستان.

تقلبت أسعار اليورانيوم مع ثروات صناعة الطاقة النووية والاحتياجات العسكرية لمختلف البلدان. بعد انهيار الاتحاد السوفياتي ، تم تخفيف وبيع مخازن كبيرة من اليورانيوم المخصب وبيعه الوقود النووي بموجب اتفاقية شراء اليورانيوم عالي التخصيب ، والتي أبقت الأسعار منخفضة خلال التسعينات.

ومع ذلك ، اعتبارًا من عام 2005 تقريبًا ، ارتفعت الأسعار وخرج المنقبون في الحقل مرة أخرى للمرة الأولى منذ جيل. ومع تجديد الاهتمام بالطاقة النووية كمصدر طاقة خالٍ من الكربون في سياق الاحترار العالمي ، حان الوقت للتعرف على اليورانيوم مرة أخرى.