24.4 ПРО ТЕРМОДИНАМІКУ ФРАКЦІОНУВАННЯ ІЗОТОПІВ УРАНУ ТА ЛЕГКИХ ЕЛЕМЕНТІВ У ВОДНИХ РОЗЧИНАХ

УДК 546.791.027 : 550.426 • 📖 Випуск 24 / 2015• 61-72 сторінки

Белєвцев Р.Я., Блажко В.І., Лазаренко О.Є., Мельниченко Б.Ф., Ніколаєнко В.І., Співак С.Д., Степанюк Л.М., Терещенко С.І.

Белєвцев Р.Я. д. г-м. н., зав.від., професор, член-кор. НАН України, ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», belevtsev@ukr.net.
Блажко В.І.
н. с., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України»,
Лазаренко О.Є.
ст. н. с., к. г-м. н., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України»,
Мельниченко Б.Ф.
н. с., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України»,
Ніколаєнко В.І.
ст. н. с., к. г-м. н., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України»,
Співак С.Д.
пров. н. с., к. г. н., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України»,
Степанюк Л.М.
д. г-м. н., член-кор. НАН України, заст. директора Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П.Семененка НАН України,
Терещенко С.И.,
ст. н. с., к. г-м. н., ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України»

Анотація

В роботі надано термодинамічне та експериментальне обґрунтування фракціонування ізотопів урану і легких елементів у водних розчинах та розглянута можливість використання цих даних для розробки технології збагачення уранових руд ізотопом 235U. Фракціонування залежить від їх ізотопного складу, оскільки важкі ізотопи більш термодинамічно активні порівняно з легкими ізотопами тих же елементів, мають більшу від,ємну вільну енергію та ентальпію утворення і тому прагнуть утворити молекули з важкими ізотопами. Оцінено кількісно термодинамічні властивості цих молекул. Викладено результати експериментів по фракціонуванню ізотопів урану і легких елементів у водних розчинах та надано термодинамічне обгрунтування цьому ефекту при реакціях мінералоутворення в різних умовах кислотності та відновленості середовища. Оцінені кількісно фракціювання різних ізотопів і показана можливість практичного використання цих даних для розробки технології збагачення уранових руд ізотопом 235U, чому сприяє зростання відновленості, лужності та зменшення температури при ізотопному фракціюванню та осадження уранініту з водних урановмісних розчинів, а також участь в них легких ізотопів речовин. Вони також підтверджують гіпотезу про інфільтраційний генезис піздньопротерозойських альбіт-уранінітових та фанерозойських гідрогенних уранових родовищ.

Ключові слова: уран, термодинаміка, фракціювання ізотопів, експерименти, водний розчин, кислотно-відновленні умови, технологія збагачення урану.

Стаття



Література

  1. Белевцев Р.Я. В.И.Вернадский о геохимии окружающей среды // Збірник наукових праць. Інститут геохімії навколишнього середовища, вип. 22, Київ, 2013. с. 113-123.
  2. Соботович Э.В. Справочник по изотопной геохимии. М.: Энергоиздат, 1982.- 240 с.
  3. Тейлор Х.П. Применение изотопии кислорода и водорода к проблеме гидротермального изменения вмещающих пород и рудообразования // Стабильные изотопы и проблемы рудообразования. М.: Мир, 1977. – с. 213-295.
  4. Белевцев Я.Н., Коваль В.Б., Бакаржиев А.Х. и др. Генетические типы и закономерности размещения урановых месторождений Украины. – Киев: Наук.думка, 1995. – 396 с.
  5. Фомин Ю.А. Изотопный состав компонентов флюидных включений в месторождениях золота и урана докембрия Украинского щита // Зб. наук. праць ИГНС, вип. 20, 2012. – с. 11-29.
  6. Полинг Л. Общая химия. – М.: Мир, 1974. – 846 с.
  7. Бекман И.Н.  Уран.  Учебное  пособие.  Московский  государоственный   университет   им. М.В. Ломоносова, кафедра радиохимии, Москва, 2009, 300 с.
  8. Белевцев Р.Я. О термодинамическом анализе изотопного обмена в воде гидросферы и земной коры // Доповіді НАН України, 9, 2013. – с. 108-113.
  9. Термодинамические свойства индивидуальных веществ (Отв. ред. Глушко В.П. ). М.: «Наука», т.1, кн.2, 1978. – 327.
  10. Белевцев Р.Я., Бойченко С.Г., Спивак С.Д. и др. Термодинамика газового обмена в окружающей среде. Киев: Наук. Думка, 2007. – 247 с.
  11. Белевцев Р.Я., С.В.Бухарев, Г.Д.Коломиец. Концепция плутонического формирования континентальной земной коры Украинского щита // Мин. журнал, т. 22, № 2/3, 2000. – с.118- 131.
  12. Белевцев Р.Я. Происхождение и эволюция внешних геосфер: газоводной атмосферы, кислого океана, свободного атмосферного кислорода и возникновение жизни // Доповіді НАНУ, № 12, 2011. – с. 83-90.
  13. Дроздовская А.А., Мельник Ю.П. Некоторые термодинамические данные об устойчивости уранинитов переменного состава в гипергенных условиях // Атомная энергия, т.21, вып. 6, 1966,- с. 483-492.
  14. Дроздовская А.А., Мельник Ю.П. Термодинамический анализ устойчивости окислов урана в низкотемпературных карбонатных водах // Атомная энергия, т.22, вып. 5, 1967, – с. 401-422.
  15. Дроздовская А.А., Мельник Ю.П. Термодинамический анализ миграции урана в гипергенных сульфатных водах // Атомная энергия, т.22, вып. 5, 1967, – с. 423-439.
  16. Карпов И. К., С.А.Кашик, В.Д.Пампура. Константы веществ для термодинами ческих расчетов в геохимии и петрологии. – М.: Наука, 1968. – 143 с.
  17. Ронов А.Б.,   Ярошевский   А.А.,   Мигдасов   А.А.    Химическое   строение   земной  коры и геохимический баланс главных элементов. – М.: Наука, 1990. – 182 с.
  18. Рыбалов Б.Л.,   Омельяненко   Б.И.   Источники   рудного   вещества           эндогенных урановых месторождений. – М.: Наука, 1989. – 275 с.