Курсовая теория на тему Курсовая по предмету: «Кристаллография и минералогия» (Одну тему на выбор)

Содержание:

Введение 2
1. Физико-химические свойства урана 4
1.2 Изотопы урана 5
1.3 Изотоп урана- 235 7
1.4 Изотоп урана 238 8
2. Минералы урана и их классификация 8
2.1 Классификация собственных урановых минералов по химическому составу 9
2.2 Классификация урансодержащих минералов по химическому составу 11
2.3 Классификация урановых минералов по происхождению (по генезису) 12
Заключение 31
Список использованной литературы 32

Введение:

В тонне гранитной породы (уранинит, монацит, урановые слюдки) содержится примерно 25 грамм урана. Энергия, способная выделиться при сгорании в реакторе этих 25 грамм, сравнима с энергией, которая выделяется при сгорании 125 тонн каменного угля в топках мощных тепловых котлов. Исходя из этих данных, можно предположить, что в недалеком будущем гранитные включения (монациты, уран и пр.) станут считать одним из видов минерального топлива. Всего же в относительно тонком двадцатикилометровом поверхностном слое земной коры содержится примерно 1014 тонн урана, при переводе в энергетический эквивалент получается просто колоссальная цифра — 2,36 * 1024 киловатт-часов. Даже все вместе взятые разрабатываемые, разведанные и предполагаемые месторождения горючих ископаемых не способны дать и миллионной доли этой энергии!
Известно, что урановые сплавы, подвергнутые термической обработке, отличаются большими пределами текучести, ползучести и повышенной коррозионной стойкостью, меньшей склонностью к формоизменению изделий при колебаниях температуры и под воздействием облучения. Исходя из этих принципов, в начале XX века и вплоть до тридцатых годов уран в виде карбида применяли в производстве инструментальных сталей. Кроме того, он шел на замену вольфрама в некоторых сплавах, что было дешевле и доступнее. В производстве ферроурана доля U составляла до 30%. Правда во второй трети XX века такое применение урана сошло на нет.
Как известно в недрах Земли идет постоянный процесс распада изотопов урна и их периодическое получение из космоса в виде болидов (ярко горящие метеоры, часто — предвестники цунами, оставляют дыры в земле). Так вот, учеными было подсчитано, что мгновенное высвобождении энергии всей массы этого металла, заключенного в земную оболочку, разогрело бы нашу планету до температуры в несколько тысяч градусов.
Тема данной работы крайне актуальна, поскольку изучение свойств и характеристик ураносодержащих минералов способствует значительному расширению знаний в области кристаллохимии и минералогии, которые являются очень важной составляющей уранового производства.
Целью работы является изучение свойств ураносодержащих минералов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Дать характеристику химическому элементу уран с физико-химической точки зрения.
2. Изучить основные минералы урана и их классификацию.
Объект исследования: Ураносодержащие минералы.
Предмет исследования: Свойства минералов урана.

Заключение:

Урановые минералы (минералы урана, минералогия урана) — группа минералов, в состав которых входит элемент уран (№ 92 U 238). Большая часть минералов урана встречается в малом количестве и является минералогической редкостью.
Они важны для минералогии, горного дела, охраны здоровья и природы. Большая часть минералов урана встречается в малом количестве и является минералогической редкостью.
Урановые минералы встречаются в урановых рудах, которые содержат уран в концентрациях, количествах и соединениях, при которых его промышленная добыча экономически целесообразна.
Минералы урана и их состав определяются различными методами:
радиометрические
люминесцентные
радиографические
метод отпечатка
химический анализ
оптические и электронно-микроскопические
cпектральный анализ
Кристаллохимический.

Урановые минералы (минералы урана, минералогия урана) — группа минералов, в состав которых входит элемент уран (№ 92 U 238). Большая часть минералов урана встречается в малом количестве и является минералогической редкостью.
Они важны для минералогии, горного дела, охраны здоровья и природы. Большая часть минералов урана встречается в малом количестве и является минералогической редкостью.
Урановые минералы встречаются в урановых рудах, которые содержат уран в концентрациях, количествах и соединениях, при которых его промышленная добыча экономически целесообразна.
Минералы урана и их состав определяются различными методами:
радиометрические
люминесцентные
радиографические
метод отпечатка
химический анализ
оптические и электронно-микроскопические
cпектральный анализ
Кристаллохимический.

Фрагмент текста работы:

1. Физико-химические свойства урана

Уран, элемент с порядковым номером 92, самый тяжелый из встречающихся в природе. Использовался он еще в начале нашей эры, осколки керамики с желтой глазурью (содержащие более 1% оксида урана) находились среди развалин Помпеи и Геркуланума.
Уран был открыт в 1789 году в урановой смолке немецким химиком Мартоном Генрихом Клапротом, назвавшего его в честь планеты уран, открытой в 1781. Впервые получил металлический уран французский химик Юджин Пелиго в 1841, восстановив безводный тетрахлорид урана калием. В 1896 году Антуан-Анри Беккерель открывает явление радиоактивности урана случайным засвечиванием фотопластинок ионизирующим излучением от оказавшегося поблизости кусочка соли урана.
Уран очень тяжелый, серебристо-белый глянцеватый металл. В чистом виде он немного мягче стали, ковкий, гибкий, обладает небольшими парамагнитными свойствами. Уран имеет три аллотропные формы: альфа (призматическая, стабильна до 667.7°C), бета (четырехугольная, стабильна от 667.7 до 774.8°C), гамма (с объемно центрированной кубической структурой, существующей от 774.8 °C до точки плавления), в которых уран наиболее податлив и удобен для обработки. Альфа-фаза — очень примечательный тип призматической структуры, состоящей из волнистых слоев атомов в чрезвычайно асимметричной призматической решетке. Такая анизотропная структура затрудняет сплав урана с другими металлами. Только молибден и ниобий могут создавать с ураном твердофазные сплавы. Правда, металлический уран может вступать во взаимодействие со многими сплавами, образуя интерметаллические соеденинения.
Основные физические свойства урана:
температура плавления 1132.2 °C (+/- 0.8);
температура кипения 3818 °C;
плотность 18.95 (в альфа-фазе);
удельная теплоемкость 6.65 кал/моль/°C (25 C);
прочность на разрыв 450 МПа.
Химически уран очень активный металл. Быстро окисляясь на воздухе, он покрывается радужной пленкой оксида. Мелкий порошок урана самовоспламеняется на воздухе, он зажигается при температуре 150-175 °C, образуя U3O8. При 1000 °C уран соединяется с азотом, образуя желтый нитрид урана. Вода способна разъедать металл, медленно при низкой температуре, и быстро при высокой. Уран растворяется в соляной, азотной и других кислотах, образуя четырехвалентные соли, зато не взаимодействует с щелочами. Уран вытесняет водород из неорганических кислот и солевых растворов таких металлов как ртуть, серебро, медь, олово, платина и золото. При сильном встряхивании металлические частицы урана начинают светиться [3].
Уран имеет четыре степени окисления — III-VI. Шестивалентные соединения включают в себя триокись уранила UO3 и уранилхлорид урана UO2Cl2. Тетрахлорид урана UCl4 и диоксид урана UO2 — примеры четырехвалентного урана. Вещества, содержащие четырехвалентный уран обычно нестабильны и обращаются в шестивалентные при длительном пребывании на воздухе. Ураниловые соли, такие как уранилхлорид распадаются в присутствии яркого света или органики.